Algoritmisk geometri

Punkter, rum og former · et interaktivt laboratorium

← Til værktøjerne

Laboratorium · Klik · Flyt · Undersøg

De samme punkter kan fortælle fire forskellige historier

Placér punkter i planen og se dem blive til et konvekst hylster, en Delaunay-triangulering, et Voronoi-diagram og en alpha-form. Hvert lag viser en anden måde at forstå afstand, form og naboskab på.

Din missionLav en punktsky, forudsig hvilken struktur der opstår, og ændr derefter kun ét punkt eller én parameter. Kan du forklare, hvorfor modellen ændrer sig?
1

Yderkanten

Det konvekse hylster spænder et stramt bånd omkring alle punkter.

2

Naboer

Delaunay forbinder punkter i trekanter med tomme omskrevne cirkler.

3

Nærmeste punkt

Voronoi deler hele planen i celler efter afstand.

4

Form med detaljer

Alpha-formen kan følge indhak, dele sig og efterlade huller.

Konvekst hylster · den yderste ramme

Alle fire lag kan vises sammen
Klik for at tilføje · træk for at flytte · klik på et punkt for at vælgeBlå = hylster · turkis = Delaunay · lilla = Voronoi · orange = alpha
Punkter
0
i planen
Hylster
0
hjørner
Delaunay
0
trekanter
Alpha-form
0
beholdte trekanter

En form, der omslutter alle punkterne

Et konvekst hylster er den mindste konvekse polygon, der indeholder alle punkterne. Forestil dig et elastikbånd omkring sømmene på en opslagstavle.

Fra visualisering til Python

Visualiseringen ovenfor bruger JavaScript, så den virker helt lokalt. Koden herunder viser den samme idé i Python: hylsteret er ren Python; Delaunay og Voronoi bruger SciPy. Installér med python -m pip install numpy scipy.

algoritmisk_geometri.pyKoden kan køres i et almindeligt Python-miljø.

Fire undersøgelsesopgaver

1 · Elastikbåndet

Lav fem punkter, hvor ét ligger indeni. Hvilket punkt forsvinder fra hylsteret, og hvilken drejning afslører det?

2 · Tom cirkel

Flyt et punkt i et kvadrat. Hvornår skifter Delaunay-trianguleringen diagonal, og hvad sker der med den omskrevne cirkel?

3 · Tættest på

Slå Voronoi til. Hvor skal du stå for at være lige langt fra tre valgte punkter? Brug cellernes møder som spor.

4 · Hullet i ringen

Indlæs “Ring med hul”. Find den mindste alpha-værdi, der forbinder ringen uden at fylde hullet.