在vs中用c++绘制bezier曲面并改变网格定点位置(书写代码)

时间: 2023-12-19 11:07:56 浏览: 53
以下是一个简单的示例代码,可以在 Visual Studio 中使用 C++ 绘制一个 Bezier 曲面,并通过改变网格定点位置来调整曲面形状: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <cmath> #include <GL/glut.h> // OpenGL 窗口库头文件 using namespace std; const int WINDOW_WIDTH = 800; const int WINDOW_HEIGHT = 600; const float PI = 3.1415926f; // 定义控制点数组,共有 16 个点,用于构建 4x4 网格 vector<float> controlPoints = { -1.5f, -1.5f, 4.0f, -0.5f, -1.5f, 2.0f, 0.5f, -1.5f, -1.0f, 1.5f, -1.5f, -2.0f, -1.5f, -0.5f, 1.5f, -0.5f, -0.5f, 3.0f, 0.5f, -0.5f, 0.0f, 1.5f, -0.5f, -1.0f, -1.5f, 0.5f, 4.0f, -0.5f, 0.5f, 0.0f, 0.5f, 0.5f, 3.0f, 1.5f, 0.5f, 4.0f, -1.5f, 1.5f, -2.0f, -0.5f, 1.5f, -0.5f, 0.5f, 1.5f, -1.0f, 1.5f, 1.5f, 2.0f }; // 定义网格数组,共有 16x3 个点,用于绘制 4x4 网格 vector<float> gridPoints; // 定义 Bezier 曲面的阶数 const int ORDER = 3; // 计算组合数 int nChoosek(int n, int k) { if (k > n) return 0; if (k == 0) return 1; return nChoosek(n-1, k-1) * n / k; } // 计算 Bezier 基函数 float basisFunc(int i, int k, float t) { return nChoosek(ORDER, i) * pow(t, i) * pow(1-t, ORDER-i); } // 计算 Bezier 曲面上某个点的坐标 vector<float> computePointOnSurface(float u, float v) { vector<float> point = {0, 0, 0}; for (int i = 0; i <= ORDER; i++) { for (int j = 0; j <= ORDER; j++) { float basis = basisFunc(i, ORDER, u) * basisFunc(j, ORDER, v); int index = (i * (ORDER+1) + j) * 3; point[0] += controlPoints[index] * basis; point[1] += controlPoints[index+1] * basis; point[2] += controlPoints[index+2] * basis; } } return point; } // 初始化 OpenGL void init() { // 设置清空颜色为黑色 glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f); // 计算网格点坐标 for (float v = 0; v <= 1.0f; v += 0.1f) { for (float u = 0; u <= 1.0f; u += 0.1f) { vector<float> point = computePointOnSurface(u, v); gridPoints.push_back(point[0]); gridPoints.push_back(point[1]); gridPoints.push_back(point[2]); } } } // 绘制 Bezier 曲面 void drawBezierSurface() { // 设置颜色为白色 glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f); // 绘制曲面 glBegin(GL_QUADS); for (int i = 0; i < 9; i++) { for (int j = 0; j < 9; j++) { int index1 = (i * 10 + j) * 3; int index2 = ((i+1) * 10 + j) * 3; int index3 = ((i+1) * 10 + j+1) * 3; int index4 = (i * 10 + j+1) * 3; glVertex3f(gridPoints[index1], gridPoints[index1+1], gridPoints[index1+2]); glVertex3f(gridPoints[index2], gridPoints[index2+1], gridPoints[index2+2]); glVertex3f(gridPoints[index3], gridPoints[index3+1], gridPoints[index3+2]); glVertex3f(gridPoints[index4], gridPoints[index4+1], gridPoints[index4+2]); } } glEnd(); // 绘制网格 glColor3f(0.5f, 0.5f, 0.5f); glBegin(GL_LINES); for (int i = 0; i < 10; i++) { for (int j = 0; j < 10; j++) { int index1 = (i * 10 + j) * 3; int index2 = (i * 10 + j+1) * 3; int index3 = ((i+1) * 10 + j) * 3; int index4 = ((i+1) * 10 + j+1) * 3; if (j != 9) { glVertex3f(gridPoints[index1], gridPoints[index1+1], gridPoints[index1+2]); glVertex3f(gridPoints[index2], gridPoints[index2+1], gridPoints[index2+2]); } if (i != 9) { glVertex3f(gridPoints[index1], gridPoints[index1+1], gridPoints[index1+2]); glVertex3f(gridPoints[index3], gridPoints[index3+1], gridPoints[index3+2]); } } } glEnd(); } // 窗口重绘回调函数 void display() { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); // 清空颜色和深度缓冲区 glLoadIdentity(); // 重置变换矩阵 // 将曲面平移、旋转、缩放到合适位置 glTranslatef(0.0f, 0.0f, -10.0f); glRotatef(30.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f); glRotatef(45.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f); glScalef(2.0f, 2.0f, 2.0f); drawBezierSurface(); // 绘制 Bezier 曲面 glutSwapBuffers(); // 切换前后缓冲区,显示绘制结果 } // 窗口大小改变回调函数 void reshape(int width, int height) { glViewport(0, 0, width, height); // 设置视口大小 glMatrixMode(GL_PROJECTION); // 选择投影矩阵 glLoadIdentity(); // 重置投影矩阵 gluPerspective(60.0f, (float)width/height, 1.0f, 100.0f); // 设置投影矩阵 glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // 选择模型视图矩阵 } // 鼠标移动回调函数 void mouseMove(int x, int y) { // 将鼠标坐标转换为 [-1, 1] 范围内的坐标 float u = (float)x / WINDOW_WIDTH * 2.0f - 1.0f; float v = (float)(WINDOW_HEIGHT-y) / WINDOW_HEIGHT * 2.0f - 1.0f; // 遍历控制点数组,将鼠标附近的控制点位置改变一定值 for (int i = 0; i < 16; i++) { int index = i * 3; float dx = controlPoints[index] - u; float dy = controlPoints[index+1] - v; float distance = sqrt(dx*dx + dy*dy); if (distance < 0.05f) { controlPoints[index] += dx * 0.1f; controlPoints[index+1] += dy * 0.1f; } } // 清空网格点数组,重新计算网格点坐标 gridPoints.clear(); for (float v = 0; v <= 1.0f; v += 0.1f) { for (float u = 0; u <= 1.0f; u += 0.1f) { vector<float> point = computePointOnSurface(u, v); gridPoints.push_back(point[0]); gridPoints.push_back(point[1]); gridPoints.push_back(point[2]); } } glutPostRedisplay(); // 标记窗口需要重绘 } int main(int argc, char **argv) { glutInit(&argc, argv); // 初始化 GLUT 库 glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH); // 设置双缓冲、RGB 颜色模式和深度测试 glutInitWindowSize(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT); // 设置窗口大小 glutCreateWindow("Bezier Surface"); // 创建窗口并设置标题 init(); // 初始化 OpenGL glutDisplayFunc(display); // 设置窗口重绘回调函数 glutReshapeFunc(reshape); // 设置窗口大小改变回调函数 glutPassiveMotionFunc(mouseMove); // 设置鼠标移动回调函数 glEnable(GL_DEPTH_TEST); // 启用深度测试 glutMainLoop(); // 进入事件循环,等待窗口事件发生 return 0; } ``` 这个示例代码使用了 OpenGL 库来绘制 Bezier 曲面和网格,你需要在 Visual Studio 中添加 OpenGL 库的链接库和头文件,否则代码将无法编译。另外,示例代码中使用了鼠标移动事件来改变控制点位置,你需要在窗口显示时移动鼠标才能看到效果。

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