一种任意分割线分割多边形的方法技术

本发明专利技术提供了一种任意分割线分割多边形的方法，属于计算机几何图形技术领域，用于建筑二维图形领域分割区域。本发明专利技术技术方案包括删除无效分割线、延伸分割线、预处理分割线、计算多边形边界以及分割线构成的所有曲线集组成的所有最小环、删除所有结果环中的无效环以及输出所有分割后的多边形等步骤。通过以上方案，本发明专利技术解决了任意多条不同类型曲线按规则自动延伸后快速分割任意多边形的问题。实现按规则自动延伸分割线进行多边形分割，无需用户输入完整的切割线，只需一遍线线求交，就能达到既能删除无效切割边，又保留有效切割边相交信息的目的，极大降低了大规模切割的后期计算量。

A Method of Polygon Segmentation by Arbitrary Segmentation Lines

【技术实现步骤摘要】
一种任意分割线分割多边形的方法
本专利技术属于计算机几何图形
，用于建筑二维图形领域分割区域。具体涉及任意分割线分割多边形的方法，特别是一种使用若干段相接或不相接的任意类型二维曲线构成的分割边分割多边形的方法。
技术介绍
多边形分割问题是计算机图形学中的基本问题之一。在建筑设计及建筑算量领域，多边形分割是一项重要工作，例如使用任意梁分割楼板，或者使用墙面将整层楼分割为各个房间等。在建筑设计软件中，为了提高用户的设计效率，提升设计软件的友好程度，允许用户输入任意分布的若干条完整或不完整的分割线，所有分割线根据既定规则进行延伸，使用延伸后的分割线对对象多边形进行分割，将其分割为若干块结果多边形用于其他设计或算量。现有的技术提供多种多边形分割算法，例如Weiler-Atherton算法，该算法是采用一个多边形去分割另一个多边形，即该算法的切割边是首尾相接的有向切割边，并不适用任意多段曲线划分多边形的情况。基于上述需求，需要一种可以处理不限方向的任意条曲线构成的切割边切割任意多边形的方法，并且要求其高效，稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效稳定的任意条不限方向的曲线分割目标多边形的方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案。一种任意分割线分割多边形的方法，包括如下步骤：步骤一、删除无效分割线；计算所有分割线与待分割的目标多边形的交点，删除无效分割线，使保留的分割线均在多边形内部实际参与分割，并在交点处标记交线来源；步骤二、延伸分割线；根据延伸规则将需要延伸的分割线延伸为能够切分目标多边形的分割线；计算延伸线与多边形和其他分割线的交点，删除无效的延伸分割线部分，保存交点信息，并标记来源于多边形的交线；步骤三：预处理分割线；对所有有效分割线进行线线求交，若求交结果为重合，则删除分割线的重合部分；若求交结果为相交于一点，则保存非端点的交点信息；获得所有有效非重合的分割线的两两交点以及所有分割线与多边形的交点；步骤四：计算多边形边界以及分割线构成的所有曲线集组成的所有最小环；根据步骤一至三计算得到的求交信息，对包含多边形曲线边与所有分割边的曲线集进行所有最小环搜索；步骤五：删除所有结果环中的无效环；在步骤四搜索到的所有最小环中，删除所有存在来源于目标多边形的曲线，但曲线方向与原曲线相反的无效环；步骤六：输出所有分割后的多边形，即将所有有效环构建为多边形输出。作为优选，步骤一中的无效分割线是指与待分割的目标多边形重合或在所述多边形外部的分割线或局部分割线。作为优选，步骤二中所述的延伸规则具体是：分割线若无法分割当前目标多边形，则延伸至与目标多边形相交的最后一个交点即停止。作为优选，步骤二中所述的延伸规则具体是：分割线若无法分割当前目标多边形，则延伸至与目标多边形的第一个交点即停止。作为优选，步骤二中无效的延伸分割线部分是指与待分割的目标多边形重合或在所述多边形外部的分割线延伸的全部或其一部分。