一、开发环境说明
操作系统：windows开发软件：Visual Studio 编程语言：基于控制台下的opengl用到的库： glutopengl环境配置查看博客
二、STL文件介绍
2.1 STL的二进制格式
ASCII码格式的STL文件逐行给出三角面片的几何信息，每一行以1个或2个关键字开头。在STL文件中的三角面片的信息单元facet是一个带矢量方向的三角面片，STL三维模型就是由一系列这样的三角面片构成。整个STL文件的首行给出了文件路径及文件名。在一个STL文件中，每一个facet由7行数据组成，facetnormal是三角面片指向实体外部的法矢量坐标，outer loop说明随后的3行数据分别是三角面片的3个顶点坐标，3顶点沿指向实体外部的法矢量方向逆时针排列
ASCII格式的STL文件结构如下
solid finename stl //文件路径及文件名facet normal x y z //三角片面法向量的3个分量outer loop vertex x y z //三角片面第一个顶点的坐标vertex x y z //三角片面第二个顶点的坐标vertex x y z //三角片面第三个顶点的坐标endloopendfacet //第一个三角面片定义完毕...........................endsolid filename stl//整个文件结束
2.2 STL文件截图
如果所示，是一个牙齿模型的stl文件
三、代码实现及验证
定义一个类STLModel,用来加载和显示模型
3.1 STLModel头文件代码如下
#pragma once#include<vector>//包括容器typedef float M3DVector3f[3];//定义坐标点class STLModel{public:STLModel();//构造函数STLModel(const char* stlFileName);//构造函数~STLModel();//析构函数bool LoadStlFile(const char* stlFileName);//加载STL模型文件并解析void Draw(int model);//绘制模型protected:struct RenderTri//一个三角形所有数据结构体{M3DVector3f m_Normal; //法线M3DVector3f m_Vertx1;//三角形第一个顶点M3DVector3f m_Vertx2;//三角形第二个顶点M3DVector3f m_Vertx3;//三角形第三个顶点};private:std::vector<RenderTri> m_MeshTris; //保存加载的三角形数据M3DVector3f m_MaxPos;//记录最大的X Y Z点 方便平移 缩放用来最佳显示M3DVector3f m_MinPos;//记录最小的X Y Z点 方便平移 缩放用来最佳显示};
3.2 编写STL文件读取函数【LoadStlFile】，代码如下
bool STLModel::LoadStlFile(const char* stlFileName){FILE* file = NULL;errno_t err;//记录错误int Triangle_num = 0;//记录读取的三角形个数err = fopen_s(&file, stlFileName, "r");//打开文件if (err != 0)return false;//如果读取文件错误，返回char buffer[133];//每行字符串char str1[80], str2[80];//提取的字符串int lineno = 0;//记录读取的行数//读取头文件 solid finename stl ： 文件路径及文件名fgets(buffer, 133, file);lineno++;sscanf_s(buffer, "%s %s", str1, 80, str2, 80);assert(_strcmpi(str1, "solid") == 0);//solidif (_strcmpi(str1, "solid") != 0)//检测是否有solid ,如果没有返回错误return false;m_MeshTris.clear();//清空数据while (fgets(buffer, 133, file))//开始读取每一个三角形数据{lineno++;//记录读取的行数 加1RenderTri tri;//三角形结构体数据，包括3个顶点坐标和1个法线坐标//读取法线坐标 facet normal x y z ： 三角片面法向量的3个分量sscanf_s(buffer, "%s %s %f %f %f", str1, 80, str2, 80, &(tri.m_Normal[0]), &(tri.m_Normal[1]), &(tri.m_Normal[2]));if (_strcmpi(str1, "facet") != 0 || _strcmpi(str2, "normal") != 0)continue;fgets(buffer, 133, file);lineno++;// 过滤掉 outer loopsscanf_s(buffer, "%*s %*s");fgets(buffer, 133, file);lineno++;//读取第一个顶点坐标sscanf_s(buffer, "%s %f %f %f", str1, 80, &(tri.m_Vertx1[0]), &(tri.m_Vertx1[1]), &(tri.m_Vertx1[2]));fgets(buffer, 133, file);lineno++;//读取第二个顶点坐标sscanf_s(buffer, "%s %f %f %f", str1, 