weiler atherton裁剪算法

时间: 2023-04-16 18:04:11 浏览: 79
Weiler-Atherton裁剪算法是一种计算机图形学中的算法,用于将一个多边形裁剪成另一个多边形。该算法可以处理任意形状的多边形,并且可以处理多个多边形之间的裁剪。它的主要思想是将多边形分解成边界和内部两部分,然后对两部分进行裁剪,最后将它们合并成一个新的多边形。该算法的优点是可以处理复杂的多边形,缺点是计算量较大,需要较高的计算性能。
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weiler-atherton多边形裁剪算法 代码

Weiler-Atherton多边形裁剪算法是一种常用于计算机图形学领域的多边形裁剪算法,用于将两个多边形进行裁剪。该算法的基本原理是通过计算两个多边形的交点和切割边界,从而裁剪出一个新的多边形。 具体的代码实现如下: 1. 首先定义一个结构体来表示一个点的坐标: ``` struct Point { double x; double y; }; ``` 2. 定义一个函数来计算两个多边形的交点: ``` vector<Point> calculateIntersection(vector<Point> polygon1, vector<Point> polygon2) { vector<Point> intersectionPoints; // 计算交点的逻辑代码 return intersectionPoints; } ``` 3. 定义一个函数来计算两个多边形的切割边界: ``` vector<vector<Point>> calculateClippingBoundaries(vector<Point> polygon1, vector<Point> polygon2) { vector<vector<Point>> clippingBoundaries; // 计算切割边界的逻辑代码 return clippingBoundaries; } ``` 4. 定义一个函数来进行多边形裁剪: ``` vector<Point> weilerAthertonClipping(vector<Point> polygon1, vector<Point> polygon2) { vector<Point> clippedPolygon; // 多边形裁剪的逻辑代码 return clippedPolygon; } ``` 以上只是伪代码形式的实现示例,实际的代码实现可能需要对具体的编程语言和图形库进行适配。在实际编写代码时,需要考虑多边形的边界条件、交点的排序、多边形顶点遍历等各种情况,以确保正确实现Weiler-Atherton多边形裁剪算法。

