Sutherland-Hodgeman 逐次裁剪法（多邊形裁剪）

Sutherland-Hodgeman多邊形裁剪算法思想：

　　每次用窗口的一條邊界(包括延長線)對要裁剪的多邊形進行裁剪，裁剪時，順序地測試多邊形各頂點，保留邊界內側的頂點，刪除外側的頂點，同時，適時地插入新的頂點：即交點和窗口頂點，從而得到一個新的多邊形頂點序列。

　　然後以此新的頂點序列作爲輸入，相對第二條窗邊界線進行裁剪，又得到一個更新的多邊形頂點序列。

　　依次下去，相對於第三條、第四條邊界線進行裁剪，最後輸出的多邊形頂點序列即爲所求的裁剪好了的多邊形。如下圖所示。

 

新的多邊形頂點序列產生規則：

　　在用窗口一條邊界及其延長線裁剪一個多邊形時，該邊界線把平面分成兩個部分：一部分稱爲邊界內側；另一部分稱爲邊界外側。

　　如下圖所示,依序考慮多邊形的各條邊。假設當前處理的多邊形的邊爲SP(箭頭表示順序關係，S爲前一點，P爲當前點)，邊SP與裁剪線的位置關係只有下面四種情況：

1. S在外側，P在內側。則交點 I、當前點P保存到新多邊形中。                                                                    
2. S、P均在內側，則當前點P保存到新多邊形中。                                                                                      
3. S在內側，P在外側。則交點 I 保存到新多邊形中。                                                                                                    
4. S、P均在外側。則沒有點被保存到新多邊形中。                                                                         

 

核心代碼：

def poly_clip(self, rect):
        print(len(self.vertex_pts))
        vsold = copy.deepcopy(self.vertex_pts)
        vsnew = []
        '''
        對左邊界進行操作
        '''
        flag = 1 #前一個點S的內外標誌，用變量flag來標識：0表示在內側，1表示在外側。
        vp1 = vsold.pop(0)
        if (vp1.x() >= rect.left()):
            flag = 0
        vsold.append(vp1)

        for i in range(len(vsold)):
            # 對於左邊界，判斷第i個頂點是否在邊界內
            vp2 = vsold.pop(0)
            #當前第i個頂點在邊界內側
            if (vp2.x() >= rect.left()):
                if flag!=0: #前一個點在外側
                    flag = 0 #將標誌置0,作爲下一次循環的前一點標誌
                    vsnew.append(QPoint(rect.left(),vp2.y() + (vp1.y() - vp2.y()) * (rect.left() - vp2.x()) / (vp1.x() - vp2.x())))
                vsnew.append(vp2)
            #當前第i個頂點在邊界外側
            else:
                if flag == 0: #前一個點在內側
                    flag = 1 #將標誌置0,作爲下一次循環的前一點標誌
                    vsnew.append(QPoint(rect.left(),vp2.y() + (vp1.y() - vp2.y()) * (rect.left() - vp2.x()) / (vp1.x() - vp2.x())))
            vp1=vp2 #將當前點作爲下次循環的前一點

        '''
        對上邊界進行操作
        '''
        vsold = copy.deepcopy(vsnew)
        vsnew = copy.deepcopy([])

        flag = 1
        vp1 = vsold.pop(0)
        if (vp1.y() >= rect.top()):
            flag = 0
        vsold.append(vp1)

        for i in range(len(vsold)):
            vp2 = vsold.pop(0)
            if (vp2.y() >= rect.top()):
                if flag != 0:
                    flag = 0
                    vsnew.append(QPoint(vp2.x() + (vp1.x() - vp2.x()) * (rect.top() - vp2.y()) / (vp1.y() - vp2.y()), rect.top()))
                vsnew.append(vp2)
            else:
                if flag == 0:
                    flag = 1
                    vsnew.append(QPoint(vp2.x() + (vp1.x() - vp2.x()) * (rect.top() - vp2.y()) / (vp1.y() - vp2.y()), rect.top()))
            vp1 = vp2

        '''
        對右邊界進行操作
        '''
        vsold = copy.deepcopy(vsnew)
        vsnew = copy.deepcopy([])

        flag = 1
        vp1 = vsold.pop(0)
        if (vp1.x() <= rect.right()):
            flag = 0
        vsold.append(vp1)

        for i in range(len(vsold)):
            vp2 = vsold.pop(0)
            if (vp2.x() <= rect.right()):
                if flag != 0:
                    flag = 0
                    vsnew.append(QPoint(rect.right(), vp2.y() + (vp1.y() - vp2.y()) * (rect.right() - vp2.x()) / (
                            vp1.x() - vp2.x())))
                vsnew.append(vp2)
            else:
                if flag == 0:
                    flag = 1
                    vsnew.append(QPoint(rect.right(), vp2.y() + (vp1.y() - vp2.y()) * (rect.right() - vp2.x()) / (
                            vp1.x() - vp2.x())))
            vp1 = vp2

        '''
        對下邊界進行操作
        '''
        vsold = copy.deepcopy(vsnew)
        vsnew = copy.deepcopy([])

        flag = 1
        vp1 = vsold.pop(0)
        if (vp1.y() <= rect.bottom()):
            flag = 0
        vsold.append(vp1)

        for i in range(len(vsold)):
            vp2 = vsold.pop(0)
            if (vp2.y() <= rect.bottom()):
                if flag != 0:
                    flag = 0
                    vsnew.append(QPoint(vp2.x() + (vp1.x() - vp2.x()) * (rect.bottom() - vp2.y()) / (vp1.y() - vp2.y()),
                                        rect.bottom()))
                vsnew.append(vp2)
            else:
                if flag == 0:
                    flag = 1
                    vsnew.append(QPoint(vp2.x() + (vp1.x() - vp2.x()) * (rect.bottom() - vp2.y()) / (vp1.y() - vp2.y()),
                                        rect.bottom()))
            vp1 = vp2


        polyclip = QPolygon(vsnew)
        return polyclip

 

算法特點：

　　Sutherland－Hodgeman多邊形裁剪算法具有一般性，被裁剪多邊形可以是任意凸多邊形或凹多邊形，裁剪窗口不侷限於矩形，可以是任意凸多邊形（這裏代碼中我只用矩形舉例，大家可以踊躍嘗試）。

 

加上UI界面實現效果：

 

PS: 如需參考完整代碼，請移步：  https://download.csdn.net/download/qq_42185999/11958148  進行下載