線分集合の交点列挙： Bentley-Ottmann のやり方
今回は、線分集合の交点列挙について Bentley-Ottmann のやり方を調べたので、そのメモです。よろしくお願いします。 現在、気が向いたときに平面性テストのデバッグをしているのですけど、ある平面描画に対して、辺対の交差チェックができたら良いなぁって思っていました。そもそも、いまのところ、ちっちゃいグラフが対象なので、\(O(n^2)\) で良いし、無理する必要なかったのですけど、軽い気持ちで Bentley-Ottmann のやり方に着手してしまいました。 まだ、きちんとテストしきれてないので、バグバグだと思いますけど、際どい境界条件とかじゃない限り動いていそうなので「モウイヤニナッタヨ」で切り上げました。よろしくお願いします。 python コード 今回のもやっぱり未完成で暫定的なものですけど、github に置きました。参考になるとは思いませんけど、もし腹が立ったら、ごめんあそ
凸包の頂点数の話 - notブログ
まとめ のグリッドに収まる格子点を頂点とする凸多角形の頂点数は。 詳しい話は論文を読んでください。 On the maximal number of edges of convex digital polygons included into an m × m-grid はじめに 凸包を取ると考慮すべき点の数が減って嬉しい、という問題が競プロでたまに出題されます。 この類の問題の解説で頂点数のオーダーがと書いてあることがある*1のですが、実際はだよという話です。*2 方針 頂点数を大きくするにはマンハッタン距離が短い辺から使うのが最適です。 マンハッタン距離が以下の辺を使うと、頂点数がの凸多角形がのグリッドに収まります。 計算 めんどうなので、成分が正の部分だけ考えます。*3 そうすると使う辺は(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),...となります。 これ
点の集合を包含する球
IPSJ Magazine Vol.43 No.9 Sep. 2002 1009 点の集合を包含する球 ishihata@cs.meiji.ac.jp 3 (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3) S = � � (y3y1)(x2x1)(y2y1)(x3x1) (y3y1)(x2x1) (y2y1)(x3x1) 3 1 2 3 (convex hull) 1 3 2001 11 H ■幾何の問題に関する一般論 1 1 2 20% 2 3 3 x-y 3 2 43 9 2002 9 1010 1 ■問題：点の集合を包含する球 3 n n 4 30 x-y-z x y z 0 100 0.01 5 0.00001 6 10 7 typedef struct { double x, y, z; } pos; int n; pos point[30]; p
Codeforces Round #339 (Div. 1) A. Peter and Snow Blower - pekempey's blog
※問題をエスパーしたので問題を勘違いしています。 問題文 codeforces.com 問題概要 点P と 多角形 S が与えられる。 点 P を中心とした円を 2 つ描き、多角形 S がその円の間に挟まれるようにする。 この 2 つの円に囲まれる領域の面積の最小値を求めよ。 解法 点と多角形の距離の最小値・最大値を求めれば面積の最小値が求められる。 点と多角形の距離の最小値は、点と多角形のそれぞれの辺の距離の最小値になる。 そのため、点と線分の距離を求めたい。 点と線分の距離は、点が緑色の領域内部にあるかどうかで求め方が変わる。 以降、直線の単位方向ベクトルを $d=(q-p)/|q-p|$ とする。 緑色の領域の内部にある場合 図でいうと r1 がこのケースになる。これは点と直線の距離を求めればいい。 点と直線の距離は外積を用いて、 $$ | d \times (r-p) | $$ で
正射影ベクトルの公式の証明と使い方 | 高校数学の美しい物語
