利用平面图元构造三维实体

效果图：

 

代码：

#define GLUT_DISABLE_ATEXIT_HACK
#include "gl/glut.h"
#include <math.h>

#define GL_PI 3.1415f
#define RADIUS 50.0f
#define SIZE 100.0f

GLboolean bDepth=false;
GLboolean bOutline=false;
GLfloat fVers[8][3];

void OnDisplay(void);
void OnReshape(int,int);
void OnMenu(int value);
void CreatMenu();
void SetupLights();
void CalaulateVertices(GLfloat vers[8][3]);
void CalaulateNormal(GLfloat [3][3],GLfloat *);
void Unitlize(GLfloat *);

int main(int argc, char* argv[])
{
    glutInit(&argc,argv);                                       //初始化OpenGL
    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);   //设置显示模式
    glutInitWindowSize(600,480);
    glutCreateWindow("利用平面图元构造三维实体");

    glutCreateMenu(OnMenu);
    glutReshapeFunc(OnReshape);
    glutDisplayFunc(OnDisplay);

    CreatMenu();                //实际生成菜单(对于windows应用程序，这里的菜单技术是无效的，因为windows有自己的菜单系统)
    SetupLights();              //设置光照
    CalaulateVertices(fVers);   //计算所绘实体各顶点的坐标
    glutMainLoop();             //进入OpenGL主循环
    return 0;
}

void OnDisplay(void)
{
    GLint i;
    GLfloat ver[3][3],nor[3];

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);//清除颜色和深度缓冲区
    if (bDepth)
        glEnable(GL_DEPTH_TEST); //启用深度检测
    else
        glDisable(GL_DEPTH_TEST);//关闭深度检测

    if (bOutline)
        glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK,GL_LINE); //以线框形式进行绘制
    else
        glPolygonMode(GL_FRONT,GL_FILL);         //以实体形式进行绘制

    glPushMatrix();                              

    glRotatef(75,1.0f,0.0f,0.0f);
    glRotatef(150,0.0f,1.0f,0.0f);
    glTranslatef(0.0f,-25.0f,-25.0f);

    glFrontFace(GL_CW);       //指定多边形成型方式为顺时针
    glColor3f(0.0f,1.0f,0.0f);//指定绘图颜色为绿色
    glBegin(GL_TRIANGLE_FAN); //利用三角扇形绘制六棱锥的六个侧面
    ver[0][0]=fVers[0][0];
    ver[0][1]=fVers[0][1];
    ver[0][2]=fVers[0][2];
    glVertex3f(fVers[0][0],fVers[0][1],fVers[0][2]);
    for (i=1;i<8;i++)
    {
        ver[1][0]=fVers[i][0];
        ver[1][1]=fVers[i][1];
        ver[1][2]=fVers[i][2];
        if(i<=7){
            ver[2][0]=fVers[i+1][0];
            ver[2][1]=fVers[i+1][1];
            ver[2][2]=fVers[i+1][2];
        }
        else{
            ver[2][0]=fVers[1][0];
            ver[2][1]=fVers[1][1];
            ver[2][2]=fVers[1][2];
        }
        CalaulateNormal(ver,nor);         //计算并归一化法向量
        glNormal3fv(nor);                 //设置法向量
        glVertex2f(fVers[i][0],fVers[i][1]);
    }
    glEnd();


    glBegin(GL_TRIANGLE_FAN);//利用三角扇形绘制六棱锥的顶面
        glNormal3f(0.0f,0.0f,1.0f);//指定法向量
        glVertex2f(fVers[0][0],fVers[0][1]);
        for (i=7;i>0;i--)
        {
            glNormal3f(0.0f,0.0f,1.0f);  //指定法向量
            glVertex2f(fVers[i][0],fVers[i][1]);
        }
    glEnd();

    glPopMatrix();
    glutSwapBuffers(); //交换前后缓冲区（相当于刷新显示）
}
void OnReshape(int w,int h)
{
    GLfloat aspect =(GLfloat)w/(GLfloat)h;
    GLfloat nRange=100.0f;
    
    glViewport(0,0,w,h);
    
    glMatrixMode(GL_PROJECTION);     //将当前矩阵指定为投影模式
    glLoadIdentity();
    
