使用离心点优化Delaunay三角剖分的新型Steiner点

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"这篇文章是关于计算几何领域的一个研究,标题为‘Off-centers: A new type of Steiner points for computing size-optimal quality-guaranteed Delaunay triangulations’,作者是Alper Üngör,发表在《Computational Geometry: Theory and Applications》杂志的2009年42期,第109-118页。文章主要讨论了一种新的Steiner点类型——"off-centers",用于改进二维Delaunay三角剖分的质量。该研究是在P. Agarwal的指导下进行的,并于2008年6月被接受发表,同年7月在线发布。" 在计算几何中,Delaunay三角剖分是一种重要的数据结构,它保证了每个三角形的内切圆不包含任何输入点(也称为站点)。通常,Delaunay三角剖分的优化目标包括提高质量(如确保所有角度的最小值)和最小化边长的差异。Steiner点是一种额外的中间点,它们不来自于原始输入点集,但可以用于改善三角剖分的质量。 本文提出的新类型Steiner点——off-center,是作为传统circumcenters(重心)的替代品。Circumcenters是三角形三个顶点的外接圆心,而off-center则可能提供一种更有效的方法来改善三角形的质量。作者设计了一种基于off-center迭代插入的Delaunay细化算法,这种算法在理论上保证了与已知最佳细化算法相同的质量和大小优化保证。 在实际应用中,off-center算法表现出优于传统方法的特性:它插入的Steiner点更少,运行速度更快,并且生成的三角剖分更小。这在处理大规模数据或对内存和计算效率有高要求的场景下具有显著优势。此外,减少Steiner点的数量可以降低存储需求,同时保持或甚至提升三角剖分的质量,这对于图形渲染、物理模拟和地理信息系统等应用至关重要。 这项工作为计算几何领域提供了一个新的工具,即off-center Steiner点,它有望在Delaunay三角剖分的优化问题上取得突破,同时保持或改善算法的效率。对于需要高效、高质量Delaunay三角剖分的软件开发者和研究人员来说,这是一个重要的进展。