Satunnainen koordinaatti monikulmion sisäpuolelta

Anonyymi

On esimerkiksi GeoJSON-muodssa olevan polygoni, jonka sisäpuolelta halutaan satunnainen piste.

Saako pisteen arvottua suoraan jollain kaavalla, vai pitääkö arpoa monikulmion "ympärillä" olevasta neliöstä, ja testata onko piste monikulmion sisällä?

13

122

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • En keksi mitään ihan helppoa menetelmää, mutta tämä tulee ensimmäisenä mieleen:

      1) jaa monikulmio kolmioiksi jollain menetelmällä
      katso esim. https://en.wikipedia.org/wiki/Polygon_triangulation

      2) valitse satunnainen kolmio painotettuna kolmioiden pinta-aloilla

      3) valitse satunnainen piste valitun kolmion sisältä
      Tämän voi tehdä vaikka niin että peilaa kolmion suunnikkaaksi ja valitsee satunnaisen pisteen suunnikkaan sisältä.

      • Anonyymi

        Tuota kolmioratkaisua pähkäilin vähän aikaa itsekin, mutta ajattelin menevän liian monimutkaiseksi pilkkomisineen. Täytyy vielä pureskella, jos saisi aikaan "tyylikkään" ratkaisun.


      • Anonyymi

        Löytyi tuollainen valmis palikka earcut-menetelmään.

        https://github.com/mapbox/earcut

        var triangles = earcut([10,0, 0,50, 60,60, 70,10]); // returns [1,0,3, 3,2,1]

        Pitääköhän tuo paluuarvo tulkita siten, että lukuarvo on indeksi alkuperäiseen kärkipistetaulukkoon?

        Eli olisi kolmiot 0,50 - 10,0 - 70,10 ja 70,10 - 60,60 - 0,50.


      • Anonyymi

        Sen verran nyt edistynyt, että saan monikulmion pilkottua kolmioihin, ja laskettua niille pinta-alan ja suhteellisen pinta-alan yhteispinta-alasta prosentteina. Tosin tuota prosenttitietoa ei välttämättä edes tarvita.

        Seuraavaksi kehiteltävä tuo satunnaisen kolmion valinta. Teen sen ehkä niin, että järjestän kolmiot ensin suurimmasta pienimpään. Satunnaisluku valitaan väliltä 0 ja yhteispinta-ala. Sitten aletaan vertailemaan ja ynnäilemään jne. Jos luku on pienempi tai yhtä suuri kuin ensimmäinen (suurin) kolmio, niin valitaan se. Jos isompi, niin ynnätään ensimmäisen ja toisen pinta-ala Jos luku on pienempi tai yhtä suuri, niin valitaan toinen kolmio. Jne.


      • Anonyymi

        Näyttäisi noilla ohjeillasi toimivan kohtuu hyvin. Nyt on eka versio tehty, ja koearvottu osumia monikulmioon.

        https://ibb.co/JH4ML8p


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Näyttäisi noilla ohjeillasi toimivan kohtuu hyvin. Nyt on eka versio tehty, ja koearvottu osumia monikulmioon.

        https://ibb.co/JH4ML8p

        Kolmion valinnan tekevää arvontaa pitää vielä viilata. Tein miljardi arvontaa ja jakautuivat näin:

        [ 433496725, 433483913, 133019362, 0, 0 ]

        Tuossa on pinta-alaltaan suurin ensin ja pienin viimeisenä. Jostain syystä kahteen pienimpään kolmioon ei tule lainkaan osumia. Pinta-alojen suhteet menee tässä tapauksessa näin:

        [ 43.35 %, 24.52 %, 24.14 %, 4.08 %, 3.91 % ]


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Kolmion valinnan tekevää arvontaa pitää vielä viilata. Tein miljardi arvontaa ja jakautuivat näin:

        [ 433496725, 433483913, 133019362, 0, 0 ]

        Tuossa on pinta-alaltaan suurin ensin ja pienin viimeisenä. Jostain syystä kahteen pienimpään kolmioon ei tule lainkaan osumia. Pinta-alojen suhteet menee tässä tapauksessa näin:

        [ 43.35 %, 24.52 %, 24.14 %, 4.08 %, 3.91 % ]

        Logiikkavirhe löytyi. Summasin vahingossa saman indeksin pinta-alan kahdesti, kun piti summata aina seuraava. Satatuhatta arvontaa jakautui nyt:

        [ 42961, 24790, 24193, 4039, 4017 ]


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Logiikkavirhe löytyi. Summasin vahingossa saman indeksin pinta-alan kahdesti, kun piti summata aina seuraava. Satatuhatta arvontaa jakautui nyt:

        [ 42961, 24790, 24193, 4039, 4017 ]

        Nyt arpoo jo melko tasaisesti.

        Tampere: https://ibb.co/gm7FsGD

        Suomi: https://ibb.co/QNzTvV4


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Nyt arpoo jo melko tasaisesti.

        Tampere: https://ibb.co/gm7FsGD

        Suomi: https://ibb.co/QNzTvV4

        Suomi-karttaa kun katsoo, niin ei välttämättä tunnu tuo earcut-menetelmä kaikkein järkevimmältä tavalta pilkkoa monikulmiota kolmioihin. Tekee aika paljon ohuita ja pitkulaisia kolmioita.


      • Anonyymi

        Kiitos muuten tuosta logiikan kertomisesta! Nopeutti tosi paljon tämän ratkaisemista. En vielä aamupäivällä uskonut saavani tehtyä tätä ilman hukka-arvontoja.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Sen verran nyt edistynyt, että saan monikulmion pilkottua kolmioihin, ja laskettua niille pinta-alan ja suhteellisen pinta-alan yhteispinta-alasta prosentteina. Tosin tuota prosenttitietoa ei välttämättä edes tarvita.

