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A universal predictor-corrector type incremental algorithm for the construction of weighted straight skeletons based on the notion of deforming polygon
arXiv - CS - Computational Engineering, Finance, and Science Pub Date : 2020-11-13 , DOI: arxiv-2011.07107 Baris Irhan
arXiv - CS - Computational Engineering, Finance, and Science Pub Date : 2020-11-13 , DOI: arxiv-2011.07107 Baris Irhan
A new predictor-corrector type incremental algorithm is proposed for the
exact construction of weighted straight skeletons of 2D general planar polygons
of arbitrary complexity based on the notion of deforming polygon. In the
proposed algorithm, the raw input provided by the polygon itself is enough to
resolve edge collapse and edge split events. Neither the construction of a
kinetic triangulation nor the computation of a motorcycle graph is required.
Due to its incremental nature, there is always a room in the algorithm for the
interactive construction of the straight skeleton. The proposed algorithm is of
predictor-corrector type. In the algorithm, the edge collapse and edge split
events are tackled by a completely different novel original approach which is
first of its kind. In the predictor step, the position of the vertices is
advanced in time by direct integration assuming no event. Then predicted
positions are corrected by using linear interpolation if there are edge
collapse or edge split events within the same increment. In the algorithm edge
collapse and edge split events are detected by, respectively, edge swap and
edge penetration. The proposed algorithm has been used to construct roof
topology starting from a floor plan of various complexity ranging from simple
convex to highly nonconvex with holes. In order to construct, improve and test
the building blocks of the underlying algorithm, a graphical user interface,
Straight Skeleton Development Kit, has also been developed in parallel by the
author using C++ programming language.
中文翻译:
基于变形多边形概念的加权直线骨架构建通用预测校正型增量算法
基于变形多边形的概念,提出了一种新的预测校正型增量算法,用于精确构建任意复杂度的二维一般平面多边形的加权直线骨架。在所提出的算法中,多边形本身提供的原始输入足以解决边缘塌陷和边缘分裂事件。既不需要构造动力学三角测量,也不需要计算摩托车图。由于其增量性质,算法中总是有空间用于直线骨架的交互式构建。所提出的算法属于预测器-校正器类型。在该算法中,边缘塌陷和边缘分裂事件由一种完全不同的新颖原创方法解决,这是同类中的首创。在预测器步骤中,顶点的位置通过假设没有事件的直接积分及时推进。然后,如果在同一增量内存在边缘塌陷或边缘分裂事件,则使用线性插值来校正预测位置。在算法中,边缘塌陷和边缘分裂事件分别通过边缘交换和边缘穿透来检测。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。然后,如果在同一增量内存在边缘塌陷或边缘分裂事件,则使用线性插值来校正预测位置。在算法中,边缘塌陷和边缘分裂事件分别通过边缘交换和边缘穿透来检测。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。然后,如果在同一增量内存在边缘塌陷或边缘分裂事件,则使用线性插值来校正预测位置。在算法中,边缘塌陷和边缘分裂事件分别通过边缘交换和边缘穿透来检测。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。边缘交换和边缘渗透。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。边缘交换和边缘渗透。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。
更新日期:2020-11-18
中文翻译:
基于变形多边形概念的加权直线骨架构建通用预测校正型增量算法
基于变形多边形的概念,提出了一种新的预测校正型增量算法,用于精确构建任意复杂度的二维一般平面多边形的加权直线骨架。在所提出的算法中,多边形本身提供的原始输入足以解决边缘塌陷和边缘分裂事件。既不需要构造动力学三角测量,也不需要计算摩托车图。由于其增量性质,算法中总是有空间用于直线骨架的交互式构建。所提出的算法属于预测器-校正器类型。在该算法中,边缘塌陷和边缘分裂事件由一种完全不同的新颖原创方法解决,这是同类中的首创。在预测器步骤中,顶点的位置通过假设没有事件的直接积分及时推进。然后,如果在同一增量内存在边缘塌陷或边缘分裂事件,则使用线性插值来校正预测位置。在算法中,边缘塌陷和边缘分裂事件分别通过边缘交换和边缘穿透来检测。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。然后,如果在同一增量内存在边缘塌陷或边缘分裂事件,则使用线性插值来校正预测位置。在算法中,边缘塌陷和边缘分裂事件分别通过边缘交换和边缘穿透来检测。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。然后,如果在同一增量内存在边缘塌陷或边缘分裂事件,则使用线性插值来校正预测位置。在算法中,边缘塌陷和边缘分裂事件分别通过边缘交换和边缘穿透来检测。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。边缘交换和边缘渗透。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。边缘交换和边缘渗透。所提出的算法已用于从各种复杂度的平面图开始构建屋顶拓扑,范围从简单的凸面到带有孔的高度非凸面。为了构建、改进和测试底层算法的构建块,作者还使用C++编程语言并行开发了图形用户界面Straight Skeleton Development Kit。