计算几何——三角剖分(Triangulation)

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本节主要讲解了如何将二维多边形划分为多个不相交的三角形。

一、画廊问题 art gallery problem

        考虑如下场景,在一个尺寸为多边形的画廊中放置摄像头(哨兵),需要放几个才能完全覆盖该场景?可以看到下图至少需要两个哨兵。

计算几何——三角剖分(Triangulation)

        如下图,若多边形是凸多边形或星形多边形,那么只须在中间的核位置放一个即可,此情况为该问题的最小解(下界)

计算几何——三角剖分(Triangulation)

        若多边形不规则,那么最多n个点,即n多边形的每个顶点都设置一个哨兵,就可以将整个多边形覆盖,因此问题的最大解(上界)为n。

计算几何——三角剖分(Triangulation)

         实际上,对于n个顶点的不规则多边形而言,最多只须n/3个点即可覆盖,如下图红点所示:

计算几何——三角剖分(Triangulation)

因为场景不同导致的情况不同,在数学上有证明指出画廊问题是NP-Hard问题,就是非确定性多项式困难问题文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-406587.html


二、Fisk's Proof

一些概念:

  • 扇形:一个有核点的星形多边形。每个扇形可以由一个点覆盖整个扇形。

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