Visual C++6.0画三维立体图形

在画三维立体图之前，主要是先要找到二维和三维的对应关系，这是转化的关键。
关键代码如下:

         S[i].x=P[i][1]+sqrt(2)/3.0*(-P[i][0]);S[i].y=P[i][2]+sqrt(2)/3.0*(-P[i][0]);

一、建立边表结构,在同一屏幕上完成三视图和正等轴测投影图

//消隐之前
//编译环境：Visual C++ 6.0，EasyX_20190219(beta)
#include<graphics.h>
#include<conio.h>
#include<math.h>
#define max 50
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;#define pi 3.14159
using namespace std;
double ja=35.3;//54.7
double rad=(double)ja*pi/(double)180.0;
double Dpoint[][4]={{0,0,84,1},{110,0,84,1},{110,0,20,1},{140,0,20,1},{140,0,0,1},{140,80,0,1},{0,80,0,1},{0,80,54,1},{0,60,54,1},{0,60,84,1},{20,60,84,1},{20,20,84,1},{110,20,84,1},{110,20,20,1},{60,20,20,1},{60,80,20,1},{40,80,54,1},{40,60,54,1},{140,80,20,1},{0,0,0,1}
};//下标从0开始
int ring[]={0,1,12,11,10,9,//0-52,3,18,15,14,13,//6-118,17,16,17,//12-151,2,13,12,//16-193,4,5,18,//20-2311,14,15,16,17,10,//24-2911,12,13,14,//30-3315,18,5,6,7,16,//34-399,10,17,8,//40-430,9,8,7,6,19,//44-490,19,4,3,2,1,//50-554,19,6,5//56-59
};
//构成面的顶点
int surface[12][2]={{0,5},{6,11},{12,15},{16,19},{20,23},{24,29},{30,33},{34,39},{40,43},{44,49},{50,55},{56,59}
};
//主视图
int XOZ_ring[]={1,2,14,10,0,7,16,10,3,15,17,7,6,4
};
int XOZ_surface[3][2]={{0,3},{4,7},{8,13}
};
//侧视图
int YOZ_ring[]={0,2,13,12,11,10,8,7,15,13,3,4,5,15
};
int YOZ_surface[3][2]={{0,3},{4,9},{10,13}
};
//俯视图
int XOY_ring[]={2,0,9,10,11,12,3,5,15,14,12,2,14,15,16,17,10,11,16,7,9,17
};
int XOY_surface[4][2]={{0,5},{6,11},{12,17},{18,21}
};//正等轴投影
int XYZ_ring[]={3,4,5,18,5,6,7,16,15,18,2,3,18,15,14,13,1,2,13,12,11,12,13,14,10,11,14,15,16,17,7,8,17,16,8,9,10,17,0,1,12,11,10,9
};
int XYZ_surface[9][2]={{0,3},{4,9},{10,15},{16,19},{20,23},{24,29},{30,33},{34,37},{38,43}
};//三维坐标转换为右手坐标系的二维坐标
void transfer(double P[max][4], int n, POINT S[])
{int i,j;for(i=0;i<n;i++){for(j=0;j<3;j++){S[i].x=P[i][1]+sqrt(2)/3.0*(-P[i][0]);S[i].y=P[i][2]+sqrt(2)/3.0*(-P[i][0]);}        }
}
//主视图：XOZ面的投影变换,将Z的值给二维坐标的y
void XOZ_Projection(double P[max][4], int n, POINT S[])
{double T[max][4];//新生成的投影面上的点int i,j,k;int TV[4][4]={ {1,0,0,0},{0,0,0,0},{0,0,1,0},{0,0,0,1} };for(i=0;i<n;i++){       for(j=0;j<4;j++){   T[i][j]=0;for(k=0;k<4;k++){T[i][j]+=P[i][k]*TV[k][j];}} }for(i=0;i<n;i++){S[i].x=T[i][0];S[i].y=T[i][2];}
}//侧视图：YOZ面的投影变换,将y的值给二维坐标的x, z的值给二维坐标的y
void YOZ_Projection(double P[max][4], int n, POINT S[])