请详细描述并编程实现Weiler-Atherton裁剪算法。

Weiler-Atherton裁剪算法是一种用于计算多边形之间的交集的算法,其基本思想是将两个多边形的边分别与对方进行交点计算,然后根据这些交点将两个多边形分割成若干个部分,然后再对这些部分进行组合,最终得到两个多边形的交集。 具体而言,Weiler-Atherton裁剪算法的实现步骤如下: 1. 对两个多边形进行顺时针或逆时针方向的排序。 2. 分别对两个多边形的每条边与另一个多边形进行求交点,得到所有的交点。 3. 根据得到的交点,将两个多边形分别划分成若干个部分。 4. 对这些部分进行分类,包括内部部分、外部部分和边界部分。 5. 根据分类结果,将两个多边形的交集部分进行组合。 下面是一个基于Python语言实现的Weiler-Atherton裁剪算法的例子: ```python class Point: def __init__(self, x, y): self.x = x self.y = y class Edge: def __init__(self, start, end): self.start = start self.end = end class Polygon: def __init__(self, points): self.points = points self.edges = [Edge(points[i], points[(i+1)%len(points)]) for i in range(len(points))] def inside(self, point): intersections = 0 for edge in self.edges: if edge.start.y == edge.end.y: continue if point.y < min(edge.start.y, edge.end.y) or point.y >= max(edge.start.y, edge.end.y): continue x = (point.y - edge.start.y) * (edge.end.x - edge.start.x) / (edge.end.y - edge.start.y) + edge.start.x if x > point.x: intersections += 1 return intersections % 2 == 1 def intersect(edge1, edge2): dx1 = edge1.start.x - edge1.end.x dy1 = edge1.start.y - edge1.end.y dx2 = edge2.start.x - edge2.end.x dy2 = edge2.start.y - edge2.end.y det = dx1 * dy2 - dx2 * dy1 if det == 0: return None t1 = (edge1.start.x * edge1.end.y - edge1.start.y * edge1.end.x) t2 = (edge2.start.x * edge2.end.y - edge2.start.y * edge2.end.x) x = (dx2 * t1 - dx1 * t2) / det y = (dy2 * t1 - dy1 * t2) / det if (x < min(edge1.start.x, edge1.end.x) or x > max(edge1.start.x, edge1.end.x) or y < min(edge1.start.y, edge1.end.y) or y > max(edge1.start.y, edge1.end.y) or x < min(edge2.start.x, edge2.end.x) or x > max(edge2.start.x, edge2.end.x) or y < min(edge2.start.y, edge2.end.y) or y > max(edge2.start.y, edge2.end.y)): return None return Point(x, y) def weiler_atherton_clip(subject_polygon, clip_polygon): subject_edges = subject_polygon.edges clip_edges = clip_polygon.edges intersections = [] for subject_edge in subject_edges: for clip_edge in clip_edges: intersection = intersect(subject_edge, clip_edge) if intersection is not None: intersections.append(intersection) if not intersections: if subject_polygon.inside(clip_polygon.points[0]): return subject_polygon else: return None intersections = sorted(intersections, key=lambda p: p.x) parts = [] current_edge = subject_edges[0] current_polygon = [] current_polygon.append(current_edge.start) while True: if current_edge.end in current_polygon: parts.append(current_polygon) current_polygon = [] if not intersections: break current_edge = Edge(intersections[0], intersections[0]) intersections = intersections[1:] else: current_polygon.append(current_edge.end) for edge in subject_edges: if edge.start == current_edge.end: current_edge = edge break else: for edge in clip_edges: if edge.start == current_edge.end: current_edge = edge break else: raise Exception('Edge not found') parts = [Polygon(part) for part in parts] new_parts = [] for part in parts: if clip_polygon.inside(part.points[0]): new_parts.append(part) elif subject_polygon.inside(part.points[0]): new_points = [] for i in range(len(part.points)): if clip_polygon.inside(part.points[i]): if not clip_polygon.inside(part.points[i-1]): intersection = intersect(Edge(part.points[i-1], part.points[i]), clip_edges[0]) if intersection is not None: new_points.append(intersection) new_points.append(part.points[i]) elif subject_polygon.inside(part.points[i]): if not subject_polygon.inside(part.points[i-1]): intersection = intersect(Edge(part.points[i-1], part.points[i]), clip_edges[0]) if intersection is not None: new_points.append(intersection) new_points.append(part.points[i]) else: intersection1 = intersect(Edge(part.points[i-1], part.points[i]), clip_edges[0]) intersection2 = intersect(Edge(part.points[i-1], part.points[i]), clip_edges[1]) if intersection1 is not None and intersection2 is not None: new_points.append(intersection1) new_points.append(intersection2) elif intersection1 is not None: new_points.append(intersection1) elif intersection2 is not None: new_points.append(intersection2) new_parts.append(Polygon(new_points)) result_points = [] for part in new_parts: result_points += part.points if len(result_points) < 3: return None return Polygon(result_points) ``` 在这个实现中,我们定义了三个类:Point表示一个点,Edge表示一个线段,Polygon表示一个多边形。我们首先实现了判断一个点是否在一个多边形内部的函数inside。然后实现了计算两条线段的交点的函数intersect。接下来是核心函数weiler_atherton_clip,它的输入是两个多边形,输出是这两个多边形的交集多边形。在函数中,我们首先计算两个多边形的交点,然后将这些交点排序,将两个多边形划分成若干个部分,然后根据这些部分进行分类,最终组合得到交集多边形。 需要注意的是,这个实现仅适用于没有孔洞的简单多边形。对于带有孔洞的复杂多边形,需要使用其他算法进行处理。

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