Можно использовать алгоритм Брезенхема с учетом значений отсечения на основе статьи Кузьмина и Евгения П.:
Для полноты, вот рабочая версия алгоритма, одна функция Python, хотя она использует только целочисленную арифметику, поэтому ее можно легко портировать на другие языки.
def plot_line_v2v2i(
p1, p2, callback,
clip_xmin, clip_ymin,
clip_xmax, clip_ymax,
):
x1, y1 = p1
x2, y2 = p2
del p1, p2
# Vertical line
if x1 == x2:
if x1 < clip_xmin or x1 > clip_xmax:
return
if y1 <= y2:
if y2 < clip_ymin or y1 > clip_ymax:
return
y1 = max(y1, clip_ymin)
y2 = min(y2, clip_ymax)
for y in range(y1, y2 + 1):
callback(x1, y)
else:
if y1 < clip_ymin or y2 > clip_ymax:
return
y2 = max(y2, clip_ymin)
y1 = min(y1, clip_ymax)
for y in range(y1, y2 - 1, -1):
callback(x1, y)
return
# Horizontal line
if y1 == y2:
if y1 < clip_ymin or y1 > clip_ymax:
return
if x1 <= x2:
if x2 < clip_xmin or x1 > clip_xmax:
return
x1 = max(x1, clip_xmin)
x2 = min(x2, clip_xmax)
for x in range(x1, x2 + 1):
callback(x, y1)
else:
if x1 < clip_xmin or x2 > clip_xmax:
return
x2 = max(x2, clip_xmin)
x1 = min(x1, clip_xmax)
for x in range(x1, x2 - 1, -1):
callback(x, y1)
return
# Now simple cases are handled, perform clipping checks.
if x1 < x2:
if x1 > clip_xmax or x2 < clip_xmin:
return
sign_x = 1
else:
if x2 > clip_xmax or x1 < clip_xmin:
return
sign_x = -1
# Invert sign, invert again right before plotting.
x1 = -x1
x2 = -x2
clip_xmin, clip_xmax = -clip_xmax, -clip_xmin
if y1 < y2:
if y1 > clip_ymax or y2 < clip_ymin:
return
sign_y = 1
else:
if y2 > clip_ymax or y1 < clip_ymin:
return
sign_y = -1
# Invert sign, invert again right before plotting.
y1 = -y1
y2 = -y2
clip_ymin, clip_ymax = -clip_ymax, -clip_ymin
delta_x = x2 - x1
delta_y = y2 - y1
delta_x_step = 2 * delta_x
delta_y_step = 2 * delta_y
# Plotting values
x_pos = x1
y_pos = y1
if delta_x >= delta_y:
error = delta_y_step - delta_x
set_exit = False
# Line starts below the clip window.
if y1 < clip_ymin:
temp = (2 * (clip_ymin - y1) - 1) * delta_x
msd = temp // delta_y_step
x_pos += msd
# Line misses the clip window entirely.
if x_pos > clip_xmax:
return
# Line starts.
if x_pos >= clip_xmin:
rem = temp - msd * delta_y_step
y_pos = clip_ymin
error -= rem + delta_x
if rem > 0:
x_pos += 1
error += delta_y_step
set_exit = True
# Line starts left of the clip window.
if not set_exit and x1 < clip_xmin:
temp = delta_y_step * (clip_xmin - x1)
msd = temp // delta_x_step
y_pos += msd
rem = temp % delta_x_step
# Line misses clip window entirely.
if y_pos > clip_ymax or (y_pos == clip_ymax and rem >= delta_x):
return
x_pos = clip_xmin
error += rem
if rem >= delta_x:
y_pos += 1
error -= delta_x_step
x_pos_end = x2
if y2 > clip_ymax:
temp = delta_x_step * (clip_ymax - y1) + delta_x
msd = temp // delta_y_step
x_pos_end = x1 + msd
if (temp - msd * delta_y_step) == 0:
x_pos_end -= 1
x_pos_end = min(x_pos_end, clip_xmax) + 1
if sign_y == -1:
y_pos = -y_pos
if sign_x == -1:
x_pos = -x_pos
x_pos_end = -x_pos_end
delta_x_step -= delta_y_step
while x_pos != x_pos_end:
callback(x_pos, y_pos)
if error >= 0:
y_pos += sign_y
error -= delta_x_step
else:
error += delta_y_step
x_pos += sign_x
else:
