[发明专利]基于包围盒树的多边形裁剪方法、电子设备及存储介质

说明书

本申请涉及一种基于包围盒树的多边形裁剪方法、电子设备及存储介质，所述多边形裁剪方法包括以下步骤：分别建立实体多边形和裁剪多边形的顶点包围盒二叉树，获得实体树和裁剪树；其中，所述实体树和裁剪树的每个节点都是一个包含部分顶点的包围盒；分别遍历两棵二叉树，每层分别将实体树的节点与裁剪树的节点进行相交判断，寻找交点；然后对有相交节点的子树继续进行遍历，直至结束；根据顶点和遍历获得的交点，建立顶点列表；根据交点方向遍历所述的顶点列表，得到裁剪结果多边形。本申请具有提高多边形裁剪过程中寻找交点效率的技术效果。

技术领域

本申请涉及计算机图形处理领域，尤其是涉及一种基于包围盒树的多边形裁剪方法、电子设备及存储介质。

背景技术

多边形裁剪通常是指计算两个多边形内部共同部分的过程，即寻找一个多边形区域位于另一个多边形区域内的部分。前者常称作实体多边形，记作S；而后者常称作裁剪多边形，记作C。多边形裁剪作为一种基本操作，在计算机图形学、计算机辅助设计、地理信息系统等领域被广泛应用。在实际应用中通常需要执行成千上万次的多边形裁剪，而多边形的顶点个数可能达到数十万甚至数百万，同时多边形可能为任意形状，例如凹多边形或者包含孔洞的多边形，所以发展一种快速、通用的多边形裁剪算法具有重要意义。

在多年发展过程中，涌现了多种著名的多边形裁剪算法。其中用于矩形裁剪的算法有Liang和Barsky算法、Mailot算法。Surtherland和Hodgeman算法要求裁剪的多边形是凸多边形。

对于任意多边形裁剪(即参与裁剪的多边形包含孔洞，或者是自相交多边形)，现有方法大致可以分为：Vatti算法以及Martínez算法都采用了平面扫描(plane sweep)的思想，将多边形表示为边(线段)，通过一系列水平(垂直)扫描线扫描多边形，寻找满足特定规则的线段，连接相邻的线段得到结果多边形。Greiner和Hormann算法，它将多边形表示为顶点列表，寻找两个多边形的所有交点，将交点插入多边形顶点列表，根据交点出入性遍历顶点列表得到结果多边形。

但是Vatti算法以及Martínez算法都需要复杂的步骤寻找中间表示，相对来说算法比较复杂；而Greiner和Hormann算法，虽然算法简单易于实现，但是寻找交点的过程比较耗时。

发明内容

为了解决Greiner和Hormann算法寻找交点的过程比较耗时的问题，本申请提供一种基于包围盒树的多边形裁剪方法、电子设备及存储介质。

第一方面，本申请提供的一种基于包围盒树的多边形裁剪方法，采用如下的技术方案：

一种基于包围盒树的多边形裁剪方法，包括以下步骤：

分别建立实体多边形和裁剪多边形的顶点包围盒二叉树，获得实体树和裁剪树；其中，所述实体树和裁剪树的每个节点都是一个包含部分顶点的包围盒；

分别遍历两棵二叉树，每层分别将实体树的节点与裁剪树的节点进行相交判断，寻找交点；然后对有相交节点的子树继续进行遍历，直至结束；

根据实体多边形顶点、裁剪多边形顶点和遍历获得的交点，建立顶点虚拟列表；

遍历所述的顶点虚拟列表，得到裁剪结果多边形。

通过采用以上技术方案，本身请通过利用包围盒二叉树快速查找两个多边形的交点，然后对交点列表处理得到多边形被裁剪区域，具体的说，通过分别建立实体多边形和裁剪多边形的顶点包围盒二叉树，获得实体树和裁剪树；然后分别遍历两棵二叉树，每层分别将实体树的节点与裁剪树的节点进行相交判断，寻找交点；然后对有相交节点的子树继续进行遍历，直至结束，也就是说，在遍历包围盒二叉树寻找交点时，只有相交节点的子节点才需要进一步进行相交判断，这样能够减少对边相交判断的次数，大大提高了寻找交点的效率。