80, &(tri.m_Vertx2[0]), &(tri.m_Vertx2[1]), &(tri.m_Vertx2[2]));fgets(buffer, 133, file);lineno++;//读取第三个顶点坐标sscanf_s(buffer, "%s %f %f %f", str1, 80, &(tri.m_Vertx3[0]), &(tri.m_Vertx3[1]), &(tri.m_Vertx3[2]));//过滤掉 endloop 这一行fgets(buffer, 133, file);lineno++;sscanf_s(buffer, "%*s");//过滤掉 endfacet 这一行fgets(buffer, 133, file);lineno++;sscanf_s(buffer, "%*s");//记录最大值和最小值，方便平移和缩放 让模型在视图正中间显示{if (Triangle_num == 0)/如果是第一个三角形，给最大最小点赋初值{for (int i = 0; i < 3; i++)m_MaxPos[i] = m_MinPos[i] = tri.m_Vertx1[i];//赋初始值}Triangle_num += 1;//三角形个数加1for (int i = 0; i < 3; i++){//比较 并 记录最大值if (m_MaxPos[i] < tri.m_Vertx1[i])m_MaxPos[i] = tri.m_Vertx1[i];if (m_MaxPos[i] < tri.m_Vertx2[i])m_MaxPos[i] = tri.m_Vertx2[i];if (m_MaxPos[i] < tri.m_Vertx3[i])m_MaxPos[i] = tri.m_Vertx3[i];//比较 并 记录最小值if (m_MinPos[i] > tri.m_Vertx1[i])m_MinPos[i] = tri.m_Vertx1[i];if (m_MinPos[i] > tri.m_Vertx2[i])m_MinPos[i] = tri.m_Vertx2[i];if (m_MinPos[i] > tri.m_Vertx3[i])m_MinPos[i] = tri.m_Vertx3[i];}}std::cout << "第" << Triangle_num << "个三角形:" << std::endl;//显示三角形个数m_MeshTris.push_back(tri);//把三角形数据保存到容器中}fclose(file);//关闭文件return true;}
3.3 编写绘制显示STL模型函数【Draw】，代码如下
void STLModel::Draw(int model)//绘制模型{glEnable(GL_NORMALIZE);//重新计算法线坐标glPushMatrix();//压栈float m_scale =100;//缩放倍数m_scale = m_scale < (1.0 / (m_MaxPos[0] - m_MinPos[0])) ? m_scale : (1.0 / (m_MaxPos[0] - m_MinPos[0]));//比较长缩放倍数 ，记录小的倍数值m_scale = m_scale < (1.0 / (m_MaxPos[1] - m_MinPos[1])) ? m_scale : (1.0 / (m_MaxPos[1] - m_MinPos[1]));//比较宽缩放倍数 ，记录小的倍数值m_scale = m_scale < (1.0 / (m_MaxPos[2] - m_MinPos[2])) ? m_scale : (1.0 / (m_MaxPos[2] - m_MinPos[2]));//比较高缩放倍数 ，记录小的倍数值glScalef(m_scale,m_scale,m_scale);//缩放 让长宽高最大是 1glTranslatef(-(m_MinPos[0] + m_MaxPos[0]) / 2.0, -(m_MinPos[1] + m_MaxPos[1]) / 2.0, -(m_MinPos[2] + m_MaxPos[2]) / 2.0);//平移，让模型中心在原点glBegin(GL_TRIANGLES);//绘制三角形if (model == 0){for (size_t i = 0; i < m_MeshTris.size(); i++)//循环所有三角形{//第一个点数据glNormal3f(m_MeshTris[i].m_Normal[0], m_MeshTris[i].m_Normal[1], m_MeshTris[i].m_Normal[2]);glVertex3f(m_MeshTris[i].m_Vertx1[0], m_MeshTris[i].m_Vertx1[1], m_MeshTris[i].m_Vertx1[2]);//第二个点数据glNormal3f(m_MeshTris[i].m_Normal[0], m_MeshTris[i].m_Normal[1], m_MeshTris[i].m_Normal[2]);glVertex3f(m_MeshTris[i].m_Vertx2[0], m_MeshTris[i].m_Vertx2[1], m_MeshTris[i].m_Vertx2[2]);//第三个点数据glNormal3f(m_MeshTris[i].m_Normal[0], m_MeshTris[i].m_Normal[1], m_MeshTris[i].m_Normal[2]);glVertex3f(m_MeshTris[i].m_Vertx3[0], m_MeshTris[i].m_Vertx3[1], m_MeshTris[i].m_Vertx3[2]);}}glEnd();//结束绘制glPopMatrix();//出栈}
