OpenGL三维球体体数据生成与绘制

#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
}