admin 发表于 2024-7-4 23:24:57

在多边形碰撞检测中,一种常用的且较为高效的算法是分离轴定理(Separating Axis Theorem, SAT)。该算法的基本思想是,如果两个凸多边形在任意一个轴上投影有交集,则它们可能相交;如果存在至少一个轴,两多边形在该轴上的投影没有交集,则可以确定它们不相交。

以下是在C++中使用分离轴定理实现的`doPolygonsIntersect`函数的完整代码:

```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

// Define a point
struct Point {
    double x, y;
};

// Define a polygon using a vector of points
using Polygon = std::vector<Point>;

// Compute the projection of a polygon onto an axis
std::pair<double, double> projectPolygonOnAxis(const Polygon& polygon, const Point& axis) {
    double minProj = polygon.front().x * axis.x + polygon.front().y * axis.y;
    double maxProj = minProj;

    for (const auto& vertex : polygon) {
      double proj = vertex.x * axis.x + vertex.y * axis.y;
      minProj = std::min(minProj, proj);
      maxProj = std::max(maxProj, proj);
    }

    return {minProj, maxProj};
}

// Check if two projections overlap
bool doProjectionsOverlap(const std::pair<double, double>& proj1, const std::pair<double, double>& proj2) {
    return std::max(proj1.first, proj2.first) <= std::min(proj1.second, proj2.second);
}

// Generate all edge normals for a polygon
std::vector<Point> generateEdgeNormals(const Polygon& polygon) {
    std::vector<Point> normals;
    for (size_t i = 0; i < polygon.size(); ++i) {
      Point edge = {polygon[(i + 1) % polygon.size()].x - polygon.x,
                      polygon[(i + 1) % polygon.size()].y - polygon.y};
      double length = std::sqrt(edge.x * edge.x + edge.y * edge.y);
      Point normal = {-edge.y / length, edge.x / length};
      normals.push_back(normal);
    }
    return normals;
}

// Check if two polygons intersect using the Separating Axis Theorem
bool doPolygonsIntersect(const Polygon& poly1, const Polygon& poly2) {
    auto normals1 = generateEdgeNormals(poly1);
    auto normals2 = generateEdgeNormals(poly2);

    for (const auto& n : normals1) {
      auto proj1 = projectPolygonOnAxis(poly1, n);
      auto proj2 = projectPolygonOnAxis(poly2, n);
      if (!doProjectionsOverlap(proj1, proj2)) {
            return false;
      }
    }

    for (const auto& n : normals2) {
      auto proj1 = projectPolygonOnAxis(poly1, n);
      auto proj2 = projectPolygonOnAxis(poly2, n);
      if (!doProjectionsOverlap(proj1, proj2)) {
            return false;
      }
    }

    return true;
}

int main() {
    // Example polygons
    Polygon poly1 = {{0, 0}, {4, 0}, {4, 4}, {0, 4}};
    Polygon poly2 = {{3, 3}, {6, 3}, {6, 6}, {3, 6}};

    bool intersect = doPolygonsIntersect(poly1, poly2);
    std::cout << "Do the polygons intersect? " << (intersect ? "Yes" : "No") << std::endl;

    return 0;
}
```

在这个代码中,`projectPolygonOnAxis`函数计算多边形在指定轴上的投影,`doProjectionsOverlap`函数检查两个投影是否重叠,`generateEdgeNormals`函数生成多边形所有边的法线向量。`doPolygonsIntersect`函数首先为每个多边形生成其所有边的法线,然后对每个法线进行投影并检查投影是否重叠。如果在所有法线中都找不到分离轴,则认为两个多边形相交。

请注意,此代码假设输入的多边形是凸的。如果多边形是非凸的,那么你可能需要使用更复杂的算法,例如将非凸多边形分解成凸多边形,然后分别检查每个凸多边形对之间是否相交。
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查看完整版本: C++实现的轨迹法临界多边形NFP算法框架来解决多边形套料的示例代码