*解答:*
设直线由两点和确定,凸多边形由顶点序列、···(共n个顶点)确定。
算法的基本思想是:取多边形一条边,判断该边的两个端点是否在直线的同侧,如果在同侧,则该边与直线无交点;如果两个端点在直线的异侧,则线段与直线有交点,计算交点。依次检查多边形的所有边即可求出多边形与直线的所有交点,因为是凸多边形,所以交点最多有两个,算法可以在求出两个交点后就停止。判断点在直线的那一侧可使用第四节第二部分中介绍的方法,计算交点采用第一节中介绍的线段求交点中使用的方法。
算法具体过程如下:
(1) 首先计算A=y2-y1;B=x1-x2;C=x2y1-x1y2;
(2) 取多边形的P0点为P1,计算d1=AP1.x+Bp1.y+C
(3) for (i=1; i<=n; i++)
{
1) 取多边形的下标为i%n的点为P2(这样可以在i=n时取P0点);
2) 计算d2=Ap2.x+Bp2.y+C
3) if (d1==0),表明P1点在直线上,P1点是一个交点;
4) else if (d1*d2<0),表明P1和P2点在直线的异侧,该边与直线有交点,计算交点:
delta = (p2.x - p1.x) * (y1 - y2) - (x1 - x2) * (p2.y - p1.y);
t = ((x1 - p1.x) * (y1 - y2) - (y1 - p1.y) * (x1 - x2)) / delta;
交点jdp的x,y坐标值分别为:
x = p1.x + (p2.x - p1.x) * t;
y = p1.y + (p2.y - p1.y) * t
5) 如果已经求得两个交点,则算法结束,否则令p1=p2,d1=d2;
}
(4) 如果没有求出交点,则直线与多边形不相交。
该算法当直线与多边形的一条边重合时,将该边的两个端点作为交点。
算法实现代码如下:
void CHW1View::GetJD(CArray<CPoint,CPoint>* points, int x1, int y1, int x2, int y2, CArray<CPoint,CPoint>* jd)
{
int d1,d2;
int a = y2 - y1;
int b = x1 - x2;
int c = x2*y1 - x1*y2;
CPoint p1 = (CPoint)points->GetAt(0);
CPoint p2;
d1 = a * p1.x + b * p1.y + c;
int n = points->GetSize();
for (int i=1;i<=n;i++)
{
p2 = (CPoint)points->GetAt(i%n);
d2 = a * p2.x + b * p2.y + c;
if (d1 == 0)
{
jd->Add(p1);
}
else if ((d1<0 && d2>0) || (d1>0 && d2<0))
{
double delta = (p2.x - p1.x) * (y1 - y2) - (x1 - x2) * (p2.y - p1.y);
double t = ((x1 - p1.x) * (y1 - y2) - (y1 - p1.y) * (x1 - x2)) / delta;
CPoint jdp;
jdp.x = (int)(p1.x + (p2.x - p1.x) * t);
jdp.y = (int)(p1.y + (p2.y - p1.y) * t);
jd->Add(jdp);
}
if (jd->GetSize() == 2) return;
p1 = p2;d1 = d2;
}
}
代码中points存放多边形顶点坐标,jd存放计算得到的交点坐标,x1,y1,x2,y2为直线上的两点坐标。