經典中的經典”,“中國計算機教授力作”,“計算幾何算法的百科全書
本書係統地介紹瞭計算幾何中的基本概念、求解諸多問題的算法及復雜性分析,概括瞭求解幾何問題所特有的許多思想方法、幾何結構與數據結構。全書共分11章,包括:預備知識,幾何查找(檢索),多邊形,凸殼及其應用,Voronoi圖、三角剖分及其應用,交與並及其應用,多邊形的獲取及相關問題,幾何體的劃分與等分,路徑與迴路,幾何拓撲網絡設計,圖形學習、推理及判定等。
本書可作為高等院校計算機、自動化等專業研究生或本科高年級學生的教材或教學參考書,也可供軟件開發人員、相關專業科技工作者參考。
第0章預備知識
0.1算法與數據結構
0.1.1算法
0.1.2數據結構
0.2相關的幾何知識
0.2.1基本定義
0.2.2綫性變換群下的不變量
0.2.3幾何對偶性
0.3計算模型
第1章幾何查找(檢索)
1.1點定位問題
1.1.1點q是否在多邊形P內
1.1.2確定點q在平麵剖分中的位置
1.1.3Z1��3算法(判定點q在哪個三角形的
算法)
1.2判定點集是否在多邊形內
1.3平麵網絡的處理與點q的定位
1.4平麵上鏈的處理與點q的定位
1.5平麵上綫段的處理與點q的定位
1.6判定點是否在多邊形內部的新算法
第2章多邊形
2.1凸多邊形
2.2簡單多邊形
2.3多邊形的三角剖分
2.4多邊形的凸劃分
2.5對多邊形鏈的監視
2.6綫段劃分多邊形
2.7凸多邊形的內接最大三角形及外切最小三角形
〖〗目錄〖〗〖3〗〖〗〖〗〖2〗〖〗計算幾何——算法設計、分析及應用〖〗第3章凸殼及其應用
3.1凸殼的基本概念
3.2計算平麵點集凸殼的算法
3.3計算平麵多邊形頂點凸殼的算法
3.4計算平麵多邊形鏈頂點凸殼的算法
3.4.1概念、算法思想與描述
3.4.2解釋與時間復雜性
3.5計算平麵綫段集凸殼的算法
3.6計算三維空間點集凸殼的算法
3.6.1基本概念
3.6.2Z3��8算法(三維凸殼)
3.7時間復雜性低於下界O(nlogn)的凸殼算法
3.8凸殼的應用
3.8.1確定任意多邊形的凸、凹頂點
3.8.2利用凸殼求解貨郎擔問題
3.8.3凸多邊形直徑
3.8.4連接兩個多邊形成一條迴路
3.8.5三維空間中平麵群的重建
3.8.6構造平麵麯綫
3.8.7某些機型的識彆及其他應用
第4章Voronoi圖、三角剖分及其應用
4.1Voronoi圖的基本概念
4.2構造Voronoi圖的算法
4.2.1Z′4��1算法(計算平麵點集的Voronoi圖)
4.2.2構造最遠點意義下Voronoi圖的算法
4.3平麵點集的三角剖分
4.3.1Delaunay三角剖分與多邊形內部點集的三角剖分
4.3.2平麵點集三角剖分的算法
4.4平麵綫段集的三角剖分
4.5平麵點綫集的三角剖分
4.6平麵點集的僞三角剖分
4.7僞三角形的産生
4.8三角剖分的錶示
4.9推廣及應用
4.9.1最近鄰近
4.9.2最大化最小角的三角剖分
4.9.3最大空圓
4.9.4最小生成樹
4.9.5貨郎擔問題
4.9.6中軸
4.9.7Voronoi圖與凸殼的關係
4.9.8Voronoi圖的推廣
4.9.9有約束的Voronoi圖
4.9.10綫段集的Voronoi圖
4.9.11關聯於多邊形的Voronoi圖
4.9.12點綫集的Voronoi圖
4.9.13點、水平、垂直正交綫段集的Voronoi圖
4.9.14幾何數據壓縮
4.9.15車輛定位導航係統的新定位算法
4.9.16調色
4.9.17點集增(刪)點之後的三角剖分
4.9.18點雲的處理及相關問題的求解
4.9.19點雲麯麵邊界綫的提取及相關問題的求解
4.9.20關聯於圓的Voronoi圖
4.9.21麯麵上點集的三角剖分
4.9.22指紋識彆算法
第5章交與並及其應用
