CCG 08-04:线搜索与 intrinsic Delaunay 翻边

本页只解决一个问题

怎样保持三角形合法并跨越三角剖分变化?

本页是原长篇讲义的单概念版本。第一次阅读只追踪本页定义的对象;看见未掌握的前置符号时,先沿链接退回,不要跳过定义硬背结论。

开始前

8. line search 与合法性

Newton 全步可能造成:

  • 三角不等式失效;
  • 能量上升;
  • 曲率残差增大;
  • 需要 Delaunay flip 却未执行。

回溯线搜索:从s=1s=1 开始反复减半,直到

  1. 所有三角形合法;
  2. 能量满足 Armijo 下降;
  3. 若使用动态 triangulation,完成必要翻边后重新评估。

停止条件应同时看

∥K(u)−Kˉ∥∞<εK\|K(u)-\bar K\|_\infty<\varepsilon_K

和线性求解残差。

9. Intrinsic Delaunay triangulation

内部边(i,j)(i,j) 两侧对角α,β\alpha,\beta 满足 intrinsic Delaunay 条件

α+β≤π.\alpha+\beta\le\pi.

等价于

cot⁡α+cotβ≥0.\cot\alpha+cot\beta\ge0.

所以 Delaunay 三角剖分保证余切边权非负。度量改变时 Delaunay 条件可能被破坏,需要 flip 对角线。

9.1 Ptolemy 更新

对共圆四边形边长a,b,c,da,b,c,d 和对角线e,fe,f:

ef=ac+bd.ef=ac+bd.

离散共形 flip 可用 Ptolemy 关系更新新对角线,保持离散共形结构的一致性。

读完必须能回答

  1. 不看公式,用自己的话回答开头的核心问题。
  2. 指出本页最重要公式中每个符号的类型:标量、向量、矩阵、映射还是集合。
  3. 找出定理成立所需的假设,并举一个删除某条假设后可能失败的例子。
  4. 对最小例子手算一遍;若本页含代码,再比较手算与程序输出。

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