Tôi không có thời gian để điểm chuẩn này, nhưng đề nghị của tôi sẽ là lưu trữ ma trận biến đổi biến hình chữ nhật thành hình vuông được căn chỉnh theo trục trong phạm vi x và y từ 0 đến 1. Nói cách khác, lưu trữ ma trận biến một góc của hình chữ nhật thành (0,0) và góc đối diện thành (1,1).
Điều này tất nhiên sẽ tốn kém hơn nếu hình chữ nhật được di chuyển nhiều và sự va chạm được kiểm tra khá hiếm khi, nhưng nếu có nhiều kiểm tra hơn so với cập nhật cho hình chữ nhật thì ít nhất sẽ nhanh hơn phương pháp thử nghiệm ban đầu đối với hai hình tam giác, vì sáu sản phẩm chấm sẽ được thay thế bằng một phép nhân ma trận.
Nhưng như mọi khi tốc độ của thuật toán này phụ thuộc rất nhiều vào loại kiểm tra mà bạn mong đợi sẽ được thực hiện. Nếu hầu hết các điểm thậm chí không gần với hình chữ nhật thực hiện kiểm tra khoảng cách đơn giản (ví dụ (point.x - firstCorner.x)> aLargeDistance) có thể dẫn đến tăng tốc lớn, trong khi nó thậm chí có thể làm chậm mọi thứ nếu gần như tất cả các điểm nằm bên trong hình chữ nhật.
EDIT: Đây là lớp hình chữ nhật của tôi sẽ như thế nào:
class Rectangle
{
public:
Matrix3x3 _transform;
Rectangle()
{}
void setCorners(Vector2 p_a, Vector2 p_b, Vector2 p_c)
{
// create a matrix from the two edges of the rectangle
Vector2 edgeX = p_b - p_a;
Vector2 edgeY = p_c - p_a;
// and then create the inverse of that matrix because we want to
// transform points from world coordinates into "rectangle coordinates".
float scaling = 1/(edgeX._x*edgeY._y - edgeY._x*edgeX._y);
_transform._columns[0]._x = scaling * edgeY._y;
_transform._columns[0]._y = - scaling * edgeX._y;
_transform._columns[1]._x = - scaling * edgeY._x;
_transform._columns[1]._y = scaling * edgeX._x;
// the third column is the translation, which also has to be transformed into "rectangle space"
_transform._columns[2]._x = -p_a._x * _transform._columns[0]._x - p_a._y * _transform._columns[1]._x;
_transform._columns[2]._y = -p_a._x * _transform._columns[0]._y - p_a._y * _transform._columns[1]._y;
}
bool isInside(Vector2 p_point)
{
Vector2 test = _transform.transform(p_point);
return (test._x>=0)
&& (test._x<=1)
&& (test._y>=0)
&& (test._y<=1);
}
};
Đây là danh sách đầy đủ của điểm chuẩn của tôi:
#include <cstdlib>
#include <math.h>
#include <iostream>
#include <sys/time.h>
using namespace std;
class Vector2
{
public:
float _x;
float _y;
Vector2()
:_x(0)
,_y(0)
{}
Vector2(float p_x, float p_y)
: _x (p_x)
, _y (p_y)
{}
Vector2 operator-(const Vector2& p_other) const
{
return Vector2(_x-p_other._x, _y-p_other._y);
}
Vector2 operator+(const Vector2& p_other) const
{
return Vector2(_x+p_other._x, _y+p_other._y);
}
Vector2 operator*(float p_factor) const
{
return Vector2(_x*p_factor, _y*p_factor);
}
static float Dot(Vector2 p_a, Vector2 p_b)
{
return (p_a._x*p_b._x + p_a._y*p_b._y);
}
};
bool PointInTriangle(Vector2 A, Vector2 B, Vector2 C, Vector2 P)
{
// Compute vectors
Vector2 v0 = C - A;
Vector2 v1 = B - A;
Vector2 v2 = P - A;
// Compute dot products
float dot00 = Vector2::Dot(v0, v0);
float dot01 = Vector2::Dot(v0, v1);
float dot02 = Vector2::Dot(v0, v2);
float dot11 = Vector2::Dot(v1, v1);
float dot12 = Vector2::Dot(v1, v2);
// Compute barycentric coordinates
float invDenom = 1 / (dot00 * dot11 - dot01 * dot01);
float u = (dot11 * dot02 - dot01 * dot12) * invDenom;
float v = (dot00 * dot12 - dot01 * dot02) * invDenom;
// Check if point is in triangle
if(u >= 0 && v >= 0 && (u + v) < 1)
{ return true; } else { return false; }
}
bool PointInRectangle(Vector2 X, Vector2 Y, Vector2 Z, Vector2 W, Vector2 P)
{
if(PointInTriangle(X,Y,Z,P)) return true;
if(PointInTriangle(X,Z,W,P)) return true;
return false;
}
class Matrix3x3
{
public:
Vector2 _columns[3];
Vector2 transform(Vector2 p_in)
{
return _columns[0] * p_in._x + _columns[1] * p_in._y + _columns[2];
}
};
class Rectangle
{
public:
Matrix3x3 _transform;
Rectangle()
{}
void setCorners(Vector2 p_a, Vector2 p_b, Vector2 p_c)
{
// create a matrix from the two edges of the rectangle
Vector2 edgeX = p_b - p_a;
Vector2 edgeY = p_c - p_a;
// and then create the inverse of that matrix because we want to
// transform points from world coordinates into "rectangle coordinates".
