当前课程知识点:计算几何 > 03. Triangulation > E. Triangulation > 03-E-05. Ear Candidate
好 我们现在就来用
数学归纳法证明
任何一个多边形
都是可以经过一定的处理之后
被简化为更简单的多边形的
那么按照数学归纳法的常套
我们需要准备两个东西
第一个我们要有一个归纳基
inductive base
也就是最最简单的情况
作为全集里头最小的那个
最简单的那种情况
我们说是什么情况呢
最简单的多边形
包括简单多边形莫过于
就是三角形本身
而三角形本身
也可以认为就是它自己的
三角剖分
所以这是不言而喻的
我们只是把它写在这而已
好 除了这个以外
更重要的是需要有一个归纳假设
inductive assumption
我们看看这个假设是怎么说的
我们说任何一个相对于某一类
或者某一个多边形P而言
更小的那些多边形
都如果是可以三角剖分的
这是一个假设
那你可以想象到
我们最后做的事情是什么
只要证明一点
这个相对而言
稍大一点的多边形P
也会同样的拥有一个三角剖分
而一旦这件事能够迭代的做下去
我们自然也就得到了一个结论
所有的多边形
都具有这样的一个性质
那么具体是什么方法呢
我们的思路依然是参照刚才
双耳定理的那种思路
也就是说
我们希望在多边形里
找到某种类似耳朵的局部
对它进行一定的处理
类似刚才的割耳法
那么怎么才能够找到一只耳朵呢
不知道具体的方法
不要紧 你应该还记得
任何一只耳朵
它首先在它的拐角处是凸的
它必须是一个convex vertex
没错 这就是我们要找的第一条
我们可以首先来声明
这么样一件事
然后予以证明
也就是任何的一个
像这样的多边形P
它都至少在它的外边界
也就刚才说的outer boundary上
会有一个凸的顶点
我们先一步步来
凸的 然后我们来考虑
它在某些情况下
可能同时也是空的
从而得到一只耳朵
这是我们的思路
那么实际上这件事并不难
为了找到一个凸的顶点
你可以回忆一下
我们当时在凸包的算法中
所采用的那个方法
在那个时候我们是如何找到
第一个凸点的 没错
我们总是找在某个方向的
一个极端的一个点
我们通常会说
什么什么最什么什么的
然后最什么什么什么的
比如说在这里如果是这样
一个多边形的话
我们经常会用所谓的
lowest-then-leftmost
这样的一个点
比如说不失一般性叫做J来作为
我们的起点
你应该不难发现
这样一个最低的点
必然是凸的
它就是我们的第一步
那么如果你还觉得这个
可能会有疑惑的话
你也可以从别的角度
来理解这件事
我们说凸的那个顶点
总是存在的
为什么呢 因为不是凸的顶点
它至少在那个拐角处
角度要达到π
而我们不难从别的渠道知道
这样的一个结论
也就是说如果只考虑
outer boundary的话
所有顶点的内角的和
应该是等于n-2π
平均不到π的
同样根据鸽巢原理
至少会有一个点
它对应的角度是不到π的
总之无论如何
必须有这么一个
而且为了讲解的方便
我们不妨就把它画成这样
我们说找到了这个点
而且把它画成在一个向下
而它的两个邻居在它上面的
这样的一个情况
就像这个图一样
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