我需要一个基本函数来求点到线段的最短距离。你可以随意用任何你想要的语言来编写解决方案;我可以把它翻译成什么我正在使用(Javascript)。
编辑:线段由两个端点定义。线段AB由两点A (x1,y1)和B (x2,y2)定义。我要求的是这条线段到点C (x3,y3)的距离。我的几何技能生疏了，所以我看到的例子让我很困惑，我很遗憾地承认。
当前回答
基于Joshua Javascript的AutoHotkeys版本:
plDist(x, y, x1, y1, x2, y2) {
A:= x - x1
B:= y - y1
C:= x2 - x1
D:= y2 - y1
dot:= A*C + B*D
sqLen:= C*C + D*D
param:= dot / sqLen
if (param < 0 || ((x1 = x2) && (y1 = y2))) {
xx:= x1
yy:= y1
} else if (param > 1) {
xx:= x2
yy:= y2
} else {
xx:= x1 + param*C
yy:= y1 + param*D
}
dx:= x - xx
dy:= y - yy
return sqrt(dx*dx + dy*dy)
}
其他回答
基于Joshua Javascript的AutoHotkeys版本:
plDist(x, y, x1, y1, x2, y2) {
A:= x - x1
B:= y - y1
C:= x2 - x1
D:= y2 - y1
dot:= A*C + B*D
sqLen:= C*C + D*D
param:= dot / sqLen
if (param < 0 || ((x1 = x2) && (y1 = y2))) {
xx:= x1
yy:= y1
} else if (param > 1) {
xx:= x2
yy:= y2
} else {
xx:= x1 + param*C
yy:= y1 + param*D
}
dx:= x - xx
dy:= y - yy
return sqrt(dx*dx + dy*dy)
}
如果它是一条无限大的直线，而不是一条线段，最简单的方法是这样(在ruby中)，其中mx + b是直线，(x1, y1)是已知的点
(y1 - mx1 - b).abs / Math.sqrt(m**2 + 1)
省道和颤振的解决方法:
import 'dart:math' as math;
class Utils {
static double shortestDistance(Point p1, Point p2, Point p3){
double px = p2.x - p1.x;
double py = p2.y - p1.y;
double temp = (px*px) + (py*py);
double u = ((p3.x - p1.x)*px + (p3.y - p1.y)* py) /temp;
if(u>1){
u=1;
}
else if(u<0){
u=0;
}
double x = p1.x + u*px;
double y = p1.y + u*py;
double dx = x - p3.x;
double dy = y - p3.y;
double dist = math.sqrt(dx*dx+dy*dy);
return dist;
}
}
class Point {
double x;
double y;
Point(this.x, this.y);
}
在我自己的问题线程如何计算在C, c# / .NET 2.0或Java的所有情况下一个点和线段之间的最短2D距离?当我找到一个c#的答案时，我被要求把它放在这里:所以它是从http://www.topcoder.com/tc?d1=tutorials&d2=geometry1&module=Static修改的:
//Compute the dot product AB . BC
private double DotProduct(double[] pointA, double[] pointB, double[] pointC)
{
double[] AB = new double[2];
double[] BC = new double[2];
AB[0] = pointB[0] - pointA[0];
AB[1] = pointB[1] - pointA[1];
BC[0] = pointC[0] - pointB[0];
BC[1] = pointC[1] - pointB[1];
double dot = AB[0] * BC[0] + AB[1] * BC[1];
return dot;
}
//Compute the cross product AB x AC
private double CrossProduct(double[] pointA, double[] pointB, double[] pointC)
{
double[] AB = new double[2];
double[] AC = new double[2];
AB[0] = pointB[0] - pointA[0];
AB[1] = pointB[1] - pointA[1];
AC[0] = pointC[0] - pointA[0];
AC[1] = pointC[1] - pointA[1];
double cross = AB[0] * AC[1] - AB[1] * AC[0];
return cross;
}
//Compute the distance from A to B
double Distance(double[] pointA, double[] pointB)
{
double d1 = pointA[0] - pointB[0];
double d2 = pointA[1] - pointB[1];
return Math.Sqrt(d1 * d1 + d2 * d2);
}
//Compute the distance from AB to C
//if isSegment is true, AB is a segment, not a line.
double LineToPointDistance2D(double[] pointA, double[] pointB, double[] pointC,
bool isSegment)
{
double dist = CrossProduct(pointA, pointB, pointC) / Distance(pointA, pointB);
if (isSegment)
{
double dot1 = DotProduct(pointA, pointB, pointC);
if (dot1 > 0)
return Distance(pointB, pointC);
double dot2 = DotProduct(pointB, pointA, pointC);
if (dot2 > 0)
return Distance(pointA, pointC);
}
return Math.Abs(dist);
}
我不是要回答问题，而是要问问题，所以我希望我不会因为某些原因而得到数百万张反对票，而是批评。我只是想(并被鼓励)分享其他人的想法，因为这个帖子中的解决方案要么是用一些奇异的语言(Fortran, Mathematica)，要么被某人标记为错误。对我来说唯一有用的(由Grumdrig编写)是用c++编写的，没有人标记它有错误。但是它缺少被调用的方法(dot等)。
本想在GLSL中这样做，但如果可能的话，最好避免所有这些条件。使用clamp()可以避免两种端点情况:
// find closest point to P on line segment AB:
vec3 closest_point_on_line_segment(in vec3 P, in vec3 A, in vec3 B) {
vec3 AP = P - A, AB = B - A;
float l = dot(AB, AB);
if (l <= 0.0000001) return A; // A and B are practically the same
return AP - AB*clamp(dot(AP, AB)/l, 0.0, 1.0); // do the projection
}
如果您可以确定A和B彼此不会非常接近，则可以简化为删除If()。事实上，即使A和B是相同的，我的GPU仍然给出了这个无条件版本的正确结果(但这是使用pre-OpenGL 4.1，其中GLSL除零是未定义的):
// find closest point to P on line segment AB:
vec3 closest_point_on_line_segment(in vec3 P, in vec3 A, in vec3 B) {
vec3 AP = P - A, AB = B - A;
return AP - AB*clamp(dot(AP, AB)/dot(AB, AB), 0.0, 1.0);
}
计算距离是很简单的——GLSL提供了一个distance()函数，你可以在这个最近的点和P。
灵感来自Iñigo Quilez的胶囊距离函数代码
