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假设我们有两个矩形,分别定义了它们的左下角和右上角。例如:rect1 (x1, y1)(x2, y2)rect2 (x3, y3)(x4, y4)。我试图找到相交矩形的坐标(左下角和右上角)。

任何想法,算法,伪代码,将不胜感激。

ps我发现了类似的问题,但他们只检查2个矩形是否相交。

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5 回答 5

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如果输入矩形是标准化的,即您已经知道x1 < x2, y1 < y2(第二个矩形也是如此),那么您需要做的就是计算

int x5 = max(x1, x3);
int y5 = max(y1, y3);
int x6 = min(x2, x4);
int y6 = min(y2, y4);

它会给你你的交集作为矩形(x5, y5)-(x6, y6)。如果原始矩形不相交,则结果将是一个“退化”矩形(带有x5 >= x6和/或y5 >= y6),您可以轻松检查它。

PS 像往常一样,小细节将取决于您是否必须将触摸矩形视为相交。

于 2013-11-03T16:03:43.157 回答
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要查找交叉点,您必须对点进行一些简单的比较:

两个长方形

所以我们可以从图像中看到,如果 x3, y3 大于或等于 x1, y1 且小于或等于 x2, y2 那么它在第一个矩形内,同样您需要检查 x4, y4 是否在x1,y1 到 x2,y2 的范围也是如此。

如果这两个条件都成立,那么您可以确定第二个矩形完全被第一个包围。 路口 矩形 1 包围矩形 2

如果找出里面哪个对你很重要,你也需要反过来检查。

您还必须让矩形轴对齐,否则这将无法可靠地工作。

如果您需要更多详细信息,请告诉我,虽然我认为快速 Google 搜索会很容易为您发现更多详细信息,但请告诉我,如果您愿意,我可以制作一个矩形碰撞教程。

更详细地说:

要找出矩形是否有任何交点,您可以检查它们定义点的坐标,出于我们的目的,我们将使用左上角和右下角坐标。我们可以利用一个类来使这对我们更容易,并最大限度地提高代码的可用性,我们可以使用 2d 矢量和 2d 点: 2dVectorPoint.h

#include <cmath>

class Vector2D
{
    public:
        float   x;
        float   y;

        Vector2D() {}    
        Vector2D(float inX, float inY)
        {
            x = inX;
            y = inY;
        }

        Vector2D& Set(float inX, float inY)
        {
            x = inX;
            y = inY;
            return (*this);
        }

        float& operator [](long k)        {            return ((&x)[k]);        }

        const float& operator [](long k) const        {            return ((&x)[k]);        }

        Vector2D& operator +=(const Vector2D& v)
        {
            x += v.x;
            y += v.y;
            return (*this);
        }

        Vector2D& operator -=(const Vector2D& v)
        {
            x -= v.x;
            y -= v.y;
            return (*this);
        }

        Vector2D& operator *=(float t)
        {
            x *= t;
            y *= t;
            return (*this);
        }

        Vector2D& operator /=(float t)
        {
            float f = 1.0F / t;
            x *= f;
            y *= f;
            return (*this);
        }

        Vector2D& operator &=(const Vector2D& v)
        {
            x *= v.x;
            y *= v.y;
            return (*this);
        }

        Vector2D operator -(void) const        {            return (Vector2D(-x, -y));        }

        Vector2D operator +(const Vector2D& v) const        {            return (Vector2D(x + v.x, y + v.y));        }

        Vector2D operator -(const Vector2D& v) const        {  return (Vector2D(x - v.x, y - v.y));        }

        Vector2D operator *(float t) const        {            return (Vector2D(x * t, y * t));        }

        Vector2D operator /(float t) const        {     float f = 1.0F / t; return (Vector2D(x * , y * f));        }

        float operator *(const Vector2D& v) const        {            return (x * v.x + y * v.y);        }

        Vector2D operator &(const Vector2D& v) const     {            return (Vector2D(x * v.x, y * v.y));        }

        bool operator ==(const Vector2D& v) const        {            return ((x == v.x) && (y == v.y));        }

        bool operator !=(const Vector2D& v) const        {            return ((x != v.x) || (y != v.y));        }

