用Python写一个中点分割直线裁剪算法,请用matplotlib库
时间: 2024-03-11 17:50:43 浏览: 33
好的,下面是用Python实现中点分割直线裁剪算法的代码,并使用matplotlib库进行可视化:
```python
import matplotlib.pyplot as plt
def line_clip(x1, y1, x2, y2, xmin, ymin, xmax, ymax):
"""
中点分割直线裁剪算法
"""
# 计算直线斜率
dx = x2 - x1
dy = y2 - y1
if dx == 0:
k = float('inf')
else:
k = dy / dx
# 计算直线与矩形边界的交点
p = [0] * 4
q = [0] * 4
p[0] = -dx
p[1] = dx
p[2] = -dy
p[3] = dy
q[0] = x1 - xmin
q[1] = xmax - x1
q[2] = y1 - ymin
q[3] = ymax - y1
u1 = 0
u2 = 1
for i in range(4):
if p[i] == 0 and q[i] < 0:
return None
elif p[i] != 0:
u = q[i] / p[i]
if p[i] < 0:
u1 = max(u1, u)
else:
u2 = min(u2, u)
if u1 > u2:
return None
else:
x1_clip = x1 + u1 * dx
y1_clip = y1 + u1 * dy
x2_clip = x1 + u2 * dx
y2_clip = y1 + u2 * dy
return x1_clip, y1_clip, x2_clip, y2_clip
# 测试
x1, y1, x2, y2 = 50, 30, 120, 150
xmin, ymin, xmax, ymax = 70, 50, 100, 100
result = line_clip(x1, y1, x2, y2, xmin, ymin, xmax, ymax)
if result is not None:
x1_clip, y1_clip, x2_clip, y2_clip = result
plt.plot([x1, x2], [y1, y2], 'b', label='Original Line')
plt.plot([x1_clip, x2_clip], [y1_clip, y2_clip], 'r', label='Clipped Line')
plt.xlim(0, 200)
plt.ylim(0, 200)
plt.legend()
plt.show()
else:
print('Line is completely outside the clipping window.')
```
其中,`line_clip`函数用于实现中点分割直线裁剪算法,输入为直线的两个端点坐标和裁剪窗口的左下角和右上角坐标,输出为裁剪后的直线端点坐标。在函数内部,首先计算直线的斜率,然后计算直线与矩形边界的交点,最后根据交点计算裁剪后的直线端点坐标。
在测试部分,我们定义了一条直线和一个矩形裁剪窗口,并调用`line_clip`函数进行裁剪。如果裁剪后的直线完全在裁剪窗口外部,则返回`None`,否则将裁剪后的直线和原始直线一起绘制在坐标系上。