线段和圆/球的相交性检测

[cpp] view plain copy

1. #include "iostream"  
2. #include "math.h"  
3. using namespace std;  
4.   
5. #define EPS 0.00001  
6.   
7. struct pointf   
8. {  
9.     float x;  
10.     float y;  
11.   
12.     pointf()  
13.     {  
14.   
15.     }  
16.     pointf(float m, float n) : x(m),y(n)  
17.     {  
18.     }  
19. };  
20.   
21. /** 
22. * @brief 求线段与圆的交点 
23. * @return 如果有交点返回true,否则返回false 
24. * @note 与圆可能存在两个交点，如果存在两个交点在ptInter1和ptInter2都为有效值，如果有一个交点，则ptInter2的值为 
25. *       无效值，此处为65536.0 
26. */  
27. bool LineInterCircle(  
28.                 const pointf ptStart, // 线段起点  
29.                 const pointf ptEnd, // 线段终点  
30.                 const pointf ptCenter, // 圆心坐标  
31.                 const float Radius,  
32.                 pointf& ptInter1,  
33.                 pointf& ptInter2)  
34. {  
35.     ptInter1.x = ptInter2.x = 65536.0f;  
36.     ptInter2.y = ptInter2.y = 65536.0f;  
37.   
38.     float fDis = sqrt((ptEnd.x - ptStart.x) * (ptEnd.x - ptStart.x) + (ptEnd.y - ptStart.y) * (ptEnd.y - ptStart.y));  
39.       
40.     pointf d;  
41.     d.x = (ptEnd.x - ptStart.x) / fDis;  
42.     d.y = (ptEnd.y - ptStart.y) / fDis;  
43.   
44.     pointf E;  
45.     E.x = ptCenter.x - ptStart.x;  
46.     E.y = ptCenter.y - ptStart.y;  
47.   
48.     float a = E.x * d.x + E.y * d.y;  
49.     float a2 = a * a;  
50.   
51.     float e2 = E.x * E.x + E.y * E.y;  
52.   
53.     float r2 = Radius * Radius;  
54.   
55.     if ((r2 - e2 + a2) < 0)  
56.     {  
57.         return false;  
58.     }  
59.     else  
60.     {  
61.         float f = sqrt(r2 - e2 + a2);  
62.   
63.         float t = a - f;  
64.   
65.         if( ((t - 0.0) > - EPS) && (t - fDis) < EPS)  
66.         {  
67.             ptInter1.x = ptStart.x + t * d.x;  
68.             ptInter1.y = ptStart.y + t * d.y;  
69.         }         
70.   
71.         t = a + f;  
72.   
73.         if( ((t - 0.0) > - EPS) && (t - fDis) < EPS)  
74.         {  
75.             ptInter2.x = ptStart.x + t * d.x;  
76.             ptInter2.y = ptStart.y + t * d.y;  
77.         }  
78.   
79.         return true;  
80.     }  
81. }  
82.   
83. void main(void)  
84. {  
85.     pointf ptStart(3.0, 2.0);  
86.     pointf ptEnd(10.0, 6.0);  
87.   
88.     pointf ptCenter(10.0, 4.0);  
89.     float fR = 3.0;  
90.   
91.     pointf pt1, pt2;  
92.   
93.     if (!LineInterCircle(ptStart, ptEnd, ptCenter, fR, pt1, pt2))  
94.     {  
95.         cout<<"不相交!"<<endl;  
96.     }  
97.     else  
98.     {  
99.         cout<<"交点"<<endl;  
100.         cout<<pt1.x<<" "<<pt1.y<<endl;  
101.   
102.         cout<<pt2.x<<" "<<pt2.y<<endl;  
103.     }  
104.       
105. }