matlab练习程序(简单多边形的核)
还是计算几何, 多边形的核可以这样理解:这个核为原多边形内部的一个多边形,站在这个叫核的多边形中,我们能看到原多边形的任何一个位置。
算法步骤如下:
1.根据原多边形最大和最小的x,y初始化核多边形,就是个矩形。
2.计算多边形当前处理的点的凹凸性。
3.用当前点与其后继点构成直线,判断当前点的前驱点在该直线的左边或右边。
4.用该直线将原核多边形分为两个部分,选择其中一个部分作为处理下一个点将用到的核,选择的依据有以下两点:
1)如果当前点为凸点,那么选择的核与3步中前驱点的所在方向相同。
2)如果当前点为凹点,那么选择的核与3步中前驱点的所在方向相反。
在编程中正好是三个标记连乘为正。
5.使用新的核,计算下一个点,循环第2步直到遍历所有点。
结果如下:
matlab代码如下:
clear all;close all;clc; n=20; p=rand(n,2); p=createSimplyPoly(p); n=n+1; p(n,:)=p(1,:); maxX=max(p(:,1)); minX=min(p(:,1)); maxY=max(p(:,2)); minY=min(p(:,2)); core=[minX minY; %初始化核 minX maxY; maxX maxY; maxX minY; minX minY]; for i=2:n [m ~]=size(core); p_pre=p(i-1,:); %多边形当前点的前一个点 p_cur=p(i,:); %多边形当前点 if i~=n %如果回到第一个点,那么下一个点则为第二个点 p_nxt=p(i+1,:); else p_nxt=p(2,:); end k=(p_nxt(2)-p_cur(2))/(p_nxt(1)-p_cur(1)); %当前点与下一个点构成的多边形的其中一边 b=p_cur(2)-k*p_cur(1); flag=k*p_pre(1)-p_pre(2)+b; %标记当前点的前一个点在该边的左边或右边 v1=p_pre-p_cur; %计算当期点的凹凸性 v2=p_nxt-p_cur; r=det([v1;v2]); %大于0为凸,反之为凹 re=[]; for j=1:m-1 core_cur_flag=core(j,1)*k-core(j,2)+b; %标记当前核中的点在边的左边或右边 core_nxt_flag=core(j+1,1)*k-core(j+1,2)+b; %标记下一个核中的点在边的左边或右边 if r*core_cur_flag*flag>0 %当当前多边形点为凸点,且前一个点和核的点同方向或当前多边形点为凹点,且前一个点和核的点是反方向时标记该点为新核的点
re=[core(j,:);re]; end if core_cur_flag*core_nxt_flag<=0 %标记多边形边与核的边的交点为新核的点 if core(j,1)~=core(j+1,1) kbar=(core(j,2)-core(j+1,2))/(core(j,1)-core(j+1,1)); bbar=core(j,2)-kbar*core(j,1); xx=-(b-bbar)/(k-kbar); yy=-(-bbar*k+b*kbar)/(k-kbar); else xx=core(j,1); yy=k*xx+b; end re=[xx yy;re]; end end core=re; core(size(core,1)+1,:)=core(1,:); %多边形第一个点和最后一个点相同 end hold on; plot(p(:,1),p(:,2)); plot(core(:,1),core(:,2),'r') axis equal;
createSimplyPoly函数在这里,因为生成简单多边形策略的问题,这里几乎所有的多边形都会有核存在的。
部分可能除0的地方没有处理。
参考: