带孔洞多边形的求交算法

为简化已有任意简单多边形求交算法并提高算法效率,首先将交点分类并排序,然后采用不同的遍历方法得到多边形的交集、并集和差集,在该算法的基础上设计带孔洞多边形的求交算法．所有算法均被实现,且复杂度较低,鲁棒性较好．     

格网划分的双策略跟踪多边形裁剪算法

论文提出了一种高效稳定的多边形裁剪算法,算法支持带内环的平面简单 多边形,同时也支持多边形的“并”和“差”等布尔运算。首先,设计了算法所需的数据结构; 其次,基于直线扫描转换Bresenham 算法原理提出了边网格划分的有效算法,并应用一个简 单的方法避免不同网格内边的重复求交;最后,将交点分类为普通交点和顶交点,并针对这 两类交点构造了不同的跟踪策略,在跟踪过程中交替、递归地应用这两个策略来确保算法处 理特殊情况时的稳定性。与其它同类算法的比较表明,新算法具有更高的效率。     

基于空间多边形三角剖分的曲面分割求交算法

针对传统曲面分割求交方法存在的平面片的选取、遗漏部分交线段以及交线间断 的问题,提出一种基于空间多边形三角剖分的曲面分割求交算法。以等深度分割方法为基础, 避免了交线不连续的问题,当分割达到一定层次时以空间多边形近似曲面片,并对空间多边形 进行三角剖分,以三角形对的交线近似空间多边形之间的交线,进而以空间多边形的交线近似 曲面片的交线,最终得到相交曲面之间的交线。利用曲面片轮廓构造出的空间多边形更加接近 曲面片的真实形状,提高了逼近精度,同时对空间多边形进行三角剖分,提高了求交精度,进 而降低了丢失交线的可能性。实验验证了该算法比传统的分割法更加精确。     

Systolic Architecture for Boolean Operations on Polygons and Polyhedra

In Computer-Aided Design applications there is often a need to compute the union, intersection and Merence of two polygons or polyhedra. The sequential algorithms for this problem are characterized by poor speed of response and large computational complexity. In order to remove these defects, an algorithm amenable to implementation on a parallel architecture is proposed. The parallel architecture designed is a systolic one which forms a dedicated subsystem to perform set-theoretic operations on polygons. The improvement in speed gained by using the systolic array as compared to a uniprocessor has been evaluated using simulation techniques. Extensions of this architecture to perform the same operations on polyhedra are also discussed.     

计算多边形交集、并集面积的算法

平面多边形交集与并集面积的计算机算法可以利用多边形裁剪算法来实现。本文提出的算法思想是利用Weiler-Atherton多边形裁剪算法中的多边形链表,在遍历链表时遇到交点就改变跟踪方向,这样可以求出并集顶点表,求交集时只要从入点开始跟踪遇到交点再改变跟踪方向;最后,通过交集和并集表求出它们的面积。多边形可以是凸的或凹的、甚至是带孔的。     

海量数据多边形布尔运算的区域分割算法

研究了一种大数据量的2维多边形,称为海量数据多边形,其边界由直线段和圆弧段组成,顶点很多,形状复杂。本文设计并实现了海量数据多边形之间的布尔运算算法。首先用区域划分的方法快速求解出两多边形的交点,然后判断各交点的出点、入点性质,最后沿着多边形的边界跟踪,并根据并、交、差的不同要求切换跟踪路线,直到形成封闭的回路。运算结果仍为2维多边形。该算法从实用的角度出发,避开繁琐的数学推理,易于程序实现,在实际应用中显著提高了布尔运算的效率。     

基于夹边边对的凸多边形间快速相交检测算法

本文在对现有的相交检测算法进行研究的基础上,提出了基于夹边边对的空间平面凸多边形快速相交检测算法,为平面凸多边形间判交问题提供了一致的计算方法,并将算法的应用对象扩展到任意空间平面凸多边形。该算法分为两步：第一步,确定所要检测的两个凸多边形是否都存在相对于另一凸多边形所在平面的夹边边对,如果至少一个凸多多边形中不存在相对于另一凸多边形所在平面的夹边边对,那么立即返回两个多边形不相交;第二步,根据前面计算得到的两个凸多边形中的夹边边对,计算两组边对间对应夹边的符号距离判断两个多边形是否相交     

