JPH05120430A - 多角形と直線との交差判定・交点算出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】処理時間を短くすることが可能な多角形と直線
との交差判定・交点算出方式を提供すること。 【構成】多角形データ記憶部１から多角形データを受
け、交差判定および交点算出を行う座標領域を仮想格子
で複数個に分割し、この仮想格子にそれぞれ格子番号を
与え、この格子番号ごとに該当の仮想格子内に位置する
多角形の頂点の番号を格納した仮想格子・頂点番号対応
表を仮想格子・頂点番号対応表作成部２が作成し、仮想
格子・頂点番号対応表記憶部３に記憶させ、多角形との
交差判定および交点算出を行う直線を規定する直線デー
タを入力して直線が通過する仮想格子の格子番号を仮想
格子検索部４が検索し、交差判定・交点算出部５がこの
仮想格子検索部４の検索した格子番号の仮想格子内に位
置する多角形の頂点を少なくとも一端とする多角形の辺
について直線との交差判定および交点算出をおこない交
差の有無および交点の座標値を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多角形と直線との交差判
定・交点算出方式に関し、特に複雑な形状で辺の数の多
い多角形あるいは多数の多角形の集合により辺の数の合
計が多くなる形状の図形を含む多角形と直線との交差判
定・交点算出方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多角形と直線との交差判定・交点
算出方式は、地図等に使われている等高線データから、
断面図を作成する場合などに適用されており、図２のブ
ロック図に示すように、交差判定および交点を算出する
すべての多角形の多角形番号とこの多角形を構成する各
辺の辺番号と各辺の辺の両端の頂点の番号および頂点の
座標値からなる多角形データを格納する多角形データ記
憶部１１と、多角形との交差判定および交点算出を行う
直線を規定するデータと多角形データ記憶部１１から入
力するデータとを受け交差判定および交点算出を行う交
差判定・交点算出部１２とからなる。動作としては交差
判定・交点算出部１２に、まず、多角形との交差判定お
よび交点算出を行う直線を規定するデータとして、直線
上の任意の２点の座標値を入力する。次に、多角形を構
成するすべての辺について、多角形データ記憶部１１か
ら辺の両端の頂点の座標値を入力し、続いてすべての辺
について既に入力済みの直線との交差判定および交点算
出のための演算をおこない交差の有無および交点の座標
値を出力するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の多角形
と直線との交差判定・交点算出方式は、多角形を構成す
るすべての辺について直線との交差判定および交点算出
をおこなっているため、複雑な形状で辺の数の多い多角
形あるいは多数の多角形の集合により辺の数の合計が多
くなるものを対象にする場合、非常に多くの辺について
直線との交差判定および交点算出を行うことになり、処
理に時間がかかってしまうという問題点がある。

【０００４】本発明の目的は、処理時間を短くすること
が可能な多角形と直線との交差判定・交点算出方式を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の多角形と直線と
の交差判定・交点算出方式は、交差判定および交点を算
出するすべての多角形の多角形番号と前記多角形を構成
する各辺の辺番号と前記各辺の辺の両端の頂点の番号お
よび頂点の座標値からなる多角形データを格納する多角
形データ記憶部と、直線を規定する直線データを入力し
て前記多角形との交差判定および交点算出をおこない交
差の有無および交点の座標値を出力する交差判定・交点
算出部とを含む多角形と直線との交差判定・交点算出方
式において、前記多角形データ記憶部から前記多角形デ
ータを受け前記多角形上の交差判定および交点算出を行
う座標領域を複数個に分割する仮想格子を設定しこの仮
想格子にそれぞれ格子番号を与えこの格子番号ごとに該
当の仮想格子内に位置する前記多角形の頂点の番号を格
納した仮想格子・頂点番号対応表を作成する仮想格子・
頂点番号対応表作成部と、前記仮想格子・頂点番号対応
表作成部の作成した仮想格子・頂点番号対応表を記憶す
る仮想格子・頂点番号対応表記憶部と、前記多角形との
交差判定および交点算出を行う直線を規定する直線デー
タを入力して前記直線が通過する前記仮想格子の格子番
号を検索する仮想格子検索部と、この仮想格子検索部の
検索した格子番号の仮想格子内に位置する多角形の頂点
を少なくとも一端とする多角形の辺について前記直線と
の交差判定および交点算出をおこない交差の有無および
交点の座標値を出力する前記交差判定・交点算出部とを
含む構成である。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００７】図１は本発明の一実施例のブロック図であ
る。