物に光を当てたときにできる像を射影と言います。点光源を考える（点射影）ことも平行光線（無限遠点に光源があるとみなせる）を考えることもあります。特に，スクリーンに垂直な光線による射影を正射影と言います。 この記事ではベクトルを直線に射影したものを考えます。ベクトル aundefined\overrightarrow{a}a が定める直線とは，aundefined\overrightarrow{a}a （に対応する有向線分）を含む（向きのついた）直線 lll のことです。 lll はスクリーンの役割を果たします。例えば薄い青ベクトルの正射影は青いベクトル，薄い赤ベクトルの正射影は赤いベクトルです。 正射影ベクトルの公式は，ベクトル aundefined\overrightarrow{a}a とベクトル bundefined\overrightarrow{b}b が与えられたときに射影したベクト
ボロノイ図を使ってラベルの重なり合いを解消する
画像をクリックすると、デモページに飛びます。 見づらいラベル 地図上に沢山のラベルを並べると、位置によっては重なり合ってとても見ずらくなります。 このラベルの配置位置をボロノイ図を利用して重なり合わないように配置してみます。 母点から中心点へ まず、ポイントを母点としたボロノイ図を描きます。 各ボロノイのセル（ボロノイ領域）の中心点を求め、母点から中心点へのラインを引きました。 ボロノイ領域の中心点は、母点から見て空きスペースの方角となります。 この角度を利用してラベルを配置します。 中心点に向けてラベルを配置 単純にラインに沿う角度でテキストを回転(rotate)させました。 重なり合いは解消されましたが、必ずしも見やすくはありません。 （これはこれで活用方法がありそうですが） ラベル開始位置をずらす 母点からボロノイ領域の中心点の方角へ、ラベルの開始位置を少しずらして配置した例です。
情報幾何学講義 【チャンネルA】
甘利俊一先生 情報幾何学講義 （チャンネルA) 統計数理研究所 夏期大学院 の講義のうち 甘利俊一先生の担当部分を配信しました。 当分の間、録画を公開する予定です。 投影資料は http://www.ism.ac.jp/shikoin/summer-school/2013.html のリンクからダウンロード可能です。 なお、以下のうち、スマートフォンや一部のタブレットでは1のみしか視聴できません。2,3は配信時にブロードキャスターを使ったためで、これはUSTREAM側の仕様のようです。お手数ですがPC・マックからの視聴をお願いします。 【甘利先生講義１ 午前冒頭】 録画のトラブルで欠けていた最初の部分を別の録画から補充しました。配信技術未熟のため冒頭に空白が、また末尾にループして冒頭がそれぞれ少し入っておりますがご容赦ください。この冒頭部分では講師の表情をとらえることに主眼をおいた撮影をし
円と円の交点
半径r1 中心(x1,y1) の円と半径r2 中心(x2,y2) の円との交点。 連立方程式による解法 円の方程式は (x-x1)^2+(y-y1)^2-r1^2 = 0 …(1) (x-x2)^2+(y-y2)^2-r2^2 = 0 …(2) (1)-(2): (2 x2-2 x1)x + (2 y2 - 2 y1)y + (x1-x2)(x1+x2)+(y1-2)(y1+y2)-(r1-r2)(r1+r2) = 0 …(3) これは円と円の2つの交点を通る直線になっているので、円と直線の交点の問題に帰着できる。(3)の係数を a = 2(x2-x1) b = 2(y2-y1) c = (x1-x2)(x1+x2)+(y1-y2)(y1+y2)-(r1-r2)(r1+r2) と計算しておくとax+by+c = 0の形になる。 解法 : 直線と円の交点 JavaScript 若干計算量削減
平面幾何におけるベクトル演算 » 直線と線分
で求まります（ここで |x×y| は実数に対する絶対値， |x| はベクトルに対する絶対値と「絶対値」の意味が異なっている点に注意してください）。 コーディングは以下の通りです*1： // 点a,bを通る直線と点cとの距離 double distance_l_p(P a, P b, P c) { return abs(cross(b-a, c-a)) / abs(b-a); } 線分と点の距離 今度は線分と点の距離を考えてみましょう。 距離としてどのような値が欲しいのか，というのは問題依存なのですが， ここでは一般的な距離の定義に従って，点から「線分のどこか」への最短距離としてみます。 そうすると，線分 ab に垂直な直線で点 a を通る直線と点 b を通る直線に囲まれた領域（下図の左の赤色領域に相当）にある点であれば， 点から直線 ab への垂線が最短距離になります。 また，点 c がこ