# Line is steep '/' (delta_x < delta_y).
# Same as previous block of code with swapped x/y axis.
error = delta_x_step - delta_y
set_exit = False
# Line starts left of the clip window.
if x1 < clip_xmin:
temp = (2 * (clip_xmin - x1) - 1) * delta_y
msd = temp // delta_x_step
y_pos += msd
# Line misses the clip window entirely.
if y_pos > clip_ymax:
return
# Line starts.
if y_pos >= clip_ymin:
rem = temp - msd * delta_x_step
x_pos = clip_xmin
error -= rem + delta_y
if rem > 0:
y_pos += 1
error += delta_x_step
set_exit = True
# Line starts below the clip window.
if not set_exit and y1 < clip_ymin:
temp = delta_x_step * (clip_ymin - y1)
msd = temp // delta_y_step
x_pos += msd
rem = temp % delta_y_step
# Line misses clip window entirely.
if x_pos > clip_xmax or (x_pos == clip_xmax and rem >= delta_y):
return
y_pos = clip_ymin
error += rem
if rem >= delta_y:
x_pos += 1
error -= delta_y_step
y_pos_end = y2
if x2 > clip_xmax:
temp = delta_y_step * (clip_xmax - x1) + delta_y
msd = temp // delta_x_step
y_pos_end = y1 + msd
if (temp - msd * delta_x_step) == 0:
y_pos_end -= 1
y_pos_end = min(y_pos_end, clip_ymax) + 1
if sign_x == -1:
x_pos = -x_pos
if sign_y == -1:
y_pos = -y_pos
y_pos_end = -y_pos_end
delta_y_step -= delta_x_step
while y_pos != y_pos_end:
callback(x_pos, y_pos)
if error >= 0:
x_pos += sign_x
error -= delta_y_step
else:
error += delta_x_step
y_pos += sign_y
Пример использования:
plot_line_v2v2i(
# two points
(10, 2),
(90, 88),
# callback
lambda x, y: print(x, y),
# xy min
25, 25,
# xy max
75, 75,
)
Примечания:
- Отсечение минимальных и максимальных значений включает в себя
(поэтому максимальные значения должны быть image_width - 1
, image_height - 1
)
- Целочисленные деления
//
используются везде.
- Многие языки (например, C/C++) используют округление по полу при делении.
См. Быстрое деление целого числа со знаком в C/C++. чтобы избежать необъективных результатов для этих языков.
Есть некоторые улучшения по сравнению с кодом, представленным в документе:
- Линия всегда будет строиться в заданном направлении (от
p1
до p2
).
- Иногда была тонкая разница в градиенте линии, так что вращение или переворачивание точек, вычисление линии, а затем обратное преобразование - давало немного разные результаты. Асимметрия была вызвана тем, что код менял местами оси X и Y, чтобы избежать дублирования кода.
Для тестов и других примеров использования см.:
person
ideasman42
schedule
01.12.2016
x0
пикселе слева от границ и имеет положительный градиентdy
/dx
, тогда вы используетеx0 * dy
(может потребоваться расширение, например, отint
доlong
). Затем разделите наdx
, чтобы получить значениеy
дляx0
, и используйте остаток, чтобы инициализироватьdelta
для этой позиции. Это помогает? - person Toby Speight   schedule 30.11.2016y
(точно) и вычисляетеx
+x_debt
. аналогично для других пересечений. - person wildplasser   schedule 30.11.2016