source: XIOS/dev/dev_olga/src/extern/remap/src/clipper.hpp @ 1022

Last change on this file since 1022 was 1022, checked in by mhnguyen, 7 years ago
File size: 14.9 KB
Line 
1/*******************************************************************************
2*                                                                              *
3* Author    :  Angus Johnson                                                   *
4* Version   :  6.2.9                                                           *
5* Date      :  16 February 2015                                                *
6* Website   :  http://www.angusj.com                                           *
7* Copyright :  Angus Johnson 2010-2015                                         *
8*                                                                              *
9* License:                                                                     *
10* Use, modification & distribution is subject to Boost Software License Ver 1. *
11* http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt                                         *
12*                                                                              *
13* Attributions:                                                                *
14* The code in this library is an extension of Bala Vatti's clipping algorithm: *
15* "A generic solution to polygon clipping"                                     *
16* Communications of the ACM, Vol 35, Issue 7 (July 1992) pp 56-63.             *
17* http://portal.acm.org/citation.cfm?id=129906                                 *
18*                                                                              *
19* Computer graphics and geometric modeling: implementation and algorithms      *
20* By Max K. Agoston                                                            *
21* Springer; 1 edition (January 4, 2005)                                        *
22* http://books.google.com/books?q=vatti+clipping+agoston                       *
23*                                                                              *
24* See also:                                                                    *
25* "Polygon Offsetting by Computing Winding Numbers"                            *
26* Paper no. DETC2005-85513 pp. 565-575                                         *
27* ASME 2005 International Design Engineering Technical Conferences             *
28* and Computers and Information in Engineering Conference (IDETC/CIE2005)      *
29* September 24-28, 2005 , Long Beach, California, USA                          *
30* http://www.me.berkeley.edu/~mcmains/pubs/DAC05OffsetPolygon.pdf              *
31*                                                                              *
32*******************************************************************************/
33
34#ifndef clipper_hpp
35#define clipper_hpp
36
37#define CLIPPER_VERSION "6.2.6"
38
39//use_int32: When enabled 32bit ints are used instead of 64bit ints. This
40//improve performance but coordinate values are limited to the range +/- 46340
41//#define use_int32
42
43//use_xyz: adds a Z member to IntPoint. Adds a minor cost to perfomance.
44//#define use_xyz
45
46//use_lines: Enables line clipping. Adds a very minor cost to performance.
47#define use_lines
48 
49//use_deprecated: Enables temporary support for the obsolete functions
50//#define use_deprecated 
51
52#include <vector>
53#include <list>
54#include <set>
55#include <stdexcept>
56#include <cstring>
57#include <cstdlib>
58#include <ostream>
59#include <functional>
60#include <queue>
61
62namespace ClipperLib {
63
64enum ClipType { ctIntersection, ctUnion, ctDifference, ctXor };
65enum PolyType { ptSubject, ptClip };
66//By far the most widely used winding rules for polygon filling are
67//EvenOdd & NonZero (GDI, GDI+, XLib, OpenGL, Cairo, AGG, Quartz, SVG, Gr32)
68//Others rules include Positive, Negative and ABS_GTR_EQ_TWO (only in OpenGL)
69//see http://glprogramming.com/red/chapter11.html
70enum PolyFillType { pftEvenOdd, pftNonZero, pftPositive, pftNegative };
71
72#ifdef use_int32
73  typedef int cInt;
74  static cInt const loRange = 0x7FFF;
75  static cInt const hiRange = 0x7FFF;
76#else
77  typedef signed long long cInt;
78  static cInt const loRange = 0x3FFFFFFF;