{double T[max][4];//新生成的投影面上的点int i,j,k;int TW[4][4]={ {0,0,0,0},{0,1,0,0},{0,0,1,0},{0,0,0,1} };for(i=0;i<n;i++){       for(j=0;j<4;j++){   T[i][j]=0;for(k=0;k<4;k++){T[i][j]+=P[i][k]*TW[k][j];}}}for(i=0;i<n;i++){S[i].x=T[i][1];S[i].y=T[i][2];}
}//俯视图：XOY面的投影变换,将y的值给二维坐标的y, x的值给二维坐标的x
void XOY_Projection(double P[max][4], int n, POINT S[])
{double T[max][4];//新生成的投影面上的点int i,j,k;int TH[4][4]={ {1,0,0,0},{0,1,0,0},{0,0,0,0},{0,0,0,1} };for(i=0;i<n;i++){       for(j=0;j<4;j++){   T[i][j]=0;for(k=0;k<4;k++){T[i][j]+=P[i][k]*TH[k][j];}}}for(i=0;i<n;i++){S[i].x=T[i][0];S[i].y=T[i][1];}
}//正等轴投影图：绕Z轴正向旋转α角 ,再绕X轴反向旋转β角，将三维形体向XOZ平面作正投影得到正轴测投影的投影变换矩阵
//三维形体向XOZ平面作正投影,将Z的值给二维坐标的y
void XYZ_Projection(double P[max][4], int n, POINT S[])
{double T[max][4];//新生成的投影面上的点int i,j,k;double TT[4][4]={{cos(rad),0,-sin(rad)*sin(rad),0},{-sin(rad),0,-cos(rad)*sin(rad),0},{0,0,cos(rad),0},{0,0,0,1}};for(i=0;i<n;i++){  for(j=0;j<4;j++){   T[i][j]=0;for(k=0;k<4;k++){T[i][j]+=P[i][k]*TT[k][j];}}}for(i=0;i<n;i++){S[i].x=T[i][0];S[i].y=T[i][2];}
}int main()
{initgraph(800,550);setorigin(220,350);setaspectratio(1,-1);line(0,0,180,0);line(0,0,0,120);line(0,0,-95,-95);int i,j,index,k;POINT points[20];POINT points1[10];setcolor(RED);transfer(Dpoint,20,points);
//画三维立体图
for(i=0;i<12;i++){k=0;for(j=surface[i][0];j<=surface[i][1];j++){index=ring[j];points1[k].x=points[index].x;points1[k].y=points[index].y;k++;}polygon(points1,k);
}
setcolor(YELLOW);
//画主视图
XOZ_Projection(Dpoint,20,points);
for(i=0;i<3;i++){//3个面k=0;for(j=XOZ_surface[i][0];j<=XOZ_surface[i][1];j++){index=XOZ_ring[j];points1[k].x=-points[index].x;points1[k].y=points[index].y+230;k++;}polygon(points1,k);
}//侧视图
YOZ_Projection(Dpoint,20,points);
for(i=0;i<3;i++){//3个面k=0;for(j=YOZ_surface[i][0];j<=YOZ_surface[i][1];j++){index=YOZ_ring[j];points1[k].x=points[index].x+20;points1[k].y=points[index].y+230;k++;}polygon(points1,k);
}//俯视图
XOY_Projection(Dpoint,20,points);
for(i=0;i<4;i++){//4个面k=0;for(j=XOY_surface[i][0];j<=XOY_surface[i][1];j++){index=XOY_ring[j];points1[k].x=-points[index].x;points1[k].y=-points[index].y+210;k++;}polygon(points1,k);
}
//正等轴投影图
XYZ_Projection(Dpoint,20,points);
for(i=0;i<12;i++){k=0;for(j=surface[i][0];j<=surface[i][1];j++){index=ring[j];points1[k].x=-points[index].x+250;points1[k].y=-(-points[index].y+100)+200;k++;}polygon(points1,k);
}_getch();closegraph();return 0;
}

