一个简单的封闭多边形曲线生成算法

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对不起，我没有任何好的关键词供您查阅。

我试图想象一些三维地形在三维近似三角形。如果在轮廓内形成一个湖泊，使得湖泊没有岛屿，那么湖泊的轮廓将成为您想要的多边形 - 并且对于游戏而言，它可能相当直观，因为它基于现实世界的景观。

如果您可以找到众所周知的算法来制作三角形的三维景观，我会找到最高点并找到周围的循环路径，以使循环中的最低点达到最大。根据地形你可能会得到一些有趣的多边形。

再次 - 抱歉，我不知道任何完美的算法，但我只是觉得这是一个非常有趣的问题。

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2012-07-30 12:51:18

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我在C++中编写了一些关于几何算法的单元测试，这些几何算法需要非自相交多边形来处理。它没有被设计为高效，不可读，并且多边形有时在边缘之间具有相当小的角度。看看你是否喜欢它，如果你愿意，可以扩展它。没有保证。

文件rpoly.h：

#include <vector> 
#include <list> 
#include <algorithm> 
#include <iterator> 
#include <stdexcept> 
#include <iostream> 

using namespace std; 

struct HalfEdge 
{ 
    HalfEdge() {}; 
    HalfEdge(size_t start, size_t end) : start(start), end(end) {}; 

    size_t start; 
    size_t end; 
}; 

typedef vector<HalfEdge>::iterator edge_iterator; 
typedef vector<HalfEdge>::const_iterator const_edge_iterator; 

template <class Point> 
struct non_intersecting_edges 
{ 
    non_intersecting_edges(const vector<Point>& vertices, vector<HalfEdge>& edgelist) 
     : vertices(vertices), edgelist(edgelist) {} 

    void operator() (size_t i) 
    { 
     const Point &p = vertices[i]; 
     for (edge_iterator it=edgelist.begin(); it!=edgelist.end(); ++it) 
     { 
      HalfEdge edge = *it; 
      Point start_vertex = vertices[it->start]; 
      Point end_vertex = vertices[it->end]; 

      if (point_intersects_edge(p, start_vertex, end_vertex)) 
       return; // skip this point 

      if(!edge_intersects_polygon(start_vertex, p) && 
       !edge_intersects_polygon(end_vertex, p)) 
      { 
       edgelist.push_back(HalfEdge(i,it->end)); 
       it->end = i; 
       return; 
      } 
     } 

     cerr << "[rpoly] Warning: no possible edge found for vertex " << p << endl; 
    } 

private: 
    bool point_intersects_edge(const Point& p, const Point& A, const Point& B) const 
    { 
     double d = (A.y-p.y) * (B.x-p.x) - (B.y-p.y) * (A.x-p.x); 
     if (abs(d) < 1e-14) 
     { 
      return ((A.x <= p.x && p.x <= B.x) || (A.x >= p.x && p.x >= B.x)) 
       && ((A.y <= p.y && p.y <= B.y) || (A.y >= p.y && p.y >= B.y)); 
     } 
     else return false; 
    } 

    bool edge_intersects_polygon(const Point& A, const Point& B) const 
    { 
     double dx = B.x-A.x; 
     double dy = B.y-A.y; 

     for (const_edge_iterator it=edgelist.begin(); it!=edgelist.end(); ++it) 
     { 
      double d,u1,u2; 

      const Point &C = vertices[it->start]; 
      const Point &D = vertices[it->end]; 

      d = (D.y-C.y)*dx - (D.x-C.x)*dy; 

      if (d != 0) { 
       u1 = ((D.x-C.x)*(A.y-C.y) - (D.y-C.y)*(A.x-C.x))/d; 
       u2 = (dx*(A.y-C.y) - dy*(A.x-C.x))/d; 

       if (u1 > 0 && u1 <= 1 && u2 > 0 && u2 <= 1) // half-open edges 
        return true; 
      } 
     } 

     return false; 
    } 

    const vector<Point>& vertices; 
    vector<HalfEdge>& edgelist; 
}; 

bool start_index_less(const HalfEdge &a, const HalfEdge &b) 
{ 
    return a.start < b.start; 
} 

bool start_index_equals(const HalfEdge &a, size_t idx) 
{ 
    return a.start == idx; 
} 

template <class Point> 
struct random_point 
{ 
    Point operator()() const 
    { 
     return Point(rand() % 1000 - 500, rand() % 1000 - 500); 
    } 
}; 

const HalfEdge& find_edge(const vector<HalfEdge>& list, size_t start) 
{ 
    for (const_edge_iterator it=list.begin(); it!=list.end(); ++it) 
     if (it->start == start) return *it; 

    throw runtime_error("find_edge: requested edge not found"); 
} 

/// \brief Outputs random, non self-intersecting polygon with \a N vertices 
template <class Point, class OutputIterator> 
void generate_random_polygon(unsigned int N, OutputIterator out) 
{ 
    if (N<3) return; 

    vector<Point> vertices(N); 
    generate(vertices.begin(), vertices.end(), random_point<Point>()); 

    vector<HalfEdge> edgelist(2); 
    edgelist.reserve(N); 
    edgelist[0] = HalfEdge(0,1); 
    edgelist[1] = HalfEdge(1,0); 

    non_intersecting_edges<Point> generator(vertices,edgelist); 
    for (size_t i=2; i<vertices.size(); ++i) 
     generator(i); 

    int index=0; 
    for (unsigned int i=0; i<N; ++i) 
    { 
     const HalfEdge &edge = find_edge(edgelist, index); 
     *out++ = vertices[edge.start]; 
     index = edge.end; 
    } 
}

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2012-07-30 13:57:23 Hendrik

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一个想法：生成一串随机点的，然后使用alpha shapes它们括起来。

有一个参数可以调整以确定最终的多边形是多么“紧密”。

另一个想法：产生一串随机形状的，然后compute their union（例如生成随机简单的多边形，或者使用metaballs。）。

虽然您可能需要使用一些技巧来确保联合仅为单一形状。

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2012-07-30 15:45:59

一个简单的封闭多边形曲线生成算法

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