79  static cInt const hiRange = 0x3FFFFFFFFFFFFFFFLL;
80  typedef signed long long long64;     //used by Int128 class
81  typedef unsigned long long ulong64;
82
83#endif
84
85struct IntPoint {
86  cInt X;
87  cInt Y;
88#ifdef use_xyz
89  cInt Z;
90  IntPoint(cInt x = 0, cInt y = 0, cInt z = 0): X(x), Y(y), Z(z) {};
91#else
92  IntPoint(cInt x = 0, cInt y = 0): X(x), Y(y) {};
93#endif
94
95  friend inline bool operator== (const IntPoint& a, const IntPoint& b)
96  {
97    return a.X == b.X && a.Y == b.Y;
98  }
99  friend inline bool operator!= (const IntPoint& a, const IntPoint& b)
100  {
101    return a.X != b.X  || a.Y != b.Y; 
102  }
103};
104//------------------------------------------------------------------------------
105
106typedef std::vector< IntPoint > Path;
107typedef std::vector< Path > Paths;
108
109inline Path& operator <<(Path& poly, const IntPoint& p) {poly.push_back(p); return poly;}
110inline Paths& operator <<(Paths& polys, const Path& p) {polys.push_back(p); return polys;}
111
112std::ostream& operator <<(std::ostream &s, const IntPoint &p);
113std::ostream& operator <<(std::ostream &s, const Path &p);
114std::ostream& operator <<(std::ostream &s, const Paths &p);
115
116struct DoublePoint
117{
118  double X;
119  double Y;
120  DoublePoint(double x = 0, double y = 0) : X(x), Y(y) {}
121  DoublePoint(IntPoint ip) : X((double)ip.X), Y((double)ip.Y) {}
122};
123//------------------------------------------------------------------------------
124
125#ifdef use_xyz
126typedef void (*ZFillCallback)(IntPoint& e1bot, IntPoint& e1top, IntPoint& e2bot, IntPoint& e2top, IntPoint& pt);
127#endif
128
129enum InitOptions {ioReverseSolution = 1, ioStrictlySimple = 2, ioPreserveCollinear = 4};
130enum JoinType {jtSquare, jtRound, jtMiter};
131enum EndType {etClosedPolygon, etClosedLine, etOpenButt, etOpenSquare, etOpenRound};
132
133class PolyNode;
134typedef std::vector< PolyNode* > PolyNodes;
135
136class PolyNode 
137{ 
138public:
139    PolyNode();
140    virtual ~PolyNode(){};
141    Path Contour;
142    PolyNodes Childs;
143    PolyNode* Parent;
144    PolyNode* GetNext() const;
145    bool IsHole() const;
146    bool IsOpen() const;
147    int ChildCount() const;
148private:
149    unsigned Index; //node index in Parent.Childs
150    bool m_IsOpen;
151    JoinType m_jointype;
152    EndType m_endtype;
153    PolyNode* GetNextSiblingUp() const;
154    void AddChild(PolyNode& child);
155    friend class Clipper; //to access Index
156    friend class ClipperOffset; 
157};
158
159class PolyTree: public PolyNode
160{ 
161public:
162    ~PolyTree(){Clear();};
163    PolyNode* GetFirst() const;
164    void Clear();
165    int Total() const;
166private:
167    PolyNodes AllNodes;
168    friend class Clipper; //to access AllNodes
169};
170
171bool Orientation(const Path &poly);
172double Area(const Path &poly);
173int PointInPolygon(const IntPoint &pt, const Path &path);
174
175void SimplifyPolygon(const Path &in_poly, Paths &out_polys, PolyFillType fillType = pftEvenOdd);
176void SimplifyPolygons(const Paths &in_polys, Paths &out_polys, PolyFillType fillType = pftEvenOdd);
177void SimplifyPolygons(Paths &polys, PolyFillType fillType = pftEvenOdd);
178
179void CleanPolygon(const Path& in_poly, Path& out_poly, double distance = 1.415);
180void CleanPolygon(Path& poly, double distance = 1.415);
181void CleanPolygons(const Paths& in_polys, Paths& out_polys, double distance = 1.415);
182void CleanPolygons(Paths& polys, double distance = 1.415);
183
184void MinkowskiSum(const Path& pattern, const Path& path, Paths& solution, bool pathIsClosed);
185void MinkowskiSum(const Path& pattern, const Paths& paths, Paths& solution, bool pathIsClosed);
186void MinkowskiDiff(const Path& poly1, const Path& poly2, Paths& solution);
187
188void PolyTreeToPaths(const PolyTree& polytree, Paths& paths);
189void ClosedPathsFromPolyTree(const PolyTree& polytree, Paths& paths);
190void OpenPathsFromPolyTree(PolyTree& polytree, Paths& paths);
191
192void ReversePath(Path& p);
193void ReversePaths(Paths& p);
194
195struct IntRect { cInt left; cInt top; cInt right; cInt bottom; };
196
197//enums that are used internally ...
198enum EdgeSide { esLeft = 1, esRight = 2};
199
200//forward declarations (for stuff used internally) ...