【０００８】多角形データ記憶部１は、交差判定および
交点算出を行うすべての多角形の多角形番号とその多角
形を構成する辺番号とその両端の頂点番号および頂点の
座標値を格納しており、仮想格子・頂点番号対応表作成
部２は、多角形データ記憶部１から多角形データを受
け、多角形上の交差判定および交点算出を行う座標領域
を複数個に分割する仮想格子を設定しこの仮想格子にそ
れぞれ格子番号を与えこの格子番号ごとに該当の仮想格
子内に位置する多角形の頂点の番号を格納した仮想格子
・頂点番号対応表を作成し、この仮想格子・頂点番号対
応表を仮想格子・頂点番号対応表記憶部３に記憶してお
く。仮想格子検索部４は、仮想格子・頂点番号対応表記
憶部３から仮想格子のデータを受け、多角形との交差判
定および交点算出を行う直線を規定する直線データを入
力して直線が通過する仮想格子の格子番号を検索する。
交差判定・交点算出部５は、仮想格子検索部の検索した
格子番号と、仮想格子・頂点番号対応表記憶部３に記憶
してある仮想格子・頂点番号対応表とから、仮想格子内
に位置する多角形の頂点を少なくとも一端とする多角形
の辺について直線との交差判定および交点算出をおこな
い交差の有無および交点の座標値を出力する。

【０００９】図３は仮想格子・頂点番号対応表記憶部の
メモリパターンの一例を示す説明図である。

【００１０】仮想格子の格子番号２１ごとに該当の仮想
格子内に位置する多角形番号と多角形の頂点番号とから
なる仮想多角形データ２２ を格納してある。

【００１１】図４は仮想格子の原理を説明するための説
明図である。

【００１２】仮想格子とは、多角形上の交差判定および
交点算出を行う座標領域３１上に適当な間隔で格子線３
２を設定し、格子線３２で囲まれた最小の領域ごとに格
子番号ＩＪを設定したものであり、多角形上の交差判定
および交点算出を行う座標領域を格子番号ごとの小領域
に分割するための仮想的なものである。

【００１３】この座標領域３１上に線分ＡＢを重ねた場
合、交差判定を行う必要のある領域は、図中の斜線で記
した領域のみでよく、さらに交差判定を行う相手である
等高線等を重ねて、交差判定を行う必要のある領域を求
めれば、真に交差判定および交点算出を必要とする領域
が定まる。

【００１４】次に各部の機能についてさらに詳細に説明
する。

【００１５】仮想格子・頂点番号対応表作成部２は、ま
ず、多角形上の交差判定および交点算出を行う座標領域
上に仮想格子を作成し格子番号を設定する。つぎに、仮
想格子・頂点番号対応表記憶部３に仮想格子・頂点番号
対応表を作成する。仮想格子・頂点番号対応表として、
仮想格子・頂点番号対応表記憶部３に仮想格子の格子番
号ごとに記憶領域を確保する。多角形Ｐの頂点番号Ｎの
頂点の座標値（ＸＮ，ＹＮ）が格子番号ＩＪの仮想格子
内に位置するならば、仮想格子・頂点番号対応表の格子
番号ＩＪの領域に多角形番号Ｐと頂点番号Ｎを格納す
る。多角形データ記憶部１に格納されている全多角形の
全頂点につき、仮想格子・頂点番号対応表記憶部３に仮
想格子・頂点番号対応表を設定する。

【００１６】仮想格子検索部４は、多角形と交差判定お
よび交点算出を行う直線Ｌを規定するデータとして、た
とえば直線Ｌ上の任意の２点の座標値を入力し、仮想格
子・頂点番号対応表作成部２で作成した仮想格子のうち
直線Ｌが通過あるいは接触する仮想格子の格子番号を検
索し、交差判定・交点算出部５に出力する。

【００１７】交差判定・交点算出部５は、多角形データ
記憶部１、仮想格子・頂点番号対応表記憶部３、多角形
との交差判定および交点算出を行う直線Ｌを規定するデ
ータとしてたとえば直線Ｌ上の任意の２点の座標値、お
よび仮想格子検索部４で検索された仮想格子の格子番号
を入力し、検索された全仮想格子について、その仮想格
子内に位置する全頂点を少なくとも一端とする多角形の
すべての辺と、直線Ｌとの交差判定および交点算出を行
う。

【００１８】仮想格子検索部４で最初に格子番号ＩＪの
仮想格子が検索されていたならば、仮想格子・頂点番号
対応表記憶部３から格子番号ＩＪの領域を入力する。格
子番号ＩＪの領域の最初に多角形番号Ｐと頂点番号Ｎと
が格納されていたならば、多角形データ記憶部１から、
多角形番号Ｐで頂点番号Ｎの頂点の座標値、およびその
頂点と組になって多角形Ｐを構成する辺となる頂点番号
Ｍ１，Ｍ２，………，ＭＭのＭ点の頂点の座標値を入力
する。そして、入力した２点の座標値で規定される直線
Ｌと、２点（Ｎ，Ｍ１）および（Ｎ，Ｍ２）および……
…（Ｎ，ＭＭ）で定まる多角形ＰのＭ本の辺との交差判
定および交点算出を行う。