效果演示：

二、给定点的三维坐标值,建立面表、环表、顶点表三表结构,画出三维物体的消隐图

//消隐之后
//编译环境：Visual C++ 6.0，EasyX_20190219(beta)
#include<graphics.h>
#include<conio.h>
#include<math.h>
#define max 50
#include<iostream>
#include<math.h>
using namespace std;
#define pi 3.14159
using namespace std;
double ja=35.3;//54.7
double rad=(double)ja*pi/(double)180.0;
double Dpoint[][4]={{0,0,84,1},{110,0,84,1},{110,0,20,1},{140,0,20,1},{140,0,0,1},{140,80,0,1},{0,80,0,1},{0,80,54,1},{0,60,54,1},{0,60,84,1},{20,60,84,1},{20,20,84,1},{110,20,84,1},{110,20,20,1},{60,20,20,1},{60,80,20,1},{40,80,54,1},{40,60,54,1},{140,80,20,1},{0,0,0,1}
};//下标从0开始
int ring[]={0,1,12,11,10,9,//0-52,3,18,15,14,13,//6-118,17,16,17,//12-151,2,13,12,//16-193,4,5,18,//20-2311,14,15,16,17,10,//24-2911,12,13,14,//30-3315,18,5,6,7,16,//34-399,10,17,8,//40-430,9,8,7,6,19,//44-490,19,4,3,2,1,//50-554,19,6,5//56-59
};
//构成面的顶点
int surface[12][2]={{0,5},{6,11},{12,15},{16,19},{20,23},{24,29},{30,33},{34,39},{40,43},{44,49},{50,55},{56,59}
};//消影
int ring1[]={3,4,5,18,5,6,7,16,15,18,2,3,18,15,14,13,1,2,13,12,11,12,13,14,10,11,14,15,16,17,7,8,17,16,8,9,10,17,0,1,12,11,10,9
};
int surface1[9][2]={{0,3},{4,9},{10,15},{16,19},{20,23},{24,29},{30,33},{34,37},{38,43}
};//三维坐标转换为右手坐标系的二维坐标
void transfer(double P[max][4], int n, POINT S[]){int i,j;for(i=0;i<n;i++){for(j=0;j<3;j++){S[i].x=P[i][1]+sqrt(2)/3.0*(-P[i][0]);S[i].y=P[i][2]+sqrt(2)/3.0*(-P[i][0]);}       }
}//正等轴投影图
void XYZ_Projection(double P[max][4], int n, POINT S[]){double T[max][4];//新生成的投影面上的点int i,j,k;double TT[4][4]={{cos(rad),0,-sin(rad)*sin(rad),0},{-sin(rad),0,-cos(rad)*sin(rad),0},{0,0,cos(rad),0},{0,0,0,1}};for(i=0;i<n;i++){   for(j=0;j<4;j++){   T[i][j]=0;for(k=0;k<4;k++){T[i][j]+=P[i][k]*TT[k][j];}}}for(i=0;i<n;i++){S[i].x=T[i][0];S[i].y=T[i][2];}
}int main()
{initgraph(800,550);setorigin(220,350);setaspectratio(1,-1);line(0,0,180,0);line(0,0,0,120);line(0,0,-95,-95);int i,j,index,k;POINT points[20];POINT points1[10];setcolor(RED);transfer(Dpoint,20,points);
//未消影之前的三维立体图
for(i=0;i<12;i++){k=0;for(j=surface[i][0];j<=surface[i][1];j++){index=ring[j];points1[k].x=points[index].x;points1[k].y=points[index].y;k++;}polygon(points1,k);
}
//画三维立体消影图
setcolor(YELLOW);
for(i=0;i<9;i++){k=0;for(j=surface1[i][0];j<=surface1[i][1];j++){index=ring1[j];points1[k].x=points[index].x+250;points1[k].y=points[index].y;k++;}polygon(points1,k);
}
setcolor(BLUE);
//正等轴投影图
XYZ_Projection(Dpoint,20,points);
for(i=0;i<9;i++){k=0;for(j=surface1[i][0];j<=surface1[i][1];j++){index=ring1[j];points1[k].x=-points[index].x+200;points1[k].y=-(-points[index].y+100)+300;k++;}polygon(points1,k);
}_getch();closegraph();return 0;
}

效果演示：

红色为原图，黄色为消影之后的三维立体图，蓝色为消影后的正等轴侧投影图。

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