计算机图形学10：二维观察之线的裁剪
作者：非妃是公主
专栏：《计算机图形学》
博客地址：https://blog.csdn.net/myf_666
个性签：顺境不惰，逆境不馁，以心制境，万事可成。——曾国藩
文章目录
- 专栏推荐
- 专栏系列文章
- 序
- 一、算法原理
- 二、伪代码
- 2.1 中点分割算法——伪代码
- 三、OpenGL代码实现
- 四、效果展示
- 4.1 裁剪效果
- 4.2 测试代码
- 五、梁友栋-Barsky算法
- the end……
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| 三维图形的几何变换 | 计算机图形学13——三维图形几何变换 |
| 三维图形的投影变换 | 计算机图形学14——三维图形投影变换 |
序
计算机图形学（英语：computer graphics，缩写为CG）是研究计算机在硬件和软件的帮助下创建计算机图形的科学学科，是计算机科学的一个分支领域，主要关注数字合成与操作视觉的图形内容。虽然这个词通常被认为是指三维图形，事实上同时包括了二维图形以及影像处理。
一、算法原理
采用的方法是，对线段的两个端点进行编码，如下：
二、伪代码
① 输入直线段的两端点坐标：p1(x1,y1)、p2(x2,y2)，以及窗口的四条边界坐标：wyt、wyb、wxl和wxr。
② 对p1、p2进行编码：点p1的编码为code1，点p2的编码为code2。
③ 若code1|code2=0，简取之，转⑥；否则，若code1&code2≠0，简弃之，转⑦；当上述两条均不满足时，进行步骤④ 。
④ 确保p1在窗口外部：若p1在窗口内，则交换p1和p2的坐标值和编码。
⑤ 按左、右、下、上的顺序求出直线段与窗口边界的交点，并用该交点的坐标值替换p1的坐标值。去掉p1s这一段。转②。
⑥ 画当前的直线段p1p2。 ⑦算法结束。
由于在 ⑤ 的求解过程中，需要涉及到线段与窗口边界的交点，采用的方法是中点分割算法，它是一种二分法来不断逼近真实交点的求解方法，具体如下。
2.1 中点分割算法——伪代码
①若code1|code2=0，对直线段应简取之，结束；否则，若code1&code2≠0，对直线段可简弃之，结束；当这两条均不满足时，进行步骤② 。
②找出该直线段离窗口边界最远的点和该直线段的中点。判中点是否在窗口内：若不在，则把中点和离窗口边界最远点构成的线段丢掉，以线段上的另一点和该中点再构成线段求其中点；如中点在窗口内，则又以中点和最远点构成线段，并求其中点，直到中点接近窗口边界，则该中点就是该线段落在窗口内的一个端点坐标。
③如另一点在窗口内，则经②即确定了该线段在窗口内的部分。如另一点不在窗口内，则该点和所求出的在窗口上的那一点构成一条线段，重复步骤②，即可求出落在窗口内的另一点。
三、OpenGL代码实现
/// 四、效果展示
4.1 裁剪效果
裁剪效果如下：
4.2 测试代码
测试代码如下：
void testCropLine() {
Bhline(20, 30, 200, 30);
Bhline(200, 30, 200, 200);
Bhline(200, 200, 20, 200);
Bhline(20, 200, 20, 30);
VERTEX p1;
p1.x = 50;
p1.y = 250;
VERTEX p2;
p2.x = 150;
p2.y = 10;
cohenCropLine(p1, p2, 20, 200, 30, 200);
p1.x = 0;
p1.y = 0;
p2.x = 100;
p2.y = 300;
cohenCropLine(p1, p2, 20, 200, 30, 200);
p1.x = 0;
p1.y = 0;
p2.x = 300;
p2.y = 100;
cohenCropLine(p1, p2, 20, 200, 30, 200);
}
// 显示图形
void Display(void) {
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT); //用当前背景色填充窗口
glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
// 此处需增加调用基本图形生成函数
Bhline(0, 0, 100, 300);
Bhline(0, 0, 300, 100);
Bhline(20, 30, 200, 30);
Bhline(200, 30, 200, 200);
Bhline(200, 200, 20, 200);
Bhline(20, 200, 20, 30);
VERTEX p1;
p1.x = 50;
p1.y = 250;
VERTEX p2;
p2.x = 150;
p2.y = 10;
MidBhline2(p1.x, p1.y, p2.x, p2.y);
glFlush();
}
// 第2个窗口中的图形绘制
void Displayw(void)
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);
glColor3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);
// 此处进行裁剪
testCropLine();
glFlush();
}
主函数等其它框架部分与前面(点裁剪)相同，可通过开头链接进行跳转查看，在此不再冗余贴代码片。
五、梁友栋-Barsky算法
这里对另一种线段的裁剪方法进行补充，但不详细展开介绍。
还有一种线段的裁剪方法为梁友栋-Barsky算法，它的基本思想是:
设要裁剪的线段是P0P1。 P0P1和窗口边界交于A,B,C,D四点。从A,B和P0三点中找出最靠近P1的点(P0)。从C,D和P1中找出最靠近P0的点 ( C ) (C) (C)。那么P0C就是P0P1线段上的可见部分。
the end……
二维观察之线的裁剪到这里就要结束啦~~到此既是缘分，欢迎您的点赞、评论、收藏！关注我，不迷路，我们下期再见！！
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