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详细介绍四叉树Quadtrees(下)(转)

原创 IT综合 作者:post0 时间:2007-08-12 20:09:27 0 删除 编辑
详细介绍四叉树Quadtrees(下)(转)[@more@]

  这里函数CalcNodeNum 有两个参数,叶节点的数目(MAX)和叶宽(MIN),在这里叶宽为4 个三角形,叶节点的数目包含在上面的公式中,为了更好的理解上面的函数,给出下面的代码:

  

  unsigned int Temp =(GridWidth/4)*(GridWidth/4);

  unsigned int Temp2 = CalcNodeNum(Temp,4);

  

  pNodeList = (NODE*)malloc(sizeof(NODE)*Temp2);

  

  首先计算叶节点的总数,其次保存节点的总数到变量Temp2,第三行是为指针分配内存,现在 我们已经技术了节点的总数并分配了内存,接着调用QUADTREE的建立函数。

  

  但是首先,让我们回忆一下递归的代码,如果我们想显示数目1到10,我们可以这样做:

  

  void Count(int num)

  {

  cout<

  }

  

  void main()

  {

  Count(0);

  Count(1);

  Count(2);

  Count(3);

  Count(4);

  Count(5);

  Count(6);

  Count(7);

  Count(8);

  Count(9);

  

  return;

  }

  

  这样做很乏味,可以这样

  

  for(int ctr=0;ctr<10;ctr++)

  {

  Count(ctr);

  }

  

  虽然上面的代码没有任何错误,但在QUADTREE中使用他简直是噩梦,在上面我们调用了10次,如 果我们想调用20次,我们不得不告诉FOR循环使用20次,而递归只需要一次。他不需要FOR或WHILE结 构,正确的代码如下:

  

  void Count(int num)

  {

  static int ctr = 0;

  

  if(ctr>num)

  {return;}

  else

  {

  cout<

  ctr++;

  Count(num);

  }

  }

  

  void main()

  {

  Count(ctr);

  

  return;

  }

  

  现在让我们看看函数CreateNode,象它的名字一样,他用来建立节点,实际他不仅可以建立一个 节点,还可以建立整个树,我们只要调用函数一次,

  

  void CreateNode(unsigned int Bounding[4],unsigned int ParentID,unsigned int NodeID)

  

  在一个2D数组中扩展为高度为0的X和Z的面,为发现左上坐标,使用下面的公式

  
 

  右上为:

  
 

  左下?

  
 

  右下?

  
 

  数学并不困难,现在准备调用:

  

  unsigned int uiBoundingCoordinates[] =

  {0,GridWidth,(GridHeight*(GridWidth+1)),((GridHeight)*(GridWidth+1))+GridWidth};

  

  CreateNode(uiBoundingCoordinates,0,0);

  

  父节点已经建立好了,我们可以通过CreateNode来工作了。.

  

  void CreateNode(unsigned int Bounding[4],unsigned int ParentID,unsigned int NodeID)

  {

  static unsigned int TotalTreeID = 0;

  

  unsigned int uiNodeType;

  unsigned int uiWidth,uiHeight;

  

  OK,静态变量TotalTreeID保存了当前的节点数目,我们最后使用他来将子节点与他们的ID联系起 来,uiNodeType保存节点的类型,uiWidth,uiHeight保存节点的宽和高,由于我们传送的是包围坐 标,实际上我们并不知道节点的大小,我们使用uiWidth,uiHeight来告诉节点是叶节点还是普通节点 ,现在需要从包围坐标中获得uiWidth,uiHeight:

  

  uiWidth = fVerts[(Bounding[1]*3)] - fVerts[(Bounding[0]*3)];

  uiHeight = fVerts[(Bounding[2]*3)+2] - fVerts[(Bounding[0]*3)+2];

  

  T这里假设fVerts是一个包含顶点列表的数组,每个顶点包含3个部件,X,Y,Z,如果我们有顶点的 索引,就可以获得指向这个顶点的指针,

  

  
Figure 14

  

  如同你看见的一样,索引0指向element[0],element[0]是顶点0的X部件,依次类推。 现在,我们说我们的叶节点是4*4的三角形,这意味着叶宽为4三角形,由于我们知道节点的宽度(存储 在uiWidth),如果我们分割宽度的结果为2,那么意味着这个宽度为4,这个节点就是一个叶节点,

  

  if(0.5*uiWidth==2)

  {

  uiNodeType = LEAF_TYPE;

  }

  else

  {

  uiNodeType = NODE_TYPE;

  }

  

  接着,我们想得到一个指向我们节点的指针,pNodeList包含所有我们的节点,我们需要选择一个。

  

  NODE *pNode = &pNodeList[NodeID];

  

  向节点内填充内容

  

  pNodeList[NodeID].uID = Whatever;

  

  我们可以简单的做:

