Algorithmus von Sutherland-Hodgman

Der Algorithmus von Sutherland-Hodgman ist ein nach Ivan Sutherland und Gary W. Hodgman benannter Algorithmus der Computergrafik zum Clipping von Polygonen.

Grundversion

Mit dem Sutherland-Hodgman-Algorithmus kann man mit jedem konvexen Polygon jedes andere Polygon (konvex oder konkav) clippen. Für jede Fensterkante wird die Begrenzungsstrecke zu einer Gerade erweitert, an der sämtliche (relevanten) Polygonkanten gekürzt werden.

Alle Clipping-Schritte eines Polygons 'W' von einem 5 seitigen Polygon

Pseudo-Code

Der folgende Pseudo-Code clippt ein Polygon nach dem Sutherland-Hodgman-Algorithmus:

  List outputList = subjectPolygon;
  for (Edge clipEdge in clipPolygon) do
     List inputList = outputList;
     outputList.clear();
     Point S = inputList.last;
     for (Point E in inputList) do
        if (E inside clipEdge) then
           if (S not inside clipEdge) then
              outputList.add(ComputeIntersection(S,E,clipEdge));
           end if
           outputList.add(E);
        else if (S inside clipEdge) then
           outputList.add(ComputeIntersection(S,E,clipEdge));
        end if
        S = E;
     done
  done

Erweiterte Version

Clipping eines Polygons bzgl. eines beliebigen konvexen Polygons. Beschreibung des Polygons durch seine Ecken $v_1, \ldots, v_n$ und Kanten von v_i nach $v_{i+1}, (i=1,\ldots,n-1)$ bzw. von v_n nach v₁. Nun wird in n Teilschritten die Liste der Ecken durchlaufen $(v_1 \rightarrow v_2 \rightarrow \ldots \rightarrow v_n \rightarrow v_1)$ und eine Liste mit n' Polygonecken $v'_1, \ldots, v'_{n'}$ ausgegeben. Beim Übergang $v_i \rightarrow v_{i+1}$ sind vier Fälle möglich.

• v_i und v_{i + 1} liegen im Fenster, so wird v_{i + 1} übernommen
• liegt v_i außerhalb und v_{i + 1} innerhalb, so wird der Schnittpunkt mit der Fensterkante und v_{i + 1} übernommen
• liegt v_i innerhalb und v_{i + 1} außerhalb, dann wird ebenso der Schnittpunkt mit der Fensterkante übernommen
• sollten v_i und v_{i + 1} außerhalb liegen, dann wird entweder kein neuer Punkt übernommen, oder die beiden Schnittpunkte mit den Fensterkanten werden übernommen, falls die Gerade von v_i nach v_{i + 1} durch das Clippingfenster verläuft.

Literatur

• Mel Slater, Anthony Steed, Yiorgos Chrysanthou: Computer Graphics and Virtual Environments: From Realism to Real-Time. Addison Wesley ISBN 0-201-62420-6
• Ivan Sutherland, Gary W. Hodgman: Reentrant Polygon Clipping. Communications of the ACM, vol. 17, pp. 32-42, 1974

Weblinks

• Sutherland-Hodgman Polygon Clipping
• Cohen-Sutherland Algorithm for line clipping