MATLAB 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:

 1 clear all;close all;clc;
 2 
 3 n=20;
 4 p=rand(n,2);
 5 
 6 p=createSimplyPoly(p);
 7 n=n+1;
 8 p(n,:)=p(1,:);
 9 
10 maxX=max(p(:,1));
11 minX=min(p(:,1));
12 maxY=max(p(:,2));
13 minY=min(p(:,2));
14 
15 core=[minX minY;        %初始化核
16       minX maxY;
17       maxX maxY;
18       maxX minY;
19       minX minY];
20 
21 for i=2:n
22     [m ~]=size(core);    
23    
24     p_pre=p(i-1,:);             %多边形当前点的前一个点    
25     p_cur=p(i,:);               %多边形当前点
26     if i~=n                     %如果回到第一个点,那么下一个点则为第二个点
27         p_nxt=p(i+1,:);
28     else
29         p_nxt=p(2,:); 
30     end
31    
32     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
33     b=p_cur(2)-k*p_cur(1);  
34     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
35      
36     v1=p_pre-p_cur;                     %计算当期点的凹凸性
37     v2=p_nxt-p_cur;    
38     r=det([v1;v2]);                     %大于0为凸,反之为凹
39     
40     re=[];
41     for j=1:m-1
42         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
43         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
44         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
45             re=[core(j,:);re];                         
46         end
47         
48         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
49             if core(j,1)~=core(j+1,1) 
50                 kbar=(core(j,2)-core(j+1,2))/(core(j,1)-core(j+1,1));
51                 bbar=core(j,2)-kbar*core(j,1);
52                        
53                 xx=-(b-bbar)/(k-kbar);
54                 yy=-(-bbar*k+b*kbar)/(k-kbar);
55             else
56                 xx=core(j,1);
57                 yy=k*xx+b;
58             end
59             re=[xx yy;re];
60         end
61         
62     end
63     
64     core=re;  
65     core(size(core,1)+1,:)=core(1,:);   %多边形第一个点和最后一个点相同
66 end
67 
68 hold on;
69 plot(p(:,1),p(:,2));
70 plot(core(:,1),core(:,2),'r')
71 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。

原文地址:https://www.cnblogs.com/ybqjymy/p/13645755.html