Sutherland–Hodgman 算法介绍(简单易懂)

news2024/12/25 13:50:06

目录

一、算法介绍

二、算法描述

三、计算细节补充

四、算法总结


一、算法介绍

  我们使用Sutherland–Hodgman算法来裁剪多边形的边,一般是给你一个多边形顶点序列(P1,P2,P3,P4,…Pn)让你裁剪,最终裁剪掉裁剪多边形外部部分(下图黑框就是裁剪多边形)。像这样:

裁剪多边形示意图
裁剪多边形示意图

二、算法描述

  首先,我们需要了解多边形的各条边与裁剪线的位置关系,一共只有种:

① 仅输出顶点Pk

② 输出为空

③ 输出交点和Pk

④ 仅输出交点

  每次裁剪完,输出一个顶点序列,作为下一次裁剪的输入。于是我们便可以按照如下顺序,对多边形进行裁剪:

   综上,即可完成对多边形的裁剪。

三、计算细节补充

1、如何判断一个点,在裁剪多边形其中一条线的内部还是外部(可见侧还是不可见侧)

解:设你要拿来判断的裁剪多边形的其中一条线段,它的两个端点坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),你要拿来判断的点的坐标为(x,y),则可以通过下列公式判断:

 如果 P < 0,则这个点位于线的右边

 如果 P = 0,则这个点位于线上

 如果 P > 0,则这个点位于线的左边

这个公式的使用前提是,题目给你提供的裁剪多边形的顶点序列是顺时针的,这样的话右边就是内部(可见侧),左边就是外部(不可见侧)

2、如何求得线段与裁剪多边形其中一条线段的交点

解:设线段两个端点为(x1,y1),(x2,y2),裁剪多边形其中一点线段两端点为(x3,y3),(x4,y4),则可以通过以下公式求解:

四、算法总结

代码如下,来源(Polygon Clipping | Sutherland–Hodgman Algorithm - GeeksforGeeks)

// C++ program for implementing Sutherland–Hodgman
// algorithm for polygon clipping
#include<iostream>
using namespace std;

const int MAX_POINTS = 20;

// Returns x-value of point of intersection of two
// lines
int x_intersect(int x1, int y1, int x2, int y2,
				int x3, int y3, int x4, int y4)
{
	int num = (x1*y2 - y1*x2) * (x3-x4) -
			(x1-x2) * (x3*y4 - y3*x4);
	int den = (x1-x2) * (y3-y4) - (y1-y2) * (x3-x4);
	return num/den;
}

// Returns y-value of point of intersection of
// two lines
int y_intersect(int x1, int y1, int x2, int y2,
				int x3, int y3, int x4, int y4)
{
	int num = (x1*y2 - y1*x2) * (y3-y4) -
			(y1-y2) * (x3*y4 - y3*x4);
	int den = (x1-x2) * (y3-y4) - (y1-y2) * (x3-x4);
	return num/den;
}

// This functions clips all the edges w.r.t one clip
// edge of clipping area
void clip(int poly_points[][2], int &poly_size,
		int x1, int y1, int x2, int y2)
{
	int new_points[MAX_POINTS][2], new_poly_size = 0;

	// (ix,iy),(kx,ky) are the co-ordinate values of
	// the points
	for (int i = 0; i < poly_size; i++)
	{
		// i and k form a line in polygon
		int k = (i+1) % poly_size;
		int ix = poly_points[i][0], iy = poly_points[i][1];
		int kx = poly_points[k][0], ky = poly_points[k][1];

		// Calculating position of first point
		// w.r.t. clipper line
		int i_pos = (x2-x1) * (iy-y1) - (y2-y1) * (ix-x1);

		// Calculating position of second point
		// w.r.t. clipper line
		int k_pos = (x2-x1) * (ky-y1) - (y2-y1) * (kx-x1);

		// Case 1 : When both points are inside
		if (i_pos < 0 && k_pos < 0)
		{
			//Only second point is added
			new_points[new_poly_size][0] = kx;
			new_points[new_poly_size][1] = ky;
			new_poly_size++;
		}

		// Case 2: When only first point is outside
		else if (i_pos >= 0 && k_pos < 0)
		{
			// Point of intersection with edge
			// and the second point is added
			new_points[new_poly_size][0] = x_intersect(x1,
							y1, x2, y2, ix, iy, kx, ky);
			new_points[new_poly_size][1] = y_intersect(x1,
							y1, x2, y2, ix, iy, kx, ky);
			new_poly_size++;

			new_points[new_poly_size][0] = kx;
			new_points[new_poly_size][1] = ky;
			new_poly_size++;
		}

		// Case 3: When only second point is outside
		else if (i_pos < 0 && k_pos >= 0)
		{
			//Only point of intersection with edge is added
			new_points[new_poly_size][0] = x_intersect(x1,
							y1, x2, y2, ix, iy, kx, ky);
			new_points[new_poly_size][1] = y_intersect(x1,
							y1, x2, y2, ix, iy, kx, ky);
			new_poly_size++;
		}

		// Case 4: When both points are outside
		else
		{
			//No points are added
		}
	}

	// Copying new points into original array
	// and changing the no. of vertices
	poly_size = new_poly_size;
	for (int i = 0; i < poly_size; i++)
	{
		poly_points[i][0] = new_points[i][0];
		poly_points[i][1] = new_points[i][1];
	}
}

// Implements Sutherland–Hodgman algorithm
void suthHodgClip(int poly_points[][2], int poly_size,
				int clipper_points[][2], int clipper_size)
{
	//i and k are two consecutive indexes
	for (int i=0; i<clipper_size; i++)
	{
		int k = (i+1) % clipper_size;

		// We pass the current array of vertices, it's size
		// and the end points of the selected clipper line
		clip(poly_points, poly_size, clipper_points[i][0],
			clipper_points[i][1], clipper_points[k][0],
			clipper_points[k][1]);
	}

	// Printing vertices of clipped polygon
	for (int i=0; i < poly_size; i++)
		cout << '(' << poly_points[i][0] <<
				", " << poly_points[i][1] << ") ";
}

//Driver code
int main()
{
	// Defining polygon vertices in clockwise order
	int poly_size = 3;
	int poly_points[20][2] = {{100,150}, {200,250},
							{300,200}};

	// Defining clipper polygon vertices in clockwise order
	// 1st Example with square clipper
	int clipper_size = 4;
	int clipper_points[][2] = {{150,150}, {150,200},
							{200,200}, {200,150} };

	// 2nd Example with triangle clipper
	/*int clipper_size = 3;
	int clipper_points[][2] = {{100,300}, {300,300},
								{200,100}};*/

	//Calling the clipping function
	suthHodgClip(poly_points, poly_size, clipper_points,
				clipper_size);

	return 0;
}

Sutherland–Hodgman算法的缺点:仅适用于凸多边形,对于凹多边形的裁剪将如图所示显示出一条多余的直线。

中间的蓝色线即为多余的直线

  如果想避免此问题,需要使用Weiler-Atherton算法,该算法可以避免残留。 

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/132618.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

大中型政企机构网络安全建设发展趋势研究报告

声明 本文是学习大中型政企机构网络安全建设发展趋势研究报告. 下载地址而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们 研究背景 大中型政企机构是网络安全保护的重中之重&#xff0c;也是国内网络安全建设投入最大&#xff0c;应用新技术、新产品最…

Proteus8仿真:51单片机25AA020A(SPI接口EEPROM)的使用

51单片机25AA020A实验内容25AA020A引脚功能SPI信号模拟8位写8位读EEPROM读写函数EEPROM写使能EEPROM写一个Byte实验程序例程main.c工程文件Microchip的25AA020A是一个2Kbit串行电可擦除可编程只读存储器&#xff08;EEPROM&#xff09;。内存可以通过一个简单的串行外围接口&am…

第三十讲:神州路由器路由重分发配置

RIP和OSPF协议是目前应用最广泛的路由协议&#xff0c;两种协议交接的场合也很多见&#xff0c;两种协议的重分布是比较常见的配置。主校区原来所采用的网络协议为OSPF&#xff0c;而分校区采用的路由协议是RIP&#xff0c;采用RIP和OSPF重分发技术可以解决此问题。 实验拓扑图…

HDLBits练习汇总-14-时序逻辑设计测试--状态机(二)

水箱问题&#xff08;Exams/ece241 2013 q4&#xff09; 一个大水库的水为几个用户服务。为了保持足够高的水位&#xff0c;三个传感器以5英寸的间隔垂直放置。当水位高于最高传感器S3时&#xff0c;输入流量应为零。当液位低于最低传感器(Si)时&#xff0c;流量应处于最大(公…

【技术分享】戴尔工作站安装Win10+Ubuntu20.04双系统避坑指南

文章目录引言1.安装前的几个注意事项&#xff08;避坑指南&#xff09;1.1.有多块硬盘&#xff0c;该如何分配给Win10和Ubuntu系统&#xff1f;1.2.Ubuntu分区应该怎么分&#xff1f;2.系统安装步骤2.1.下载系统镜像2.2.制作U盘启动盘2.3.进入Win10系统分配系统空间2.4.BIOS设置…

82.【LibraryManger】

图书管理系统(一)、搭建环境1.数据库语句2.导入需要的依赖(二)、配置文件3.创建MyBatis的xml文件 mybais-config.xml4.创建dao层接口以及dao层的 mapper.xml5.创建数据库的资源 database.properties6.创建spring的配置文件 spring-dao.xml【】7.创建service层的接口以及servcie…

查找

章节目录&#xff1a;一、线性查找1.1 概述1.2 代码示例二、二分查找2.1 概述2.2 代码示例三、插值查找3.1 概述3.2 代码示例四、斐波那契查找4.1 概述4.2 代码示例五、结束语一、线性查找 1.1 概述 线性查找又称顺序查找&#xff0c;是一种最简单的查找方法&#xff0c;它的…

若依框架:前端登录组件与图像验证码|用户登录逻辑

在上一篇《若依框架&#xff1a;前端项目结构与初始页面渲染流程》中&#xff0c;我们探讨了与“vue.config.js文件配置、.env模式和环境变量配置、vue-router全局导航守卫配置、vue-router路由配置简介”相关的内容&#xff0c;书接上回&#xff0c;我们继续探讨若依前端项目的…