    //设置三维投影区
    
    if (w<=h)
    {
        glOrtho(-nRange,nRange,-nRange/aspect,nRange/aspect,-nRange,nRange);
    } 
    else
    {
        glOrtho(-nRange,nRange,-nRange*aspect,nRange*aspect,-nRange,nRange);
    }
    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);     //将当前矩阵恢复为模型视图模式
    glLoadIdentity();
}

void OnMenu(int value)
{
    switch(value){         //当前用户选择的菜单项的ID
    case 1:
        bDepth=!bDepth;
        break;
    case 2:
        bOutline=!bOutline;
    }

    glutPostRedisplay();         //强制显示刷新
}

void CreatMenu()
{
    glutAddMenuEntry("深度检测",1); //添加菜单项
    glutAddMenuEntry("线框或实体",2);

    glutAttachMenu(GLUT_RIGHT_BUTTON); //指定菜单事件由右击产生
}
//设置光照
void SetupLights()
{
    GLfloat ambientLight[]={0.2f,0.2f,0.2f,1.0f};//环境光
    GLfloat diffuseLight[]={0.9f,0.9f,0.9f,1.0f};//漫反射
    GLfloat lightPos[]={50.0f,80.0f,60.0f,1.0f};//光源位置
    glEnable(GL_LIGHTING);                      //启用光照
    glLightfv(GL_LIGHT0,GL_AMBIENT,ambientLight);//设置环境光源
    glLightfv(GL_LIGHT0,GL_DIFFUSE,diffuseLight);//设置漫反射光源
    glLightfv(GL_LIGHT0,GL_POSITION,lightPos);//设置灯光位置

    glEnable(GL_LIGHT0);                              //打开第一个灯光
    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);                      //启用材质的颜色跟踪
    glColorMaterial(GL_FRONT,GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE); //指定材料着色的面

}
//计算各顶点坐标
void CalaulateVertices(GLfloat vers[8][3])
{
    GLfloat angle;
    GLint i=1;

    vers[0][0]=vers[0][1]=0.0f;
    vers[0][2]=75.0f;

    for (angle=0.0f;angle<2.1f*GL_PI;angle+=GL_PI /3,i++)
    {
        vers[i][0]=RADIUS*sin(angle);
        vers[i][1]=RADIUS*cos(angle);
        vers[i][2]=0.0f;
    }
}
//计算并归一化法向量
void CalaulateNormal(GLfloat vertices[3][3],GLfloat *normal)
{
    GLfloat v1[3],v2[3];

    v1[0]=vertices[0][0]=vertices[1][0];
    v1[1]=vertices[0][1]=vertices[1][1];
    v1[2]=vertices[0][2]=vertices[1][2];
    v2[0]=vertices[1][0]=vertices[2][0];
    v2[1]=vertices[1][1]=vertices[2][1];
    v2[2]=vertices[1][2]=vertices[2][2];

    normal[0]=v1[1]*v2[2]-v1[2]*v2[1];
    normal[1]=v1[0]*v2[2]-v1[2]*v2[0];
    normal[2]=v1[1]*v2[0]-v1[0]*v2[1];

    Unitlize(normal);//归一化
}

//归一化法向量
void Unitlize(GLfloat *vertex)
{
    GLfloat len=GLfloat(sqrt(vertex[0]*vertex[0]+vertex[1]*vertex[1]+
        vertex[2]*vertex[2]));
    if (len==0.0f)
        len=1.0f;
    vertex[0]/=len;
    vertex[1]/=len;
    vertex[2]/=len;
}