青青草原综合久久大伊人导航_色综合久久天天综合_日日噜噜夜夜狠狠久久丁香五月_热久久这里只有精品

eryar

PipeCAD - Plant Piping Design Software.
PlantAssistant - Translate AVEVA RVM/SP3D VUE to glTF, STEP, etc.
posts - 606, comments - 590, trackbacks - 0, articles - 0

Visulalization Boost Voronoi in OpenSceneGraph

eryar@163.com

Abstract. One of the important features of the boost polygon library is the implementation of the generic sweepline algorithm to construct Voronoi diagrams of points and linear segments in 2D(developed as part of the Google Summer of Code 2010 program). Voronoi diagram data structure has applications in image segmentation, optical character recognition, nearest neighbor queries execution. It is closely related with the other computational geometry conectps: Delaunay triangulation, medial axis, straight skeleton, the largest empty circle. The paper focus on the usage of Boost.Polygon Voronoi Diagram and visualize it in OpenSceneGraph.

Key words. Voronoi, Boost.Polygon, C++, OpenSceneGraph, Visualization

1. Introduction

計算幾何(Computational Geometry)作為一門學科,起源于20世紀70年代,經過近四十多年的發展,其研究內容不斷擴大,涉及Voronoi圖、三角剖分、凸包、直線與多邊形求交、可見性、路徑規劃、多邊形剖分等內容。據相關統計,在數以千計的相關文章中,約有15%是關于Voronoi圖及其對偶(dual)圖Delaunay三角剖分(Delaunay Triangulation)的研究。由于Voronoi圖具有最近性、鄰接性等眾多性質和比較系統的理論體系,如今已經在計算機圖形學、機械工程、地理信息系統、機器人、圖像處理、大數據分析與處理、生物計算及無線傳感網絡等領域得到了廣泛應用,同時也是解決碰撞檢測、路徑規劃、可見性計算、骨架計算以及凸包計算等計算幾何所涉及的其他問題的有效工具。

Voronoi圖的起源最早可以追溯到17世紀。1644年,Descartes用類似Voronoi圖的結構顯示太陽系中物質的分布。數學家G.L. Dirichlet和M.G.Voronoi分別于1850年和1908年在他們的論文中討論了Voronoi圖的概念,所以Voronoi圖又叫Dirichlet tessellation。在其他領域,這個概念也曾獨立地出現,如生物學和生理學中稱之為中軸變換(Medial Axis Transform)或骨架(Skeleton)?;瘜W與物理學中稱之為Wigner-Seitz Zones,氣象學與地理學中稱之為Thiessen多邊形。Voronoi圖最早由Thiessen應用于氣象觀測站中隨機分布的研究。由于M.G. Voronoi從更通用的n維情況對其進行研究和定義,所以Voronoi圖這個名稱為大多數人所使用。

在路徑規劃、機械加工、模式識別、虛擬現實、生物計算等領域,將站點從離散點擴展到線段圓弧等生成Voronoi圖的方式也是非常常見的。

目前可用于生成Voronoi圖的庫有一些,很多是開源庫。像CGAL庫、boost中也提供了生成Voronoi圖的算法。本文根據Boost.Polygon中的Voronoi庫,并用OpenSceneGraph顯示出剖分結果。

2. Boost.Polygon Voronoi Diagram

Boost.Polygon庫提供了構造Voronoi圖的接口,可根據點集、線段集來生成Voronoi圖,如下圖所示:

wps_clip_image-28950

Figure 2.1 Voronoi Diagram generated by Boost.Polygon Voronoi Algorithms

Boost.Polygon中的基于掃描線算法(sweep-line algorithm)Voronoi庫可以實現如下功能:

v 輸入數據可以是點集和線段;

v 算法的穩定性高及輸出完整的拓樸信息;

v 可以控制輸出的幾何信息的精度;