【C语言进阶】字符函数与字符串函数

目录 1、函数介绍 1.1 strlen 1.2 strcpy 1.3 strcat 1.4 strcmp 1.5 strncpy 1.6 strncat 1.7 strncmp 1.8 strstr 1.9 strtok 1.10 strerror 【补】字符分类函数&#xff1a; 1.11 memcpy 1.12 memmove 1.13 memcmp 1.14 memset 1、函数介绍 1.1 strlen siz…

基于卷积神经网络的高光谱分类(1D、2D、3D-CNN)

算法原理 卷积神经网络&#xff08;Convolutional Neural Networks&#xff0c;CNN&#xff09;是深度学习中最常见的一种 算法&#xff0c;它具有强大的特征学习能力。CNN 通过结合局部感知区域、共享权重、空间或者 时间上的降采样来充分利用数据本身包含的局部性等特征&…

绘图仪 与 示波器 Plotter Oscilloscope

【后台管理&#xff0c;这哪里是广告了&#xff1f;图都是百度搜的&#xff0c;又没有销售信息&#xff0c;就事论事而已&#xff01;】 Plotter &#xff1a; 对低频信号持续测量并绘制到一张很长的纸上&#xff0c;通常是卷纸。 常见的比如传统心电图机&#xff08;图左&am…

『分分钟玩转VueRouter●下』我对VueRouter在项目中如何使用的理解

路由的设置会根据系统中用户角色的数量而有所不同&#xff0c;大致分为三种单角色同权限、单角色不同权限、多角色。这里的角色均是只一种身份&#xff0c;而不是用户量。接下来的讲解纯属个人见解&#xff0c;大型项目会将不同权限的用户直接分开开发不同的系统。如果是小型多…

c++基础——for循环

for循环是循环的一种 以下是 for 循环的结构&#xff1a; for (初始化; 判断条件; 更新) {循环体; } 执行顺序&#xff1a; for 语句的三个部分中&#xff0c;任何一个部分都可以省略。其中&#xff0c;若省略了判断条件&#xff0c;相当于判断条件永远为真。 for (int i …

fpga实操训练(从模块到系统开发)

【 声明&#xff1a;版权所有&#xff0c;欢迎转载&#xff0c;请勿用于商业用途。 联系信箱&#xff1a;feixiaoxing 163.com】 前面我们学习了fpga的一些基本操作&#xff0c;熟悉了这些操作&#xff0c;基本上说fpga已经入门了。但是距离我们用fpga开发产品&#xff0c;这中…

Faster RCNN网络源码解读(Ⅷ) --- RPN网络代码解析(下)RegionProposalNetwork类解析

目录 一、代码作用&#xff08;rpn_function.py&#xff09; 二、代码解析 2.1 RegionProposalNetwork类 2.1.1 正向传播过程forward 接着上篇博客的2.1.2节 2.1.2 assign_targets_to_anchors 2.1.3 det_utils.Matcher传入参数 2.1.4 compute_loss 2.1.5 smooth_l1_lo…

你真的会正确使用wait和notify么?

目录 wait和notify原理 API wait 与 sleep的区别 wait 和 notify的正确使用 step1 step2 step3 step4 step5 总结waitnotify wait和notify原理 当我们线程获取某个对象的monitor锁的时候就会成为owner线程,当owner线程条件不满足的时候,就会调用wait方法,该线程就会进…

惠州市政企信息化(互联网)市场调研报告

1.引言 1.1.编写目的 据广东省惠州市惠东县的政企信息化市场调研的客观性数据&#xff0c;分析相关数据&#xff0c;确定市场规模、市场潜力、市场需求&#xff0c;以及需求价值&#xff0c;为后续的市场决策、服务组合决策提供依据&#xff0c;也作为未来根据市场变化而调整…

Nacos 注册中心

Nacos 注册中心 目录概述需求&#xff1a;设计思路实现思路分析1.增加 Maven 依赖2.Client端配置注册中心3.Server端配置注册中心4.Nacos 注册中心参考资料和推荐阅读Survive by day and develop by night. talk for import biz , show your perfect code,full busy&#xff0c…

Java--Map接口详解

目录 Map接口的特点 代码实现 代码实现 Map的常用方法 代码实现 Map接口的4种遍历方法 代码实现 第一种方式 第二种方式 第三种方式 第四种方式 Map接口的特点 1)Map与Collection并列存在。用于保存具有映射关系的数据&#xff1a;Key-Value 2)Map中的key和value可以…

如何在星巴克连接家中Windows台式机?(安卓,iOS, Windows, macOS配合frp穿透公网IP实现)

zhaoolee 最近热衷于和海外热心老哥们交换硬盘中的单机游戏资源&#xff08;BT下载&#xff09;&#xff0c;家中有Windows台式机&#xff0c; 适合长时间挂机下载BT资源&#xff0c;zhaoolee希望能随时连接到Windows台式机新增下载任务&#xff0c;安装体积超大的主机游戏。 …