作为优选，步骤四具体包括：步骤4.1输入全部有效分割线与目标多边形曲线，线线求交并保存相交点信息；步骤4.2选择未处理的交点中的一个交点作为起始搜索交点；步骤4.3在起始搜索交点的所有相关曲线中找到最右侧的曲线作为起始搜索曲线；步骤4.4判断当前搜索曲线中、当前交点后，是否存在下一个交点：如是，则进入步骤4.5；如否则跳至步骤4.8；步骤4.5将当前曲线的交点段放入环路中，并选择下一个交点相关的一条曲线，作为当前搜索曲线，设置关联交点为当前交点；步骤4.6判断当前交点是否为环路起点；如是则进入步骤4.7，如否则返回步骤4.4；步骤4.7形成一个闭合环路，并保存；步骤4.8判断是否已将全部交点处理完毕；如是则结束，否则返回步骤4.2。作为优选，步骤4.5中，通过判断交线起点处的斜率与曲率选择当前搜索曲线。作为优选，步骤4.2中，选择未处理的交点中最左下角的交点作为起始搜索交点；步骤4.5中，将当前曲线的交点段放入环路中，并找出下一个交点相关的所有曲线中最左侧的那条曲线，作为当前搜索曲线，设置关联交点为当前交点。作为优选，在步骤一之前，还包括接收用户输入分割线的步骤。作为优选，所述分割线包括若干段相接或不相接的二维曲线。本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了任意多条不同类型曲线按规则自动延伸后快速分割任意多边形的问题。由于现有的技术均只能处理一条不自交的首尾相接的有向切割边切分多边形的情况，无法处理这种不限方向的任意条曲线构成的切割边切割多边形的情况。本方法按规则自动延伸分割线进行多边形分割，无需用户输入完整的切割线，能有效提高用户的工作效率。本方法只需一遍线线求交，就能达到既能删除无效切割边，又保留有效切割边相交信息的目的，极大降低了大规模切割的后期计算量，算法简单，计算效率高。附图说明图1是输入多边形与分割边示意图图2是删除无效分割边后的示意图图3是按延伸规则一延伸分割边示意图图4是按延伸规则二延伸分割边示意图图5是延伸分割边后去除无效分割边示意图图6是分割结果示意图图7是搜索所有环流程图具体实施方式以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本实施例给出一种任意分割线分割多边形的方法，其步骤如下：步骤一：删除无效切割边计算所有分割线与目标多边形的交点，删除与多边形重合或在多边形外部的那些无效切割边，使所有的分割线均在多边形内部实际参与分割并在交点处标记交线来源。步骤二：根据规则延伸分割线根据延伸规则将那些需要延伸的分割线延伸为能够切分目标多边形的分割线。步骤三：预处理分割线对所有有效分割线进行线线求交，删除分割线中的重合部分，并保存求交信息。步骤四：计算多边形边界以及分割边构成的所有曲线集组成的所有最小环根据之前计算得到的求交信息，对包含多边形曲线边与所有分割边的曲线集进行所有最小环搜索。步骤五：删除所有结果环中的无效环在上一步搜索到的所有最小环中，删除所有存在来源于目标多边形的曲线，但曲线方向与原曲线相反的无效环。步骤六：输出所有分割后的多边形将所有有效环构建为多边形输出。以下结合图1、图2、图3、图4、图5，图6所示，说明具体实施步骤。步骤一：删除无效切割边如图1所示，粗实线方框与粗实线圆构成的区域为待分割多边形，虚线曲线为三组分割边。通过对分割边曲线与多边形曲线的线线求交，将位于多边形外部的分割线删除，保存求交信息并标记来源于目标多边形的交线，删除后的结果如图2所示。步骤二：根据规则延伸分割线分割线延伸规则分为两种：(一)分割线若无法分割当前目标多边形，则延伸至与多边形相交的最后一个交点为止，如图3所示；(二)分割线若无法分割当前目标多边形，则延伸至与多边形的第一个交点即为停止，如图4所示；按延伸规则延伸后，计算延伸线与多边形和其他切割线的交点，删除无效延伸边部分，保存交点信息，并标记来源于多边形的交线。