3

我有一个表示为四维网格的polychoron ,使用 face-vertex 方法存储。所有的面都是三角形。如何获得图形的三维横截面?

我发现的最接近的是这个问题,但它是一维的。

4

1 回答 1

3

使用 4 个维度有点困难。

解决问题的唯一方法是找到维度类比。

让我们从二维开始

凸 2D 多边形具有凸 1D 边:线段。

填充凸多边形的横截面是一条线段。

计算你的 poligons 边缘与相交线的交点,你会得到一个凸多边形的两个交点,横截面将是一条线段。

为此,您可以轻松地转换坐标,以便在坐标系的 Y 轴上进行横截面。边的两点是A和B,它们的坐标是a1,a2和b1,b2。

如果 a1 和 b1 的符号相同,(又名 a1*b1 > 0)边不会与 Y 轴相交。

否则计算 k = a1/(a1-b1)。

那么交点的坐标就是:(0; (1-k)*a2+k*b2)

正如我所说的凸多边形,你会得到两个交点,连接这两个点以获得一维横截面。

现在让我们推广到 3D

凸 3D 网格具有凸 2D 边:三角形。

再次,变换坐标以使操作更容易。让我们在 YZ 平面上获取网格的横截面,因此 X 坐标将再次为零。

获取三角形的横截面。对它们的每个边缘使用上面的算法。由于我们有 3 个维度,边缘的端点将具有坐标 a1、a2、a3 和 b1、b2、b3。如果 a1*b1<0 我们有一个交点。所以

设 k = a1 / (a1 - b1)

交点坐标为(0; (1-k)*a2+k*b2; (1-k)*a3+k*b3)。存储这个坐标,还要存储网格的 A 点和 B 点的索引(边缘索引)。以后会有用的。

对于每个三角形,这将产生一条线段。

现在您需要将这些横截面线段连接到一个多边形。这就是我们将边缘索引与交点一起存储的原因。您有一组线,您可以通过存储的边缘索引匹配它们的端点,因此您可以将它们连接成一个多边形。

现在让我们推广到 4D

凸形 4D 网格具有凸形 3D“边”:四面体。(请注意您的面顶点表示可能不正确)

再次,变换坐标以使操作更容易。让我们在 YZW 超平面上获取网格的横截面,因此 X 坐标将再次为零。

获取四面体的横截面。对它们的每个面使用上面的算法。由于我们有 4 个维度,边缘的端点将具有坐标 a1、a2、a3、a4 和 b1、b2、b3、b4。如果 a1*b1<0 我们有一个交点。所以

设 k = a1 / (a1 - b1)

交点坐标为(0; (1-k)*a2+k*b2; (1-k)*a3+k*b3; (1-k)*a4+k*b4)。

对于四面体的每个三角形,这将产生一条线段。对于每个四面体,这将产生一个三角形。对于这些三角形的每条边,还存储线段起源的 3D 网格的三角形的 A、B 和 C 点的索引(面索引)。以后会有用的。

现在您需要将这些横截面三角形连接到 3D 网格。这就是我们将面部索引与相交边缘一起存储的原因。您有一组三角形,您可以通过存储的面索引匹配它们的边缘,因此您可以将它们连接成三角形网格。

对于凹面 4D 网格,您可能有多个 3D 网格。


希望你看到这个比喻。

具体实现会有点困难,您需要处理所有极端情况(除以零情况、浮点错误等)。

于 2013-08-16T15:45:13.190 回答