OpenGL三维球体数据生成与绘制【附源码】

OpenGL三维球体数据生成与绘制【附源码】

OpenGL三维球体数据生成与绘制源码：

#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：

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