区域填充算法在多重嵌套多边形图形中的应用

区域填充算法在制图中有着广泛的应用,但目前对任意多个多边形相互嵌套的区 域填充算法很难实现,为此提出一种基于等间距平行线的区域填充算法。首先,按一定的间隔 绘制一组平行线;其次,计算所有平行线与任意嵌套的多边形的交点;最后,以间隔值作为子 块大小的参数,计算每条平行线所包含的子块个数及坐标值并填充,最终完成整个区域填充。 在实验的过程中解决了如何准确计算相互嵌套的多边形同时与平行线都有交点的问题。通过自 主设计的应用程序验证多组数据,表明该算法能快速准确地完成任意数量的多边形相互嵌套的 区域填充并对实验过程中的技术难点和算法复杂度做了分析。     

具有拓扑关系的任意多边形裁剪算法

多边形－弧段－结点之间的联系是描述多边形空间拓扑关系的重要方法,为了维护裁剪前后这种拓扑关系的正确与继承性,本文在Ｗｄｉｌｅｒ－Ａｔｈｅｒｔｏｎ算法的基础上提出了一种新的算法。新算法中主要特点是将原算法中的交点表改为交点、弧段混合表,沿用原算法的追踪方式,但追踪目标由顶点序列改为弧段序列,使之适应具有空间拓扑关系的任意多边形的裁剪要求。     

Boolean Operations on Conic Polygons

An algorithm for Boolean operations on conic polygons is proposed.Conic polygons are polygons consisting of conic segments or bounded conics with directions.Preliminaries of Boolean operations on general polygons are presented.In our algorithm,the intersection points and the topological relationships between two conic polygons are computed.Boundaries are obtained by tracking path and selecting uncrossed boundaries following rule tables to build resulting conic polygons. We define a set of rules for the i...     

确定两个任意简单多边形交、并、差的算法

提出了把多边形的边分为奇偶边的新思想，根据输入多边形A，B之间边的拓扑关系，划分A，B边为内边、外边、重叠边3种，揭示A，B与它们的交、并、差之间边的本质联系，进而描述了确定任意两个简单多边形交、并、差算法．算法的时间复杂度为O((n m k)log(n m k))，其中n，m分别是A，B的顶点数，k是两多边形的交点数．算法建立在数学理论基础之上，很好地处理了布尔运算的奇异情形，比如重叠边，边与边相交于边的顶点等情形．本算法易于编程实现。     

一个有效的多边形裁剪算法

多边形裁剪与线剪裁相比具有更广泛的实用意义,因此它是目前裁剪研究的主要课题.提出了一个多边形裁剪多边形的有效算法.其中的多边形都可以是一般多边形,既可以是凹多边形,也可以是有内孔的多边形.该算法不仅可以求多边形的"交"(多边形裁剪),而且可以求多边形的"并"和"差".它是以所提出的一系列新方法和新技术为基础而形成的.首先,该算法使用单线性链表数据结构,与其他使用双链表或树结构的算法相比,具有占用空间少及处理速度快的特点;其次,找到了两个多边形之间进、出点之间的关系.再通过合理的数据结构处理,减少了算法对多边形链表的遍历次数,而且允许多边形既可以按顺时针方向也可以按逆时针方向输入.最后,判断和计算交点是裁剪算法的主要工作.提出了一个具有最少计算量的交点判断和计算方法,进一步加快了算法的运行速度.与其他同类算法进行了比较,结果表明,新算法具有最简单的结构和最快的执行速度.     

