C语言 萨瑟兰霍奇曼多边形裁剪算法

Question

萨瑟兰霍奇曼多边形裁剪算法是我们感兴趣的裁剪或只得到给定多边形的某些特定部分。我知道剪辑的概念，我在网上看到了下面的代码:

#include <stdio.h>
#include <graphics.h>
#include <conio.h>
#include <math.h>
#include <process.h>
#define TRUE 1
#define FALSE 0
typedef unsigned int outcode;
outcode CompOutCode(float x,float y);
enum  {  TOP = 0x1,
BOTTOM = 0x2,
RIGHT = 0x4,
LEFT = 0x8
};
float xmin,xmax,ymin,ymax;
void clip(float x0,float y0,float x1,float y1)
{
outcode outcode0,outcode1,outcodeOut;
int accept = FALSE,done = FALSE;
outcode0 = CompOutCode(x0,y0);
outcode1 = CompOutCode(x1,y1);
do
{
    if(!(outcode0|outcode1))
    {
        accept = TRUE;
        done = TRUE;
    }
    else
    if(outcode0 & outcode1)
        done = TRUE;
    else
    {
        float x,y;
        outcodeOut = outcode0?outcode0:outcode1;
        if(outcodeOut & TOP)
        {
            x = x0+(x1-x0)*(ymax-y0)/(y1-y0);
            y = ymax;
        }
        else if(outcodeOut & BOTTOM)
        {
            x = x0+(x1-x0)*(ymin-y0)/(y1-y0);
            y = ymin;
        }
        else if(outcodeOut & RIGHT)
        {
            y = y0+(y1-y0)*(xmax-x0)/(x1-x0);
            x = xmax;
        }
        else
        {
            y = y0+(y1-y0)*(xmin-x0)/(x1-x0);
            x = xmin;
        }
        if(outcodeOut==outcode0)
        {
            x0 = x;
            y0 = y;
            outcode0 = CompOutCode(x0,y0);
        }
        else
        {
            x1 = x;
            y1 = y;
            outcode1 = CompOutCode(x1,y1);
          }
    }
}while(done==FALSE);
if(accept)
    line(x0,y0,x1,y1);
outtextxy(150,20,"POLYGON AFTER CLIPPING");
rectangle(xmin,ymin,xmax,ymax);
}
outcode CompOutCode(float x,float y)
{
    outcode code = 0;
    if(y>ymax)
        code|=TOP;
    else if(y<ymin)
            code|=BOTTOM;
    if(x>xmax)
        code|=RIGHT;
    else if(x<xmin)
        code|=LEFT;
    return code;
}
void main( )
{
float x1,y1,x2,y2;
/* request auto detection */
int gdriver = DETECT, gmode, n,poly[14],i;
clrscr( );
printf("Enter the no of sides of polygon:");
scanf("%d",&n);
printf("nEnter the coordinates of polygonn");
for(i=0;i<2*n;i++)
{
    scanf("%d",&poly[i]);
}
poly[2*n]=poly[0];
poly[2*n+1]=poly[1];
printf("Enter the rectangular coordinates of clipping windown");
scanf("%f%f%f%f",&xmin,&ymin,&xmax,&ymax);
/* initialize graphics and local variables */
initgraph(&gdriver, &gmode, "c:\tc\bgi");
outtextxy(150,20,"POLYGON BEFORE CLIPPING");
drawpoly(n+1,poly);
rectangle(xmin,ymin,xmax,ymax);
getch( );
cleardevice( );
for(i=0;i<n;i++)
clip(poly[2*i],poly[(2*i)+1],poly[(2*i)+2],poly[(2*i)+3]);
getch( );
restorecrtmode( );
}

代码写得很好，我有理解代码中定义的clip函数的真正问题。由于我是C的新手，我无法理解它，谁能解释一下clip函数所涉及的算法?

Answer 1

您展示的算法不是针对任意多边形进行剪切的Sutherland-Hodgman-Algorithm，而是针对矩形视口进行剪切的Cohen-Sutherland-Algorithm。代码片段似乎直接取自相应的Wikipedia文章。那篇文章解释了算法，还一步一步地解释了代码示例，因为他们的版本包含许多有用的注释。主要思想是使用4位代码对相对于视口的线端点的位置进行分类，这使得基于简单的按位操作的实际剪辑可以实现。

假设您了解基本的编程结构(如循环，if，…)，基本的算术和算法的基本工作原理(可能在维基百科的帮助下)，那么理解代码示例的关键是要记住C操作符|和&实现位操作。

如果你真的在寻找sutherland - hodgman算法来剪辑任意多边形，那么完全忘记这个代码示例。你得到它的来源要么是错误地将它归因于萨瑟兰-霍奇曼算法，要么是你误解了它，因为这两个算法都归因于Ivan Sutherland，但它们是根本不同的算法。