多边形裁剪|Sutherland-Hodgman

此算法只能裁剪凸多边形

先看俩个例子

算法基本思想：

基本思想：一次用窗口的一条边来裁剪多边形。

算法的输入是以顶点序列表示的多边形，输出也是一个顶点序列，这些顶点能够构成一个或多个多边形。

处理对象：任意凸多边形。

窗口的任意一条边的所在直线（裁剪线）把窗口所在平面分成两部分：

可见一侧：包含窗口那部分

不可见一侧：不包含窗口那部分

l将每条线段的端点S, P与裁剪线比较之后，可以输出0～2个点：

(1) S, P都在可见一侧，输出顶点P。

(2) S, P都在不可见一侧，输出0个顶点。

(3) S在可见一侧，P在不可见一侧，输出SP与裁剪线的交点I。

(4) S在不可见一侧，P在可见一侧，输出SP与裁剪线的交点I和顶点P。

例如：

代码实现：

#include<iostream>
using namespace std; const int MAX_POINTS = 20; //交点横坐标
int x_intersect(int x1, int y1, int x2, int y2, int x3, int y3, int x4, int y4)
{ int num = (x1*y2 - y1*x2) * (x3-x4) - (x1-x2) * (x3*y4 - y3*x4); int den = (x1-x2) * (y3-y4) - (y1-y2) * (x3-x4); return num/den;
}
//返回交点纵坐标
int y_intersect(int x1, int y1, int x2, int y2, int x3, int y3, int x4, int y4)
{ int num = (x1*y2 - y1*x2) * (y3-y4) - (y1-y2) * (x3*y4 - y3*x4); int den = (x1-x2) * (y3-y4) - (y1-y2) * (x3-x4); return num/den;
} // 裁剪
void clip(int poly_points[][2], int &poly_size, int x1, int y1, int x2, int y2)
{ int new_points[MAX_POINTS][2], new_poly_size = 0; for (int i = 0; i < poly_size; i++) { int k = (i+1) % poly_size; int ix = poly_points[i][0], iy = poly_points[i][1]; int kx = poly_points[k][0], ky = poly_points[k][1]; int i_pos = (x2-x1) * (iy-y1) - (y2-y1) * (ix-x1); //标志int k_pos = (x2-x1) * (ky-y1) - (y2-y1) * (kx-x1); // Case 1 if (i_pos < 0  && k_pos < 0) { new_points[new_poly_size][0] = kx; new_points[new_poly_size][1] = ky; new_poly_size++; } // Case 2else if (i_pos >= 0  && k_pos < 0) { new_points[new_poly_size][0] = x_intersect(x1, y1, x2, y2, ix, iy, kx, ky); new_points[new_poly_size][1] = y_intersect(x1, y1, x2, y2, ix, iy, kx, ky); new_poly_size++; new_points[new_poly_size][0] = kx; new_points[new_poly_size][1] = ky; new_poly_size++; } // Case 3else if (i_pos < 0  && k_pos >= 0) {        new_points[new_poly_size][0] = x_intersect(x1,y1, x2, y2, ix, iy, kx, ky); new_points[new_poly_size][1] = y_intersect(x1,y1, x2, y2, ix, iy, kx, ky); new_poly_size++; } // Case 4 不添加点else{ } } poly_size = new_poly_size; for (int i = 0; i < poly_size; i++) { poly_points[i][0] = new_points[i][0]; poly_points[i][1] = new_points[i][1]; }
} void suthHodgClip(int poly_points[][2], int poly_size, int clipper_points[][2], int clipper_size)
{ for (int i=0; i<clipper_size; i++) { int k = (i+1) % clipper_size; clip(poly_points, poly_size, clipper_points[i][0], clipper_points[i][1], clipper_points[k][0], clipper_points[k][1]); } for (int i=0; i < poly_size; i++) cout << '(' << poly_points[i][0] << ", " << poly_points[i][1] << ") ";
}
int main()
{ int poly_size = 3; int poly_points[20][2] = {{100,150}, {200,250}, {300,200}}; int clipper_size = 4; int clipper_points[][2] = {{150,150}, {150,200}, {200,200}, {200,150} }; //三角形裁剪区域/*int clipper_size = 3; int clipper_points[][2] = {{100,300}, {300,300}, {200,100}};*/suthHodgClip(poly_points, poly_size, clipper_points, clipper_size); return 0;
}

输出：

（150,162）（150,200）（200,200）（200,174）

基于vs2010MFC实现

上图

其他图形学代码下载：https://download.csdn.net/download/qq_40310876/11222412

来源于中华女子学院山东分校赵晓峰的论文

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