初窺三角剖分

三角剖分

 

三角剖分定義:對於在空間中的一個點集P,三元整數組T=[a,b,c]稱爲P的一個三角剖分,其中點集P的元素數爲nT的元素數爲N。則有:

1、  P中任何不共線的三點都可以作爲一個三角形的頂點。

2、  每個三角形只包括P中的三個點(作爲頂點),即其他點不能在三角形的內部,也不能在邊界上

3、  三角形的內部是兩兩不想交的(沒有重疊部分);

4、  所有三角形的並是點集P的凸包。

 

設有n個數據點的P,其中b個數據點處於其凸包的邊界上,則三角形的個數N=2n-b-2

證明如下:凸包多邊形的內角和=b-2Pi

          不在邊界上的數據點有n-b

          所有三角形的內角和爲N*Pi

     因此:(n-b*Pi+n-2*Pi = N*Pi

     得證:N=2n-b-2

 

設共有e條邊,則e=3n-b-3

證明如下:在三角剖分中,每條內部邊,邊的兩邊各有一個三角形,邊界上的邊每邊只有一個三角形,每個三角形有三條邊,因此3N=e*2-b

         因此得證e=3n-b-3

 

區域三角剖分算法根據判別準則的不同而不同,形成了計算機算法的一個學科方向,其基本的方法有:

1、  對所有的數據點,每兩點連一條邊,然後將這些邊從短到長編號,以這樣的順序逐條加入到三角剖分的邊集合中,使之滿足三角剖分的條件(也就是說按順序排除那些破壞三角剖分條件的邊),從而將這個剖分作爲初始部分,這個剖分稱爲貪婪的最短邊剖分;

2、  取不共線的三點形成一個只有一個三角形的剖分,逐次加入點,並修改局部,保證每次加入修改的部分都是關於某種判別準則最優的,得到的一般也只是一個初始剖分。

3、  給出一個初始剖分,然後對每兩個相鄰的三角形構成的四邊形關於某種判別準則優化。

 

 

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