В 2D и без отверстий это довольно просто.Во-первых, вам нужно разбить ваш полигон на один или несколько монотонных полигонов .
Монотонные полигоны довольно просто превратить в трипсипы, просто отсортируйте значения по y, найдите верх- самая верхняя и самая нижняя вершины, а затем у вас есть списки вершин справа и слева (потому что вершины располагаются в некотором определенном, скажем, по часовой стрелке, порядке).Затем вы начинаете с самой верхней вершины и поочередно добавляете вершины слева и справа.
Этот метод будет работать для любых 2D-многоугольников без самопересекающихся ребер, включая некоторые случаи с многоугольниками сотверстия (хотя отверстия должны быть правильно намотаны).
Вы можете попробовать поиграть с этим кодом:
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
glTranslatef(-.5f, -.5f, 0);
std::vector<Vector2f> my_polygon;
my_polygon.push_back(Vector2f(-0.300475f, 0.862924f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.302850f, 1.265013f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.811164f, 1.437337f));
my_polygon.push_back(Vector2f(1.001188f, 1.071802f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.692399f, 0.936031f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.934679f, 0.622715f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.644893f, 0.408616f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.592637f, 0.753264f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.269596f, 0.278068f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.996437f, -0.092689f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.735154f, -0.338120f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.112827f, 0.079634f));
my_polygon.push_back(Vector2f(-0.167458f, 0.330287f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.008314f, 0.664491f));
my_polygon.push_back(Vector2f(0.393112f, 1.040470f));
// from wiki (http://en.wikipedia.org/wiki/File:Polygon-to-monotone.png)
glEnable(GL_POINT_SMOOTH);
glEnable(GL_LINE_SMOOTH);
glEnable(GL_BLEND);
glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
glLineWidth(6);
glColor3f(1, 1, 1);
glBegin(GL_LINE_LOOP);
for(size_t i = 0, n = my_polygon.size(); i < n; ++ i)
glVertex2f(my_polygon[i].x, my_polygon[i].y);
glEnd();
glPointSize(6);
glBegin(GL_POINTS);
for(size_t i = 0, n = my_polygon.size(); i < n; ++ i)
glVertex2f(my_polygon[i].x, my_polygon[i].y);
glEnd();
// draw the original polygon
std::vector<int> working_set;
for(size_t i = 0, n = my_polygon.size(); i < n; ++ i)
working_set.push_back(i);
_ASSERTE(working_set.size() == my_polygon.size());
// add vertex indices to the list (could be done using iota)
std::list<std::vector<int> > monotone_poly_list;
// list of monotone polygons (the output)
glPointSize(14);
glLineWidth(4);
// prepare to draw split points and slice lines
for(;;) {
std::vector<int> sorted_vertex_list;
{
for(size_t i = 0, n = working_set.size(); i < n; ++ i)
sorted_vertex_list.push_back(i);
_ASSERTE(working_set.size() == working_set.size());
// add vertex indices to the list (could be done using iota)
for(;;) {
bool b_change = false;
for(size_t i = 1, n = sorted_vertex_list.size(); i < n; ++ i) {
int a = sorted_vertex_list[i - 1];
int b = sorted_vertex_list[i];
if(my_polygon[working_set[a]].y < my_polygon[working_set[b]].y) {
std::swap(sorted_vertex_list[i - 1], sorted_vertex_list[i]);
b_change = true;
}
}
if(!b_change)
break;
}
// sort vertex indices by the y coordinate
// (note this is using bubblesort to maintain portability
// but it should be done using a better sorting method)
}
// build sorted vertex list
bool b_change = false;
for(size_t i = 0, n = sorted_vertex_list.size(), m = working_set.size(); i < n; ++ i) {
int n_ith = sorted_vertex_list[i];
Vector2f ith = my_polygon[working_set[n_ith]];
Vector2f prev = my_polygon[working_set[(n_ith + m - 1) % m]];
Vector2f next = my_polygon[working_set[(n_ith + 1) % m]];
// get point in the list, and get it's neighbours
// (neighbours are not in sorted list ordering
// but in the original polygon order)
float sidePrev = sign(ith.y - prev.y);
float sideNext = sign(ith.y - next.y);
// calculate which side they lie on
