❶ 裁剪算法
OpenGL中经常用到裁剪,这里记录下裁剪的一些基本算法和概念。
裁剪就是去掉窗口外不可见的部分,保留在窗口中的内同。是OpenGL的管线中必不可少的一步,裁剪算法的执行效率会直接影响整个程序的效率。
裁剪可以按照线或面进行,一般使用规则裁剪框进行裁剪,也有用不规则图形进行裁剪,常见的是使用矩形框进行裁剪。
裁剪过程的难度随裁剪区域的复杂度和被裁剪物体的形状复杂程度增加。
这里用矩形裁剪框解释常用的裁剪算法。
点的裁剪相对简单,已知矩形裁剪框的两个对角线顶点坐标A(x1,y1)、B(x2,y2),判断点P(x,y)是不是在A、B坐标范围内即可。
若:
min(x1,x2) <= x <= max(x1,x2);
min(y1,y2) <= y <= max(y1,y2);
则P点在裁剪框中,否则在裁剪框外。
这里说的直线,都是线段。线的裁剪算法有很多,常见的有:cohen-sutherland算法,中点分割裁剪算法,Liang-Barsky算法,beck算法等。
这个算法的主要思想是,用四位掩码做运算判断线是否在裁剪框内,如果在或全部在裁剪框外,结束。如果部分在窗口中,用线和裁剪框的交点对线段进行分割,然后分割后的继续重复判断。步骤如下:
设要裁剪的线段是P0P1。从P0端点出发,找出离P0点最近的可见点。从P1端点出发,找出离P1点最近的可见点。这两个可见点的连线就是裁剪框中的要保留的部分。
找可见点的方法用二分法,先取线段的中点M点,判断P1M是否可见,如果不能定为不可见,用P1M线段再2分,重复判断。