5.1綫段交的算法
5.2多邊形的交
5.2.1凸多邊形交的算法
5.2.2星形多邊形交的算法
5.2.3任意簡單多邊形交的算法
5.3半平麵的交及其應用
5.3.1半平麵的交
5.3.2兩個變量的綫性規劃
5.4多邊形的並
5.5凸多麵體的交
5.6應用
5.6.1地圖匹配
5.6.2地圖數據的處理
5.6.3綫段與凸多麵體麵的交
5.6.4與綫段集中綫段均相交的直綫及其存在區域
5.6.5特定射綫詢問
5.6.6水平、垂直邊多邊形逼近橢圓
5.6.7緊緻邊界
5.6.8射綫與隱形凸多麵體的交
第6章多邊形的獲取及相關問題
6.1連接不相交綫段成簡單多邊形(鏈)
6.2紅外圖像邊緣提取
6.3提取可見光圖像的邊緣
6.4圖像邊界點行排列轉換為順序排列
6.5數字圖像中目標邊界的多邊形錶示
6.6包含密集點、綫集多邊形的獲取
6.7滿足特定條件的多邊形劃分
6.8多邊形與多邊形鏈
6.9圓弧、直綫段組成的多邊形頂點凸、凹性的確定
6.10多邊形放大、縮小及移動
6.11帶狀多邊形的處理
6.12下料問題(1)
6.13下料問題(2)
6.14下料問題(3)
6.15綫鋸問題(1)
6.16多邊形(鏈)的匹配(1)
6.17多邊形(鏈)的匹配(2)
6.18構造凸多邊形
6.19具有屬性點集的控製區域
6.20多邊形內區域的劃分及多邊形(點集)中心點的確定
6.21滿足一定條件的多邊形劃分(1)
6.22特定條件下凸多邊形的縮小與放大
6.23下料問題(4)
6.24綫鋸問題(2)
6.25綫鋸問題(3)
6.26綫鋸問題(4)
6.27滿足一定條件的多邊形劃分(2)
6.28隱形幾何體(綫段、多邊形、長方體)
6.29海洋劃界
第7章幾何體的劃分與等分
7.1平麵上不同類型點集的劃分
7.2多邊形內不同類型點集的等分
7.3平麵上不同類型綫段集的劃分
7.4平麵上不同類型綫段集的等分
7.5平麵上不同類型點綫集的劃分與等分
7.6鏈、多邊形的劃分與等分
7.7平麵上點集劃分的推廣
7.8用圓集劃分平麵點集
7.9正方形內2k個點的劃分
第8章路徑與迴路
8.1最短路徑
8.1.1可視圖及其構造
8.1.2Z8��1算法(尋求網絡中任意兩點間最短路徑的算法)
8.1.3多麵體麵上任意兩點之間的最短路徑
8.1.4貨運汽車調度及行駛路徑問題
8.2最短路徑問題的變型
8.3滿足一定條件的運動規劃
8.4多邊形內點之間的可視圖
8.5多邊形內任意兩點之間的最短路徑
8.6自主車自動定位及確定行車方嚮
8.7迷宮問題(1)
8.8棋盤上的路徑與迴路
8.9選擇道路及判定道路的通過能力
8.10多邊形內中心區域的確定
8.11迷宮問題(2)
8.12網絡中路徑問題求解的一種搜索方法及迴路問題的求解
8.13多邊形集閤中任意兩點之間最短路徑(含多邊形數目最少)
8.14點、多邊形、多麵體之間的最短距離
8.15球麵上貨郎擔問題的求解及DNA雙螺鏇結構長鏈起源的探索
第9章幾何拓撲網絡設計
9.1G(S)問題
9.1.1最大間隙問題(MAX G)
9.1.2點集中最大空凸多邊形問題及最大空矩形問題
9.1.3綫段集中最大空凸多邊形問題
9.1.4點綫集中最大空凸多邊形問題
9.1.5最小覆蓋問題(MIN C)
9.1.6包含平麵點集的最小正方形
9.1.7子點集包含問題
9.1.82�倉行奈侍�
9.1.9k�倉行奈侍�
9.1.10最近對問題(CPP)
9.1.11所有最近鄰近問題(ANNP)
9.1.12郵局問題(POFP)
9.1.13尋找具有屬性點集的最近點對或點團
9.2G(E)問題
9.2.1EMST問題
9.2.2綫段集、點綫集的最小生成樹
9.2.3直綫最小生成樹及其相關問題
9.2.4由單點或綫段端點起始的生成樹
9.2.5歐幾裏得最大生成樹問題(EMXT)
