当前课程知识点:计算几何 > 03. Triangulation > A. Art Gallery Problem > 03-A-02. Lower & Upper Bounds
我们先来看最简单的情况
也就是对于某一些
多边形画廊而言
确实我们只需要一个哨兵
哪些呢
比如说这类多边形
如果一个画廊设计的时候
非常规整
以至于它是正五边形
正六边形 正七边形 八边形
一直下去
也就是所谓的regular polygon
正规的多边形 规则的多边形
那么我们很容易发现
我们只要在它们的中心
放上一个哨兵 一个摄像头
就足以将它们都给覆盖起来
这是很好的情况
在这种情况下
哨兵的最优数是1
在往后我们说
还有一些更略微一般化的一些多边形
同样有这种性质
比如说我们第一章
曾经学过的凸包
一般来说如果一个多边形
本身是凸的
那么我们也很容易在其中
放置任何一个哨兵
就足以将它整体都覆盖住
所以凸多边形的解
也能够达到最优的1
还有呢
不要忘了
我们曾经学过的星形多边形
star-shaped polygon
什么叫做星形多边形
就是说它有一个中心
有一个kernal
而在这个kernal中的
任何的一个哨兵
都是对这个星形多边形的内部
处处可见的
所以反过来我们在这个地方
放置上一个摄像头
也足以将整个区域给覆盖起来
所以我们看到
对于regular polygon
convex polygon
或者star-shaped polygon来说
最优的覆盖数都可以达到1
这是最好的情况
一个极端
那么反过来呢
反过来我们也可以来做一个最悲观
最大不了的一个估计
我们说对于任何的
一个多边形来说
如果它的顶点数是n的话
那么我们说最多最多
充其量只需要n个摄像头
为什么呢 想一想
你应该发现了 没错
我们只需要在这个
多边形的每一个顶点上
放置上一个摄像头
就必然可以将整个多边形
给覆盖起来
也就是说充其量
对于一个n边形来说
我们的最优解
不会遭到比n还要多
我们再来咀嚼一下这件事情
在这个多边形的任何一个顶点上
都无一例外的放置上一个哨兵
就足以将这个多边形的内部
覆盖住
这件事虽然我们稍候
才会给出严格的证明
但是你不难理解这是对的
但是我们这里要提醒大家一句
这种基于直觉的理解
既是很高效的
同时也是很危险的
因为尽管它对于二维情况来说
非常的直观
但是如果你贸然的
将它推广到高维
不用多 哪怕是三维
你立马就会掉入陷井
我们在这一章的末尾
会给出这样的一个反例
也就是说可能会在三维空间中
存在一个多面体
而不是多边形
即便你在它的每一个角点处
都放上一个摄像机
依然其中可能存在某一个位置
在那个位置
如果有一个盗贼藏在那儿的话
是不会被任何一个摄像头发现的
居然会有这样的一个奇怪的
又很有趣的现象
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-F. Range Tree: Structure--作业
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-G. Range Tree: Query--作业
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-H. Priority Search Tree--作业
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-I. 2D-GRQ Using PST--作业
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-K. Vertical Segment Stabbing Query