計算幾何方面以穩定性著稱的CGAL庫中的Voronoi算法只滿足前兩個功能。S-Hull庫以上功能都沒有很好的滿足。下面是一些Boost.Polygon,CGAL,S-Hull庫的對比數據:

wps_clip_image-24820

wps_clip_image-17491

Figure 2.2 Construction time for 10 random points

wps_clip_image-6204

Figure 2.3 Construction time for 100 random points

wps_clip_image-7587

Figure 2.4 Construction time for 1000 random points

wps_clip_image-22652

Figure 2.5 Construction time for 10000 random points

wps_clip_image-7032

Figure 2.6 Memory usage for 100000 random points

wps_clip_image-14814

Figure 2.7 Logarithmic Execution Time

結論:

v 在輸入上沒有限制這點上CGAL要優于Boost.Polygon;

v Boost.Polygon Voronoi的穩定性要高于S-Hull;

v Boost.Polygon Voronoi和S-Hull的時間復雜度為N*log(N),而CGAL的不是;

v Boost.Polygon Voronoi的輸出頂點的精度高于CGAL庫;

v Boost.Polygon Voronoi的速度快;

v Boost.Polygon Voronoi根據10000個點或1000個線段來構造Voronoi的時間為0.02秒以內,所以可用來處理有實時性要求的場景;

3. Implementation

Boost.Polygon的Voronoi算法使用簡單,只需要輸入點集或線段集合,就可以直接構造出Voronoi圖了。最簡單的程序示例代碼如下:

 

/*
*    Copyright (c) 2014 eryar All Rights Reserved.
*
*        File    : Main.cpp
*        Author  : eryar@163.com
*        Date    : 2014-05-06 18:28
*        Version : V1.0
*
*    Description : The Simplest example for boost voronoi library.
*      Key words : boost voronoi, C++
*
*/

#include 
"boost/polygon/voronoi.hpp"

using namespace boost::polygon;

typedef 
int coordinate_type;
typedef point_data
<coordinate_type> Point;
typedef voronoi_diagram
<double> VD;

int main(int argc, char* argv[])
{
    std::vector
<Point> points;

    points.push_back(Point(
00));
    points.push_back(Point(
16));
    points.push_back(Point(
-45));
    points.push_back(Point(
5-1));
    points.push_back(Point(
3-11));
    points.push_back(Point(
13-1));

    VD vd;
    construct_voronoi(points.begin(), points.end(), 
&vd);

    
return 0;
}

且Boost.Polygon的Voronoi算法遍歷Voronoi邊Edges,Voronoi單元cell,Voronoi頂點Vertex也很直接。如下代碼所示為遍歷所有邊,來將剖分結果可視化:

 

/*
*    Copyright (c) 2014 eryar All Rights Reserved.
*
*        File    : Main.cpp
*        Author  : eryar@163.com
*        Date    : 2014-05-06 18:28
*        Version : V1.0
*
*    Description : VoronoiViewer for boost voronoi library visulization.
*      Key words : boost voronoi, C++, OpenSceneGraph
*
*/

#include 
<osgViewer/Viewer>
#include 
<osgGA/StateSetManipulator>
#include 
<osgViewer/ViewerEventHandlers>

#pragma comment(lib, 
"osgd.lib")
#pragma comment(lib, 
"osgDBd.lib")
#pragma comment(lib, 
"osgGAd.lib")
#pragma comment(lib, 
"osgViewerd.lib")


#include 
"boost/polygon/voronoi.hpp"

using namespace boost::polygon;

typedef 
double coordinate_type;
typedef point_data
<coordinate_type> Point;
typedef voronoi_diagram
<coordinate_type> VD;


osg::Node
* BuildVoronoiDiagram(void)
{
    srand(static_cast
<unsigned int> (time(NULL)));

    osg::ref_ptr
<osg::Geode> theGeode = new osg::Geode();
    osg::ref_ptr
<osg::Geometry> theLines = new osg::Geometry();
    osg::ref_ptr
<osg::Vec3Array> theVertices = new osg::Vec3Array();

    VD vd;
    std::vector
<Point> thePoints;

    
// Add points for the Voronoi Diagram.
    for (int i = 0; i < 100++i)
    {
        
int x = rand() % 100;
        
int y = rand() % 100;

        thePoints.push_back(Point(x, y));

        
// Display the site of the Voronoi Diagram.
        theVertices->push_back(osg::Vec3(x - 10.0, y));
        theVertices
->push_back(osg::Vec3(x + 10.0, y));

        theVertices
->push_back(osg::Vec3(x, 0.0, y - 1));
        theVertices
->push_back(osg::Vec3(x, 0.0, y + 1));
    }

    construct_voronoi(thePoints.begin(), thePoints.end(), 
&vd);

    
// Visualize the edge of the Voronoi Diagram.
    
