计算机图形学中的Mesh数据结构

Mesh(网格)是一个点（Point也可用Vertex表示）、法向量（Normal Vector），面（Face）的集合，它定义了一个3D物体的形状。
看一个例子：

(a)中的四面体有4个顶点，4个面的法向量（正规化的），4个面，其中面中保存的是该面的N个（该例中是3个）顶点和该顶点法向量（与该面法向量相同，所以faces[0]的3个点的法向量的索引都是0）的索引。所以一定要小心点、向量数组中它们各自的顺序。PS：points_index存在Face中的顺序一般为从物体外侧看的逆时针方向。

Mesh数据结构可以将该结构写入文件，供其它程序使用，以上图为例的Mesh文件为：
4 4 4
0 0 0
1 0 0
0 1 0
0 0 1
0.577 0.577 0.577
0 0 -1
-1 0 0
0 -1 0
3 1 2 3 0 0 0
3 0 2 1 1 1 1
3 0 3 2 2 2 2
3 1 3 0 3 3 3
其中第一行3个数，分别为点、正规法向量、面的数目，以上所表示的3D图形有4个顶点，4个面的法向量，4个面
2-5行为每个顶点的坐标
6-9行为每个正规法向量的i, j, k值
10-13行为每个面的信息，其中第一列为顶点个数3，2-4列为3个顶点的索引（按顺序，按顺序，按顺序），和每个顶点的法向量，这里顶点的法向量与面的法向量相同，故索引都为该面法向量的索引。

附上C++代码：
Mesh.h:

#pragma once
#include 
#include "Normal.h"
#include "Face.h"
#include "Point3D.h"
using namespace std;
class Mesh {
public:
    /*  Mesh Data  */
    int numPoints;
    int numNormals;
    int numFaces;
    vector normals;
    vector points;
    vector faces;
    /*  Functions  */
    Mesh() {};
    void Draw();
private:
    /*  Functions    */
    void setupMesh() {};
};

Point3D.h:

#pragma once
class Point3D {
public:
    float X;
    float Y;
    float Z;
    Point3D(float x, float y, float z) {
        X = x;
        Y = y;
        Z = z;
    }
};

Normal.h:

#pragma once
#include "Point3D.h"
#include 
class Normal {
public:
    float nx;
    float ny;
    float nz;
    Normal(float x, float y, float z) {
        nx = x;
        ny = y;
        nz = z;
    }

    Normal(Point3D* p1, Point3D* p2, Point3D* p3) {
        float tnx = (p1->X + p2->X + p3->X) / 3;
        float tny = (p1->Y + p2->Y + p3->Y) / 3;
        float tnz = (p1->Z + p2->Z + p3->Z) / 3;
        float len = sqrt(tnx * tnx + tny * tny + tnz * tnz);
        nx = tnx / len;
        ny = tny / len;
        nz = tnz / len;
    }
};

VertexID.h:

#pragma once
class VertexID {
public:
    //顶点索引
    int vertIndex;
    //顶点法向量索引
    int norIndex;
    VertexID(int vi, int ni) {
        vertIndex = vi;
        norIndex = ni;
    }
    VertexID(int vi) {
        vertIndex = vi;
    }
};

Face.h:

#pragma once
#include 
#include "VertexID.h"
using namespace std;
class Face {
public:
    int numPoints;
    vector vert;
    Face(int v1, int v2, int v3, int ni) {
        vert.push_back(new VertexID(v1, ni));
        vert.push_back(new VertexID(v2, ni));
        vert.push_back(new VertexID(v3, ni));
        numPoints = 3;
    }

};