vtk 求线与多边形所在面的交点以及线与线的交点_线与多边形的交点 c++

参考文档

wiki PolygonIntersection 多边形和线的交叉点

在xy平面上创建一个多边形

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vtk绘制多边形流程
vtkPoints,vtkCellArray,vtkPolyData组合使用
先添加点，相邻两点建立单元，给数据对象添加点和单元
只是利用vtkPolyData不够的 凹多边形绘制会有问题，利用vtkTrianglFiler 转三角形后 就可以了

首先通过

// 先添加多边形的各点
  vtkSmartPointer<vtkPoints> points = vtkSmartPointer<vtkPoints>::New();
  points->InsertNextPoint(0.0, 0.0, 0.0);
  points->InsertNextPoint(1.0, 0.0, 0.0);
  points->InsertNextPoint(1.0, 1.0, 0.0);
  points->InsertNextPoint(0.0, 1.0, 0.0);

  // 通过点集建立多边形
  vtkSmartPointer<vtkPolygon> polygon = vtkSmartPointer<vtkPolygon>::New();
  polygon->GetPoints()->DeepCopy(points);
  polygon->GetPointIds()->SetNumberOfIds(4); // 4 corners of the square
  polygon->GetPointIds()->SetId(0, 0);
  polygon->GetPointIds()->SetId(1, 1);
  polygon->GetPointIds()->SetId(2, 2);
  polygon->GetPointIds()->SetId(3, 3);
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• void SetId(const vtkIdType i, const vtkIdType vtkid) {this->Ids[i] = vtkid;};
  适用于已知总数。

• void InsertId(const vtkIdType i, const vtkIdType vtkid);
  设置 i 的 id 为 vtkid，做溢出检查，并在必要时自动分配空间。
  适用于未知总数。

计算线与多边形所在面的交点

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// 声明
int IntersectWithLine(double p1[3], double p2[3], double tol, double& t,double x[3], double pcoords[3], int& subId);
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// 测试数据
    double p1[3] = { 0.1, 0, -1.0 };
    double p2[3] = { 0.1, 0, 1.0 };
    double tolerance = 0.001;   // 公差
// 输出
    double t; // 交点的线段参量（比例）坐标，p1是0，p2是1
    double x[3]; // 交点坐标
    double pcoords[3];
    int subId;
// 使用
vtkIdType iD = polygon->IntersectWithLine(p1, p2, tolerance, t, x, pcoords, subId);
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函数作用：

检测多边形polgon与线段(p1,p2)是否相交，若相交，则返回1，不相交（包括内部），则返回0。

输入：

• p1、p2 线的定义（两点世界坐标）
• tolerance 公差

返回：

• t ：面与直线相交于直线的哪部分。
  相对于 线段 的参量（比例）坐标（p1为0，p2为1），可能超出[0,1]。

• x ：直线与平面相交于哪点。
  p1、p2所在直线 与 多边形所在平面 的相交点的坐标，若平行则无限大：
  -9.25596e+061 -9.25596e+061 -9.25596e+061。

• pcoords ：线段与面相交与哪点。
  p1、p2所构成的 线段 与 多边形所在平面 的相交点的坐标，无则 0 0 0

函数返回结果 ：

官方api解释：
Intersect with a ray. Return parametric coordinates (both line and cell) and global intersection coordinates,
given ray definition and tolerance. The method returns non-zero value if intersection occurs.

求线与线的交点

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一.用 int vtkLine::IntersectWithLine()

与上同

二.用static int vtkLine::Intersection()

static int Intersection(double p1[3], double p2[3],
                          double x1[3], double x2[3],
                          double& u, double& v);
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vtkIdType isture = line->Intersection(p1, p2, p3, p4, u, v);
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函数作用：

检测两线是否相交，并返回相交位置在各线的比例位置。
如果两线相交，则返回2，若不相交，则返回3。
若不相交，则将x1，x2投影到p1,p2所在平面，计算u、v。

输入：

• p1 p2指定第一条线，x1 x2指定第二条线

输出：

• u：相交点在p1(0),p2(1)上的位置
• v：相交点在x1(0),x2(1)上的位置

example

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#include "vtkSmartPointer.h"
#include "vtkProperty.h"
#include "vtkCamera.h"

#include "vtkCylinderSource.h"
#include "vtkPolyDataMapper.h"
#include "vtkActor.h"
#include "vtkRenderer.h"
#include "vtkRenderWindow.h"
#include "vtkRenderWindowInteractor.h"

#include <vtkLine.h>
#include <vtkPoints.h>
#include <vtkPolygon.h>

int main(int, char *[])
{

    // Create a square in the XY plane
    vtkSmartPointer<vtkPoints> points = vtkSmartPointer<vtkPoints>::New();
    points->InsertNextPoint(0.0, 0.0, 0.0);
    points->InsertNextPoint(1.0, 0.0, 0.0);
    points->InsertNextPoint(1.0, 1.0, 0.0);
    points->InsertNextPoint(0.0, 1.0, 0.0);

    // Create the polygon
    vtkSmartPointer<vtkPolygon> polygon = vtkSmartPointer<vtkPolygon>::New();
    polygon->GetPoints()->DeepCopy(points);
    polygon->GetPointIds()->SetNumberOfIds(4); // 4 corners of the square
    polygon->GetPointIds()->SetId(0, 0);
    polygon->GetPointIds()->SetId(1, 1);
    polygon->GetPointIds()->SetId(2, 2);
    polygon->GetPointIds()->SetId(3, 3);

    // Inputs
    double p1[3] = { 1, 0, -1 };
    double p2[3] = { 1, 0, 1 };
    double tolerance = 0.001;   // 公差
    // Outputs
    double t; // Parametric coordinate of intersection (0 (corresponding to p1) to 1 (corresponding to p2))
    double x[3]; // The coordinate of the intersection
    double pcoords[3];
    int subId;

    vtkIdType iD = polygon->IntersectWithLine(p1, p2, tolerance, t, x, pcoords, subId);

    std::cout << "t:  " << t << std::endl;
    std::cout << "pcoords:  " << pcoords[0] << " " << pcoords[1] << " " << pcoords[2] << std::endl;
    std::cout << "相交? " << iD << std::endl;
    std::cout << "subid: " << subId << std::endl;
    std::cout << "x : " << x[0] << " " << x[1] << " " << x[2] << std::endl;


    vtkSmartPointer<vtkLine> line = vtkSmartPointer<vtkLine>::New();
    double p3[3] = { 1, -1, 0 };
    double p4[3] = { 1, 1, 0 };
    double u, v;
    vtkIdType iD2 = line->Intersection(p1, p2, p3, p4, u, v);

    std::cout <<"u :" << u << endl;
    std::cout << "v :" << v << endl;
    std::cout << "相交？ :" << iD2 << endl;

    return 0;
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