The cross product measures the degree of perpendicular-ness of two vectors. Imagine that each edge of your polygon is a vector in the x-y plane of a three-dimensional (3-D) xyz space. Then the cross product of two successive edges is a vector in the z-direction, (positive z-direction if the second segment is clockwise, minus z-direction if it's counter-clockwise). The magnitude of this vector is proportional to the sine of the angle between the two original edges, so it reaches a maximum when they are perpendicular, and tapers off to disappear when the edges are collinear (parallel).

因此，对于多边形的每个顶点(点)，计算两条相邻边的叉乘大小:

Using your data:
point[0] = (5, 0)
point[1] = (6, 4)
point[2] = (4, 5)
point[3] = (1, 5)
point[4] = (1, 0)

把边连续地标为 edgeA是从point0到point1的段 点1到点2之间的edgeB .．. edgeE在point4和point0之间。

那么顶点A (point0)在两者之间 edgeE[从点4到点0] 从point0到' point1'

这两条边本身就是向量，它们的x坐标和y坐标可以通过减去它们的起点和终点的坐标来确定:

edgeE = point0 - point4 = (1,0) - (5,0) = (- 4,0) and edgeA = point1 - point0 = (6,4) - (1,0) = (5,4) and

这两个相邻边的外积是用下面矩阵的行列式来计算的，这个矩阵是通过将两个向量的坐标放在表示三个坐标轴的符号(i, j， & k)下面来构造的。第三个(零)值坐标在那里，因为外积概念是一个三维结构，所以我们将这些2-D向量扩展到3-D，以便应用外积:

 i    j    k 
-4    0    0
 1    4    0    

假设所有的叉乘都产生一个垂直于两个向量相乘平面的向量，上面矩阵的行列式只有一个k(或z轴)分量。 计算k轴或z轴分量大小的公式为 A1 *b2 - a2*b1 = -4* 4 - 0* 1 = -16

这个值的大小(-16)是两个原始向量夹角的正弦值，乘以两个向量大小的乘积。 实际上，它值的另一个公式是 A X B(叉乘)= |A| * |B| * sin(AB)。

为了得到角度的大小你需要用这个值(-16)除以两个向量大小的乘积。

|A| * |B| = 4 *根号(17)= 16.4924…

所以sin(AB) = -16 / 16.4924 = -.97014…

这是一个度量顶点后的下一段是否向左或向右弯曲，以及弯曲的程度。不需要取arcsin函数。我们只关心它的大小，当然还有它的符号(正的还是负的)!

对闭合路径周围的其他4个点都这样做，并将每个顶点的计算值相加。

如果最终的和是正的，就顺时针，负的，逆时针。

正如这篇维基百科文章中所解释的曲线方向，给定平面上的3个点p, q和r(即x和y坐标)，您可以计算以下行列式的符号

如果行列式为负(即定向(p, q, r) < 0)，则多边形是顺时针方向(CW)。如果行列式为正(即定向(p, q, r) > 0)，则多边形是逆时针方向(CCW)。如果点p, q和r共线，行列式为零(即定向(p, q, r) == 0)。

在上面的公式中，由于我们使用的是齐次坐标，我们将1放在p, q和r的坐标前面。

Sean的答案的JavaScript实现:

function calcArea(poly) { if(!poly || poly.length < 3) return null; let end = poly.length - 1; let sum = poly[end][0]*poly[0][1] - poly[0][0]*poly[end][1]; for(let i=0; i<end; ++i) { const n=i+1; sum += poly[i][0]*poly[n][1] - poly[n][0]*poly[i][1]; } return sum; } function isClockwise(poly) { return calcArea(poly) > 0; } let poly = [[352,168],[305,208],[312,256],[366,287],[434,248],[416,186]]; console.log(isClockwise(poly)); let poly2 = [[618,186],[650,170],[701,179],[716,207],[708,247],[666,259],[637,246],[615,219]]; console.log(isClockwise(poly2));

我很确定这是对的。这似乎是有效的:-)

这些多边形看起来是这样的，如果你想知道的话:

找出y最小的顶点(如果有平手，则x最大)。假设顶点是A，列表中的前一个顶点是B，列表中的下一个顶点是c。现在计算AB和AC的叉乘的符号。

引用:

如何确定一个简单多边形的方向?在 常见问题:计算机。图形。算法。 维基百科的曲线定位。

解决方案R确定方向和反向如果顺时针(发现这是必要的owin对象):

coords <- cbind(x = c(5,6,4,1,1),y = c(0,4,5,5,0))
a <- numeric()
for (i in 1:dim(coords)[1]){
  #print(i)
  q <- i + 1
  if (i == (dim(coords)[1])) q <- 1
  out <- ((coords[q,1]) - (coords[i,1])) * ((coords[q,2]) + (coords[i,2]))
  a[q] <- out
  rm(q,out)
} #end i loop

rm(i)

a <- sum(a) #-ve is anti-clockwise

b <- cbind(x = rev(coords[,1]), y = rev(coords[,2]))

if (a>0) coords <- b #reverses coords if polygon not traced in anti-clockwise direction

下面是一个基于@Beta答案的算法的简单c#实现。

让我们假设我们有一个Vector类型，它的X和Y属性为double类型。

public bool IsClockwise(IList<Vector> vertices)
{
    double sum = 0.0;
    for (int i = 0; i < vertices.Count; i++) {
        Vector v1 = vertices[i];
        Vector v2 = vertices[(i + 1) % vertices.Count];
        sum += (v2.X - v1.X) * (v2.Y + v1.Y);
    }
    return sum > 0.0;
}

%是执行模运算的模运算符或余数运算符，该运算符(根据维基百科)在一个数除以另一个数后求余数。

根据@MichelRouzic评论的优化版本:

double sum = 0.0;
Vector v1 = vertices[vertices.Count - 1]; // or vertices[^1] with
                                          // C# 8.0+ and .NET Core
for (int i = 0; i < vertices.Count; i++) {
    Vector v2 = vertices[i];
    sum += (v2.X - v1.X) * (v2.Y + v1.Y);
    v1 = v2;
}
return sum > 0.0;

这不仅节省了模运算%，还节省了数组索引。

测试(参见与@WDUK的讨论)

public static bool IsClockwise(IList<(double X, double Y)> vertices)
{
    double sum = 0.0;
    var v1 = vertices[^1];
    for (int i = 0; i < vertices.Count; i++) {
        var v2 = vertices[i];
        sum += (v2.X - v1.X) * (v2.Y + v1.Y);
        Console.WriteLine($"(({v2.X,2}) - ({v1.X,2})) * (({v2.Y,2}) + ({v1.Y,2})) = {(v2.X - v1.X) * (v2.Y + v1.Y)}");
        v1 = v2;
    }
    Console.WriteLine(sum);
    return sum > 0.0;
}

public static void Test()
{
    Console.WriteLine(IsClockwise(new[] { (-5.0, -5.0), (-5.0, 5.0), (5.0, 5.0), (5.0, -5.0) }));

    // infinity Symbol
    //Console.WriteLine(IsClockwise(new[] { (-5.0, -5.0), (-5.0, 5.0), (5.0, -5.0), (5.0, 5.0) }));
}