9.2.6最小生成網絡
9.2.7等長綫段構成網格的變形
9.3G(S,E)問題
9.3.1歐幾裏得Steiner最小樹問題(ESMT)
9.3.2直綫Steiner最小樹問題(RSMT)
9.3.3求解ESMT問題的算法
9.4G(Ω)問題
9.4.1有障礙物的最大空隙問題(MAX G(Ω))
9.4.2多邊形集中最大空隙問題
9.4.3具有障礙物的歐幾裏得最短路徑問題(ESPO)
9.4.4求解E3中ESPO問題的算法
9.4.5具有障礙物的Steiner最小樹問題(ESMTO)
第10章圖形的學習、推理及判定
10.1鏇轉與翻轉
10.2圖形的運算
10.3對稱性
10.4相似性
10.5不同子域內的配對及正多邊形的構造
10.6由邊數、子域數、子圖位置間關係等尋找規則
10.7圖形序列及組閤
10.8由圖形組成尋找規則
10.9通過學習及或運算尋找規律
待解決的問題
算法一覽
參考文獻
我是一位對計算機圖形學充滿熱情的獨立開發者,平時喜歡自己動手製作一些小遊戲和交互式應用。雖然我不是科班齣身,但對背後的數學和算法原理一直非常好奇。這本書的齣版,對我來說簡直是一場及時雨。我之前嘗試過閱讀一些其他的計算幾何書籍,但往往因為概念過於抽象或者缺乏直觀的例子而感到難以深入。這本書的不同之處在於,它不僅僅是枯燥的理論堆砌,更注重算法的設計思想和實際應用。我尤其喜歡書中用大量的圖示來解釋復雜的幾何概念,這對於視覺型的學習者來說,簡直是福音。比如,書中對各種多邊形剖分算法的講解,都有非常直觀的圖形演示,讓我一下子就能抓住算法的核心思想。而且,它不僅僅是介紹算法,還深入探討瞭算法的分析過程,比如如何分析它的時間復雜度,以及在什麼情況下會遇到一些“邊界情況”或者“退化情況”,並且給齣瞭相應的處理方法。這一點對於我這種需要自己實現算法的開發者來說,是非常寶貴的經驗。我目前還在學習書中關於計算幾何數據結構的部分,比如 kd-tree、 quadtree 等,這些對於優化查詢效率非常有幫助,我相信這本書能幫助我更有效地解決我在開發過程中遇到的各種幾何相關的技術難題,並為我的項目帶來更高級的功能和更好的用戶體驗。
評分剛拿到這本書的時候,我還有些猶豫,畢竟計算幾何這個主題聽起來就有點枯燥,而且我不是一個科班齣身的計算機專業學生,我更多的是一種跨界學習的需求,更側重於實際問題解決。然而,這本書的第一印象卻完全顛覆瞭我的看法。它的內容組織非常有條理,從最基本概念入手,循序漸進,一點點地帶領讀者進入計算幾何的奇妙世界。書中大量的圖例和僞代碼,讓原本抽象的概念變得生動形象,更容易理解。我尤其喜歡書中對算法的講解方式,不僅僅是給齣公式,還會深入分析算法的思路、各種情況的考慮以及性能的權衡,這讓我感覺不是在死記硬背,而是在學習一種解決問題的思維方式。對於我來說,雖然不是直接在做圖形學或者機器人學的研究,但很多領域都需要處理幾何信息,比如地理信息係統(GIS)、醫學圖像處理、甚至一些數據可視化應用。這本書提供瞭理解這些應用背後數學和算法原理的鑰匙。它並沒有一開始就拋齣復雜的理論,而是通過一些實際的例子來引齣計算幾何的概念,比如地圖繪製中的綫段相交問題,或者遊戲中物體碰撞檢測的原理。這種從應用齣發的講解方式,對於我這樣希望將理論知識與實際問題聯係起來的讀者來說,非常有吸引力,也極大地激發瞭我深入學習的興趣,我感覺這本書能很好地滿足我這種“實用派”讀者的需求。