【００１９】仮想格子・頂点番号対応表記憶部３の格子
番号ＩＪの領域に格納されている全頂点につき、多角形
番号Ｐの頂点番号Ｎの頂点と同様に処理する。さらに、
仮想格子検索部４で検索された全仮想格子につき、格子
番号ＩＪの仮想格子と同様に処理する。最後に、交差判
定・交点算出部５での処理結果として、多角形番号ごと
の直線Ｌとの交差の有無および交点の座標値を出力す
る。

【００２０】次に、ある多角形データと直線Ｌとの交差
判定および交点算出をおこなった後に、同一の多角形デ
ータについて直線Ｌとは異なる直線Ｌ１との交差判定お
よび交点算出を行う場合について説明する。

【００２１】直線Ｌ１との交差判定および交点算出を行
う場合、多角形データ記憶部１および仮想格子・頂点番
号対応表作成部２における処理は、直線Ｌとの交差判定
および交点算出を行う場合と同一であり、再度処理を行
う必要はなく、仮想格子・頂点番号対応表記憶部３に格
納される内容は同一でよい。

【００２２】仮想格子検索部４および交差判定・交点算
出部５における処理は、直線Ｌを規定するデータの代わ
りに直線Ｌ１を規定するデータを使用して、直線Ｌとの
交差判定および交点算出を行う場合と同様に行う。最後
に、交差判定・交点算出部５での処理結果として、多角
形番号毎の直線Ｌ１との交差の有無および交点の座標値
を出力することとなる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、多角形
データ記憶部から多角形データを受け多角形上の交差判
定および交点算出を行う座標領域を複数個に分割する仮
想格子を設定し この仮想格子にそれぞれ格子番号を与
え、この格子番号ごとに該当の仮想格子内に位置する多
角形の頂点の番号を格納した仮想格子・頂点番号対応表
を仮想格子・頂点番号対応表作成部が作成し、この仮想
格子・頂点番号対応表を仮想格子・頂点番号対応表記憶
部が記憶し、多角形との交差判定および交点算出を行う
直線を規定する直線データを入力して直線が通過する仮
想格子の格子番号を仮想格子検索部が検索し、交差判定
・交点算出部がこの仮想格子検索部の検索した格子番号
の仮想格子内に位置する多角形の頂点を少なくとも一端
とする多角形の辺について直線との交差判定および交点
算出をおこない交差の有無および交点の座標値を出力す
ることにより、交差判定および交点算のための処理時間
を短くすることが可能となるという効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック図である。

【図２】従来の多角形と直線との交差判定・交点算出方
式を示すブロック図である。

【図３】仮想格子・頂点番号対応表記憶部のメモリパタ
ーンの一例を示す説明図である。

【図４】仮想格子の原理を説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 多角形データ記憶部 ２ 仮想格子・頂点番号対応表作成部 ３ 仮想格子・頂点番号対応表記憶部 ４ 仮想格子検索部 ５ 交差判定・交点算出部 ２１ 格子番号 ２２ 仮想多角形データ ３１ 座標領域 ３２ 格子線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交差判定および交点を算出するすべての
   多角形の多角形番号と前記多角形を構成する各辺の辺番
   号と前記各辺の辺の両端の頂点の番号および頂点の座標
   値からなる多角形データを格納する多角形データ記憶部
   と、直線を規定する直線データを入力して前記多角形と
   の交差判定および交点算出をおこない交差の有無および
   交点の座標値を出力する交差判定・交点算出部とを含む
   多角形と直線との交差判定・交点算出方式において、前
   記多角形データ記憶部から前記多角形データを受け前記
   多角形上の交差判定および交点算出を行う座標領域を複
   数個に分割する仮想格子を設定しこの仮想格子にそれぞ
   れ格子番号を与えこの格子番号ごとに該当の仮想格子内
   に位置する前記多角形の頂点の番号を格納した仮想格子
   ・頂点番号対応表を作成する仮想格子・頂点番号対応表
   作成部と、前記仮想格子・頂点番号対応表作成部の作成
   した仮想格子・頂点番号対応表を記憶する仮想格子・頂
   点番号対応表記憶部と、前記多角形との交差判定および
   交点算出を行う直線を規定する直線データを入力して前
   記直線が通過する前記仮想格子の格子番号を検索する仮
   想格子検索部と、この仮想格子検索部の検索した格子番
   号の仮想格子内に位置する多角形の頂点を少なくとも一
   端とする多角形の辺について前記直線との交差判定およ
   び交点算出をおこない交差の有無および交点の座標値を
   出力する前記交差判定・交点算出部とを含むことを特徴
   とする多角形と直線との交差判定・交点算出方式。