к оглавлению

Основные алгоритмы компьютерной графики

Процедуры отсечения многоугольника

    0.19.1  V_Plclip - простой алгоритм отсечения многоугольника
    0.19.2  Тест процедуры V_Plclip

В данном приложении содержатся процедуры V_Plclip, реализующие простой алгоритм отсечения произвольного многоугольника по выпуклому многоугольному окну отсечения и тестовая программа проверки их работы.

Процедуры реализуют алгоритм, который, как и алгоритм Сазерленда-Ходгмана, последовательно отсекает весь многоугольник по каждому из ребер окна отсечения.

0.19.1  V_Plclip - простой алгоритм отсечения многоугольника

/*=================================================== V_PLCLIP
 * Файл V_PLCLIP.C - процедуры простого алгоритма отсечния
 *                   многоугольника
 * Последняя редакция:
 * 25.12.93  17:25
 */

#include <graphics.h>
#include "V_WINDOW.C"   /* Глобалы и проц работы с окнами */

/* Включаемый файл V_WINDOW.C содержит
 * подрограммы и глобалы для окон:
 *
 * V_SetPclip - установить размеры многоугольного окна
 *              отсечения
 * V_GetPclip - опросить параметры многоугольного окна
 *              отсечения
 * V_SetRclip - установить размеры прямоугольного окна
 *              отсечения
 * V_GetRclip - опросить   размеры прямоугольного окна
 *              отсечения
 *
 * Глобальные скаляры для алгоритмов отсечения по
 * прямоугольному окну - Коэна-Сазерленда, Fc-алгоритм,
 * Лианга-Барски
 *
 * static float Wxlef= 100.0, -- Координаты левого нижнего и
 *              Wybot= 100.0, -- правого верхнего углов окна
 *              Wxrig= 300.0, -- отсечения
 *              Wytop= 200.0;
 *
 * Глобальные скаляры для алгоритма Кируса-Бека
 * отсечения по многоугольному окну
 *
 * Координаты прямоугольного окна
 * static float Wxrect[4]= {100.0, 100.0, 300.0, 300.0 };
 * static float Wyrect[4]= {100.0, 200.0, 200.0, 100.0 };
 *
 * Перепендикуляры к сторонам прямоугольного окна
 * static float WxNrec[4]= {1.0,  0.0, -1.0, 0.0 };
 * static float WyNrec[4]= {0.0, -1.0,  0.0, 1.0 };
 *
 * Данные для многоугольного окна
 * static int   Windn=4;          -- Кол-во вершин у окна
 * static float *Windx=  Wxrect,  -- Координаты вершин окна
 *              *Windy=  Wyrect;
 * static float *Wnormx= WxNrec,  -- Координаты нормалей
 *              *Wnormy= WyNrec;
 */


/*-------------------------------------------------- Pl_clip0
 * Служебная процедура, отсекает многоугольник
 * относительно одного ребра окна
 *
 * Отсечение выполняется в цикле по сторонам многоугольника
 * При первом входе в цикл только вычисляются величины для
 * начальной точки: координаты, скалярное произведение,
 * определяющее ее расположение относительно ребра окна, и
 * код расположения.
 * При последующих входах в цикл эти значения вычисляются
 * для очередной вершины.
 * По значениям кодов расположения вершин для стороны
 * многоугольника определяется как она расположена
 * относительно ребра и вычисляются координаты результирующего
 * многоугольника.
 */

static int Pl_clip0 (N_reb, N_in, X_in, Y_in, X_ou, Y_ou)
int   N_reb, N_in;
float *X_in, *Y_in, *X_ou, *Y_ou;
{
   int  ii, jj;
   int  pozb,      /* Коды расположения начальной точки  */
        pozn,      /* многоугольника и точек тек стороны */
        pozk;      /* 0/1/2 - пред точка вне/на/внутри   */
   float Rx,Ry;    /* Координаты начала ребра окна */
   float Nx, Ny;   /* Нормаль к  ребру окна */
   float xb, yb;   /* Начальная точка многоугольника  */
   float xn, yn;   /* Начальная точка текущей стороны */
   float xk, yk;   /* Конечная  точка текущей стороны */
   float t;        /* Значение параметра точки пересечения */
   float Qb,Qn,Qk; /* Скалярные произведения */
   float *ptx_ou;

