基于出入点判断的任意多边形裁剪算法研究

"范华燃-杨杰-李晨辉-罗宗铭-刘强1" 在计算机图形学和地理信息系统中，多边形裁剪算法是核心的技术之一，用于处理和分析复杂的数据集。这篇由范华燃、刘强、罗宗铭、李晨辉和杨杰共同撰写的论文主要探讨了任意多边形裁剪算法，特别是Weiler-Atherton裁剪算法的应用和优势。 多边形裁剪通常涉及到两个或多个多边形之间的交互操作，例如空间叠置分析，它在地图制图、图像处理、游戏开发等领域有着广泛的应用。传统的裁剪算法如Sutherland-Hodman算法和梁友栋-Braian算法虽然有效，但存在一些局限性。Sutherland-Hodman算法在裁剪后可能会留下多余的边，并且可能产生边的自我相交。而梁友栋-Braian算法虽然解决了多余边的问题，但由于其计算过程中涉及大量乘除运算，不适用于高效的计算机内部实现。 Weiler-Atherton算法则是一种更为先进的裁剪方法，它通过出入点判断来确定裁剪边界，既能避免多余边的产生，也能防止边的自我相交。这种算法的优势在于其快速简洁的特性，更适合于计算机程序的实现，同时保持了一般性，能够处理各种形状和大小的任意多边形。 在算法实现上，Weiler-Atherton算法通常依赖于矢量数组来存储多边形的顶点信息，通过遍历和比较来确定裁剪结果。其时间复杂度相对较高，但由于其高效的逻辑，对于大型数据集仍能提供较好的性能。此外，该算法还适用于动态裁剪场景，即裁剪过程中的多边形可能会不断变化。 关键词：多边形裁剪、任意多边形、矢量数组、时间复杂度，突显了这篇论文的重点内容。多边形裁剪是核心主题，强调的是对任意形状的多边形进行处理；矢量数组是实现算法的基础数据结构，用于存储和操作几何信息；时间复杂度则是衡量算法效率的关键指标，对于优化和改进算法至关重要。 这篇论文的研究工作对于理解和改进多边形裁剪算法，尤其是在实际应用中提高计算效率和处理复杂数据集的能力，具有重要的理论和实践价值。