直線切割凹多邊形

2021-09-07 09:08:41 字數 1967 閱讀 2189

一,演算法原理

以上圖為例,直線(start,end)切割凹多邊形abcdefghijklmnop。

記切割線divline=(start,end)。

多邊形頂點序列vertexlist=(a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m,n,o,p)。

邊序列edgelist=(ab,bc,cd,de,ef,fg,gh,hi,ij,jk,kl,lm,mn,no,op,pa)。

下面開始計算:

1,求切割點。

遍歷edgelist,拿其中各edge與divline求交,得切割點序列divpointlist=(1,2,3,4,5,6,7,8)。

注:線段與直線求交,見:

插入切割點後頂點序列vertexlist_afterdiv=(a,1,b,c,2,d,e,3,f,g,4,h,i,5,j,k,6,l,m,7,n,o,8,p)。

插入切割點後的邊序列edgelist_afterdiv=(a1,1b,bc,c2,2d,de,e3,3f,fg,g4,4h,hi,i5,5j,jk,k6,6l,lm,m7,7n,no,o8,8p,pa)。

2,求各邊在切割線哪一側。

所謂「點在切割線左側」是指:當站在start面朝end時,點在左手邊。

可以使用點到直線的帶符號距離來判斷點在直線的哪一側,參考:

求得結果為:b,c,f,g,j,k,n,o在切割線右側,a,d,e,h,i,l,m,p在切割線左側。

則切割後的邊集edgelist_afterdiv被劃分為兩個集合:

右側邊集合:rightsideedgeset=。

左側邊集合:leftsideedgeset=。

3,求封口邊。

將divline反向延長得到點veryfarstart,我們假定點veryfarstart足夠遠,以至於divpointlist中的所有點都在射線[veryfarstart,end)上。

然後我們根據到veryfarstart的距離對divpointlist中的點進行排序,得到divpointlist_sorted=(1,2,3,8,7,4,5,6)。

然後把divpointlist_sorted中的點相鄰兩個結對兒,得到12,38,74,56。可以發現規律:

線段12,線段38,線段74,線段56,正好都是左側子多邊形的封口。

而將上面每個線段都反向,得到:線段21,線段83,線段47,線段65,正好都是右側子多邊形的封口。

所以有:

leftsidecapset=,

rightsidecaplist=。

4,重新組裝。

右側邊和封口形成的集合為rightsideedgeandcapset=rightsideedgeset與rightsidecapset的並集=,

左側邊和封口形成的集合為leftsideedgeandcapset=leftsideedgeset與leftsidecapset的並集=。

對rightsideedgeandcapset中的邊進行組裝,可得多邊形:1bc2,3fg47no8,5jk6,

對leftsideedgeandcapset中的邊形行組裝,可得多邊形:a12de38p,4hi56lm7

(注意,組裝過程並不需要比較座標(比較座標的方法不但效率低,而且特殊情況還有可能產生錯誤),只需對線段端點字母進行匹配即可)。

所以凹多邊形abcdefghijklmnop被直線(start,end)切割成五個子多邊形:1bc2,3fg47no8,5jk6,a12de38p,4hi56lm7。

計算完畢。

二,實現

在unity裡進行了試驗,效果如下:

求任意多邊形面積(凹多邊形和凸多邊形)

遇到問題 已知多邊形的各個左邊點,要求多邊形的面積 然後我搜尋了下看到這篇文章 這個人說的不多,但是簡單明瞭 首先已知各定點的座標分別為 x1,y1 x2,y2 x3,y3 xn,yn 則該多邊形的面積公式為 s 1 2 x1 y2 x2 y1 x2 y3 x3 y2 xk yk 1 xk 1 yk...

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