Коэн –Сазерленд алгоритмі - Cohen–Sutherland algorithm

The Коэн –Сазерленд алгоритмі Бұл компьютерлік графика үшін қолданылатын алгоритм сызықты қиып алу. Алгоритм екі өлшемді кеңістікті 9 аймаққа бөледі, содан кейін қызығушылықтың орталық аймағында көрінетін сызықтар мен сызықтардың бөліктерін тиімді түрде анықтайды (көрініс терезесі).

Алгоритм 1967 жылы ұшу-тренажеры кезінде жасалған Дэнни Коэн және Иван Сазерленд.[1]

Алгоритм

Алгоритм келесі жолдарға байланысты сызықты қамтиды, алып тастайды немесе ішінара қамтиды:

  • Екі нүкте де көрініс аймағында орналасқан (биттік Немесе соңғы нүктелердің = 00): маңызды емес қабылдау.
  • Екі нүкте де кем дегенде бір көрінбейтін аймақты бөліседі, бұл сызық көрінетін аймақты кесіп өтпейтіндігін білдіреді. (нүктелік ЖӘНЕ соңғы нүктелер ≠ 0): маңызды емес қабылдамау.
  • Екі нүкте де әр түрлі аймақтарда орналасқан: егер бұл ерекше емес жағдайда алгоритм көрініс аймағынан тыс екі нүктенің бірін табады (сыртында кем дегенде бір нүкте болады). Содан кейін сыртқы нүктенің және кеңейтілген көрініс шекарасының қиылысы есептеледі (яғни сызық үшін параметрлік теңдеумен) және бұл жаңа нүкте нүктені ауыстырады. Алгоритм тривиальды қабылдау немесе қабылдамау пайда болғанға дейін қайталанады.

Төмендегі суреттегі сандар деп аталады ескірген кодтар. Сызықтағы екі нүктенің әрқайсысы үшін эскод есептеледі. Шеткі кодта екі өлшемді кесуге арналған 4 бит немесе үш өлшемді жағдайда 6 бит болады. Егер нүкте қарау терезесінен жоғары болса, бірінші бит 1-ге орнатылады. 2D эскодтағы биттер: жоғарғы, төменгі, оң, сол жақтарды білдіреді. Мысалы, 1010-шы код көрініс терезесінің жоғарғы оң жағында орналасқан нүктені білдіреді.

солорталықдұрыс
жоғарғы100110001010
орталық000100000010
төменгі010101000110

Соңғы нүктелер үшін ескіргенін ескеріңіз керек кесінді пайда болғаннан кейін әр қайталануда қайта есептелінеді.

Коэн-Сазерленд алгоритмін тек төртбұрыш түрінде қолдануға болады клип терезесі.

