구면 보로노이 다이아그램을 이용한 움직이는 정규 다면체의 근점 알고리즘

A Sequence of the Extreme Vertices ova Moving Regular Polyhedron Using Spherical Voronoi Diagrams

본 논문에서는 고정된 평면에 대한 움직이는 정규 다면체의 가까운 점들을 효과적으로 찾는 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘은 문제를 효율적으로 해결 위하여 다면체의 각 면에서 정의되는 단위 법선 벡터들에 의해 구성되는 구면 보로노이 다이아그램을 이용한다. 일반적인 보로노이 다이아그램이 O(nlogn) 시간에 구성되는 것에 반하여 여기에 사용되는 구면 보로노이 다이아그램은 O(n)에 구할 수 있음을 보인다. 이를 본 문제에 적용하면 구면 위치 파악 문제로 전환할 수 있다. 따라서, 주어진 시점에서의 근점은 O(logn) 시간에 구할 수 있고, 다면체의 움직임에 따라 변하는 근점들의 리스트는 (equation omitted) 시간에 구할 수 있다. 이때, m$^{j}$ $_{k}$ (1$\leq$j$\leq$s)는 질의점이 지나는 구면 보로노이 다이아그램의 영역 sreg(equation omitted)의 선분의 개수이다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 컴퓨터 애니메이션과 로보틱스 분야에서 충돌지점을 찾는 문제에 효과적으로 사용될 수 있다.

We present an efficient algorithm for finding the sequence of extreme vortices of a moving regular convex polyhedron of with respect to a fixed plane H.. The algorithm utilizes the spherical Voronoi diagram that results from the outward unit normal vectors nF$_{i}$ 's of faces of P. It is well-known that the Voronoi diagram of n sites in the plane can be computed in 0(nlogn) time, and this bound is optimal. However. exploiting the convexity of P, we are able to construct the spherical Voronoi diagram of nF$_{i}$ ,'s in O(n) time. Using the spherical Voronoi diagram, we show that an extreme vertex problem can be transformed to a spherical point location problem. The extreme vertex problem can be solved in O(logn) time after O(n) time and space preprocessing. Moreover, the sequence of extreme vertices of a moving regular convex polyhedron with respect to H can be found in (equation omitted) time, where m$^{j}$ $_{k}$ (1$\leq$j$\leq$s) is the number of edges of a spherical Voronoi region sreg(equation omitted) such that (equation omitted) gives one or more extreme vertices.