北航计算机课程-科学计算可视化算法-大作业-三维球体体数据生成及绘制

北航计算机课程科学计算可视化算法大作业masikkk#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>usingnamespacestd;#defineSTEP0.02//采样间隔//体素结构体typedefstructVoxel{floatx;floaty;floatz;intvalue;}Voxel;vector<Voxel>VolumeData;//体素数组GLfloath;//视点z轴坐标//求两点间距离floatDistance(floata[3],floatb[3]){returnsqrt((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voidGenerateVolumeData(floatRadi,floatCent[3]){floatRadius=Radi;//半径floatCenter[3];//球心floatBoundBoxStart[3];//包围盒起点坐标，左下角顶点floatBoundBoxEnd[3];//包围盒终点坐标，右上角顶点//初始化for(intm=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}ofstreamfout_VolumeData;fout_VolumeData.open("VolumeData.txt");//保存体数据的文件//遍历包围盒内的点for(floati=BoundBoxStart[0];i<=BoundBoxEnd[0];i+=STEP){for(floatj=BoundBoxStart[1];j<=BoundBoxEnd[1];j+=STEP){for(floatk=BoundBoxStart[2];k<=BoundBoxEnd[2];k+=STEP*2){floatpoint[3]={i,j,k};floatdist=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0fout_VolumeData<<0;elseif(dist<Radius)//点point在球内，输出-1fout_VolumeData<<-1;else//if(dist>Radius)//点point在球外，输出1fout_VolumeData<<1;fout_VolumeData<<endl;}}}fout_VolumeData.close();}//窗口初始化和大小改变时，调用此函数voidCALLBACKreshape(GLsizeiw,GLsizeih){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voidCALLBACKdisplay(){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>::iteratoriter=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voidCALLBACKUp(){h+=0.1;}//下方向键voidCALLBACKDown(){h-=0.1;}voidmain(){floatRadius=1;//半径floatCenter[3]={0,0,0};//球心GenerateVolumeData(Radius,Center);//生成体数据并保存到文件ifstreamfin;fin.open("VolumeData.txt");if(!fin)cout<<"无法翻开体数据文件"<<endl;//将体数据读入体素数组while(!fin.eof()){Voxelvox;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_FLA