如何使用rgl包绘制带孔洞的terra多边形？

问题根源 #

rgl的triangulate()和polygon3d()处理带孔洞多边形时，主多边形与孔洞的顶点环绕方向必须相反（比如主多边形顺时针，孔洞逆时针，反之亦然）。你的代码里主多边形和两个孔洞的顶点都是顺时针排列，导致函数无法正确识别孔洞边界，从而触发报错。

修正方案 #

1. 反转孔洞的顶点顺序（先去掉最后一个重复的闭合点，反转后重新添加闭合点）
2. 保持用NA分隔主多边形与孔洞的坐标序列

修正后的完整代码 #

library(rgl)
library(terra)

# 原始数据
geom <- as.matrix(data.frame(
  "object" = 1,
  "part" = 1,
  "x" = c(1,2,6,7,1,3,3,5,3,5,6,6,5),
  "y" = c(1,5,5,3,1,3,4,4,3,3,4,3,3),
  "hole" = c(rep(0,5), rep(1,4), rep(2,4))))

# 2D预览原多边形
poly <- terra::vect(geom, "polygons")
terra::plot(poly, col = "forestgreen")

# 提取主多边形坐标（保留原顺序）
main_x <- geom[geom[,5] == 0, 3]
main_y <- geom[geom[,5] == 0, 4]

# 提取并反转第一个孔洞的坐标（先移除重复闭合点，反转后重新闭合）
hole1_x <- geom[geom[,5] == 1, 3]
hole1_x <- c(rev(hole1_x[-length(hole1_x)]), hole1_x[1])
hole1_y <- geom[geom[,5] == 1, 4]
hole1_y <- c(rev(hole1_y[-length(hole1_y)]), hole1_y[1])

# 提取并反转第二个孔洞的坐标
hole2_x <- geom[geom[,5] == 2, 3]
hole2_x <- c(rev(hole2_x[-length(hole2_x)]), hole2_x[1])
hole2_y <- geom[geom[,5] == 2, 4]
hole2_y <- c(rev(hole2_y[-length(hole2_y)]), hole2_y[1])

# 组合坐标，用NA分隔不同边界
x <- c(main_x, NA, hole1_x, NA, hole2_x)
y <- c(main_y, NA, hole1_y, NA, hole2_y)

# 2D验证修正后的多边形
plot(x, y, type = "n")
polygon(x, y)

# 成功执行三角化
triangulate(x, y, plot = TRUE)

# 3D绘制带孔洞的多边形
open3d()
polygon3d(x, y, 0, col = "red")

关键细节说明 #

• 顶点环绕规则：GIS领域默认遵循"内外边界方向相反"的规则，以此区分主多边形和孔洞，rgl的三角化函数也依赖这一规则识别边界类型。
• 闭合点处理：反转孔洞顶点时，先移除最后一个重复的闭合顶点（比如孔洞的最后一个点和第一个点重合），反转后再添加回去，避免出现重复顶点导致的异常。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Zoe