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用于计算多面体曲面上测地线距离的离散测地线图(DGG)。 (英语) Zbl 1366.65046号

摘要:我们提出了一种新的基于图形的方法,称为离散测地线图(DGG),以分治的方式计算离散测地线。设(M)是一个具有顶点和给定精度参数的流形三角形网格。假设顶点均匀分布在输入网格上。我们证明了与(M)相关的DGG具有(O(frac{n}{sqrt{varepsilon}})边和图上的最短路径距离,该图近似于(M)上的测地距离,具有相对误差(O(varepsilen))。计算结果表明,在一般模型上,实际误差小于0.6。利用DGG的独特特性,我们开发了一种DGG定制的标签校正算法,该算法以经验线性时间计算测地线距离。使用DGG,我们可以保证计算的距离是真实的距离度量,这在许多应用中都是非常需要的。我们观察到,DGG在图形大小、精度控制和运行时性能方面明显优于鞍点图(另一种基于图形的离散测地线方法)。

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65D18天 计算机图形学、图像分析和计算几何的数值方面
53元22角 整体微分几何中的测地学
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参考文献:

[1] 阿加瓦尔,P.K。;Har Peled,S。;谢里尔,M。;Varadarajan,K.R.,三维凸多面体上最短路径的近似,J.ACM,44,4,567-584(1997)·Zbl 0890.68126号
[2] Aleksandrov,L。;Lanthier,M。;Maheshwari,A。;Sack,J.-R.,多面体表面上加权最短路径的(ε)-近似,(第六届斯堪的纳维亚算法理论研讨会论文集。第六届斯堪的那维亚算法理论会议论文集,SWAT’98(1998)),11-22·Zbl 1504.68243号
[3] Belyaev,A.G。;Fayolle,P.-A.,关于变分和基于PDE的距离函数近似,计算。图表。论坛,34,8,104-118(2015)
[4] Bertsekas,D.P.,《网络优化:连续和离散模型》(1998),雅典娜科学出版社·Zbl 0997.90505号
[5] Bommes,D。;Kobbelt,L.,三角网格上多边形曲线测地距离场的精确计算,VMV,7151-160(2007)
[6] 坎彭,M。;海斯特曼,M。;Kobbelt,L.,实用各向异性大地测量,计算。图表。论坛,32,5,63-71(2013)
[7] 坎彭,M。;Kobbelt,L.,《在破碎的网格上行走:容错测地线距离和参数化》,计算。图表。论坛,30,2,623-632(2011)
[8] 陈,J。;Han,Y.,多面体上的最短路径,(第六届计算几何年度研讨会论文集(1990),ACM),360-369
[9] 克雷恩。;Weischedel,C。;Wardetzky,M.,《热量测地学:基于热流计算距离的新方法》,ACM Trans。图表。,32, 5, 152 (2013)
[10] Detrixhe,M。;Gibou,F。;Min,C.,Eikonal方程的并行快速扫描方法,J.Compute。物理。,237, 46-55 (2013)
[11] Dijkstra,E.W.,关于与图有关的两个问题的注释,Numer。数学。,1, 1, 269-271 (1959) ·Zbl 0092.16002号
[12] 傅,Z。;Jeong,W.-K。;潘,Y。;Kirby,R.M。;Whitaker,R.T.,求解三角曲面上Eikonal方程的快速迭代方法,SIAM J.Sci。计算。,33, 5, 2468-2488 (2011) ·Zbl 1298.65164号
[13] Har-Peled,S.,三维凸多面体上的近似最短路径和测地线直径,(第十三届计算几何年会论文集(1997)),359-365
[14] Har-Peled,S.,《构建三维近似最短路径图》(第十四届计算几何年会论文集(1998)),383-391
[15] 赫希伯格,J。;Suri,S.,在\(R^3\)中逼近凸多面体上最短路径的实用方法,(第六届ACM-SIAM离散算法年度研讨会论文集(1995)),447-456·兹伯利0849.68118
[16] Kimmel,R。;Sethian,J.,《计算流形上的测地线》,Proc。国家。阿卡德。科学。,95, 8431-8435 (1998) ·Zbl 0908.65049号
[17] Lipman,Y。;Rustamov,R.M。;Funkhouser,T.A.,双谐波距离,ACM Trans。图表。,第29、3条,第27页(2010年)
[18] Liu,Y.-J.,使用基于边的数据结构的2流形三角形网格中的精确测地线,计算。辅助设计。,45, 3, 695-704 (2013)
[19] 刘义杰。;徐,C.-X。;风扇,D。;He,Y.,Delaunay网格的高效构造和简化,ACM Trans。图表。,第34、6条,第174页(2015年)
