
在三维空间中判断三角形重叠
在三维空间中,有两个三角形abc和def,如何判断三角形abc是否在三角形def中,即三角形abc的三个顶点是否全部位于三角形def所在的平面的一侧,并且在三角形def的边界以内?
算法步骤:
判断共面性:
判断内包关系:
对于三角形abc的每个顶点,判断其是否在三角形def的内部。
java实现:
import java.util.Arrays;
public class TriangleInTriangle {
public static void main(String[] args) {
// 三角形ABC的顶点坐标
double[][] abc = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};
// 三角形DEF的顶点坐标
double[][] def = {{11, 12, 13}, {14, 15, 16}, {17, 18, 19}};
// 计算三角形DEF的法向量
double[] n_def = crossProduct(subtractVectors(def[1], def[0]), subtractVectors(def[2], def[0]));
// 判断共面性
boolean isCoplanar = true;
for (double[] point : abc) {
if (dotProduct(subtractVectors(point, def[0]), n_def) > 0) {
isCoplanar = false;
break;
}
}
// 判断内包关系
boolean isInside = true;
for (double[] point : abc) {
double[] projected = subtractVectors(point, def[0]);
double[] edge1 = subtractVectors(def[1], def[0]);
double[] edge2 = subtractVectors(def[2], def[0]);
double dot1 = dotProduct(crossProduct(projected, edge1), n_def);
double dot2 = dotProduct(crossProduct(projected, edge2), n_def);
if (dot1 * dot2 < 0 || dot1 == 0 || dot2 == 0) {
isInside = false;
break;
}
}
// 输出结果
System.out.println("三角形ABC是否在三角形DEF中:" + (isCoplanar && isInside));
}
private static double[] crossProduct(double[] u, double[] v) {
return new double[]{u[1] * v[2] - u[2] * v[1], u[2] * v[0] - u[0] * v[2], u[0] * v[1] - u[1] * v[0]};
}
private static double dotProduct(double[] u, double[] v) {
return Arrays.stream(u).map(c -> c * c).sum() * Arrays.stream(v).map(c -> c * c).sum();
}
private static double[] subtractVectors(double[] u, double[] v) {
return new double[]{u[0] - v[0], u[1] - v[1], u[2] - v[2]};
}
}以上就是如何判断一个三角形是否完全位于另一个三维空间中的三角形内部?的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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