201struct TEdge;
202struct IntersectNode;
203struct LocalMinimum;
204struct OutPt;
205struct OutRec;
206struct Join;
207
208typedef std::vector < OutRec* > PolyOutList;
209typedef std::vector < TEdge* > EdgeList;
210typedef std::vector < Join* > JoinList;
211typedef std::vector < IntersectNode* > IntersectList;
212
213//------------------------------------------------------------------------------
214
215//ClipperBase is the ancestor to the Clipper class. It should not be
216//instantiated directly. This class simply abstracts the conversion of sets of
217//polygon coordinates into edge objects that are stored in a LocalMinima list.
218class ClipperBase
219{
220public:
221  ClipperBase();
222  virtual ~ClipperBase();
223  bool AddPath(const Path &pg, PolyType PolyTyp, bool Closed);
224  bool AddPaths(const Paths &ppg, PolyType PolyTyp, bool Closed);
225  virtual void Clear();
226  IntRect GetBounds();
227  bool PreserveCollinear() {return m_PreserveCollinear;};
228  void PreserveCollinear(bool value) {m_PreserveCollinear = value;};
229protected:
230  void DisposeLocalMinimaList();
231  TEdge* AddBoundsToLML(TEdge *e, bool IsClosed);
232  void PopLocalMinima();
233  virtual void Reset();
234  TEdge* ProcessBound(TEdge* E, bool IsClockwise);
235  TEdge* DescendToMin(TEdge *&E);
236  void AscendToMax(TEdge *&E, bool Appending, bool IsClosed);
237
238  typedef std::vector<LocalMinimum> MinimaList;
239  MinimaList::iterator m_CurrentLM;
240  MinimaList           m_MinimaList;
241
242  bool              m_UseFullRange;
243  EdgeList          m_edges;
244  bool             m_PreserveCollinear;
245  bool             m_HasOpenPaths;
246};
247//------------------------------------------------------------------------------
248
249class Clipper : public virtual ClipperBase
250{
251public:
252  Clipper(int initOptions = 0);
253  ~Clipper();
254  bool Execute(ClipType clipType,
255      Paths &solution,
256      PolyFillType fillType = pftEvenOdd);
257  bool Execute(ClipType clipType,
258      Paths &solution,
259      PolyFillType subjFillType,
260      PolyFillType clipFillType);
261  bool Execute(ClipType clipType,
262      PolyTree &polytree,
263      PolyFillType fillType = pftEvenOdd);
264  bool Execute(ClipType clipType,
265      PolyTree &polytree,
266      PolyFillType subjFillType,
267      PolyFillType clipFillType);
268  bool ReverseSolution() { return m_ReverseOutput; };
269  void ReverseSolution(bool value) {m_ReverseOutput = value;};
270  bool StrictlySimple() {return m_StrictSimple;};
271  void StrictlySimple(bool value) {m_StrictSimple = value;};
272  //set the callback function for z value filling on intersections (otherwise Z is 0)
273#ifdef use_xyz
274  void ZFillFunction(ZFillCallback zFillFunc);
275#endif
276protected:
277  void Reset();
278  virtual bool ExecuteInternal();
279private:
280  PolyOutList      m_PolyOuts;
281  JoinList         m_Joins;
282  JoinList         m_GhostJoins;
283  IntersectList    m_IntersectList;
284  ClipType         m_ClipType;
285  typedef std::priority_queue<cInt> ScanbeamList;
286  ScanbeamList     m_Scanbeam;
287  typedef std::list<cInt> MaximaList;
288  MaximaList       m_Maxima;
289  TEdge           *m_ActiveEdges;
290  TEdge           *m_SortedEdges;
291  bool             m_ExecuteLocked;
292  PolyFillType     m_ClipFillType;
293  PolyFillType     m_SubjFillType;
294  bool             m_ReverseOutput;
295  bool             m_UsingPolyTree; 
296  bool             m_StrictSimple;
297#ifdef use_xyz
298  ZFillCallback   m_ZFill; //custom callback
299#endif
300  void SetWindingCount(TEdge& edge);
301  bool IsEvenOddFillType(const TEdge& edge) const;
302  bool IsEvenOddAltFillType(const TEdge& edge) const;
303  void InsertScanbeam(const cInt Y);
304  cInt PopScanbeam();
305  void InsertLocalMinimaIntoAEL(const cInt botY);
