Получить граничные границы сетки - в порядке намотки
У меня есть триангулированная сетка. Предположим, что это выглядит как ухабистая поверхность. Я хочу, чтобы найти все ребра, которые попадают на окружающую границу сетки. (забудьте о внутренних вершинах)
Я знаю, что мне нужно найти края, которые связаны только с одним треугольником, и собрать все это вместе, и это ответ. Но я хочу быть уверенным, что вершины этих ребер упорядочены по часовой стрелке вокруг формы.
Я хочу сделать это, потому что я хотел бы получить полигональную линию вокруг сетки.
Надеюсь, это достаточно ясно, чтобы понять. В каком-то смысле я пытаюсь "де-триангулировать" сетку. ха! если существует такой термин.
Ответы
Ответ 1
Границы границ ссылаются только на один треугольник в сетке, поэтому, чтобы найти их, вам нужно просканировать все треугольники в сетке и взять ребра с единственным количеством ссылок. Вы можете сделать это эффективно (в O(N)
), используя хеш-таблицу.
Чтобы преобразовать набор ребер в упорядоченный многоугольник, вы можете использовать метод обхода:
- Выберите любой сегмент нераскрытого края
[v_start,v_next]
и добавьте эти вершины в цикл многоугольника.
- Найдите сегмент без отрезка
[v_i,v_j]
, который имеет либо v_i = v_next
, либо v_j = v_next
, и добавьте другую вершину (не равную v_next
) в цикл многоугольника. Reset v_next
как эта вновь добавленная вершина, отметьте край как посещенный и продолжайте с 2.
- Обход выполняется, когда мы вернемся к
v_start
.
Обход даст полигонный цикл, который может иметь либо временное, либо временное упорядочение. Последовательное упорядочение можно установить, рассмотрев подписанную область многоугольника. Если обход приводит к неправильной ориентации, вам просто нужно изменить порядок вершин контура полигона.
Ответ 2
Хорошо, как говорится - заставить его работать, а затем лучше работать. Я заметил, что в приведенном выше примере предполагается, что все ребра в массиве ребер действительно связаны с хорошей границей. Это может быть не в реальном мире (как я обнаружил из своих входных файлов, которые я использую!) На самом деле некоторые из моих входных файлов на самом деле имеют много полигонов, и все они нуждаются в обнаруженных границах. Я также хотел убедиться, что порядок намотки правильный. Поэтому я тоже исправил это. Смотри ниже. (Почувствуй, что я продвигаюсь наконец!)
private static List<int> OrganizeEdges(List<int> edges, List<Point> positions)
{
var visited = new Dictionary<int, bool>();
var edgeList = new List<int>();
var resultList = new List<int>();
var nextIndex = -1;
while (resultList.Count < edges.Count)
{
if (nextIndex < 0)
{
for (int i = 0; i < edges.Count; i += 2)
{
if (!visited.ContainsKey(i))
{
nextIndex = edges[i];
break;
}
}
}
for (int i = 0; i < edges.Count; i += 2)
{
if (visited.ContainsKey(i))
continue;
int j = i + 1;
int k = -1;
if (edges[i] == nextIndex)
k = j;
else if (edges[j] == nextIndex)
k = i;
if (k >= 0)
{
var edge = edges[k];
visited[i] = true;
edgeList.Add(nextIndex);
edgeList.Add(edge);
nextIndex = edge;
i = 0;
}
}
// calculate winding order - then add to final result.
var borderPoints = new List<Point>();
edgeList.ForEach(ei => borderPoints.Add(positions[ei]));
var winding = CalculateWindingOrder(borderPoints);
if (winding > 0)
edgeList.Reverse();
resultList.AddRange(edgeList);
edgeList = new List<int>();
nextIndex = -1;
}
return resultList;
}
/// <summary>
/// returns 1 for CW, -1 for CCW, 0 for unknown.
/// </summary>
public static int CalculateWindingOrder(IList<Point> points)
{
// the sign of the 'area' of the polygon is all we are interested in.
var area = CalculateSignedArea(points);
if (area < 0.0)
return 1;
else if (area > 0.0)
return - 1;
return 0; // error condition - not even verts to calculate, non-simple poly, etc.
}
public static double CalculateSignedArea(IList<Point> points)
{
double area = 0.0;
for (int i = 0; i < points.Count; i++)
{
int j = (i + 1) % points.Count;
area += points[i].X * points[j].Y;
area -= points[i].Y * points[j].X;
}
area /= 2.0f;
return area;
}
Ответ 3
Код обхода (неэффективен - нужно убрать, дойдет до этого в какой-то момент). Обратите внимание: я сохраняю каждый сегмент в цепочке как 2, а не 1, как было предложено Даррен. Это чисто для моих собственных потребностей в реализации/рендеринге.
// okay now lets sort the segments so that they make a chain.
var sorted = new List<int>();
var visited = new Dictionary<int, bool>();
var startIndex = edges[0];
var nextIndex = edges[1];
sorted.Add(startIndex);
sorted.Add(nextIndex);
visited[0] = true;
visited[1] = true;
while (nextIndex != startIndex)
{
for (int i = 0; i < edges.Count - 1; i += 2)
{
var j = i + 1;
if (visited.ContainsKey(i) || visited.ContainsKey(j))
continue;
var iIndex = edges[i];
var jIndex = edges[j];
if (iIndex == nextIndex)
{
sorted.Add(nextIndex);
sorted.Add(jIndex);
nextIndex = jIndex;
visited[j] = true;
break;
}
else if (jIndex == nextIndex)
{
sorted.Add(nextIndex);
sorted.Add(iIndex);
nextIndex = iIndex;
visited[i] = true;
break;
}
}
}
return sorted;