Feature analysis using line sweep thinning algorithm

We propose a new thinning algorithm based on line sweep operation. Assuming that the contour of the figure to be thinned has been approximated by polygons, the “events” are then the vertices of the polygons, and the line sweep algorithm searches for pairs of edges lying within each slab. The pairing of edges is useful for detecting both regular and intersection regions. The regular regions can be found at the sites where pairings between edges exist. Intersection regions are those where such relations would cease to exist. A salient feature of our approach is that it finds simultaneously the set of regular regions that attach to the same intersection region. Such a set is thus called an intersection set. The output of our algorithm consists of skeletons as well as intersection sets, both can be used as features for subsequent character recognition. Moreover, the line sweep thinning algorithm is efficient in computation as compared with a pixel-based thinning algorithm which outputs skeletons only     

Approximating centroids for the maximum intersection of spherical polygons

This paper considers the problem of investigating the spherical regions owned by the maximum number of spherical polygons. We present a practical O(n(v+I)) time algorithm for finding the approximating centroids for the maximum intersection of spherical polygons, where n, v, and I are, respectively, the numbers of polygons, all vertices, and intersection points. In order to elude topological errors and handle geometric degeneracies, our algorithm takes the approach of edge-based partitioning of the sphere. Furthermore, the numerical complexity is avoided since the algorithm is completely spherical.     

光线追踪的OpenCL加速实现研究

目前GPU计算能力让kD-Tree划分实时场景光线追踪并行算法的执行变得更具有可行性。图像处理器(GPU)高效应用于多边形的渲染,GPU内部单元的可编程性已经让其广泛应用于多边形渲染以外的领域。本文详细描述使用OpenCL的kD-Tree遍历算法,对运算占主要部分的相交测试作出改进,同时提高了GPU计算能力与存储器的利用率,从而提升了光线追踪算法效率。     

一种有效的任意多边形裁剪算法

介绍了一种基于改进的Weiler算法的任意多边形裁剪算法，该算法通过引入图形部件和合理的数据结构来组织裁剪后的多边形，减少了遍历多边形顶点链表的次数，并有效减少求交点的时间，具有占用存储空间少和处理速度快的特点。经过实例测试，算法对同时处理单个和多个任意多边形裁剪具有良好的稳定性、可靠性和较高的效率。     

求解简单多边形间包含关系的扫描线算法

对于任意给定的一簇互不相交的简单多边形，本文提出一种旨在确定簇中多边形之间包含关系的扫描线法，并对其正确性和复杂性作出分析。实践表明此算法是很有效的     

连接不相交线段成简单多边形(链)的算法及其实现

提出一个如何连接平面上n条线段与一个简单多边形或者简单多边形链的实际问题，并证明了连接平面上线段集S成一简单多边形链的一个充分条件——S中有一条线段连接凸壳CH（S）中不相领顶点。提出了连接平面上线段集S成一简单多边形或者简单多边形链的算法，其基本思想是首先农层计算线段集S的凸壳，并将这些凸壳改变为简单多边形；然后计算各多边形之间的交点，进而删去这些交点；最后俣并若干个简单多边形为一个简单多边形。当S中线段数目n较大时，用分治思想设计分治算法，较好地求解了这个问题。利用计算机求解这个问题具有实际应用价值。     

基于退化多边形求交的多面体虚拟壳模型重构

三维模型的重建和表示是计算机图形和计算机视觉中一个重要的领域,其广泛应用于自动识别,工业自动化设计以及虚拟场景的重建。文中实现一个从照片序列重建三维物体多面体模型的系统,使用由轮廓恢复形体(SFS),通过经由轮廓光锥相交得到包围物体的虚拟壳。在系统中采用的共极线几何和增量运算把所有的三维的相交计算投射到二维平面的退化多边形求交来降低相交计算的复杂度。与传统多面体虚拟壳重构相比,算法有以下几点改进:在图像平面以退化多边形组织投影锥体和物体轮廓的交集,把任意锥面与物体轮廓的交集归一到一个退化多边形;基于退化多边形的二维平面上多边形快速相交算法。通过这些改进可以减少虚拟壳的生成时间并有助于实时绘制的实现。     

Boolean operations on general planar polygons

Computing boolean operations between general planar polygons is one of the fundamental problems in geometric and solid modeling. In this work we present a new algorithm to calculate intersection, union and difference, valid for general planar polygons (manifold and non-manifold, with and without holes), based on a formal representation system. This formal model is based on the concept of simplicial chain, developed by Feito and Rivero (Computers & Graphics 22(5) (1998)). Using algebraic operations between simplicial chains we can obtain any general polygon and the Boolean operations between them. The fact of that our algorithm is based on simplicial chains and their operations, reduces the study of special cases, and allows us to develop a robust and efficient algorithm to calculate the intersection between general polygons.