[发明专利]一种任意分割线分割多边形的方法

说明书

本发明提供了一种任意分割线分割多边形的方法，属于计算机几何图形技术领域，用于建筑二维图形领域分割区域。本发明技术方案包括删除无效分割线、延伸分割线、预处理分割线、计算多边形边界以及分割线构成的所有曲线集组成的所有最小环、删除所有结果环中的无效环以及输出所有分割后的多边形等步骤。通过以上方案，本发明解决了任意多条不同类型曲线按规则自动延伸后快速分割任意多边形的问题。实现按规则自动延伸分割线进行多边形分割，无需用户输入完整的切割线，只需一遍线线求交，就能达到既能删除无效切割边，又保留有效切割边相交信息的目的，极大降低了大规模切割的后期计算量。

技术领域

本发明属于计算机几何图形技术领域，用于建筑二维图形领域分割区域。具体涉及任意分割线分割多边形的方法，特别是一种使用若干段相接或不相接的任意类型二维曲线构成的分割边分割多边形的方法。

背景技术

多边形分割问题是计算机图形学中的基本问题之一。在建筑设计及建筑算量领域，多边形分割是一项重要工作，例如使用任意梁分割楼板，或者使用墙面将整层楼分割为各个房间等。

在建筑设计软件中，为了提高用户的设计效率，提升设计软件的友好程度，允许用户输入任意分布的若干条完整或不完整的分割线，所有分割线根据既定规则进行延伸，使用延伸后的分割线对对象多边形进行分割，将其分割为若干块结果多边形用于其他设计或算量。

现有的技术提供多种多边形分割算法，例如Weiler-Atherton算法，该算法是采用一个多边形去分割另一个多边形，即该算法的切割边是首尾相接的有向切割边，并不适用任意多段曲线划分多边形的情况。

基于上述需求，需要一种可以处理不限方向的任意条曲线构成的切割边切割任意多边形的方法，并且要求其高效，稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效稳定的任意条不限方向的曲线分割目标多边形的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案。

一种任意分割线分割多边形的方法，包括如下步骤：

步骤一、删除无效分割线；

计算所有分割线与待分割的目标多边形的交点，删除无效分割线，使保留的分割线均在多边形内部实际参与分割，并在交点处标记交线来源；

步骤二、延伸分割线；

根据延伸规则将需要延伸的分割线延伸为能够切分目标多边形的分割线；

计算延伸线与多边形和其他分割线的交点，删除无效的延伸分割线部分，保存交点信息，并标记来源于多边形的交线；

步骤三：预处理分割线；

对所有有效分割线进行线线求交，若求交结果为重合，则删除分割线的重合部分；

若求交结果为相交于一点，则保存非端点的交点信息；

获得所有有效非重合的分割线的两两交点以及所有分割线与多边形的交点；

步骤四：计算多边形边界以及分割线构成的所有曲线集组成的所有最小环；

根据步骤一至三计算得到的求交信息，对包含多边形曲线边与所有分割边的曲线集进行所有最小环搜索；

步骤五：删除所有结果环中的无效环；

在步骤四搜索到的所有最小环中，删除所有存在来源于目标多边形的曲线，但曲线方向与原曲线相反的无效环；

步骤六：输出所有分割后的多边形，即将所有有效环构建为多边形输出。

作为优选，步骤一中的无效分割线是指与待分割的目标多边形重合或在所述多边形外部的分割线或局部分割线。