        Vector2D& Normalize(void)                        {            return (*this /= sqrtf(x * x + y * y));        }

        Vector2D& Rotate(float angle);
};


class Point2D : public Vector2D
{
    public:

        Point2D() {}

        Point2D(float r, float s) : Vector2D(r, s) {}

        Point2D& operator =(const Vector2D& v)
        {
            x = v.x;
            y = v.y;
            return (*this);
        }

        Point2D& operator *=(float t)
        {
            x *= t;
            y *= t;
            return (*this);
        }

        Point2D& operator /=(float t)
        {
            float f = 1.0F / t;
            x *= f;
            y *= f;
            return (*this);
        }

        Point2D operator -(void) const{            return (Point2D(-x, -y));        }

        Point2D operator +(const Vector2D& v) const        {            return (Point2D(x + v.x, y + v.y));        }

        Point2D operator -(const Vector2D& v) const        {            return (Point2D(x - v.x, y - v.y));        }

        Vector2D operator -(const Point2D& p) const        {            return (Vector2D(x - p.x, y - p.y));        }

        Point2D operator *(float t) const        {            return (Point2D(x * t, y * t));        }

        Point2D operator /(float t) const
        {
            float f = 1.0F / t;
            return (Point2D(x * f, y * f));
        }
};


inline Vector2D operator *(float t, const Vector2D& v){    return (Vector2D(t * v.x, t * v.y));}

inline Point2D operator *(float t, const Point2D& p){    return (Point2D(t * p.x, t * p.y));}

inline float Dot(const Vector2D& v1, const Vector2D& v2){    return (v1 * v2);}

inline float Magnitude(const Vector2D& v){    return (sqrtf(v.x * v.x + v.y * v.y));}

inline float InverseMag(const Vector2D& v){    return (1.0F / sqrtf(v.x * v.x + v.y * v.y));}

inline float SquaredMag(const Vector2D& v){    return (v.x * v.x + v.y * v.y);}

struct Origin2D_
{
    const Point2D& operator +(const Vector2D& v)    {        return (static_cast<const Point2D&>(v));    }

    Point2D operator -(const Vector2D& v)    {        return (Point2D(-v.x, -v.y));    }
};

2dVectorPoint.cpp

#include "2dVectorPoint.h"

Origin2D_ Origin2D;

Vector2D& Vector2D::Rotate(float angle)
{
    float s = sinf(angle);
    float c = cosf(angle);

    float nx = c * x - s * y;
    float ny = s * x + c * y;

    x = nx;
    y = ny;

    return (*this);
}
extern Origin2D_ Origin2D;

使用的代码改编自这里以节省我的手指。

然后我们可以利用它轻松比较:我们可以将矩形 1 定义为以 P1 和 P2 作为其边界,将矩形 2 定义为以 P3 和 P4 作为其边界,给我们以下比较:

if ( P2.y <= P3.y && P1.y >= P4.y && P2.x>= P3.x && P1.x <= P4.x )
{
    return true;
}

这将为任何相交实例或完全包含矩形 2 的矩形 1 返回一个真值。

要仅检查交叉点,只需删除相等检查(=从上述等式中取出所有内容),您将只检查交叉点。如果您有交集,则可以使用线性代数来评估确切的坐标。

于 2013-11-03T13:07:39.130 回答
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假设一个盒子有一个半径 X 和半径 Y(我知道它没有,但这个术语在这里很有用)。

你将会有:

rect1_x_radius = (x2-x1)/2
rect1_y_radius = (y2-y1)/2

rect2_x_radius = (x4-x3)/2
rect2_y_radius = (y4-y3)/2

现在,如果矩形中点在适当方向上比它们的半径总和更远 - 它们不会发生碰撞。否则他们会这样做——这个提示就足够了。

你现在应该可以完成你的任务了。

更新:

好的 - 让我们为 1D 解决它 - 稍后您将为 2D 解决它。看看这件......艺术;-)

