cohen-sutherland裁剪算法代码

### 回答1：
Cohen-Sutherland裁剪算法是一种常用的线段裁剪算法，其代码如下：

// 定义裁剪区域的编码
const int INSIDE = ; // 000
const int LEFT = 1;   // 0001
const int RIGHT = 2;  // 001
const int BOTTOM = 4; // 010
const int TOP = 8;    // 100

// 计算点的编码
int computeCode(double x, double y, double xmin, double xmax, double ymin, double ymax) {
    int code = INSIDE;
    if (x < xmin) {
        code |= LEFT;
    } else if (x > xmax) {
        code |= RIGHT;
    }
    if (y < ymin) {
        code |= BOTTOM;
    } else if (y > ymax) {
        code |= TOP;
    }
    return code;
}

// Cohen-Sutherland裁剪算法
void cohenSutherland(double x, double y, double x1, double y1, double xmin, double xmax, double ymin, double ymax) {
    int code = computeCode(x, y, xmin, xmax, ymin, ymax);
    int code1 = computeCode(x1, y1, xmin, xmax, ymin, ymax);
    bool accept = false;
    while (true) {
        if ((code == ) && (code1 == )) { // 线段完全在裁剪区域内部
            accept = true;
            break;
        } else if (code & code1) { // 线段完全在裁剪区域外部
            break;
        } else { // 线段与裁剪区域相交
            double x, y;
            int code = (code != ) ? code : code1;
            if (code & TOP) { // 线段与裁剪区域的上边相交
                x = x + (x1 - x) * (ymax - y) / (y1 - y);
                y = ymax;
            } else if (code & BOTTOM) { // 线段与裁剪区域的下边相交
                x = x + (x1 - x) * (ymin - y) / (y1 - y);
                y = ymin;
            } else if (code & RIGHT) { // 线段与裁剪区域的右边相交
                y = y + (y1 - y) * (xmax - x) / (x1 - x);
                x = xmax;
            } else if (code & LEFT) { // 线段与裁剪区域的左边相交
                y = y + (y1 - y) * (xmin - x) / (x1 - x);
                x = xmin;
            }
            if (code == code) {
                x = x;
                y = y;
                code = computeCode(x, y, xmin, xmax, ymin, ymax);
            } else {
                x1 = x;
                y1 = y;
                code1 = computeCode(x1, y1, xmin, xmax, ymin, ymax);
            }
        }
    }
    if (accept) {
        // 绘制裁剪后的线段
    }
}

### 回答2：
Cohen-Sutherland裁剪算法是一种简单但有效的算法，可用于将线段剪裁为可见的线段。该算法是由Ivan Sutherland和Daniel Cohen于1967年发明的。该算法将观察窗口划分成九个区域，并通过比较端点和观察窗口的区域编码来确定线段是否可见。如果线段的两个端点都被剪裁区域包围，则可以确定该线段是不可见的。

以下是Cohen-Sutherland裁剪算法的代码：

1. 定义区域编码

定义区域编码如下：

左上: 0001
上: 0010
右上: 0100
左: 1000
中间: 0000
右: 0010
左下: 1000
下: 0100
右下: 0101

2. 生成区域编码

对于给定的点（x，y），生成其区域编码的方法如下：

区域编码=0000
如果x< xmin，则区域编码=区域编码 OR 1000
如果x> xmax，则区域编码=区域编码 OR 0010
如果y< ymin，则区域编码=区域编码 OR 0100
如果y> ymax，则区域编码=区域编码 OR 0001

3. 判断是否可见

通过对线段的两个端点进行区域编码，比较起始点（A）和结束点（B）的区域编码，并采取以下行动：

a.如果线段的两个端点的区域编码都为0000，则该线段是可见的。

b.如果线段的两个端点的区域编码 AND 结束点的区域编码为0000，则该线段是可见的。

c.如果线段的两个端点的区域编码 AND 结束点的区域编码不为0000，则该线段是不可见的。

4.剪裁线段

如果线段是可见的，则它在剪切线段结束时被剪切。为此，首先找到起点和终点的区域编码，然后找到可以剪裁的交点，并更新线段的端点，直到线段被完全剪裁。代码如下：

void CohenSutherlandClipLine(float x1, float y1, float x2, float y2)
{
int code1 = ComputeOutCode(x1, y1);
int code2 = ComputeOutCode(x2, y2);
bool accept = false;

while (true) {
if (!(code1 | code2)) { //相交，可见
accept = true;
break;
} else if (code1 & code2) { //不可见
break;
} else {
float x, y;
int code = code1 ? code1 : code2;
if (code & TOP) { // 线段在上方
x = x1 + (x2 - x1) * (ymax - y1) / (y2 - y1);
y = ymax;
} else if (code & BOTTOM) { // 线段在下方
x = x1 + (x2 - x1) * (ymin - y1) / (y2 - y1);
y = ymin;
} else if (code & RIGHT) { // 线段在右边
y = y1 + (y2 - y1) * (xmax - x1) / (x2 - x1);
x = xmax;
} else if (code & LEFT) { // 线段在左边
y = y1 + (y2 - y1) * (xmin - x1) / (x2 - x1);
x = xmin;
}
if (code == code1) { // 更新起点
x1 = x;
y1 = y;
code1 = ComputeOutCode(x1, y1);
} else { // 更新终点
x2 = x;
y2 = y;
code2 = ComputeOutCode(x2, y2);
}
}
}
if (accept) {
DrawLine(x1, y1, x2, y2);
}
}

5. 总结

Cohen-Sutherland裁剪算法是一种简单但非常有效的算法，可用于将线段剪裁为可见的线段。该算法使用区域编码来确定线段是否可见，并通过找到剪裁位置来对线段进行剪裁。

### 回答3：
Cohen-Sutherland裁剪算法是一种用于矩形裁剪的算法，它是计算机图形学中最常用的裁剪算法之一。该算法的原理是根据待裁剪线段端点的位置关系和裁剪矩形的位置关系，逐步去除待裁剪线段上那些不需要保留的部分。

Cohen-Sutherland裁剪算法的代码实现，主要分为以下几个步骤：

1.定义四个区域：

定义上下左右四个区域（分别为0000，0001，0010，0100，1000）。根据这四个区域的定义，我们可以方便地判断线段是否在矩形之内或之外。

2.判断裁剪线段是否在矩形内：

若某段线段两端点的区域都为0000，则该线段完全在矩形内，无需裁剪。

3.判断裁剪线段是否在矩形之外：

若某段线段两个端点的区域均不为0000，则该线段完全在矩形之外，可以直接丢弃。

4.裁剪部分线段：

对于其余线段，根据其端点的位置和矩形的位置关系，进行逐步裁剪。具体步骤如下：

a.判断线段是否在矩形的上下左右四个区域内；

b.若存在一个端点在矩形之外，则我们使用该端点与矩形边界的交点来代替该端点；

c.重复a和b，直到线段被完全裁剪或者线段确定在矩形内。

5.将裁剪后的线段绘制出来即可。

下面是基于以上步骤所写出的Cohen-Sutherland裁剪算法的代码实现：

struct point
{
double x;
double y;
}

int code(point pt, double xmin, double xmax, double ymin, double ymax)
{
int c = 0;
if (pt.x < xmin) c |= 1;
if (pt.x > xmax) c |= 2;
if (pt.y < ymin) c |= 4;
if (pt.y > ymax) c |= 8;
return c;
}

void CohenSutherland(point p1, point p2, double xmin, double xmax, double ymin, double ymax)
{
int code1 = code(p1, xmin, xmax, ymin, ymax);
int code2 = code(p2, xmin, xmax, ymin, ymax);
bool accept = false;

while(true)
{
if(!(code1 | code2)) //线段完全在矩形内
{
accept = true;
break;
}
else if(code1 & code2) //线段与矩形没有交点
{
break;
}
else
{
int code_out;
point pt;
if (code1 != 0) code_out = code1;
else code_out = code2;

if (code_out & 1)
{
pt.y = p1.y + (p2.y - p1.y) * (xmin - p1.x) / (p2.x - p1.x);
pt.x = xmin;
}
else if (code_out & 2)
{
pt.y = p1.y + (p2.y - p1.y) * (xmax - p1.x) / (p2.x - p1.x);
pt.x = xmax;
}
else if (code_out & 4)
{
pt.x = p1.x + (p2.x - p1.x) * (ymin - p1.y) / (p2.y - p1.y);
pt.y = ymin;
}
else
{
pt.x = p1.x + (p2.x - p1.x) * (ymax - p1.y) / (p2.y - p1.y);
pt.y = ymax;
}

if (code_out == code1)
{
p1.x = pt.x;
p1.y = pt.y;
code1 = code(p1, xmin, xmax, ymin, ymax);
}
else
{
p2.x = pt.x;
p2.y = pt.y;
code2 = code(p2, xmin, xmax, ymin, ymax);
}
}
}
if (accept)
{
//绘制被裁剪后的线段
}
}

这是一个简单的Cohen-Sutherland裁剪算法代码实现，并且仅考虑了二维情形。在实际应用中，还需要为三维场景和各种不同形状的裁剪区域进行相应的修改。经过正确的实现和结合其他算法，我们可以在计算机图形学中实现复杂的绘图和渲染操作。