Line Clipping & Polygon Clipping Algorithms in Computer Graphics in Hindi | लाइन क्लिपिंग और पॉलीगॉन क्लिपिंग एल्गोरिदम क्या है?


लाइन क्लिपिंग और पॉलीगॉन क्लिपिंग एल्गोरिदम क्या है? (What are Line Clipping & Polygon Clipping Algorithms?)

कंप्यूटर ग्राफिक्स में Clipping एक महत्वपूर्ण तकनीक है, जिसका उपयोग किसी दिए गए व्यूइंग क्षेत्र (Viewport) के बाहर स्थित ग्राफिकल तत्वों को हटाने के लिए किया जाता है। जब कोई लाइन या पॉलीगॉन व्यूइंग विंडो से बाहर होती है, तो Clipping Algorithm का उपयोग इसे ट्रिम (Trim) करने के लिए किया जाता है।

1. लाइन क्लिपिंग एल्गोरिदम (Line Clipping Algorithms)

Line Clipping का उपयोग तब किया जाता है जब कोई रेखा (Line) आंशिक रूप से व्यूइंग विंडो से बाहर होती है और केवल अंदर के भाग को प्रदर्शित करना आवश्यक होता है।

1.1 कोहेन-सुथरलैंड लाइन क्लिपिंग एल्गोरिदम (Cohen-Sutherland Line Clipping Algorithm)

यह एल्गोरिदम स्क्रीन को आठ क्षेत्रों में विभाजित करता है और प्रत्येक बिंदु को एक 4-बिट कोड (Region Code) असाइन करता है।

एल्गोरिदम के चरण:

  1. प्रत्येक बिंदु के लिए 4-बिट आउटकोड (Outcode) असाइन करें।
  2. अगर दोनों बिंदुओं के आउटकोड 0000 हैं, तो लाइन पूरी तरह से अंदर है।
  3. अगर दोनों बिंदुओं के आउटकोड अलग-अलग हैं, तो लाइन को ट्रिम किया जाता है।
  4. लाइन को व्यूइंग क्षेत्र के किनारों से इंटरसेक्ट करके ट्रिम करें।

Outcode Representation:

Region Outcode
Inside (Viewport) 0000
Top 1000
Bottom 0100
Right 0010
Left 0001

1.2 लीएन-बारस्की लाइन क्लिपिंग एल्गोरिदम (Liang-Barsky Line Clipping Algorithm)

यह एल्गोरिदम पैरामीट्रिक समीकरणों का उपयोग करता है और Cohen-Sutherland से अधिक प्रभावी है।

एल्गोरिदम के चरण:

  1. लाइन को पैरामीट्रिक फॉर्म में व्यक्त करें:

    2. X = X1 + t * (X2 - X1)

    Y = Y1 + t * (Y2 - Y1)

  2. लिमिटिंग बॉक्स (xmin, ymin) और (xmax, ymax) से इंटरसेक्शन पॉइंट निकालें।
  3. 0 ≤ t ≤ 1 के भीतर आने वाले पॉइंट्स को स्क्रीन पर दिखाएं।

2. पॉलीगॉन क्लिपिंग एल्गोरिदम (Polygon Clipping Algorithms)

Polygon Clipping का उपयोग तब किया जाता है जब कोई बहुभुज (Polygon) व्यूइंग विंडो से बाहर होता है और केवल अंदर के भाग को प्रदर्शित करना आवश्यक होता है।

2.1 सुथरलैंड-हॉजमैन पॉलीगॉन क्लिपिंग एल्गोरिदम (Sutherland-Hodgman Polygon Clipping Algorithm)

यह एल्गोरिदम पॉलीगॉन को व्यूइंग विंडो के प्रत्येक किनारे के साथ क्लिप करता है।

एल्गोरिदम के चरण:

  1. प्रत्येक पॉलीगॉन एज को क्लिपिंग विंडो के चार किनारों (Left, Right, Top, Bottom) से क्लिप करें।
  2. अगर कोई वर्टेक्स पूरी तरह से अंदर है, तो उसे रखें।
  3. अगर कोई एज क्लिपिंग बॉक्स से इंटरसेक्ट करती है, तो इंटरसेक्शन पॉइंट को शामिल करें।

2.2 वेइलर-अथर्टन पॉलीगॉन क्लिपिंग एल्गोरिदम (Weiler-Atherton Polygon Clipping Algorithm)

यह एल्गोरिदम Convex और Concave पॉलीगॉन के लिए प्रभावी है।

एल्गोरिदम के चरण:

  1. पॉलीगॉन एज और क्लिपिंग बॉक्स के इंटरसेक्शन पॉइंट खोजें।
  2. इंटरसेक्शन पॉइंट के माध्यम से एक नया पॉलीगॉन बनाएं।
  3. केवल व्यूइंग एरिया के भीतर रहने वाले पॉइंट्स को स्क्रीन पर प्रदर्शित करें।

Comparison of Line and Polygon Clipping Algorithms

Algorithm Type Key Feature Efficiency
Cohen-Sutherland Line Clipping Region Codes का उपयोग Moderate
Liang-Barsky Line Clipping Parametric Equation High
Sutherland-Hodgman Polygon Clipping Edge-wise Clipping High
Weiler-Atherton Polygon Clipping Concave Polygons के लिए उपयोगी Moderate

Clipping Algorithms के उपयोग (Applications of Clipping Algorithms)

  • Computer-Aided Design (CAD) में 2D ग्राफिक्स को ट्रिम करने के लिए।
  • वीडियो गेम ग्राफिक्स और 3D मॉडलिंग।
  • विजुअलाइज़ेशन सॉफ़्टवेयर में ऑब्जेक्ट्स की दृश्यता को नियंत्रित करने के लिए।
  • रेंडरिंग सिस्टम में अनावश्यक भागों को छुपाने के लिए।

निष्कर्ष

Line और Polygon Clipping एल्गोरिदम कंप्यूटर ग्राफिक्स में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। Cohen-Sutherland और Liang-Barsky एल्गोरिदम लाइन क्लिपिंग के लिए उपयोगी होते हैं, जबकि Sutherland-Hodgman और Weiler-Atherton एल्गोरिदम पॉलीगॉन क्लिपिंग के लिए प्रभावी होते हैं। इनका उपयोग ग्राफिक्स डिस्प्ले ऑप्टिमाइज़ेशन, 3D मॉडलिंग, और कंप्यूटर-विज़ुअलाइज़ेशन में किया जाता है।

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