计算机图形学11：二维观察之多边形的裁剪
2024-05-17 05:36:54
作者：非妃是公主
专栏：《计算机图形学》
博客地址：https://blog.csdn.net/myf_666
个性签：顺境不惰，逆境不馁，以心制境，万事可成。——曾国藩
文章目录
- 专栏推荐
- 专栏系列文章
- 序
- 一、多边形的裁剪算法原理
- 1. 多边形裁剪的目标
- 2. Sutherland-Hodgeman多边形裁剪
- 二、代码实现
- 三、效果展示
- the end……
专栏推荐
| 专栏名称 | 专栏地址 |
|---|---|
| 软件工程 | 专栏——软件工程 |
| 计算机图形学 | 专栏——计算机图形学 |
| 操作系统 | 专栏——操作系统 |
| 软件测试 | 专栏——软件测试 |
| 机器学习 | 专栏——机器学习 |
| 数据库 | 专栏——数据库 |
| 算法 | 专栏——算法 |
专栏系列文章
| 文章名称 | 文章地址 |
|---|---|
| 直线生成算法(DDA算法) | 计算机图形学01——DDA算法 |
| 中点BH算法绘制直线 | 计算机图形学02——中点BH算法 |
| 改进的中点BH算法 | 计算机图形学03——改进的中点BH算法 |
| 中点Bresenham画椭圆 | 计算机图形学04——中点BH绘制椭圆 |
| 中点BH算法绘制任意斜率直线 | 计算机图形学05——中点BH算法绘制任意斜率的直线 |
| 中点Bresenham画圆 | 计算机图形学06——中点BH算法画圆 |
| 有效边表法的多边形扫描转换 | 计算机图形学07——有效边表法绘制填充多边形 |
| 中点BH算法绘制抛物线 100 x = y 2 100x = y^2 100x=y2 | 计算机图形学08——中点BH绘制抛物线 |
| 二维观察之点的裁剪 | 计算机图形学09——二维观察之点裁剪 |
| 二维观察之线的裁剪 | 计算机图形学10——二维观察之线裁剪 |
| 二维观察之多边形的裁剪 | 计算机图形学11——二维观察之多边形裁剪 |
| 二维图形的几何变换 | 计算机图形学12——二维图形几何变换 |
| 三维图形的几何变换 | 计算机图形学13——三维图形几何变换 |
| 三维图形的投影变换 | 计算机图形学14——三维图形投影变换 |
序
计算机图形学（英语：computer graphics，缩写为CG）是研究计算机在硬件和软件的帮助下创建计算机图形的科学学科，是计算机科学的一个分支领域，主要关注数字合成与操作视觉的图形内容。虽然这个词通常被认为是指三维图形，事实上同时包括了二维图形以及影像处理。
一、多边形的裁剪算法原理
1. 多边形裁剪的目标
裁剪前：
正确裁剪后：
2. Sutherland-Hodgeman多边形裁剪
逐边裁剪算法基本思想：每次用窗口的一条边对多边形进行裁剪。
算法实施策略：
- 为窗口各边界裁剪的多边形存储输入与输出顶点表。在窗口的一条裁剪边界处理完所有顶点后，其输出顶点表将用窗口的下一条边界继续裁剪。
- 窗口的一条边以及延长线构成的裁剪线把平面分为两个区域，包含有窗口区域的一个域称为可见侧；不包含窗口区域的域为不可见侧。
二、代码实现
/// <summary>
/// 计算交点——X方向上的直线(垂直的直线)
/// </summary>
/// <param name="p1">第一个端点</param>
/// <param name="p2">第二个端点</param>
/// <param name="wxLorR">wxl或者wyr，分别求对应边的交点</param>
/// <returns>交点</returns>
VERTEX calIntersectionPointX(VERTEX p1, VERTEX p2, int wxLorR) {double k = (double)(wxLorR - p2.x) / (p1.x - p2.x);VERTEX res;res.x = wxLorR;res.y = k * p1.y + (1 - k) * p2.y;return res;
}/// <summary>
/// 计算交点——Y方向上的直线(水平的直线)
/// </summary>
/// <param name="p1">第一个端点</param>
/// <param name="p2">第二个端点</param>
/// <param name="wyBorT">wxb或者wyt，分别求对应边的交点</param>
/// <returns>交点</returns>
VERTEX calIntersectionPointY(VERTEX p1, VERTEX p2, int wyBorT) {double k = (double)(wyBorT - p2.y) / (p1.y - p2.y);VERTEX res;res.y = wyBorT;res.x = k * p1.x + (1 - k) * p2.x; return res;
}/// <summary>
/// 多边形裁剪
/// </summary>
/// <param name="polygon">多边形顶点的数组</param>
/// <param name="wxl">窗口的左边缘</param>
/// <param name="wxr">窗口的右边缘</param>
/// <param name="wyb">窗口的下边缘</param>
/// <param name="wyt">窗口的上边缘</param>
/// <returns>裁剪后的多边形顶点</returns>
vector<VERTEX> cropPolygon(vector<VERTEX> polygon, int wxl, int wxr, int wyb, int wyt) {vector<VERTEX> res;// 对边 wxl 进行裁剪for (int i = 0; i < polygon.size(); i++) {VERTEX p1 = polygon[i];VERTEX p2 = polygon[(i + 1) % polygon.size()];if (p1.x < wxl && p2.x >= wxl) { // 不可见侧到可见侧VERTEX intersectionPoint = calIntersectionPointX(p1, p2, wxl);res.push_back(intersectionPoint);res.push_back(p2);} else if (p1.x >= wxl && p2.x >= wxl) { // 可见侧到可见侧res.push_back(p2);}else if (p1.x >= wxl && p2.x < wxl) { // 可见侧到不可见侧VERTEX intersectionPoint = calIntersectionPointX(p1, p2, wxl);res.push_back(intersectionPoint);}else if (p1.x < wxl && p2.x < wxl) { // 不可见侧到不可见侧continue;}}polygon = res; // 更新顶点res.clear();// 对边 wxr 进行裁剪for (int i = 0; i < polygon.size(); i++) {VERTEX p1 = polygon[i];VERTEX p2 = polygon[(i + 1) % polygon.size()];if (p1.x > wxr && p2.x <= wxr) { // 不可见侧到可见侧VERTEX intersectionPoint = calIntersectionPointX(p1, p2, wxr);res.push_back(intersectionPoint);res.push_back(p2);}else if (p1.x <= wxr && p2.x <= wxr) { // 可见侧到可见侧res.push_back(p2);}else if (p1.x <= wxr && p2.x > wxr) { // 可见侧到不可见侧VERTEX intersectionPoint = calIntersectionPointX(p1, p2, wxr);res.push_back(intersectionPoint);}else if (p1.x > wxr && p2.x > wxr) { // 不可见侧到不可见侧continue;}}polygon = res; // 更新顶点res.clear();// 对边 wyb 进行裁剪for (int i = 0; i < polygon.size(); i++) {VERTEX p1 = polygon[i];VERTEX p2 = polygon[(i + 1) % polygon.size()];if (p1.y < wyb && p2.y >= wyb) { // 不可见侧到可见侧VERTEX intersectionPoint = calIntersectionPointY(p1, p2, wyb);res.push_back(intersectionPoint);res.push_back(p2);}else if (p1.y >= wyb && p2.y >= wyb) { // 可见侧到可见侧res.push_back(p2);}else if (p1.y >= wyb && p2.y < wyb) { // 可见侧到不可见侧VERTEX intersectionPoint = calIntersectionPointY(p1, p2, wyb);res.push_back(intersectionPoint);}else if (p1.y < wyb && p2.y > wyb) { // 不可见侧到不可见侧continue;}}polygon = res; // 更新顶点res.clear();// 对边 wyt 进行裁剪for (int i = 0; i < polygon.size(); i++) {VERTEX p1 = polygon[i];VERTEX p2 = polygon[(i + 1) % polygon.size()];if (p1.y > wyt && p2.y <= wyt) { // 不可见侧到可见侧VERTEX intersectionPoint = calIntersectionPointY(p1, p2, wyt);res.push_back(intersectionPoint);res.push_back(p2);}else if (p1.y <= wyt && p2.y <= wyt) { // 可见侧到可见侧res.push_back(p2);}else if (p1.y <= wyt && p2.y > wyt) { // 可见侧到不可见侧VERTEX intersectionPoint = calIntersectionPointY(p1, p2, wyt);res.push_back(intersectionPoint);}else if (p1.y > wyt && p2.y > wyt) { // 不可见侧到不可见侧continue;}}// 返回最终的 vector<Polygon>return res;
}
三、效果展示
测试代码如下：
// 显示图形
void Display(void) {glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //用当前背景色填充窗口glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);// 此处需增加调用基本图形生成函数Bhline(20, 30, 200, 30);Bhline(200, 30, 200, 200);Bhline(200, 200, 20, 200);Bhline(20, 200, 20, 30);ScanTransferX(_polygon, RGB(255, 0, 0));glFlush();
}// 第2个窗口中的图形绘制
void Displayw(void)
{glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);// 此处进行裁剪Bhline(20, 30, 200, 30);Bhline(200, 30, 200, 200);Bhline(200, 200, 20, 200);Bhline(20, 200, 20, 30);vector<VERTEX> polygon = cropPolygon(_polygon, 20, 200, 30, 200);ScanTransferX(polygon, RGB(255, 0, 0));glFlush();
}
主函数等其它框架部分与前面(点、线裁剪)相同，可通过开头链接进行跳转查看，在此不再冗余贴代码片。
the end……
二维观察之多边形的裁剪到这里就要结束啦~~到此既是缘分，欢迎您的点赞、评论、收藏！关注我，不迷路，我们下期再见！！
计算机图形学11：二维观察之多边形的裁剪相关推荐
- 计算机图形学10：二维观察之线的裁剪
作者:非妃是公主 专栏:<计算机图形学> 博客地址:https://blog.csdn.net/myf_666 个性签:顺境不惰,逆境不馁,以心制境,万事可成.--曾国藩 文章目录 专栏推 ...
