园子里有很多关于点是否在三角形内的文章,提供了各种方法。这让人很纠结,到底该用哪种算法?这里提供一套我认为最优的算法。如果你有不同的意见,亦或有更好的算法,欢迎来讨论。
算法使用的是同向法,其原理是:假设点P位于三角形ABC内,会有这样一个规律:三角形的每一个边,其对角点与P在边的同一侧;或者说三角形的每一个顶点与P在其对角边的同一侧。
(1)代码
// 2D vector class Vec2 { public: Vec2() { x = 0.0f; y = 0.0f; } Vec2(float fx, float fy) :x(fx), y(fy) { } // Add Vec2 operator + (const Vec2& v) const { return Vec2(x + v.x, y + v.y); } // Subtract Vec2 operator - (const Vec2& v) const { return Vec2(x - v.x, y - v.y) ; } public: float x, y; };
1 // Dot product 2 inline float Vec2Dot(const Vec2& v1, const Vec2& v2) 3 { 4 return v1.x * v2.x + v1.y * v2.y; 5 } 6 7 // Cross product 8 inline float Vec2Cross(const Vec2& v1, const Vec2& v2) 9 { 10 return v1.x * v2.y - v1.y * v2.x; 11 } 12 13 // Determine whether two vectors v1 and v2 point to the same direction 14 // 判断C和P在直线AB的同一侧 15 inline bool IsSameSide(const Vec2& A, const Vec2& B, const Vec2& C, const Vec2& P) 16 { 17 Vec2 AB = B - A; 18 Vec2 AC = C - A; 19 Vec2 AP = P - A; 20 21 float f1 = Vec2Cross(AB, AC); 22 float f2 = Vec2Cross(AB, AP); 23 24 // f1 and f2 should to the same direction 25 return f1*f2 >= 0.0f; 26 } 27 28 // Same side method 29 // Determine whether point P in triangle ABC 30 inline bool IsPointInTriangle(const Vec2& A, const Vec2& B, const Vec2& C, const Vec2& P) 31 { 32 return IsSameSide(A, B, C, P) && 33 IsSameSide(B, C, A, P) && 34 IsSameSide(C, A, B, P); 35 } 36 37 // Determine whether point P in angle ABC 38 // 点P是否在角ABC内 39 inline bool IsPointInAngle(const Vec2& A, const Vec2& B, const Vec2& C, const Vec2& P) 40 { 41 return IsSameSide(A, B, C, P) && IsSameSide(B, C, A, P); 42 }
算法中没有使用三角函数的调用,因为这一原因,我认为它是最优的算法。
(2)测试效果
我生成一幅1024*1024大小的图像,并设置三个顶点,对图像中的所有像素调用IsPointInAngle函数,以测试其效率:
图中显示出图像生成时间为868.758毫秒,这是DEBUG版本的。
时间: 2024-10-13 07:41:05