C++ Gouraud Shading Algorithm Implementation

以下是一个简单的C++实现Gouraud算法的代码示例：

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

// 定义颜色结构体
struct Color {
    int r;
    int g;
    int b;
};

// 定义顶点结构体
struct Vertex {
    double x;
    double y;
    double z;
    Color color;
};

// 定义三角形结构体
struct Triangle {
    Vertex v1;
    Vertex v2;
    Vertex v3;
};

// 计算两点之间的距离
double distance(Vertex v1, Vertex v2) {
    return sqrt(pow(v1.x - v2.x, 2) + pow(v1.y - v2.y, 2) + pow(v1.z - v2.z, 2));
}

// 计算两个颜色之间的插值
Color interpolate(Color c1, Color c2, double t) {
    Color c;
    c.r = c1.r + (c2.r - c1.r) * t;
    c.g = c1.g + (c2.g - c1.g) * t;
    c.b = c1.b + (c2.b - c1.b) * t;
    return c;
}

// 计算三角形的Gouraud着色
void gouraud(Triangle t) {
    double d1, d2, d3;
    Color c1, c2, c3;

    // 计算顶点距离
    d1 = distance(t.v1, t.v2);
    d2 = distance(t.v2, t.v3);
    d3 = distance(t.v3, t.v1);

    // 计算顶点颜色
    c1 = t.v1.color;
    c2 = t.v2.color;
    c3 = t.v3.color;

    // 计算每个像素点的颜色
    for (int x = min(t.v1.x, min(t.v2.x, t.v3.x)); x <= max(t.v1.x, max(t.v2.x, t.v3.x)); x++) {
        for (int y = min(t.v1.y, min(t.v2.y, t.v3.y)); y <= max(t.v1.y, max(t.v2.y, t.v3.y)); y++) {
            Vertex p;
            p.x = x;
            p.y = y;

            // 计算每个点到三角形各个顶点的距离
            double w1, w2, w3;
            w1 = distance(p, t.v2) / d1;
            w2 = distance(p, t.v3) / d2;
            w3 = distance(p, t.v1) / d3;

            // 计算每个点的颜色
            Color c;
            c = interpolate(interpolate(c1, c2, w1), interpolate(c2, c3, w2), w3);

            // 在屏幕上绘制点
            drawPoint(x, y, c);
        }
    }
}

int main() {
    Triangle t;
    t.v1 = { 100, 100, 0, { 255, 0, 0 } };
    t.v2 = { 200, 200, 0, { 0, 255, 0 } };
    t.v3 = { 300, 100, 0, { 0, 0, 255 } };
    gouraud(t);

    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了一个颜色结构体和一个顶点结构体，用于存储颜色和三维坐标信息。我们还定义了一个三角形结构体，用于存储三个顶点信息。

在gouraud()函数中，我们首先计算了每个顶点之间的距离和颜色，然后对于每个像素点，我们计算了它到三角形各个顶点的距离，从而确定了它们之间的插值权重。最后，我们使用插值权重计算每个像素点的颜色，并在屏幕上绘制它们。

你可以根据自己的需要修改这个代码示例，以适应不同的应用场景。