  

  pNode->uiID = Whatever;

  

  用我们得到的值填充

  

  pNode->uiID = NodeID;

  pNode->uiParentID = ParentID;

  

  pNode->vBoundingCoordinates[0].x = fVerts[(Bounding[0]*3)];

  pNode->vBoundingCoordinates[0].y = fVerts[(Bounding[0]*3)+1];

  pNode->vBoundingCoordinates[0].z = fVerts[(Bounding[0]*3)+2];

  

  pNode->vBoundingCoordinates[1].x = fVerts[(Bounding[1]*3)];

  pNode->vBoundingCoordinates[1].y = fVerts[(Bounding[1]*3)+1];

  pNode->vBoundingCoordinates[1].z = fVerts[(Bounding[1]*3)+2];

  

  pNode->vBoundingCoordinates[2].x = fVerts[(Bounding[2]*3)];

  pNode->vBoundingCoordinates[2].y = fVerts[(Bounding[2]*3)+1];

  pNode->vBoundingCoordinates[2].z = fVerts[(Bounding[2]*3)+2];

  

  pNode->vBoundingCoordinates[3].x = fVerts[(Bounding[3]*3)];

  pNode->vBoundingCoordinates[3].y = fVerts[(Bounding[3]*3)+1];

  pNode->vBoundingCoordinates[3].z = fVerts[(Bounding[3]*3)+2];

  

  pNode->bType = uiNodeType;

  

  现在我们还没有处理叶节点,一旦我们分配了叶节点,我们将返回调用函数,在真实的世界里,你 或许希望得到一个指向数组或三角形的叶节点指针,如果你仔细看过NODE结构,你将注意变量 uiVertexStrip1...4,如果你愿意的话,可以在里面填充三角形,.

  

  if(uiNodeType == LEAF_TYPE)

  {

  return;

  }

  else

  {

  

  下面,我们需要处理节点的子节点

  

  unsigned int BoundingBox[4];

  TotalTreeID++;

  pNode->uiBranches[0] = TotalTreeID;

  

  //Top-Left i.e. b[0]

  BoundingBox[0] = Bounding[0];

  //Between b[0] and b[1]

  BoundingBox[1] = Bounding[0]+((Bounding[1]-Bounding[0])/2);

  //[between b[0] and b[2]

  BoundingBox[2] = Bounding[0]+((Bounding[2]-Bounding[0])/2);

  //middle of node

  BoundingBox[3] = Bounding[0]+((Bounding[2]-Bounding[0])/2)+((Bounding[1]-Bounding[0])/2);

  

  CreateNode(BoundingBox,NodeID,TotalTreeID);

  

  很简单,自己看吧,

  

  //******************************************************************************

  

  TotalTreeID++;

  pNode->uiBranches[1] = TotalTreeID;

  

  // Between b[0] and b[1]

  BoundingBox[0] = Bounding[0]+((Bounding[1]-Bounding[0])/2);

  //Top-Right i.e. b[1]

  BoundingBox[1] = Bounding[1];

  //middle of node

  BoundingBox[2] = Bounding[0]+((Bounding[2]-Bounding[0])/2)+((Bounding[1]-Bounding[0])/2);

  //between b[1] & b[3]

  BoundingBox[3] = Bounding[0]+((Bounding[2]-Bounding[0])/2)+((Bounding[1]-Bounding[0]));

  

  CreateNode(BoundingBox,NodeID,TotalTreeID);

  

  //******************************************************************************

  

  TotalTreeID++;

  pNode->uiBranches[2] = TotalTreeID;

  

  //between b[0] and b[2]

  BoundingBox[0] = Bounding[0]+((Bounding[2]-Bounding[0])/2);

  //middle of node

  BoundingBox[1] = Bounding[0]+((Bounding[2]-Bounding[0])/2)+((Bounding[1]-Bounding[0])/2);

  //Bottom-Left i.e. b[2]

  BoundingBox[2] = Bounding[2];

  //between b[2] and b[3]

  BoundingBox[3] = Bounding[2]+((Bounding[3]-Bounding[2])/2);

  

  CreateNode(BoundingBox,NodeID,TotalTreeID);

  

  //******************************************************************************

  

  TotalTreeID++;

  pNode->uiBranches[3] = TotalTreeID;

  

  //middle of node

  BoundingBox[0] = Bounding[0]+((Bounding[2]-Bounding[0])/2)+((Bounding[1]-Bounding[0])/2);

  //between b[1] and b[3]

  BoundingBox[1] = Bounding[0]+((Bounding[2]-Bounding[0])/2) + uiWidth;

  //between b[2] and b[3]

  BoundingBox[2] = Bounding[2]+((Bounding[3]-Bounding[2])/2);

  //Bottom-Right i.e. b[3]

  BoundingBox[3] = Bo

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