MATLAB实现多边形内含点检测系统：射线法与弧长法算法对比

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现射线法与弧长法两种经典算法，高效判定点与多边形的位置关系。支持凸多边形和简单凹多边形处理，提供可视化界面直观展示检测结果，适用于计算机图形学和几何计算应用。

详 情 说 明

基于射线法与弧长法的多边形内含点检测系统

项目介绍

本项目通过MATLAB实现了两种经典的计算机图形学算法——射线法（Ray Casting Algorithm）和弧长法（Winding Number Algorithm），用于高效准确地判断任意给定点是否位于多边形内部。系统支持任意凸多边形和简单凹多边形的处理，并提供直观的可视化展示功能，可清晰显示测试点、多边形边界及检测结果。

功能特性

• 双算法支持：集成射线投射法和弧长累加法两种经典算法，适应不同应用场景
• 广泛多边形支持：兼容任意凸多边形和简单凹多边形的检测需求
• 批量处理能力：支持单个或多个测试点的同时检测
• 可视化展示：提供图形化界面，直观展示多边形边界和检测结果
• 性能分析：输出计算时间、迭代次数等算法性能数据
• 详细报告：生成包含输入参数、使用算法、检测结果及置信度分析的完整报告

使用方法

基本调用格式

% 输入参数定义 polygon_vertices = [x1,y1; x2,y2; ...; xn,yn]; % n×2多边形顶点矩阵 test_points = [x,y]或[x1,y1; x2,y2; ...; xm,ym]; % 测试点坐标 algorithm = 'ray'或'winding'; % 算法选择

% 调用主函数 results = main(polygon_vertices, test_points, algorithm);

参数说明

• 多边形顶点坐标：按顺时针或逆时针顺序排列的n×2矩阵
• 测试点坐标：单个点的1×2向量或多个点的m×2矩阵
• 算法选择：'ray'代表射线法，'winding'代表弧长法

输出结果

• 布尔检测结果：单个逻辑值或逻辑向量，表示各点是否在多边形内部
• 可视化图形：新窗口显示多边形和测试点，内外点以不同颜色标记
• 性能数据：算法执行时间和相关统计信息
• 检测报告：包含完整检测过程和结果的详细分析

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 支持MATLAB图形显示功能
• 推荐内存：4GB以上
• 推荐存储空间：500MB可用空间

文件说明

主程序文件整合了多边形内含点检测的核心功能，包括算法选择与调度、输入数据验证与预处理、几何计算与边界处理、图形可视化生成与渲染、检测结果分析与报告生成等主要模块。该文件实现了从参数接收到结果输出的完整处理流程，确保系统能够高效稳定地运行。