在此处输入图像描述

您会看到 2 个段 - 现在进行一些计算:

rA = (maxA-minA) / 2
rB = (maxB-minB) / 2

midA = minA + rA
midB = minB + rB

mid_dist = |midA - midB|

现在如何检查是否发生碰撞?正如我所说,如果“半径”的总和小于段的距离 - 没有碰撞:

if ( mid_dist > fabs(rA+rB) )
{
    // no intersection
}
else
{
    // segments intersect
}

现在您的工作是计算 1D 和 2D 中的交集/公共部分。现在由您决定(或者您可以阅读安德烈的答案)。

这是相同的情况,但在 2D 中 - 两种 1D 情况:

在此处输入图像描述

于 2013-11-03T13:02:18.767 回答
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您可以分别处理xy方向。

假设x1 <= x3(第一个框至少和第二个一样在左边)。那么,有重叠当且仅当x1 <= x3 <= x2

同样,假设y1 <= y3(第一个框至少与第二个框一样远)。那么,有重叠当且仅当y1 <= y3 <= y2

如果两个方向都有重叠,则有一个矩形重叠。您可以通过对xy坐标进行排序并选择中间两个来找到坐标。

在伪代码中:

if (((x1 <= x3 && x3 <= x2) || (x3 <= x1 && x1 <= x4)) // x-overlap
    &&
    ((y1 <= y3 && y3 <= y2) || (y3 <= y1 && y1 <= y4)) // y-overlap
) {
    int[] xs = {x1, x2, x3, x4};
    int[] ys = {y1, y2, y3, y4};
    sort(xs);
    sort(ys);

    // bottom-left: xs[1], ys[1]
    // top-right:   xs[2], ys[2]
}
于 2013-11-03T13:15:07.853 回答
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以防万一一个简单的 C# 解决方案适合任何人:

public struct Rectangle
{
    public double Left { get; }
    public double Top { get; }
    public double Width { get; }
    public double Height { get; }
    public double Right => Left + Width;
    public double Bottom => Top + Height;
    public static Rectangle Empty { get; } = new Rectangle(0, 0, 0, 0);

    public Rectangle(double left, double top, double width, double height)
    {
        Left = left;
        Top = top;
        Width = width;
        Height = height;
    }

    public static bool RectanglesIntersect(Rectangle rectangle1, Rectangle rectangle2)
    {
        rectangle1 = rectangle1.Normalize();
        rectangle2 = rectangle2.Normalize();

        if (rectangle2.Left >= rectangle1.Right)
            return false;
        if (rectangle2.Right <= rectangle1.Left)
            return false;

        if (rectangle2.Top >= rectangle1.Bottom)
            return false;
        if (rectangle2.Bottom <= rectangle1.Top)
            return false;

        return true;
    }

    public static Rectangle GetIntersection(Rectangle rectangle1, Rectangle rectangle2)
    {
        rectangle1 = rectangle1.Normalize();
        rectangle2 = rectangle2.Normalize();

        if (rectangle1.IntersectsWith(rectangle2))
        {
            double left = Math.Max(rectangle1.Left, rectangle2.Left);
            double width = Math.Min(rectangle1.Right, rectangle2.Right) - left;
            double top = Math.Max(rectangle1.Top, rectangle2.Top);
            double height = Math.Min(rectangle1.Bottom, rectangle2.Bottom) - top;

            return new Rectangle(left, top, width, height);
        }

        return Empty;
    }

    public Rectangle GetIntersection(Rectangle rectangle)
    {
        return GetIntersection(this, rectangle);
    }

    public bool IntersectsWith(Rectangle rectangle)
    {
        return RectanglesIntersect(this, rectangle);
    }

    public Rectangle NormalizeWidth()
    {
        if (Width >= 0)
            return this;
        Rectangle result = new Rectangle(Left + Width, Top, -Width, Height);
        return result;
    }

    public Rectangle NormalizeHeight()
    {
        if (Height >= 0)
            return this;
        Rectangle result = new Rectangle(Left, Top + Height, Width, -Height);
        return result;
    }

    public Rectangle Normalize()
    {
        Rectangle result = NormalizeWidth().NormalizeHeight();
        return result;
    }
}
于 2019-07-13T22:13:01.743 回答