306  void InsertEdgeIntoAEL(TEdge *edge, TEdge* startEdge);
307  void AddEdgeToSEL(TEdge *edge);
308  void CopyAELToSEL();
309  void DeleteFromSEL(TEdge *e);
310  void DeleteFromAEL(TEdge *e);
311  void UpdateEdgeIntoAEL(TEdge *&e);
312  void SwapPositionsInSEL(TEdge *edge1, TEdge *edge2);
313  bool IsContributing(const TEdge& edge) const;
314  bool IsTopHorz(const cInt XPos);
315  void SwapPositionsInAEL(TEdge *edge1, TEdge *edge2);
316  void DoMaxima(TEdge *e);
317  void ProcessHorizontals();
318  void ProcessHorizontal(TEdge *horzEdge);
319  void AddLocalMaxPoly(TEdge *e1, TEdge *e2, const IntPoint &pt);
320  OutPt* AddLocalMinPoly(TEdge *e1, TEdge *e2, const IntPoint &pt);
321  OutRec* GetOutRec(int idx);
322  void AppendPolygon(TEdge *e1, TEdge *e2);
323  void IntersectEdges(TEdge *e1, TEdge *e2, IntPoint &pt);
324  OutRec* CreateOutRec();
325  OutPt* AddOutPt(TEdge *e, const IntPoint &pt);
326  OutPt* GetLastOutPt(TEdge *e);
327  void DisposeAllOutRecs();
328  void DisposeOutRec(PolyOutList::size_type index);
329  bool ProcessIntersections(const cInt topY);
330  void BuildIntersectList(const cInt topY);
331  void ProcessIntersectList();
332  void ProcessEdgesAtTopOfScanbeam(const cInt topY);
333  void BuildResult(Paths& polys);
334  void BuildResult2(PolyTree& polytree);
335  void SetHoleState(TEdge *e, OutRec *outrec);
336  void DisposeIntersectNodes();
337  bool FixupIntersectionOrder();
338  void FixupOutPolygon(OutRec &outrec);
339  void FixupOutPolyline(OutRec &outrec);
340  bool IsHole(TEdge *e);
341  bool FindOwnerFromSplitRecs(OutRec &outRec, OutRec *&currOrfl);
342  void FixHoleLinkage(OutRec &outrec);
343  void AddJoin(OutPt *op1, OutPt *op2, const IntPoint offPt);
344  void ClearJoins();
345  void ClearGhostJoins();
346  void AddGhostJoin(OutPt *op, const IntPoint offPt);
347  bool JoinPoints(Join *j, OutRec* outRec1, OutRec* outRec2);
348  void JoinCommonEdges();
349  void DoSimplePolygons();
350  void FixupFirstLefts1(OutRec* OldOutRec, OutRec* NewOutRec);
351  void FixupFirstLefts2(OutRec* OldOutRec, OutRec* NewOutRec);
352#ifdef use_xyz
353  void SetZ(IntPoint& pt, TEdge& e1, TEdge& e2);
354#endif
355};
356//------------------------------------------------------------------------------
357
358class ClipperOffset 
359{
360public:
361  ClipperOffset(double miterLimit = 2.0, double roundPrecision = 0.25);
362  ~ClipperOffset();
363  void AddPath(const Path& path, JoinType joinType, EndType endType);
364  void AddPaths(const Paths& paths, JoinType joinType, EndType endType);
365  void Execute(Paths& solution, double delta);
366  void Execute(PolyTree& solution, double delta);
367  void Clear();
368  double MiterLimit;
369  double ArcTolerance;
370private:
371  Paths m_destPolys;
372  Path m_srcPoly;
373  Path m_destPoly;
374  std::vector<DoublePoint> m_normals;
375  double m_delta, m_sinA, m_sin, m_cos;
376  double m_miterLim, m_StepsPerRad;
377  IntPoint m_lowest;
378  PolyNode m_polyNodes;
379
380  void FixOrientations();
381  void DoOffset(double delta);
382  void OffsetPoint(int j, int& k, JoinType jointype);
383  void DoSquare(int j, int k);
384  void DoMiter(int j, int k, double r);
385  void DoRound(int j, int k);
386};
387//------------------------------------------------------------------------------
388
389class clipperException : public std::exception
390{
391  public:
392    clipperException(const char* description): m_descr(description) {}
393    virtual ~clipperException() throw() {}
394    virtual const char* what() const throw() {return m_descr.c_str();}
395  private:
396    std::string m_descr;
397};
398//------------------------------------------------------------------------------
399
400} //ClipperLib namespace
401
402#endif //clipper_hpp
403
404
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.