/* Запрос параметров ребра окна */
   Rx= Windx[N_reb];  Ry= Windy[N_reb];
   Nx= Wnormx[N_reb]; Ny= Wnormy[N_reb];

/* Цикл отсчения многоугольника ребром окна */
   ii= 0;  ++N_in;  ptx_ou= X_ou;
   while (--N_in >= 0) {
      if (N_in) {
         xk= *X_in++;  yk= *Y_in++;   /* Кон точка стороны  */
         Qk= (xk-Rx)*Nx + (yk-Ry)*Ny; /* Параметр положения */
         pozk= 1;                     /* 1 - точка на гр. */
         if (Qk < 0) --pozk; else     /* 0 - точка вне    */
         if (Qk > 0) ++pozk;          /* 2 - точка внутри */
      } else {
         xk= xb;  yk= yb;  Qk= Qb;  pozk= pozb;
      }
      if (!ii) {
         xb= xn= xk; yb= yn= yk; Qb= Qn= Qk; pozb= pozn= pozk;
         ++ii; continue;
      }
      jj= 0;
      switch (pozn*3 + pozk) {     /* Стар Нов Выход     */
         case 0: goto no_point;    /*  вне-вне нет       */
         case 1: goto endpoint;    /*  вне-на  конечная  */
         case 2: goto intersec;    /*  вне-вну перес,кон */
         case 3: goto no_point;    /*  на -вне нет       */
         case 4:                   /*  на -на  конечная  */
         case 5: goto endpoint;    /*  на -вну конечная  */
         case 6: goto no_end;      /*  вну-вне пересечен */
         case 7:                   /*  вну-на  конечная  */
         case 8: goto endpoint;    /*  вну-вну конечная  */
      }
no_end: ++jj;
intersec:
      t= Qn/(Qn-Qk);
      *X_ou++= xn + t*(xk-xn);
      *Y_ou++= yn + t*(yk-yn);
      if (!jj) {
endpoint:
         *X_ou++= xk;  *Y_ou++= yk;
      }
no_point:
      xn= xk;  yn= yk;  Qn= Qk;  pozn= pozk;
   }
   return (X_ou - ptx_ou);
}  /* Pl_clip0 */


/*--------------------------------------------------- V_Plclip
 * Простая процедура отсечения многоугольника
 * N_in       - число вершин во входном многоугольнике
 * X_in, Y_in - координаты вершин отсекаемого мног-ка
 *              этот массив будет испорчен
 * Возвращает:
 *  < 0 - ошибки
 * >= 0 - количество вершин в выходном многоугольнике
 * X_ou, Y_ou - координаты вершин отсеченного многоугольника
 */

int  V_Plclip (N_in, X_in, Y_in, X_ou, Y_ou)
int   N_in;
float *X_in, *Y_in, *X_ou, *Y_ou;
{
   int  ii, N_ou; float *ptr;

   if ((N_ou= N_in) < 3) {N_ou= -1;  goto all; }
   if (Windn < 3) {N_ou= -2;  goto all; }
   for (ii=0; ii<Windn; ++ii) {
      N_ou= Pl_clip0 (ii, N_ou, X_in, Y_in, X_ou, Y_ou);
      ptr= X_in;  X_in= X_ou;  X_ou= ptr;
      ptr= Y_in;  Y_in= Y_ou;  Y_ou= ptr;
   }
   if (!(Windn & 1)) {
      ii= N_ou;
      while (--ii >= 0) {*X_ou++= *X_in++; *Y_ou++= *Y_in++; }
   }
all:
   return N_ou;
}  /* V_Plclip */