[20] 刘义杰。;周Q.-Y。;Hu,S.-M.,在三角形网格上精确测地计算中处理退化情况,Vis。计算。,23, 9-11, 661-668 (2007)
[21] 梅莫利,F。;Sapiro,G.,《隐式超曲面上加权距离函数和测地线的快速计算》,J.Compute。物理。,173, 2, 730-764 (2001) ·Zbl 0991.65018号
[22] 米切尔,J.S。;Mount,D.M。;Papadimitriou,C.H.,《离散测地线问题》,SIAM J.Comput。,16, 4, 647-668 (1987) ·兹比尔062568051
[23] 秦,Y。;韩,X。;Yu,H。;Yu,Y。;Zhang,J.,基于三角定向波前传播的快速精确离散测地线计算,ACM Trans。图表。,35, 4, 125 (2016)
[24] Schreiber,Y.,现实多面体上最短路径的最佳时间算法,离散计算。地理。,43, 1, 21-53 (2010) ·Zbl 1191.68769号
[25] 施赖伯,Y。;Sharir,M.,三维凸多面体上最短路径的最佳时间算法,离散计算。地理。,39, 1-3, 500-579 (2008) ·Zbl 1138.68060号
[26] Sethian,J.,《单调前进前沿的快速行进水平集方法》,Proc。国家。阿卡德。科学。,93, 1591-1595 (1996) ·Zbl 0852.65055号
[27] 塞蒂安,J。;Vladimirsky,A.,非结构化网格上Eikonal方程和相关Hamilton-Jacobi方程的快速方法,Proc。国家。阿卡德。科学。,97, 5699-5703 (2000) ·Zbl 0963.65076号
[28] 所罗门,J。;Rustamov,R。;Guibas,L。;Butscher,A.,推土机在离散表面上的距离,ACM Trans。图表。,33,4,第67条pp.(2014)·Zbl 1396.65063号
[29] 斯皮拉,A。;Kimmel,R.,参数流形上Eikonal方程的有效解,界面自由边界。,6, 4, 315-327 (2004) ·Zbl 1054.65098号
[30] 苏拉赫斯基,V。;苏拉赫斯基,T。;Kirsanov,D。;Gortler,S.J。;Hoppe,H.,《网格上的快速精确和近似测地线》,ACM Trans。图表。,24, 3, 553-560 (2005)
[31] Tsitsiklis,J.,《全局最优轨迹的高效算法》,IEEE Trans。自动。控制,40,9,1528-1538(1995)·Zbl 0831.93028号
[32] Varadarajan,K.R。;阿加瓦尔,P.K.,非凸多面体上最短路径的近似,SIAM J.Compute。,30, 4, 1321-1340 (2000) ·Zbl 0969.68163号
[33] Varadhan,S.,关于变系数热方程基本解的行为,Commun。纯应用程序。数学。,20, 2, 431-455 (1967) ·Zbl 0155.16503号
[34] O.韦伯。;Devir,Y.S。;Bronstein,A.M。;Bronstein,M.M。;Kimmel,R.,参数曲面上距离贴图近似的并行算法,ACM Trans。图表。,第27、4条,第104页(2008年)
[35] 辛世奇。;Quynh,D.T。;X.Ying。;He,Y.,计算容错测地线距离的全局算法,(SIGGRAPH Asia 2012技术简报(2012)),23
[36] 辛世奇。;Wang,G.-J.,改进Chen和Han关于离散测地线问题的算法,ACM Trans。图表。,28, 4, 104 (2009)
[37] 辛世奇。;X.Ying。;He,Y.,利用扩展的新旺算法高效计算三角形网格上的测地线偏移,Compute。辅助设计。,43, 11, 1468-1476 (2011)
[38] 辛世奇。;X.Ying。;He,Y.,三角形网格上的恒定时间全对测地距离查询(ACM SIGGRAPH交互式3D图形和游戏研讨会论文集(2012)),31-38
[39] 徐,C.-X。;Wang,T.Y。;刘义杰。;刘,L。;He,Y.,用于计算网格上精确测地线距离的快速波前传播(FWP),IEEE Trans。视觉。计算。图表。,21, 7, 822-834 (2015)
[40] X.Ying。;王,X。;He,Y.,鞍点图(SVG):离散测地线问题的新解决方案,ACM-Trans。图表。,第32、6条,第170页(2013年)
[41] X.Ying。;辛世奇。;He,Y.,离散测地线的并行Chen-Han(PCH)算法,ACM Trans。图表。,33,1,第9条pp.(2014)·Zbl 1288.68235号
[42] Zhao,H.,快速扫描方法的并行实现,J.Compute。数学。,25, 4, 421-429 (2007)
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