C# 计算点到线段距离平方:高效算法实现
这段代码是用 C# 语言编写的函数 DistancePointToEdgeSQR,用于计算一个点到一条线段的距离平方,并返回最近的点。
函数参数:
a和b:表示线段的两个端点,类型为Vector3。position:表示要计算距离的点,类型为Vector3。closetPoint:输出参数,用来返回计算出的最近的点的位置,类型为Vector3。
代码解释:
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计算线段长度:
dx = b.x - a.x;和dy = b.z - a.z;计算线段在 x 和 z 轴上的投影长度。l = Mathf.Sqrt(dx * dx + dy * dy);使用勾股定理计算线段的实际长度。
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计算单位向量:
dx /= l;和dy /= l;将线段投影长度除以线段长度,得到线段方向的单位向量。
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计算点到线段投影距离:
apx = position.x - a.x;和apy = position.z - a.z;计算点到线段起点在 x 和 z 轴上的距离。t = dx * apx + dy + apy;使用点积计算点到线段的投影距离。t = Mathf.Clamp(t, 0, l);将投影距离限制在 0 到线段长度之间,确保最近点在线段上。
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计算最近点:
closetPoint.x = dx * t + a.x;和closetPoint.z = dy * t + a.z;使用投影距离和单位向量计算最近点的 x 和 z 坐标。closetPoint.y = (b.y-a.y) / l * t + a.y;计算最近点的 y 坐标。
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计算距离平方:
(position - closetPoint).sqrMagnitude计算点到最近点的距离平方。(vx * dy - vy * dx) > 0 ? 1 : -1判断点是否在线段的左侧或右侧,并根据结果乘以距离平方,以确定距离的正负。
该函数使用向量的方法,高效地计算点到线段的距离平方,并返回最近的点。它适用于游戏开发、图形学等领域,需要计算点到线段距离的场景。
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