步骤三：预处理分割线对所有有效切割边进行线线求交，若求交结果为重合，则删除切割边的重合部分，若求交结果为相交于一点，则保存非端点的交点信息。经过上述处理之后即能获得所有有效非重合的分割边的两两交点以及所有分割边与多边形的交点，如图5所示。步骤四：计算多边形边界以及分割边构成的所有曲线集组成的所有最小环根据图5所示的有效切割本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种任意分割线分割多边形的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、删除无效分割线；计算所有分割线与待分割的目标多边形的交点，删除无效分割线，使保留的分割线均在多边形内部实际参与分割，并在交点处标记交线来源；步骤二、延伸分割线；根据延伸规则将需要延伸的分割线延伸为能够切分目标多边形的分割线；计算延伸线与多边形和其他分割线的交点，删除无效的延伸分割线部分，保存交点信息，并标记来源于多边形的交线；步骤三：预处理分割线；对所有有效分割线进行线线求交，若求交结果为重合，则删除分割线的重合部分；若求交结果为相交于一点，则保存非端点的交点信息；获得所有有效非重合的分割线的两两交点以及所有分割线与多边形的交点；步骤四：计算多边形边界以及分割线构成的所有曲线集组成的所有最小环；根据步骤一至三计算得到的求交信息，对包含多边形曲线边与所有分割边的曲线集进行所有最小环搜索；步骤五：删除所有结果环中的无效环；在步骤四搜索到的所有最小环中，删除所有存在来源于目标多边形曲线但曲线方向与原曲线相反的无效环；步骤六：输出所有分割后的多边形，即将所有有效环构建为多边形输出。

【技术特征摘要】
1.一种任意分割线分割多边形的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、删除无效分割线；计算所有分割线与待分割的目标多边形的交点，删除无效分割线，使保留的分割线均在多边形内部实际参与分割，并在交点处标记交线来源；步骤二、延伸分割线；根据延伸规则将需要延伸的分割线延伸为能够切分目标多边形的分割线；计算延伸线与多边形和其他分割线的交点，删除无效的延伸分割线部分，保存交点信息，并标记来源于多边形的交线；步骤三：预处理分割线；对所有有效分割线进行线线求交，若求交结果为重合，则删除分割线的重合部分；若求交结果为相交于一点，则保存非端点的交点信息；获得所有有效非重合的分割线的两两交点以及所有分割线与多边形的交点；步骤四：计算多边形边界以及分割线构成的所有曲线集组成的所有最小环；根据步骤一至三计算得到的求交信息，对包含多边形曲线边与所有分割边的曲线集进行所有最小环搜索；步骤五：删除所有结果环中的无效环；在步骤四搜索到的所有最小环中，删除所有存在来源于目标多边形曲线但曲线方向与原曲线相反的无效环；步骤六：输出所有分割后的多边形，即将所有有效环构建为多边形输出。2.根据权利要求1所述的一种任意分割线分割多边形的方法，其特征在于：步骤一中的无效分割线是指与待分割的目标多边形重合或在所述多边形外部的分割线或局部分割线。3.根据权利要求1所述的一种任意分割线分割多边形的方法，其特征在于：步骤二中所述的延伸规则具体是：分割线若无法分割当前目标多边形，则延伸至与目标多边形相交的最后一个交点即停止。4.根据权利要求1所述的一种任意分割线分割多边形的方法，其特征在于：步骤二中所述的延伸规则具体是：分割线若无法分割当前目标多边形，则延伸至与目标多边形的第一个交点即停止。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆丹，
申请(专利权)人：广联达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11