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多边形的点序

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用户4363240
修改2020-01-06 12:28:56
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修改2020-01-06 12:28:56
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文章被收录于专栏:Vison

Q: 如何确定多边形点序是顺时针还是逆时针呢?

A: 对于凸多边形,可以方便的用多边形面积的符号得到点序。


概念:

凸多边形:Convex polygon,non-self-intersecting polygon, simple polygon说的都是它(定义详见 wiki)。常见的凸多边形有:矩形、三角形等。

凸多边形与凹多边形
凸多边形与凹多边形
自相交多边形(self-intersecting polygon)
自相交多边形(self-intersecting polygon)

图片来源自wiki

带符号的凸多边形面积

以点序(x1,y1), (x2, y2)..., (xn, yn)为顶点的带符号的凸多边形面积定义为:

其中,|*|是矩阵行列式
其中,|*|是矩阵行列式

展开可写为:

由面积符号确定点序

需要注意的是,点序(顺时针、逆时针)是与坐标系相关的。

  • 在x轴水平向右,y轴水平向上的情况下,如果A>0, 则点序为逆时针,如果A<0, 则点序为顺时针。
  • 而在常见的图像坐标系(以opencv为例)中, 即图像左上角为原点,水平向右为x轴,垂直向下为y轴的情况下, A>0, 则点序为逆时针, A<0, 则点序为顺时针。
左图为逆时针,右图为顺时针
左图为逆时针,右图为顺时针

这里没有说A=0的情况,个人猜想是:abs(A)是普通意义上的面积,凸多边形面积不为0。

参考文献: wolfram.com

code

代码语言:txt
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def determinant(point1, point2):
    x1, y1 = point1
    x2, y2 = point2
    return x1 * y2 - x2 * y1


def judge_point_order(polygon):
    num_point = len(polygon)
    total = 0
    for i in range(num_point):
        total += determinant(polygon[i], polygon[(i + 1) % num_point])
    return "colockwise" if total > 0 else "countercolockwise"


if __name__ == "__main__":
    # assume points in standard Euclidean coordinates
    polygon = [[1, 2], [3, 4], [5, 6], [7, 8]]
    order = judge_point_order(polygon)
    print(f'polygon is in {order} order')

应用场景

关键点检测,由bounding box回归点的时候,需要先调整统一调整标注的点和点序,如左上角为1点,顺时针排列其他点。回归完后再调整为与标注一致。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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  • 概念:
  • 带符号的凸多边形面积
  • 由面积符号确定点序
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