0.19.2  Тест процедуры V_Plclip

/*=================================================== T_PLCLIP
 * ТЕСТ процедуры V_Plclip для отсечения многоугольника
 *
 * При первом входе устанавливается восьмиугольное окно
 * отсечения:
 * X: 150, 100, 100, 150, 250, 300, 300, 250
 * Y: 100, 150, 250, 300, 300, 250, 150, 100
 *
 * И на нем отсекается треугольник:
 * (10,160),(90,220),(170,160)
 *
 * Затем выдается запрос на количество вершин в
 * новом отсекаемом многоугольнике:
 * --- Vertexs in polyline= XX ?
 * При вводе числа > 0 будут запрашиваться координаты вершин
 *                     много-ка и выполняться его отсечение
 * При вводе числа = 0 программа затребует ввод координат
 *                     нового прямоугольного окна отсечения
 * При вводе числа < 0 программа запросит переустановку
 *                     многоугольного окна отсечения:
 *
 * ----Vertexs in clip window= XX ?
 * При вводе числа > 0 будут запрашиваться координаты вершин.
 * При вводе числа = 0 программа затребует ввод координат
 *                     прямоугольного окна.
 * При вводе числа < 0 программа закончится.
 */


#include <graphics.h>
#include "V_PLCLIP.C"

/*--------------------------------------------------- DrawPoly
 * Чертит контур многоугольника
 */
void DrawPoly (col, n, x, y)
int col, n; float *x, *y;
{  int  ii, jj;
   setcolor (col);
   for (ii=0; ii<n; ++ii) {
      if ((jj= ii+1) >= n) jj= 0;
      line (x[ii], y[ii], x[jj], y[jj]);
   }
}  /* DrawPoly */

/*---------------------------------------------------- CLR_STR
 * Зачищает строку выводом в нее пробелов
 */
void CLR_STR (void)
{
printf ("                                                \r");
}

/*------------------------------------------------ PLCLIP_MAIN
 */
void main (void)
{  int   ii, jj,
         fon;           /* Индекс фона  */
   float Wxn,Wyn,       /* Прямоугольный отсекатель */
         Wxk,Wyk;
   int   N_wind= 0;     /* Вводимый отсекатель */
   float X_wind[100],
         Y_wind[100];
   float X_norm[100],
         Y_norm[100];
   int   wnum;          /* Запрошенный отсекатель */
   float *wx,*wy,*wnx,*wny;
   int   N_poly= 0;     /* Отсекаемый многугольник */
   float X_poly[100],
         Y_poly[100];
   int   N_clip= 0;     /* Отсеченный многугольник */
   float X_clip[100],
         Y_clip[100];
   int   entry= 0;      /* 0/1 - нет/был вывод по умолчанию */
   int   gdriver= DETECT, gmode;

   initgraph (&gdriver, &gmode, "");
   fon= 0;                      /* Цвет фона */

   setbkcolor(fon);             /* Очистка экрана */
   cleardevice();

/*--------------- Установить окно отсечения ----------------*/
new_window:
   gotoxy (1,1);
   if (!entry) {
      N_wind= 8;  wx= X_wind;  wy= Y_wind;
      *wx++= 150; *wx++= 100;  *wx++= 100; *wx++= 150;
      *wy++= 100; *wy++= 150;  *wy++= 250; *wy++= 300;

      *wx++= 250; *wx++= 300;  *wx++= 300; *wx++= 250;
      *wy++= 300; *wy++= 250;  *wy++= 150; *wy++= 100;
      goto wr_window;
   }
   if (!N_poly) goto set_rect;