// (sign function gives -1 for negative and 1 for positive argument)
if(sidePrev * sideNext >= 0) { // if they are both on the same side
glColor3f(1, 0, 0);
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2f(ith.x, ith.y);
glEnd();
// marks points whose neighbours are both on the same side (split points)
int n_next = -1;
if(sidePrev + sideNext > 0) {
if(i > 0)
n_next = sorted_vertex_list[i - 1];
// get the next vertex above it
} else {
if(i + 1 < n)
n_next = sorted_vertex_list[i + 1];
// get the next vertex below it
}
// this is kind of simplistic, one needs to check if
// a line between n_ith and n_next doesn't exit the polygon
// (but that doesn't happen in the example)
if(n_next != -1) {
glColor3f(0, 1, 0);
glBegin(GL_POINTS);
glVertex2f(my_polygon[working_set[n_next]].x, my_polygon[working_set[n_next]].y);
glEnd();
glBegin(GL_LINES);
glVertex2f(ith.x, ith.y);
glVertex2f(my_polygon[working_set[n_next]].x, my_polygon[working_set[n_next]].y);
glEnd();
std::vector<int> poly, remove_list;
int n_last = n_ith;
if(n_last > n_next)
std::swap(n_last, n_next);
int idx = n_next;
poly.push_back(working_set[idx]); // add n_next
for(idx = (idx + 1) % m; idx != n_last; idx = (idx + 1) % m) {
poly.push_back(working_set[idx]);
// add it to the polygon
remove_list.push_back(idx);
// mark this vertex to be erased from the working set
}
poly.push_back(working_set[idx]); // add n_ith
// build a new monotone polygon by cutting the original one
std::sort(remove_list.begin(), remove_list.end());
for(size_t i = remove_list.size(); i > 0; -- i) {
int n_which = remove_list[i - 1];
working_set.erase(working_set.begin() + n_which);
}
// sort indices of vertices to be removed and remove them
// from the working set (have to do it in reverse order)
monotone_poly_list.push_back(poly);
// add it to the list
b_change = true;
break;
// the polygon was sliced, restart the algorithm, regenerate sorted list and slice again
}
}
}
if(!b_change)
break;
// no moves
}
if(!working_set.empty())
monotone_poly_list.push_back(working_set);
// use the remaining vertices (which the algorithm was unable to slice) as the last polygon
std::list<std::vector<int> >::const_iterator p_mono_poly = monotone_poly_list.begin();
for(; p_mono_poly != monotone_poly_list.end(); ++ p_mono_poly) {
const std::vector<int> &r_mono_poly = *p_mono_poly;
glLineWidth(2);
glColor3f(0, 0, 1);
glBegin(GL_LINE_LOOP);
for(size_t i = 0, n = r_mono_poly.size(); i < n; ++ i)
glVertex2f(my_polygon[r_mono_poly[i]].x, my_polygon[r_mono_poly[i]].y);
glEnd();
glPointSize(2);
glBegin(GL_POINTS);
for(size_t i = 0, n = r_mono_poly.size(); i < n; ++ i)
glVertex2f(my_polygon[r_mono_poly[i]].x, my_polygon[r_mono_poly[i]].y);
glEnd();
// draw the sliced part of the polygon
int n_top = 0;
for(size_t i = 0, n = r_mono_poly.size(); i < n; ++ i) {
if(my_polygon[r_mono_poly[i]].y < my_polygon[r_mono_poly[n_top]].y)
n_top = i;
}
// find the top-most point
glLineWidth(1);
glColor3f(0, 1, 0);
glBegin(GL_LINE_STRIP);
glVertex2f(my_polygon[r_mono_poly[n_top]].x, my_polygon[r_mono_poly[n_top]].y);
for(size_t i = 1, n = r_mono_poly.size(); i <= n; ++ i) {
int n_which = (n_top + ((i & 1)? n - i / 2 : i / 2)) % n;
glVertex2f(my_polygon[r_mono_poly[n_which]].x, my_polygon[r_mono_poly[n_which]].y);
}
glEnd();
// draw as if triangle strip
}
Этот код не является оптимальным, но его должно быть легко понять.В начале создается вогнутый многоугольник.Затем создается «рабочий набор» вершин.На этом рабочем множестве вычисляется перестановка, которая сортирует вершины по их y координате.Затем эта перестановка перебирается, ища точки разделения.Как только точка разделения найдена, создается новый монотонный многоугольник.Затем вершины, используемые в новом многоугольнике, удаляются из рабочего набора, и весь процесс повторяется.Наконец, рабочий набор содержит последний многоугольник, который не может быть разбит.В конце отображаются монотонные многоугольники вместе с упорядочением треугольных полос.Это немного грязно, но я уверен, что вы поймете это (это код C ++, просто поместите его в окно GLUT и посмотрите, что он делает).
Надеюсь, это поможет ...