float scaling = 1/(edgeX._x*edgeY._y - edgeY._x*edgeX._y);
_transform._columns[0]._x = scaling * edgeY._y;
_transform._columns[0]._y = - scaling * edgeX._y;
_transform._columns[1]._x = - scaling * edgeY._x;
_transform._columns[1]._y = scaling * edgeX._x;
// the third column is the translation, which also has to be transformed into "rectangle space"
_transform._columns[2]._x = -p_a._x * _transform._columns[0]._x - p_a._y * _transform._columns[1]._x;
_transform._columns[2]._y = -p_a._x * _transform._columns[0]._y - p_a._y * _transform._columns[1]._y;
}
bool isInside(Vector2 p_point)
{
Vector2 test = _transform.transform(p_point);
return (test._x>=0)
&& (test._x<=1)
&& (test._y>=0)
&& (test._y<=1);
}
};
void runTest(float& outA, float& outB)
{
Rectangle r;
r.setCorners(Vector2(0,0.5), Vector2(0.5,1), Vector2(0.5,0));
int numTests = 10000;
Vector2 points[numTests];
Vector2 cornerA[numTests];
Vector2 cornerB[numTests];
Vector2 cornerC[numTests];
Vector2 cornerD[numTests];
bool results[numTests];
bool resultsB[numTests];
for (int i=0; i<numTests; ++i)
{
points[i]._x = rand() / ((float)RAND_MAX);
points[i]._y = rand() / ((float)RAND_MAX);
cornerA[i]._x = rand() / ((float)RAND_MAX);
cornerA[i]._y = rand() / ((float)RAND_MAX);
Vector2 edgeA;
edgeA._x = rand() / ((float)RAND_MAX);
edgeA._y = rand() / ((float)RAND_MAX);
Vector2 edgeB;
edgeB._x = rand() / ((float)RAND_MAX);
edgeB._y = rand() / ((float)RAND_MAX);
cornerB[i] = cornerA[i] + edgeA;
cornerC[i] = cornerA[i] + edgeB;
cornerD[i] = cornerA[i] + edgeA + edgeB;
}
struct timeval start, end;
gettimeofday(&start, NULL);
for (int i=0; i<numTests; ++i)
{
r.setCorners(cornerA[i], cornerB[i], cornerC[i]);
results[i] = r.isInside(points[i]);
}
gettimeofday(&end, NULL);
float elapsed = (end.tv_sec - start.tv_sec)*1000;
elapsed += (end.tv_usec - start.tv_usec)*0.001;
outA += elapsed;
gettimeofday(&start, NULL);
for (int i=0; i<numTests; ++i)
{
resultsB[i] = PointInRectangle(cornerA[i], cornerB[i], cornerC[i], cornerD[i], points[i]);
}
gettimeofday(&end, NULL);
elapsed = (end.tv_sec - start.tv_sec)*1000;
elapsed += (end.tv_usec - start.tv_usec)*0.001;
outB += elapsed;
}
/*
*
*/
int main(int argc, char** argv)
{
float a = 0;
float b = 0;
for (int i=0; i<5000; i++)
{
runTest(a, b);
}
std::cout << "Result: " << a << " / " << b << std::endl;
return 0;
}
Mã chắc chắn không đẹp, nhưng tôi không thấy bất kỳ lỗi lớn nào. Với mã đó, tôi nhận được kết quả chỉ ra rằng giải pháp của tôi nhanh gấp khoảng hai lần nếu hình chữ nhật được di chuyển giữa mỗi lần kiểm tra. Nếu nó không di chuyển thì mã của tôi dường như nhanh hơn gấp năm lần.
Nếu bạn biết cách mã sẽ được sử dụng, bạn thậm chí có thể tăng tốc thêm một chút bằng cách tách biến đổi và kiểm tra thành hai chiều. Ví dụ, trong một trò chơi đua xe, có thể sẽ nhanh hơn để kiểm tra tọa độ trước khi chỉ vào hướng lái xe, bởi vì nhiều chướng ngại vật sẽ ở phía trước hoặc phía sau xe, nhưng hầu như không có bên phải hoặc bên trái của nó.