/*---------- Задание многоугольного окна отсечения ---------*/
set_window:
   CLR_STR ();
   printf ("----Vertexs in clip window= %d ? ", N_wind);
   scanf  ("%d", &N_wind);
   if (N_wind < 0) goto all;
   if (!N_wind) goto set_rect;
   for (ii=0; ii<N_wind; ++ii) {
      CLR_STR ();
      printf ("X_wind[%d], Y_wind[%d] ? ", ii, ii);
      scanf  ("%f%f", &X_wind[ii], &Y_wind[ii]);
   }
wr_window:
   jj= V_SetPclip (N_wind, X_wind, Y_wind, X_norm, Y_norm);
   if (jj) {
      printf ("Error=%d in polyline window\n", jj);
      goto set_window;
   } else goto ou_win;


/*---------- Задание прямоугольного окна отсечения ---------*/
set_rect:
   V_GetRclip (&Wxn, &Wyn, &Wxk, &Wyk);
get_rect:
   CLR_STR ();
   printf ("Rect window: (Xn=%f Yn=%f Xk=%f Yk=%f) ? ",
            Wxn, Wyn, Wxk, Wyk);
   scanf  ("%f%f%f%f", &Wxn, &Wyn, &Wxk, &Wyk);
wr_rect:
   jj= V_SetRclip (Wxn, Wyn, Wxk, Wyk);
   if (jj) {
      printf ("Error=%d in rectangle window\n", jj);
      goto get_rect;
   }


/*--------------- Прорисовка окна отсечения ----------------*/
ou_win:
   wnum= V_GetPclip (&wx, &wy, &wnx, &wny);
   DrawPoly (LIGHTRED, wnum, wx, wy);


/*------- Ввод координат отсекаемого многоугольника --------*/

set_poly:
   gotoxy (1,1);
   if (!entry) { /* При первом входе отрисовка по умолчанию */
      N_poly= 3;
      X_poly[0]=  10;  X_poly[1]=  90;  X_poly[2]= 170;
      Y_poly[0]= 160;  Y_poly[1]= 220;  Y_poly[2]= 160;
   } else {
      CLR_STR ();
      printf ("--- Vertexs in polyline= %d ? ",N_poly);
      scanf  ("%d", &N_poly);
      if (N_poly <= 0) goto new_window;
      for (ii=0; ii<N_poly; ++ii) {
         printf ("                                   \r");
         printf ("X_poly[%d], Y_poly[%d] ? ", ii, ii);
         scanf  ("%f%f", &X_poly[ii], &Y_poly[ii]);
      }
   }
   ++entry;

/*---------- Прорисовка отсекателя и отсекаемого -----------*/
   wnum= V_GetPclip (&wx, &wy, &wnx, &wny);
   DrawPoly (LIGHTRED, wnum, wx, wy);
   DrawPoly (LIGHTGREEN, N_poly, X_poly, Y_poly);


/*----------------------- Отсечение ------------------------*/
   N_clip= V_Plclip(N_poly, X_poly, Y_poly, X_clip, Y_clip);

/*----------------- Прорисовка отсеченного -----------------*/
   DrawPoly (YELLOW, N_clip, X_clip, Y_clip);
   goto set_poly;

all:
   closegraph();
}  /* PLCLIP_MAIN */

1 Переход к модели с перечислением занятых точек также возможен из любой другой, но при решении проблем точности аппроксимации.

к оглавлению

Знаете ли Вы, что в 1974 - 1980 годах профессор Стефан Маринов из г. Грац, Австрия, проделал серию экспериментов, в которых показал, что Земля движется по отношению к некоторой космической системе отсчета со скоростью 360±30 км/с, которая явно имеет какой-то абсолютный статус. Естественно, ему не давали нигде выступать и он вынужден был начать выпуск своего научного журнала "Deutsche Physik", где объяснял открытое им явление. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 10.11.2021 - 12:37: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от д.м.н. Александра Алексеевича Редько - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:35: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вадима Глогера, США - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> Волновая генетика Петра Гаряева, 5G-контроль и управление - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:16: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Екатерины Коваленко - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вильгельма Варкентина - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution