Loop细分算法的C++代码实现

Loop细分（Loop Subdivision）是一种用于增加表面细节的技术，常用于计算机图形学中创建平滑的曲面模型。它通过将原始边分成更小的部分，形成新的三角形网格。以下是简单的二维线段细分的一个基本C++代码实现，这里使用了迭代的方式：

#include <vector>
#include <utility>

// 定义顶点结构体
struct Vertex {
    double x, y;
};

// 分割线段函数
std::pair<Vertex, Vertex> subdivideSegment(Vertex start, Vertex end) {
    // 计算新分割点
    Vertex mid = { (start.x + end.x) / 2.0, (start.y + end.y) / 2.0 };

    return std::make_pair(start, mid);
}

// 对整个边界进行细分
void subdividePolygon(std::vector<Vertex>& polygon, int depth) {
    if (depth > 0) {
        for (size_t i = 0; i < polygon.size(); i++) {
            auto& first = polygon[i];
            auto& second = i == polygon.size() - 1 ? polygon[0] : polygon[i + 1];

            // 创建新的子线段
            auto [newStart, newMid] = subdivideSegment(first, second);

            // 添加新顶点并更新边
            polygon.push_back(newMid);
            polygon[i] = newStart;
        }
        // 递归细分每个新产生的线段
        for (auto& segment : polygon)
            subdividePolygon({segment}, depth - 1);
    }
}

// 示例：创建一个4边形细分三次
int main() {
    std::vector<Vertex> original = {{0, 0}, {1, 0}, {1, 1}, {0, 1}};
    subdividePolygon(original, 3); // 深度为3表示细分3次
    // 现在original包含细化后的顶点信息
    return 0;
}