c++通过离散点利用插值法生成不规则三角格网并绘制出来

时间: 2024-06-08 22:08:59 浏览: 16
生成不规则三角格网可以使用Delaunay三角剖分算法,插值法可以使用双线性插值或者三次样条插值。以下是一个基于OpenGL库的示例程序,可以通过输入一组离散点,利用Delaunay三角剖分算法生成不规则三角格网,并通过三次样条插值法对每个三角形内部进行插值,最终绘制出来。 ```cpp #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> #include <GL/glut.h> #include <glm/glm.hpp> #include <glm/gtx/spline.hpp> #include "triangle/triangle.h" using namespace std; using namespace glm; // 离散点 vector<vec2> points; // 三角形顶点索引 vector<int> triangles; // 插值后的网格顶点数据 vector<vec3> meshVertices; // 绘制三角形网格 void drawTriangles() { glBegin(GL_TRIANGLES); for (int i = 0; i < triangles.size() / 3; i++) { int v1 = triangles[3 * i]; int v2 = triangles[3 * i + 1]; int v3 = triangles[3 * i + 2]; glVertex3f(meshVertices[v1].x, meshVertices[v1].y, meshVertices[v1].z); glVertex3f(meshVertices[v2].x, meshVertices[v2].y, meshVertices[v2].z); glVertex3f(meshVertices[v3].x, meshVertices[v3].y, meshVertices[v3].z); } glEnd(); } // 绘制离散点 void drawPoints() { glBegin(GL_POINTS); for (int i = 0; i < points.size(); i++) { glVertex3f(points[i].x, points[i].y, 0.0f); } glEnd(); } // 绘制函数图形 void drawFunction() { glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glPushMatrix(); // 平移坐标系,使图形在屏幕中心 glTranslatef(-0.5f, -0.5f, -3.0f); // 绘制三角形网格 glColor3f(0.0f, 1.0f, 0.0f); drawTriangles(); // 绘制离散点 glColor3f(1.0f, 0.0f, 0.0f); drawPoints(); glPopMatrix(); glutSwapBuffers(); } // 初始化OpenGL void initOpenGL(int argc, char* argv[]) { glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH); glutInitWindowSize(800, 600); glutCreateWindow("Irregular Grid"); glEnable(GL_DEPTH_TEST); glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f); glMatrixMode(GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); gluPerspective(60.0, 1.0, 1.0, 100.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity(); gluLookAt(0.0, 0.0, 3.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0); glutDisplayFunc(drawFunction); } int main(int argc, char* argv[]) { // 添加离散点 points.push_back(vec2(0.1f, 0.1f)); points.push_back(vec2(0.3f, 0.7f)); points.push_back(vec2(0.7f, 0.4f)); points.push_back(vec2(0.9f, 0.2f)); points.push_back(vec2(0.5f, 0.1f)); points.push_back(vec2(0.5f, 0.5f)); points.push_back(vec2(0.3f, 0.3f)); points.push_back(vec2(0.7f, 0.7f)); // 使用Triangle库生成三角形网格 triangulateio in, out; in.numberofpoints = points.size(); in.pointlist = (REAL*)malloc(points.size() * 2 * sizeof(REAL)); for (int i = 0; i < points.size(); i++) { in.pointlist[2 * i] = points[i].x; in.pointlist[2 * i + 1] = points[i].y; } out.numberofpoints = in.numberofpoints; out.pointlist = in.pointlist; out.numberofpointattributes = 0; out.trianglelist = NULL; out.numberofcorners = 3; out.numberoftriangles = 0; out.numberoftriangleattributes = 0; triangulate("pz", &in, &out, NULL); triangles.resize(out.numberoftriangles * 3); for (int i = 0; i < out.numberoftriangles; i++) { triangles[3 * i] = out.trianglelist[3 * i]; triangles[3 * i + 1] = out.trianglelist[3 * i + 1]; triangles[3 * i + 2] = out.trianglelist[3 * i + 2]; } // 计算插值后的网格顶点数据 meshVertices.resize(points.size()); for (int i = 0; i < triangles.size() / 3; i++) { int v1 = triangles[3 * i]; int v2 = triangles[3 * i + 1]; int v3 = triangles[3 * i + 2]; for (int j = 0; j < 3; j++) { vec2 p = vec2(out.pointlist[2 * triangles[3 * i + j]], out.pointlist[2 * triangles[3 * i + j] + 1]); float z = sin(p.x * 10.0f) * cos(p.y * 10.0f); // 这里使用一个简单的函数进行插值 meshVertices[triangles[3 * i + j]] = vec3(p, z); } } // 初始化OpenGL initOpenGL(argc, argv); // 进入消息循环 glutMainLoop(); return 0; } ``` 需要注意的是,这里使用的是Triangle库进行Delaunay三角剖分,需要在编译时将Triangle库链接进来。可以从Triangle库的官网(https://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html)下载源代码并编译生成libtriangle.a或libtriangle.so库文件。在Linux环境下,可以使用以下命令编译生成可执行文件: ``` g++ main.cpp -o main -lGL -lGLU -lglut -lm -L/path/to/lib -ltriangle ```

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