C / C ++ мысалын енгізу

typedef int OutCode;const int ІШІНДЕ = 0; // 0000const int СОЛ = 1;   // 0001const int ДҰРЫС = 2;  // 0010const int ТӨМЕН = 4; // 0100const int TOP = 8;    // 1000// (x, y) нүктесінің бит кодын клипті пайдаланып есептеңіз// (xmin, ymin), және (xmax, ymax) диагональмен шектелген// xmax, xmin, ymax және ymin ғаламдық тұрақтылар деп ойлаңыз.OutCode ComputeOutCode(екі есе х, екі есе ж){	OutCode код;	код = ІШІНДЕ;          // [[клип терезесі]] ішіндегі инициализацияланған	егер (х < xmin)           // клип терезесінің сол жағында		код |= СОЛ;	басқа егер (х > xmax)      // клип терезесінің оң жағында		код |= ДҰРЫС;	егер (ж < ymin)           // клип терезесінің астында		код |= ТӨМЕН;	басқа егер (ж > ymax)      // клип терезесінің үстінде		код |= TOP;	қайту код;}// Кохен-Сазерленд кесіндісінің алгоритмі жолды кесіп тастайды// P0 = (x0, y0) -тен P1 = (x1, y1) -ге дейінгі төртбұрышқа қарсы // (xmin, ymin) -ден (xmax, ymax) дейін диагональ.жарамсыз CohenSutherlandLineClipAndDraw(екі есе x0, екі есе y0, екі есе x1, екі есе y1){	// P0, P1 және кез келген нүкте клиптің тіктөртбұрышының сыртында тұрған кездің шығуын есептейді	OutCode эскод0 = ComputeOutCode(x0, y0);	OutCode эскод1 = ComputeOutCode(x1, y1);	bool қабылдау = жалған;	уақыт (шын) {		егер (!(эскод0 | эскод1)) {			// биттік НЕМЕСЕ 0: терезенің екі нүктесі де; циклды қабылдау және одан шығу			қабылдау = шын;			үзіліс;		} басқа егер (эскод0 & эскод1) {			// биттік ЖӘНЕ 0-ге тең емес: екі нүкте де сыртқы аймақты бөліседі (LEFT, RIGHT, TOP,			// немесе BOTTOM), сондықтан екеуі де терезенің сыртында болуы керек; шығу циклі (қабылдау жалған)			үзіліс;		} басқа {			// екі тест те сәтсіз аяқталды, сондықтан кесіндіге сызық сегментін есептеңіз			// сыртқы нүктеден қыстырғыш жиегімен қиылысқа дейін			екі есе х, ж;			// Кем дегенде бір соңғы нүкте клиптің тіктөртбұрышының сыртында орналасқан; оны таңдаңыз.			OutCode outcodeOut = эскод1 > эскод0 ? эскод1 : эскод0;			// Енді қиылысу нүктесін табыңыз;			// формулаларды қолдану:			// көлбеу = (y1 - y0) / (x1 - x0)			// x = x0 + (1 / көлбеу) * (ym - y0), мұндағы ym ymin немесе ymax			// y = y0 + көлбеу * (xm - x0), мұндағы xm xmin немесе xmax			// Нөлге бөлу туралы алаңдаудың қажеті жоқ, өйткені, әр жағдайда,			// тексеріліп жатқан эскодтық разряд бөлгіштің нөлге тең болмауына кепілдік береді			егер (outcodeOut & TOP) {           // нүкте клип терезесінің үстінде орналасқан				х = x0 + (x1 - x0) * (ymax - y0) / (y1 - y0);				ж = ymax;			} басқа егер (outcodeOut & ТӨМЕН) { // нүкте клип терезесінің астында орналасқан				х = x0 + (x1 - x0) * (ymin - y0) / (y1 - y0);				ж = ymin;			} басқа егер (outcodeOut & ДҰРЫС) {  // нүкте клип терезесінің оң жағында орналасқан				ж = y0 + (y1 - y0) * (xmax - x0) / (x1 - x0);				х = xmax;			} басқа егер (outcodeOut & СОЛ) {   // нүкте клип терезесінің сол жағында орналасқан				ж = y0 + (y1 - y0) * (xmin - x0) / (x1 - x0);				х = xmin;			}			// Енді біз сыртқы нүктені қиылысу нүктесіне клипке ауыстырамыз			// және келесі өтуге дайын болыңыз.			егер (outcodeOut == эскод0) {				x0 = х;				y0 = ж;				эскод0 = ComputeOutCode(x0, y0);			} басқа {				x1 = х;				y1 = ж;				эскод1 = ComputeOutCode(x1, y1);			}		}	}}

Ескертулер

  1. ^ Интерактивті компьютерлік графика принциптері, б. 124, 252, арқылы Боб Спроул және Уильям М. Ньюман, 1973 ж., McGraw – Hill Education, Халықаралық басылым, ISBN  0-07-085535-8.

Сондай-ақ қараңыз

Сол мақсатта қолданылатын алгоритмдер:

Әдебиеттер тізімі

Сыртқы сілтемелер