Вывод текста в играх
Во всех графических API - нет прямых способов вывести текст. Вывод текста также не заложен в драйвер видеокарты. Графическая система (OpenGL, Metal, Vulkan) может выводить только треугольники, линии и точки. DirectX имеет средства для загрузки шрифтов из коробки. Выводом текста занимается уже движок. Есть несколько способов, которыми мы можем воспользоваться при выводе текста.
Вывод с помощью окрашенных полигонов
Самый не популярный способ вывода текста. Для вывода текста используются окрашенные в один цвет (цвет можно менять динамически, тем самым можно получить градиент) полигоны. Каждая буква отрисовывается отдельно по частям.
Из плюсов - быстрый вывод. Минусов в таком варианте достаточно много. Перерасход памяти - на каждый символ нужно хранить массив точек. При увеличении текста - нужно поднять детализацию каждого символа, чтобы не было видно ступенчитости. Каждый шрифт - свой набор для того же набора символов. Все модели символов должны быть созданы заранее.
Вывод текста с помощью текстуры
Тут тоже имеем несколько вариантов. Начнем с самого простого - Bitmap Font. Весь набор символов мы генерируем предварительно в один атлас.
Другой способ - генерация налету. Для этого в движок передаются любой шрифт в формате ttf или otf. Он внутри создает сам текстуру и создает разметку. Для работы со шрифтами используются библиотеки FreeType и stb_truetype. Тут также можно сделать нужную обводку символов и необходимый цвет. Чтобы была возможность выводить разным цветов - шрифт генерируется только для Alpha канала. Т.е. мы храним только прозрачность пикселей каждого символа. А меняем цвет уже в шейдере. Один из минусов данного способа - время на создание текстуры. В остальном такой способ самый распространенный. Также как и вариант с Bitmap Font, созданный в приложении.
При просчете текстуры мы используем FreeType или stb_truetype. Типичная схема для символа предоставлена ниже.
Есть еще способ вывода текста - Signed Distance Field.
Для вывода таким способом создается изображение с картой расстояний . Такой способ вывода графики предложила Valve в игре Team Fortress 2. Данный способ позволяет экономить память на таких текстурах и не требовательный к ресурсам. Более подробно об этом способе можно почитать тут , поскольку данный способ достоин отдельной статьи.
Как мы видим вывод текста задача не тривиальная. Если мы еще добавим к выводу перенос по словам, выравнивание, размер шрифта цвет и другие параметры - будет видно насколько эта задачка может усложниться.
Это сводится к более общей проблеме — растеризации вектора, а с этим человечество бьётся уже которое десятилетие...
С помощью Signed Distance Field чуть-чуть приблизились к этому, но все равно об полноценном векторе речи пока не идет.
Если судить по Unity и TextMesh Pro, signed distance field действительно дает очень симпатичный результат.
Статья старая, но уже в ней было упоминание работы Эрика, о которой забыли сказать, а это самое важное из статьи: библиотека Slug от https://twitter.com/EricLengyel которая рендерит напрямую векторные глифы на GPU.
Не совсем по теме, но бесит, что в играх часто окно с текстом под текст не подгоняется и прокрутка не появляется, почему нельзя нормально сделать?
А как бы ты это реализовал для всех локалей разом, в общем виде, чтобы и сеточка оставалась на месте, и содержимое динамические масштабировалось? В вебе вот до сих пор ничего не придумали однозначно толкового, то тут, то там чего-то едет.
Отличная статья.