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OpenGL三维球体体数据生成与绘制

代码如下:

#include<iostream>
#include<fstream>
#include<vector>
#include<math.h>
#include <windows.h>
#include <gl/gl.h>
#include <gl/glu.h>
#include <gl/glut.h>
#include <gl/glaux.h>
#include <math.h>
using namespace std;

#define STEP 0.02   //采样间隔 

//体素结构体
typedef struct Voxel
{
    float x;
    float y;
    float z;
    int value;
}Voxel;

vector<Voxel> VolumeData;//体素数组
GLfloat h;//视点z轴坐标

//求两点间距离
float Distance(float a[3], float b[3])
{
    return sqrt( (a[0]-b[0]) * (a[0]-b[0]) +
                 (a[1]-b[1]) * (a[1]-b[1]) +
                 (a[2]-b[2]) * (a[2]-b[2])  );
}

//生成球的体数据并保存到文件,参数是半径和球心
void GenerateVolumeData(float Radi, float Cent[3])
{
    float Radius = Radi;//半径
    float Center[3];//球心
    float BoundBoxStart[3];//包围盒起点坐标,左下角顶点
    float BoundBoxEnd[3];//包围盒终点坐标,右上角顶点

    //初始化
    for(int m=0; m<3; m++)
    {
        Center[m] = Cent[m];//球心
        BoundBoxStart[m] = Center[m] - Radius;//包围盒起点
        BoundBoxEnd[m] = Center[m] + Radius + 0.02;//包围盒终点
    }

    ofstream fout_VolumeData;
    fout_VolumeData.open("VolumeData.txt");//保存体数据的文件

    //遍历包围盒内的点
    for(float i=BoundBoxStart[0]; i<=BoundBoxEnd[0]; i+=STEP)
    {
        for(float j=BoundBoxStart[1]; j<=BoundBoxEnd[1]; j+=STEP)
        {
            for(float k=BoundBoxStart[2]; k<=BoundBoxEnd[2]; k+=STEP*2)
            {
                float point[3]={i,j,k};
                float dist = Distance(point,Center);//点point和球心之间的距离
                fout_VolumeData.setf(ios::fixed);//不以科学技术法显示
                fout_VolumeData.precision(5);//设置精度
                fout_VolumeData <<i<<" "<<j<<" "<<k<<" ";//输出坐标
                if( fabs(dist-Radius) < 0.01 )//点point在球上,输出0
                    fout_VolumeData << 0;
                else if( dist < Radius )//点point在球内,输出-1
                    fout_VolumeData << -1;
                else// if( dist > Radius )//点point在球外,输出1
                    fout_VolumeData << 1;
                fout_VolumeData <<endl;
            }
        }
    }
    fout_VolumeData.close();
}


//窗口初始化和大小改变时,调用此函数
void CALLBACK reshape(GLsizei w,GLsizei h)
{
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);//设置当前矩阵为投影变换矩阵
    glLoadIdentity();//初始化当前矩阵
    gluPerspective(20,1,0,3);//设置透视投影矩阵
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//设置当前矩阵为模式变换矩阵
    glViewport(0,0,w,h);//设置视区变换
}

//显示函数
void CALLBACK display()
{
    glClearColor(0,1,1,1);//设置窗口背景颜色
    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//清颜色缓冲区

    glLoadIdentity();//重置变换矩阵
    gluLookAt(5,5,h,0,0,0,0,1,0);//设置视点坐标
    glColor3f(1,0,0);//设置前景色

    glBegin(GL_POINTS);
    //遍历体素数组
    vector<Voxel>::iterator iter = VolumeData.begin();
    for(; iter != VolumeData.end(); iter++)
    {
        if( iter->value==0)
            glVertex3f(iter->x,iter->y,iter->z);
    }
    glEnd();

    glFlush();//刷新缓冲区
}

//上方向键
void CALLBACK Up()
{
    h+=0.1;
}

//下方向键
void CALLBACK Down()
{
    h-=0.1;
}

void main()
{
    float Radius = 1;//半径
    float Center[3]={0,0,0};//球心

    GenerateVolumeData(Radius,Center);//生成体数据并保存到文件

    ifstream fin;
    fin.open("VolumeData.txt");
    if(!fin) cout<<"无法打开体数据文件"<<endl;

    //将体数据读入体素数组
    while(!fin.eof())
    {
        Voxel vox;
        fin >> vox.x;
        fin >> vox.y;
        fin >> vox.z;
        fin >> vox.value;
        VolumeData.push_back(vox);//插入数组
    }

    auxInitDisplayMode(AUX_SINGLE | AUX_RGBA);//设置窗口显示模式
    auxInitPosition(0,0,500,500);//设置窗口位置
    auxInitWindow("三维球体");//窗口标题

    glShadeModel(GL_FLAT);//设置着色模式为恒定着色

    //上下方向键调整视点位置
    auxKeyFunc(AUX_UP,Up);
    auxKeyFunc(AUX_DOWN,Down);

    auxReshapeFunc(reshape);//重定形状
    auxMainLoop(display);//循环绘制
}

效果图:


三维球体1


三维球体2


三维球体3

源码下载:http://download.csdn.net/detail/masikkk/5031043

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创建日期 2013-01-26
修改日期 2017-07-14
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