Weiler-Atherton裁剪算法详解：计算机图形学中的顶点表构建

"建顶点表；-计算机图形学" 计算机图形学是计算机科学的一个重要领域，它专注于研究如何在计算机中表示、处理和显示图形。在这个领域中，建顶点表是创建图形模型的基础步骤，对于后续的图形操作如求交点和裁剪等至关重要。顶点表是一个数据结构，存储了构成图形边界的各个点的信息，这些点通常由坐标(x, y, z)定义，可以是二维或三维空间中的点。 在图形裁剪的过程中，Weiler_Atherton算法是一种常用的内裁剪方法。该算法主要用于处理两个多边形的相交问题，例如在屏幕上裁剪出位于某一个多边形内的另一个多边形部分。其基本步骤如下： 1. 首先，需要为要裁剪的主多边形和裁剪多边形分别建立顶点表。每个顶点包含其坐标和指向相邻顶点的指针。 2. 接下来，计算这两个多边形的交点，并按照一定的顺序将交点插入到它们各自的顶点表中。同时，要在相同的交点之间建立双向指针，以便于后续的跟踪操作。 3. 裁剪阶段，如果发现有未被跟踪过的交点，就会执行以下操作： - 初始化一个新的结果多边形顶点表。 - 选择一个未被跟踪的交点作为起点，将其添加到结果多边形的顶点表中。 - 如果该交点是进入多边形的点（进点），则沿主多边形的边界进行跟踪；如果是离开多边形的点（出点），则沿裁剪多边形的边界跟踪。 - 在跟踪过程中，每当遇到多边形的顶点时，都将该顶点添加到结果多边形的顶点表中，直到遇到下一个交点。 - 将新遇到的交点添加到结果多边形的顶点表，并根据双向指针改变跟踪方向（如果之前是沿着主多边形边界，现在转而跟踪裁剪多边形；反之亦然）。 - 重复上述跟踪和添加顶点的过程，直到回到起点，形成一个闭合的多边形。 这个过程涉及到图形的遍历、几何计算和数据结构的操作，是计算机图形学中实现复杂图形处理的关键技术之一。在实际应用中，比如游戏开发、计算机辅助设计（CAD）、动画制作等领域，这种裁剪算法有着广泛的应用。 除了Weiler_Atherton算法，计算机图形学还涵盖了图形硬件、图形标准（如OpenGL、DirectX）、交互技术、光栅化算法、曲线曲面造型、真实感渲染、科学计算可视化等多个方面。学习计算机图形学不仅需要理解基本概念，还需要掌握相关的编程技术和算法，以便在实际项目中实现高效的图形处理和显示。