// Traversing Voronoi edges using edge iterator.
    for (VD::const_edge_iterator it = vd.edges().begin(); it != vd.edges().end(); ++it)
    {
        
if (it->is_primary())
        {
            
if (it->is_finite())
            {
                theVertices
->push_back(osg::Vec3(it->vertex0()->x(), 0.0, it->vertex0()->y()));
                theVertices
->push_back(osg::Vec3(it->vertex1()->x(), 0.0, it->vertex1()->y()));
            }
            
else
            {
                Point p1 
= thePoints[it->cell()->source_index()];
                Point p2 
= thePoints[it->twin()->cell()->source_index()];
                Point origin;
                Point direction;
                coordinate_type koef 
= 1.0;

                origin.x((p1.x() 
+ p2.x()) * 0.5);
                origin.y((p1.y() 
+ p2.y()) * 0.5);

                direction.x(p1.y() 
- p2.y());
                direction.y(p2.x() 
- p1.x());

                
if (it->vertex0() == NULL)
                {
                    theVertices
->push_back(osg::Vec3(
                        origin.x() 
- direction.x() * koef, 
                        
0.0,
                        origin.y() 
- direction.y() * koef));
                }
                
else
                {
                    theVertices
->push_back(osg::Vec3(it->vertex0()->x(), 0.0, it->vertex0()->y()));
                }

                
if (it->vertex1() == NULL)
                {
                    theVertices
->push_back(osg::Vec3(
                        origin.x() 
+ direction.x() * koef, 
                        
0.0,
                        origin.y() 
+ direction.y() * koef));
                }
                
else
                {
                    theVertices
->push_back(osg::Vec3(it->vertex1()->x(), 0.0, it->vertex1()->y()));
                }
            }
        }
    }
    
    theLines
->setVertexArray(theVertices);

    
// Set the colors.
    osg::ref_ptr<osg::Vec4Array> theColors = new osg::Vec4Array();
    theColors
->push_back(osg::Vec4(1.0f1.0f0.0f1.0f));

    theLines
->setColorArray(theColors);
    theLines
->setColorBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);

    
// Set the normal.
    osg::ref_ptr<osg::Vec3Array> theNormals = new osg::Vec3Array();
    theNormals
->push_back(osg::Vec3(0.0f-1.0f0.0f));

    theLines
->setNormalArray(theNormals);
    theLines
->setNormalBinding(osg::Geometry::BIND_OVERALL);

    theLines
->addPrimitiveSet(new osg::DrawArrays(osg::PrimitiveSet::LINES, 0, theVertices->size()));
    
    theGeode
->addDrawable(theLines);

    
return theGeode.release();
}


int main(int argc, char *argv[])
{
    osgViewer::Viewer theViewer;

    theViewer.setSceneData(BuildVoronoiDiagram());
    theViewer.addEventHandler(
new osgGA::StateSetManipulator(theViewer.getCamera()->getOrCreateStateSet()));
    theViewer.addEventHandler(
new osgViewer::StatsHandler);
    theViewer.addEventHandler(
new osgViewer::WindowSizeHandler);

    
return theViewer.run();
}

繪制Voronoi的邊時,當邊是有限的finite時,直接可以畫出直線;當邊是infinite時,根據定義計算出了無界邊的方向。顯示結果如下圖所示:

wps_clip_image-8913

Figure 3.1 Construct Voronoi Diagram by 10 random points by Boost.Polygon

wps_clip_image-27895

Figure 3.2 Construct Voronoi Diagram by 100 random points by Boost.Polygon

4. Conclusion

Boost.Polygon中的Voronoi圖算法穩定性及性能較高,且可以根據站點查找相關的拓樸信息,如根據站點查找Voronoi單元等;惟一不足的就是默認只處理整數點集。