評分這本書的封麵設計就透著一股嚴謹和厚重感,純白底色配上深藍色的標題,讓人一看就覺得這是一本值得細細品味的學術著作。拿到手沉甸甸的,紙張的質感也相當不錯,印刷清晰,裝訂牢固,這對於需要頻繁翻閱和做筆記的讀者來說,是至關重要的。我是一名在讀的計算機視覺方嚮研究生,平時接觸最多的就是各種復雜的幾何算法,比如點雲處理、三維重建等等,這些都離不開紮實的計算幾何基礎。雖然這本書我還沒有深入研讀,但僅從目錄和章節安排來看,就足以讓我對接下來的學習充滿期待。它涵蓋瞭從基礎的凸包、三角剖分,到更高級的平麵分割、 Voronoi圖和 Delaunay三角剖分,再到一些更貼近實際應用的領域,比如幾何查詢、碰撞檢測等。我尤其對那些“算法設計、分析及應用”這幾個關鍵詞很感興趣,這意味著它不僅僅會介紹算法本身,還會深入探討其背後的設計思想、復雜度分析,以及如何在實際項目中落地應用,這正是我們這些實踐者最看重的部分。我初步翻閱瞭幾頁,裏麵的數學公式和圖示都非常規範,嚴謹的學術風格撲麵而來,這讓我對這本書的可靠性和權威性有瞭初步的信心。我期待著通過這本書,能夠建立起一個清晰、係統、完整的計算幾何知識體係,為我今後的學術研究和工程實踐打下堅實的基礎。
評分作為一名在機器學習領域深耕多年的研究者,我深知幾何概念和算法在很多前沿研究中的重要性,尤其是在三維視覺、點雲分析、以及一些圖神經網絡(GNN)的應用中,計算幾何的基礎知識是不可或缺的。我一直想找一本能夠係統性地梳理計算幾何核心概念和經典算法的權威性著作,這本書無疑滿足瞭我的這一需求。它的內容覆蓋麵非常廣,從最基本的幾何原語到復雜的計算幾何問題,都進行瞭深入的探討。我非常欣賞書中對算法的分析,不僅僅停留在理論層麵,而是非常注重算法的設計思路、效率分析以及實際應用中的考量。比如,書中對Voronoi圖和Delaunay三角剖分在插值、錶麵重建等方麵的應用講解,讓我能夠清晰地看到這些抽象概念的實際價值。此外,書中還提到瞭很多與我研究方嚮緊密相關的算法,例如最近鄰查詢、範圍查詢等,這些都是在處理大規模點雲數據時必不可少的工具。我尤其期待書中關於計算幾何在機器人學和計算機視覺中的應用章節,這些內容能夠為我打開新的研究思路,並為我解決實際的科學問題提供有力的算法支持。這本書的嚴謹性和全麵性,讓我對進一步深入研究計算幾何領域充滿瞭信心。
評分這本書簡直就是計算幾何領域的“聖經”!我是一名資深的軟件工程師,主要負責遊戲開發中的物理引擎部分。在工作中,我們經常會遇到各種復雜的幾何問題,比如碰撞檢測、路徑規劃、地形生成等等,這些都直接關係到遊戲的流暢度和真實感。之前我都是零散地學習一些相關的算法,遇到問題就查資料,效率不高,而且知識體係也比較混亂。拿到這本書後,我感覺像是找到瞭失散多年的寶藏。它非常全麵地涵蓋瞭計算幾何的各個方麵,從基礎的點、綫、麵到更復雜的麯麵和多邊形,再到各種重要的算法,如掃描綫算法、增量算法、隨機算法等等。最讓我驚喜的是,書中還詳細講解瞭如何分析算法的時間復雜度和空間復雜度,以及如何根據實際應用場景選擇最優的算法,這對於我們這種需要優化性能的工程師來說,是無價的。我特彆喜歡書中對於每一個算法都給齣瞭嚴謹的數學證明和詳細的分析,這讓我能夠真正理解算法的原理,而不是僅僅停留在“知道怎麼用”的層麵。而且,書中還提供瞭豐富的應用案例,讓我能夠看到這些抽象的算法是如何在實際項目中發揮作用的。讀完這本書,我感覺自己的知識體係得到瞭極大的完善,解決實際問題的能力也得到瞭顯著提升,對於遊戲中的各種幾何挑戰,我現在充滿瞭信心。
評分很不錯的書
評分經典好書,內容豐富,值得學習
評分不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯
評分正版書籍
評分很滿意,我要換京豆!京豆!京豆!
評分書本內容很詳細,印刷質量不錯
評分此用戶未填寫評價內容
評分計算幾何基本隻能買到這本瞭,看瞭開頭,覺得想要透徹理解還是要和英文書一塊兒看
評分不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯不錯
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