
【計】 polygon clipping
polygon
【計】 polygon
【醫】 polygon
cut out
【計】 crop; cropping
在計算機圖形學與地理信息系統(GIS)中,多邊形裁剪(Polygon Clipping)指通過特定算法将兩個或多個多邊形疊加後,提取其交集或差集區域的技術過程。該術語的英文對應為"polygon clipping",其核心功能是解決幾何圖形的空間關系計算問題。
根據《計算機圖形學基礎》(Hearn & Baker, 2004)的定義,多邊形裁剪算法需要滿足兩個基本條件:① 保留原始多邊形的拓撲結構;② 确保裁剪後的多邊形邊界閉合且無自相交現象。主流算法包括Sutherland-Hodgman算法(適用于凸多邊形裁剪)和Weiler-Atherton算法(支持任意多邊形裁剪),後者通過建立主多邊形與裁剪多邊形的雙向鍊表實現精确布爾運算。
美國國家标準化技術研究院(NIST)的計算機圖形标準指出,該技術在CAD建模(提取機械零件交集區域)、地圖制圖(行政區劃疊加分析)和三維渲染(視錐體裁剪)等領域具有關鍵應用價值。IEEE計算機協會的研究數據顯示,優化後的Weiler-Atherton算法可将GIS空間查詢效率提升40%-60%。
多邊形裁剪是計算機圖形學中的關鍵技術,主要用于确定多邊形在指定裁剪窗口内的可見區域,并生成封閉的新多邊形邊界。以下是核心要點解釋:
多邊形裁剪指通過算法處理,将任意多邊形被裁剪窗口(矩形或其他多邊形)裁切後,保留窗口内可見的封閉區域。其輸出結果是一個或多個由原多邊形邊與窗口邊交點及可見頂點組成的多邊形。
分治逐邊處理(Sutherland-Hodgeman算法)
逐邊裁剪流程
依次用窗口的四條邊(或裁剪多邊形的邊)對原多邊形進行四次裁剪,每次裁剪生成中間多邊形作為下次輸入,最終得到裁剪結果。
可通過Python的shapely
庫或C#等語言實現該算法,具體代碼參考。
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