Weiler-Atherton双边裁剪算法详解：处理任意形状多边形

在《任意形状多边形的裁剪 - PLC编程手册》一书中，章节2.3探讨了如何处理复杂多边形的裁剪问题，特别是针对裁剪窗口不再是凸多边形的情况。Sutherland-Hodgeman(逐边裁剪)算法在遇到凸多边形时表现出色，但当裁剪窗口变为凹多边形或带内环的多边形时，Weiler-Atherton(双边裁剪)算法更为适用。这个算法之所以被称为双边裁剪，是因为它涉及主多边形SP和裁剪多边形CP之间的双向交互裁剪，这样可以有效解决逐边裁剪法中可能出现的“退化边”问题。 Weiler-Atherton算法的核心在于它强调了裁剪窗口（CP）和被裁剪多边形（SP）的对等性，两者地位平等。裁剪结果是由这两个多边形的边界共同构成，边界在它们的交点处交替出现。图4.2-11形象地展示了这一过程，其中SP和CP的边界在图形上交替呈现，形成裁剪后的完整多边形边界。 在图形学中，这本书可能会使用C++语言和MFC（Microsoft Foundation Classes）作为教学工具，教授读者如何在实际编程中运用这些算法。通过理解双边裁剪算法，读者不仅可以掌握计算机图形学的基本原理，还能提升在计算机辅助设计（CAD）、动画制作、虚拟现实和计算机可视化等领域中的图形处理能力。 第一章概述了计算机图形学的重要性和应用范围，它不仅是一门建立在传统图学、应用数学和计算机科学基础上的学科，而且在许多现代技术中起着关键作用。书中的目标读者可能是对图形学有兴趣的初学者，或者已经在相关领域工作的专业人士，希望通过深入学习提高技术水平。 作者强调区分图形和图像的区别，前者广义上指所有能引起视觉感知的对象，后者则特指计算机图形学中用数学方法精确表示的图形。书中详细解释了图形的构成要素，如几何元素和非几何属性，以及如何根据不同类型的图形进行分类和处理。 本章内容提供了深入理解任意形状多边形裁剪的关键技术，对于想要在图形学领域深入研究或进行实际编程的人来说，这部分知识至关重要。同时，它还揭示了计算机图形学理论与实际应用的紧密联系，以及在PLC编程中的具体应用，使读者能够更好地掌握和运用这些技术。