平面幾何におけるベクトル演算 » 内積と外積
内積・外積 ベクトルの内積 (inner product, dot product, scalar product) と外積 (outer product, cross product, vector product) という演算を用いると幾何の問題を解く考え方が簡単になります。 幾何学における内積や外積はもともと3次元空間上で定義されるものなので，まずは3次元空間上で幾何学的な内積・外積を導入し， それらが線形代数的なベクトル演算と等価であることを利用し，内積・外積を2次元平面上に拡張（縮小？）します。 3次元空間上において，ベクトルの内積（ドット積）は a⋅b で表され， 以下の式で定義されます： 内積はcosを使って定義されている点と，内積の結果は単一の値＝スカラーになる点に注意してください。 また，ベクトルの外積（クロス積）は a×b で表され， その大きさ |a×b| は で与え
もっと高速に－線分交差判定－
線分交差判定といっても、すべての与えられた線分に対して、同様な計算を 行って判定していたのでは、無駄が多いように見えます。場合によっては もっと単純な軽い判定で行えるはずです。そこで、 『場合分けによるラフチェック』を もっと簡単に－線分交差判定－のプロシージャ に追加して、次のように変更します。 '構造体 Private Type POINT x As Double y As Double End Type '座標 p1,p2 を結ぶ線分と座標 p3,p4 を結ぶ線分が交差しているかを調べる 'ただし、線分が重なっている場合(3点,4点が一直線上にある)、「交差している」、と判定します。 Private Function intersectionEX(p1 As POINT, p2 As POINT, _ p3 As POINT, p4 As POINT) As Boolean 'x座標
もっと簡単に－線分交差判定－
ここでは、線分交差判定の定石ともいえる方法を紹介しています。 線分と直線の見落としがちな大切な定義です。
その13 OBBとOBBの衝突
ホーム＜ゲームつくろー！＜衝突判定編＜ OBBとOBBの衝突 3D衝突編 その13 OBBとOBBの衝突 衝突の本丸の1つ「OBBとOBB」の衝突です。大きさの違うお互いに3次元的に回転した直方体が衝突しているかどうかを調べるというのはやはり簡単ではありませんが、これができると多種多様な方面で役に立ちます。OBB同士の衝突として主流なのは「分離軸判定」と呼ばれる方法でして、ここでもそれについて見ていきます。ちょっと深呼吸してご覧下さい(^-^; ① 「分離軸」判定とは？ OBBの衝突には「分離軸」という物が登場します。これがいったい何なのか？まずは下の図をご覧下さい。 上のOBBは明らかに衝突していません。この時、両方のOBBを分ける直線が「絶対に」存在します。この直線は、ちょっと小難しい言葉で言うと分離超平面（Separating hyperplane）と呼ばれています。直線なのに平面と
第1回 直線の幾何 | gihyo.jp
計算幾何学とは 小学生や中学生の頃、算数や数学の授業で、台形の面積を求めたり、直線の方程式を解いたりした記憶が誰にでもあることでしょう。計算幾何学とは、コンピュータサイエンスの立場から、こうした「図形」に関するアルゴリズムを研究する学問です。計算幾何学は、今日のコンピュータグラフィックスやCADの発展においてきわめて重要な役割を担っているほか、地理情報システム（GIS）やロボット工学といった数多くの分野に応用されています。 本連載では、ブログ可視化サイトの「Blogopolis」で採用されている計算幾何的アプローチを引き合いに出しつつ、Javaプログラムでアルゴリズムを実装しながら、計算幾何学の初歩を学びます。 Blogopolisとボロノイ図 Blogopolisは筆者の開発したWebサイトで、主に日本国内で開設された25万件以上のブログを解析し、「仮想都市景観」として視覚化したサービ
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レンダリングサンプル6 - 誤差の最小化を基準とする基本的なアルゴリズムで円を描く - Windows Live