當輸入有線段時,生成的Voronoi圖中有曲線,曲線的繪制可參考相關例子實現。

Boost.Polygon中的Voronoi算法都以模板實現,編譯時只需要包含相關的頭文件即可,不依賴其他庫,使用還是很方便的。

5. References

1. http://www.boost.org/

2. Boost.Polygon,http://www.boost.org/doc/libs/1_55_0/libs/polygon/doc/index.htm

3. Voronoi Basic Tutorial,\boost_1_54_0\libs\polygon\doc\voronoi_basic_tutorial.htm

4. 汪嘉業, 王文平, 屠長河, 楊承磊. 計算幾何及應用. 科學出版社. 2011

5. 楊承磊, 呂琳, 楊義軍, 孟祥旭. Voronoi圖及其應用. 清華大學出版社. 2013

 

Feedback

# re: Visulalization Boost Voronoi in OpenSceneGraph  回復  更多評論   

2014-05-08 10:37 by OpenCASCAE->3D
韋恩圖,在我們地理信息專業也有涉及,真棒,又受教了,哈哈。

# re: Visulalization Boost Voronoi in OpenSceneGraph  回復  更多評論   

2014-05-08 13:11 by eryar
是的,Voronoi圖的作用很大,我也是要學習中,看看能不能應用一下
@OpenCASCAE-&gt;3D

只有注冊用戶登錄后才能發表評論。
網站導航: 博客園   IT新聞   BlogJava   博問   Chat2DB   管理


青青草原综合久久大伊人导航_色综合久久天天综合_日日噜噜夜夜狠狠久久丁香五月_热久久这里只有精品
  • <ins id="pjuwb"></ins>
    <blockquote id="pjuwb"><pre id="pjuwb"></pre></blockquote>
    <noscript id="pjuwb"></noscript>
          <sup id="pjuwb"><pre id="pjuwb"></pre></sup>
            <dd id="pjuwb"></dd>
            <abbr id="pjuwb"></abbr>
            亚洲精品自在久久| 欧美亚洲尤物久久| 欧美日韩成人在线观看| 日韩视频国产视频| 日韩视频―中文字幕| 欧美日韩综合不卡| 亚洲欧美精品在线观看| 午夜一区在线| 亚洲国产aⅴ天堂久久| 欧美成人tv| 欧美日韩一区二区在线观看| 亚洲图片在区色| 午夜免费久久久久| 亚洲国产精品成人| 中日韩美女免费视频网址在线观看| 国产精品美女| 乱人伦精品视频在线观看| 免费在线看成人av| 性欧美长视频| 久久男女视频| 亚洲小视频在线| 欧美一级久久久久久久大片| 最新亚洲电影| 亚洲女人小视频在线观看| 在线欧美小视频| 一区二区电影免费观看| 国内视频一区| 日韩亚洲欧美中文三级| 国模吧视频一区| 99国产精品久久久久久久| 黑人巨大精品欧美黑白配亚洲| 亚洲国产毛片完整版| 国产精自产拍久久久久久| 亚洲成人自拍视频| 91久久国产综合久久91精品网站| 欧美在线观看一区| 免费在线观看一区二区| 蜜臀av在线播放一区二区三区| 夜夜嗨av一区二区三区中文字幕 | 一本色道**综合亚洲精品蜜桃冫| 国产日本欧美一区二区| 亚洲国产成人精品久久| 国产日韩免费| 一区二区免费看| 亚洲精品看片| 久久人人97超碰国产公开结果| 亚洲欧美电影在线观看| 欧美极品在线观看| 媚黑女一区二区| 国产亚洲欧美一区| 亚洲午夜久久久久久久久电影院 | 国产区欧美区日韩区| 最近中文字幕日韩精品| 18成人免费观看视频| 久久国产精品一区二区| 亚洲欧美制服中文字幕| 欧美日韩精品免费观看视频| 亚洲第一黄网| 亚洲电影免费观看高清完整版在线| 亚洲在线视频网站| 亚洲欧美成人一区二区在线电影 | 欧美激情1区2区3区| 麻豆久久精品| 狠狠色伊人亚洲综合成人| 午夜精品国产精品大乳美女| 午夜精品亚洲| 国产精品自拍一区| 欧美有码视频| 久久综合久久综合九色| 伊人久久大香线蕉综合热线| 久久久九九九九| 欧美福利视频在线| 亚洲伦理在线免费看| 欧美精品福利视频| 日韩视频免费观看高清完整版| 99国产精品国产精品久久| 欧美久久99| 亚洲性感美女99在线| 久久精品99| 一区二区三区亚洲| 欧美激情一级片一区二区| 99这里只有精品| 午夜亚洲伦理| 精品成人一区二区三区| 欧美~级网站不卡| 亚洲看片网站| 欧美一二三区在线观看| 国产偷自视频区视频一区二区| 欧美一区二区三区成人| 欧美国产视频一区二区| 一区二区精品国产| 国产女主播在线一区二区| 久久大逼视频| 亚洲精品久久久久久久久久久| 亚洲永久在线观看| 国产自产在线视频一区| 欧美国产日本在线| 亚洲欧美日韩综合aⅴ视频| 狂野欧美激情性xxxx| 亚洲视频免费在线观看| 国产一区二区三区免费不卡 | 欧美中文字幕在线| 亚洲高清在线观看| 欧美一区在线看| 91久久视频| 国产精品一区二区在线观看不卡| 狼人社综合社区| 中日韩在线视频| 欧美成人免费观看| 亚洲主播在线观看| 亚洲大胆视频| 国产欧美日韩在线观看| 欧美黄免费看| 久久久999精品| 亚洲欧美成人综合| 亚洲理论电影网| 母乳一区在线观看| 久久国产福利| 亚洲一区亚洲| 亚洲黄页一区| 韩国视频理论视频久久| 国产精品a久久久久久| 欧美国产第一页| 久久久噜噜噜久久人人看| 亚洲欧美日韩在线播放| 亚洲免费高清视频| 欧美韩日一区| 美女91精品| 久久精品久久99精品久久| 亚洲欧美日韩成人| 在线亚洲一区二区| 日韩视频免费在线| 在线免费观看成人网| 国产一区二区中文字幕免费看| 国产精品www网站| 欧美日韩亚洲三区| 欧美美女bbbb| 欧美日韩亚洲视频| 欧美日韩精品一区二区| 欧美黄色一区二区| 欧美大片va欧美在线播放| 久色婷婷小香蕉久久| 老鸭窝亚洲一区二区三区| 久久大逼视频| 久久精品在这里| 久久精品国产欧美亚洲人人爽| 亚洲欧美网站| 欧美一区二区精美| 久久精品30| 久久综合给合| 欧美激情久久久久| 欧美午夜电影一区| 国产精品国产福利国产秒拍| 国产精品福利网| 国产美女精品视频| 影音先锋日韩精品| 亚洲国产日韩欧美在线动漫| 亚洲精品久久视频| 亚洲一区欧美激情| 欧美一区三区二区在线观看| 久久狠狠亚洲综合| 牛人盗摄一区二区三区视频| 欧美成人午夜剧场免费观看| 欧美国产日韩一区二区三区| 亚洲人成免费| 亚洲尤物在线视频观看| 久久九九精品99国产精品| 美腿丝袜亚洲色图| 欧美日韩在线免费观看| 国产日韩精品电影| 亚洲激情在线观看视频免费| 中文在线资源观看网站视频免费不卡 | 国产美女精品| 亚洲高清网站| 一区二区三区视频在线播放| 性欧美超级视频| 亚洲丶国产丶欧美一区二区三区| 亚洲精品一区在线观看香蕉| 亚洲女人av| 欧美电影专区| 国产欧美短视频| 亚洲精品国产精品国自产观看 | 亚洲国产一区二区a毛片| 一区二区三区四区在线| 久久不射中文字幕| 亚洲福利专区| 欧美一区二区三区婷婷月色 | 在线观看一区二区精品视频| 99国产麻豆精品| 久久久久久久综合狠狠综合| 亚洲国产日韩在线一区模特| 亚洲男人的天堂在线| 欧美精品免费在线观看| 国语精品一区| 亚洲小视频在线观看| 欧美激情视频免费观看| 久久精品国产在热久久| 国产精品白丝jk黑袜喷水| 亚洲久久一区二区| 久久男人资源视频|