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[發明專利]一種解決交點退化問題的復雜多邊形裁剪方法有效

專利信息
申請號: 201710211256.0 申請日: 2017-04-01
公開(公告)號: CN107038731B 公開(公告)日: 2020-04-21
發明(設計)人: 王慧青;李玲;張小國 申請(專利權)人: 東南大學
主分類號: G06T11/00 分類號: G06T11/00
代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206 代理人: 蔣昱
地址: 211189 江*** 國省代碼: 江蘇;32
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摘要:
搜索關鍵詞: 一種 解決 交點 退化 問題 復雜 多邊形 裁剪 方法
【權利要求書】:

1.一種解決交點退化問題的復雜多邊形裁剪方法,其特征在于:所述步驟包括:

(1)假設被裁剪多邊形即實體多邊形為S,裁剪多邊形為C,將含孔洞的復雜實體多邊形分解成多個由外環和N個內環構成的不含孔洞的簡單多邊形,其中N≧0;

(2)對實體多邊形的外環邊界構成的多邊形與裁剪多邊形進行求交即S∩C操作,得到裁剪結果;

所述步驟(2)中對實體多邊形的外環邊界構成的多邊形與裁剪多邊形進行求交操作步驟為:

(21)設計了一個合理的數據結構,用于存儲入點、出點以及裁剪多邊形頂點;

(22)將實體多邊形S和裁剪多邊形C的頂點按順時針方向分別以單向線性鏈表形式存儲;

(23)判斷實體多邊形和裁剪多邊形的最小外包矩形框MBR是否相交:若不相交,則輸出裁剪結果多邊形為空;若相交,繼續步驟(24);

(24)從實體多邊形邊界上的首頂點開始,尋找實體多邊形邊界上位于裁剪多邊形外的第一個點,記為Pk點,該點在實體多邊形邊界上的坐標點號記為k;

(25)從Pk點開始,求取實體多邊形與裁剪多邊形的交點及可見折線段;基于制定的交點出入特性判定規則判斷交點是否有效;若該點為有效的交點,即為入點或出點,則計算交點到裁剪多邊形的首頂點的距離dfDis值,以及記錄交點的nId值;

(26)若存在交點,則繼續步驟(27);若實體多邊形和裁剪多邊形之間沒有交點,存在以下三種情形:

①實體多邊形邊界上只要有頂點落在裁剪多邊形的內部,則表示裁剪多邊形包含實體多邊形,此時輸出裁剪結果為實體多邊形;

②裁剪多邊形邊界上只要有頂點落在實體多邊形的內部,則表示實體多邊形包含裁剪多邊形,此時輸出裁剪結果為裁剪多邊形;

③否則表示裁剪多邊形與實體多邊形相離,此時輸出裁剪結果為空;

(27)計算裁剪多邊形每個頂點的dfDis值,并將tag值設為0;

(28)將步驟(25)中計算得到的入點、出點以及步驟(27)中的裁剪多邊形頂點按dfDis值采用快速排序算法進行升序排序,若某交點和裁剪多邊形的某頂點的dfDis值相同,則排序時按照“入點、頂點”或“頂點、出點”的順序排列;

(29)基于單向線性鏈表構建中間鏈表,存儲上述排序后的點;

(30)遍歷生成的中間鏈表,輸出一個或多個裁剪結果多邊形;

(3)若S不含孔洞,則直接輸出這個裁剪結果;否則,繼續步驟4;

(4)將結果多邊形視為裁剪多邊形,某一孔洞構成的多邊形視為實體多邊形,對結果多邊形與孔洞構成的多邊形進行求差即C-S操作,得到裁剪結果;

(5)取下一個孔洞構成的多邊形,繼續步驟4,直至所有孔洞構成的多邊形處理完畢,輸出最終的裁剪結果。

2.根據權利要求1所述的一種解決交點退化問題的復雜多邊形裁剪方法,其特征在于:所述步驟(21)中設計的數據結構有7個成員變量,分別如下:

①pt是入點、出點或裁剪多邊形頂點坐標;

②tag表示該點所屬類型:tag=0,該點是裁剪多邊形的頂點;tag=1,該點為入點;tag=2,該點為出點;

③dfDis表示從裁剪多邊形首頂點出發,沿著裁剪多邊形邊界方向到該點的距離,用作單向鏈表中結點排序參數;

④nId表示實體多邊形邊界上與該點相鄰的點的索引號:若該點是入點,nId是從入點出發,沿可見折線段方向遇到的實體多邊形邊界上第一個頂點的索引號;若該點是出點,nId是從出點出發,沿可見折線段反方向遇到的實體多邊形邊界上第一個頂點的索引號;

⑤bIsUsed表示該點是否被使用過:TRUE表示被使用過,FALSE表示未被使用過;

⑥next1用于指向該點關聯的結點:若該點是入點,next1指向入點關聯的出點;若該點是出點,根據實際應用需求,如果僅需對實體多邊形與裁剪多邊形進行求交操作,則next1為空指針;如果還需對兩個多邊形進行求差或求并操作,則next1指向沿著實體多邊形邊界方向的下一個入點;

⑦next2用于指向下一個結點。

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