简单渲染流水管线C++代码实现（五）---线段裁剪

最新推荐文章于 2022-04-28 18:17:24 发布

ycczbasd

最新推荐文章于 2022-04-28 18:17:24 发布

阅读量368

点赞数 1

分类专栏：渲染流水管线 C++ 文章标签：图形学 c++

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ycczbasd/article/details/103807687

版权

本文介绍线段裁剪在图形学中的重要性，并提供C++实现线段裁剪函数ClipLine的详细步骤，包括区域划分、点区域判断、初步裁剪和不同方向上的裁剪操作，以确保线段在屏幕内的可见部分被正确渲染。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

线段裁剪是图形学中一个非常重要的东西。
线段裁剪简单来说，就是截取能在屏幕中显示出来的部分，这样做可以减少计算机在渲染过程中的计算量，加快渲染速度。
下面开始实现线段裁剪函数bool ClipLine(int* x1, int* y1, int* x2, int* y2)。

1.划分区域，对区域编码

划分区域是为了更好的区分线段所在位置，为裁剪做准备：
线段端点在中心不必处理，若在其他区域，便需要裁剪至中心范围内
在这里插入图片描述
编码由来参照下面的代码

#define _C 0x00 //0000  中心
#define _N 0x01 //0001  北
#define _S 0x02 //0010	南
#define _W 0x04 //0100	西
#define _E 0x08 //1000	东
#define _EN (_E | _N) //1001	东北
#define _ES (_E | _S) //1010	东南
#define _WS (_W | _S) //0110	西南
#define _WN (_W | _N) //0101	西北

2.下面就是判断两点的所属区域

	//缓存，取得两点值，裁剪过程中不能修改原值
	int port1_x = *x1;
	int port1_y = *y1;
	int port2_x = *x2;
	int port2_y = *y2;

	//这里的判断隐藏了一个技巧，取<=  >=是可以避免下面判断0值问题
	char port1 = _C;
	//判断点1的位置
	if (port1_x <= 0)
		port1 |= _W;
	else if (port1_x >= _CLIENT_W)
		port1 |= _E;
	if (port1_y <= 0)
		port1 |= _N;
	else if (port1_y >= _CLIENT_H)
		port1 |= _S;

	char port2 = _C;
	//判断点2的位置
	if (port2_x <= 0)
		port2 |= _W;
	else if (port2_x >= _CLIENT_W)
		port2 |= _E;
	if (port2_y <= 0)
		port2 |= _N;
	else if (port2_y >= _CLIENT_H)
		port2 |= _S;

3.进行初判断

得到点1、点2的位置后，是可以直接去初次判断某些无法裁剪的情况
比如：
在这里插入图片描述
（1）只要线段两端点都在中心（0000）处，不需要裁剪，可以直接绘制
（2）当线段两端点有共同区域时，是不可能绘制出来显示到屏幕中的

	//两点在中心，无需裁剪
	if (port1 == _C && port2 == _C)
		return false;
	//同时包含相同方向，比如东南和东北，都包括东，无需裁剪
	if ((port1 & port2) != 0)
		return false;

4.进行裁剪

（1）正方向（正北、正南、正东、正西）上的裁剪如下
在这里插入图片描述

case _W:
	{
   
		port1_x = 0;
		port1_y = (int)(*y2 + (double)(*x2 * (*y1 - *y2)) / (*x2 - *x1) + 0.5);
		break;
	}

PS：上面的公式中后面+0.5的意义主要是为了double转int时四舍五入，如果不加0.5，编译器会在转换时向下取整，即1.9转为int时为1。
上面举了一个正西的例子，其他三个方向类似推导即可

case _E:
	{
   
		port1_x = _CLIENT_W - 1;
		port1_y = (int)(*y1 - (double)((*x1 - (_CLIENT_W - 1)) * (*y1 - *y2)) / (*x1 - *x2) + 0.5);
		break;
	}
	case _N:
	{
   
		port1_x = (int)(*x1 - *y1 * (double)(*x2 - *x1) / (*y2 - *y1) + 0.5);
		port1_y = 0;
		break;
	}
	case _S:
	{
   
		port1_x = (int)(*x2 - (double)((*x2 - *x1) * (_CLIENT_H - 1 - *y2)) / (*y1 - *y2) + 0.5);
		port1_y = _CLIENT_H - 1;
		break;
	}