- 计算机图形学实验——二维卡通人物交互
计算机图形学实验1.2卡通人物交互 OpenGL卡通人物交互 基础"图元"绘制 OpenGL拾取物体 反走样 略提反走样问题 OpenGL实现二维反走样 放缩.旋转和拖动 小结 O ...
- 计算机图形学（二维、三维几何变换）
一.几何变换的概念 几何变换又称建模变换,指只改变组成形体的几何元素的几何信息(大小.形状.相对位置),而不改变图形拓扑信息的变换. 图形变换模式: (1)坐标系不动,图形变动(以下内容采用这种模式) ...
- 【计算机图形学】-二维曲线绘制实验 (code included)
1. 实验目的: 了解曲线的生成原理,掌握几种常见的曲线生成算法,利用VC+OpenGL实现Bezier曲线生成算法. 2. 实验内容: (1) 结合示范代码理解曲线生成原理与算法实现,尤其是Bezi ...
- 计算机图形学：二维图形的几何变换（算法原理及代码实现）
一.实现方案 对于一个二维图形作平移.旋转.放缩变换,可以转换为在二维坐标系中图形的所有点分别可以对应到在x,y轴方向分别平移tx,ty(平移).绕一点旋转固定的角(旋转).在x,y轴方向分别放缩sx ...
- 安大计算机图形学实验——二维图形变换
实验原理 1.本次实验着重学习以下常用函数,在实验报告中的实验原理部分对下列函数进行参数介绍和用法介绍. glLoadIdentity(): 变换矩阵: glRotatef(theta, vx, vy ...
- 【计算机图形学】小白谈计算机图形学（二）画圆篇之中点画圆法,Bresenham画圆算法,椭圆实操，线型处理详解
小白谈计算机图形学(二)画圆篇之中点画圆法,Bresenham画圆算法,椭圆实操,线型处理详解 引言 如何画圆 基本思想 中点画圆法 中点画圆基本思路 中点画圆改进 Bresenham画圆算法 Bre ...
- 热传递物理模型matlab,简单传热学计算机分析MatlabPDE二维不稳态焊接热传导求解.PPT...
简单传热学计算机分析MatlabPDE二维不稳态焊接热传导求解 计算机在材料科学与工程中的应用 叶卫平 本 章 要 点 4.1材料学主要物理场 4.1材料学主要物理场 4.2 传热学基本概念 4.2 ...
- 计算机图形学实验二 《绘制任意斜率的直线》
计算机图形学实验二 <绘制任意斜率的直线> 视频讲解地址 一.Bresenham算法 用视频讲会好点我之前也录过相关视频可以先凑合看 二.设计CLine类 之前也说了C++一个类是由源文件 ...
最新文章
- Redis开发：发布/订阅消息示例
- js面向对象与PHP面向对象总结
- 火车头php接口制作,火车头接口
- 2019年前端开发10大战略性技术蓝图
- C#(数据结构)：1.顺序表结构（3）
- 批处理 批量s扫1433_批处理批量字符替换
- My thoughts after NOIP 2018（2）
- Python3使用PIL
- 模式识别与机器学习第六章有监督学习方法
- python+django+mysql校园失物招领系统毕业设计毕设开题报告
- word里双横线怎么打_Word中下划线怎么打出来
- 如何把pdf转换成word文档
- Python Turtle绘图[难度2星]：横切的橙子（配色优化——邻近色/反差色）
- 公交车查询系统软件测试,公交APP评测：谁是最好用的公交线路查询软件？
- CAD中如何快速等分一条直线或曲线？教程详解
- c语言编程序按下列公式计算e的值,编写程序,利用公式 ,求出e的近似值
- 随机数的产生原理与实现
- cad的dwg如何转换成pdf？
- 苹果5s农历显示订阅服务器,苹果5s怎么显示农历，苹果5S怎样设置阴历呢？
- 腾讯云服务器维护中,服务器｜腾讯云服务器的配置指南
热门文章