        Seuraavaksi kehiteltävä tuo satunnaisen kolmion valinta. Teen sen ehkä niin, että järjestän kolmiot ensin suurimmasta pienimpään. Satunnaisluku valitaan väliltä 0 ja yhteispinta-ala. Sitten aletaan vertailemaan ja ynnäilemään jne. Jos luku on pienempi tai yhtä suuri kuin ensimmäinen (suurin) kolmio, niin valitaan se. Jos isompi, niin ynnätään ensimmäisen ja toisen pinta-ala Jos luku on pienempi tai yhtä suuri, niin valitaan toinen kolmio. Jne.

        https://en.wikipedia.org/wiki/Barycentric_coordinate_system

        Kolmioiden muodostamisen jälkeen siitä voi valita satunnaispisteen myös baryosentrisillä koordinaateilla. Silloin valittaisiin kolme koordinaattia eli satunnaislukua (p,q, r), ja nopeutetaan laskia valitsemalla että niiden summa on 1. Piste on aina kolmion sisällä, kun kaikki koordinaatit ovat lisäksi positiivisia. Baryosentriset koordinaatit muuttuvat karteesisiksi, kun tiedetään kolmion kärjet A,B ja C

        X = p * A q * B r * C

        Eli vaikket tunne käsitettä näistä koordinaateista, tällainen yhtälö antaa aina pisteen kolmion sisältä, jos p q r = 1 ja, p ,q ,r > 0 .


    • Anonyymi

      Kannattaa aloittaa miettimällä, miten todellisen matemaattisen satunnaisuuden saa aikaan. Ei riitä, että kuvittelee ja toivoo jonkun olevan satunnaista.

      Sitten pitää määritellä vaadittu tarkkuus ja nopeus. Jos tuota ei pysty tekemään, ei kannata jatkaa. Tärkein vaihe. Tietokoneet tekevät hommia tyhmällä tavalla erittäin nopeasti ja muistia riittää lähes rajattomasti.

      Jos piirrät monikulmiosi millimetripaperille (tai tietokoneella rasteriin) ja numeroit jokaisen kokonaisen ja yli puolikkaan ruudun, voit päästä aika lähelle satunnaisuutta. Mulla tavoilla loputtomat ohjelmavirheet sotkevat kaiken. Helpot erikoistapaukset ovat tietysti helppoja miten vain. Vaikeita tapauksia ei pysty aina edes kuvittelamaan eikä oikeellisuutta pysty helposti varmistamaan.

      • Anonyymi

        Minua kiinnosti lähinnä ratkaista pulma. En tosin käyttänyt JavaScriptin omaa satunnaisfunktiota, vaan lisäkirjastoa https://www.npmjs.com/package/random-js

        Muistia ei ole muuten läheskään rajattomasti. Huomasin sen ajaessani miljardin satunnaispaikan testiä. Se lisäsi jokaisen paikan koordinaatit taulukkoon, kuten varsinaisessa sovelluksessa pitääkin, ja muistihan siinä loppui. Piti kommentoida kyseinen rivi pois, koska tarkoitus oli vain laskea kuinka monta arvontaa osui viidelle eri vaihtoehdolle.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. SDP on vastuunkantaja, ja siksi suosituin kansan keskuudessa

      Kiusaamiseenkin SDP puuttuu heti sellaisen tultua ilmi. Esimerkiksi persut lakaisevat nämä maton alle ja pahentavat site
      Maailman menoa
      156
      6384
    2. Punavihreät puolueet haluavat Suomeen satoja tuhansia kehitysmaalaisia

      SDP, vihreät ja vassarit haluavat nostaa esim. pakolaiskiintiötä todella paljon. Orpon hallituksen aikana maahanmuutto
      Maailman menoa
      74
      5286
    3. Miksei Korhonen (pers) vastaa Kokon (sd) esittämiin kysymyksiin?

      Hyviin käytöstapoihin kuuluu kysymyksiin vastaaminen, eikä alkaa syyttelemään kysymyksen esittäjää. Mikä vaivaa Korhost
      Maailman menoa
      14
      3705
    4. Häirintäkohun keskellä olevalta kansanedustajalta Jani Kokolta (sd) rajua tekstiä somessa.

      https://www.is.fi/politiikka/art-2000011772322.html Ajaakohan tämä SDP:n kansanedustaja Jani Kokko oikein täysillä valoi
      Maailman menoa
      121
      3330
    5. Nyt tuli Suomen somaleista todella ikävää faktaa

      sillä osa somalivanhemmista lähettää lapsiaan kotimaahansa kurinpitolaitoksiin, joissa heitä pahoinpidellään. Illan MOT
      Maailman menoa
      127
      2561
    6. Kähmijä puolueen kannatus romahtamassa

      Erityisesti naiset ovat suuttuneet SDP:lle kertoo asiantuntijat
      Maailman menoa
      71
      2306
    7. Kommentti: oikeuslaitos korvattava SDP:n johdolla

      Näkisin että Suomessa tuomiovalta pitäisi olla demareiden johtoportaalla. Koska porvarimedia säestettynä persujen kirku
      Maailman menoa
      1
      2068
    8. Persut pettävät ja valehtelevat aina

      Petoksistahan jää kiinni kuten olemme persujen kannatusromahduksesta nähneet, mutta siitä huolimatta persut jatkavat val
      Maailman menoa
      27
      1628
    9. Sinä et halunnut sitoutua

      Samalla tavalla kyin minä ja koen vihdoinkin että se on ihan ok. Sitoutuminen merkitsi meille erilaisia asioita, eikä ne
      Ikävä
      19
      1516
    10. Onko kaivattusi spesiaali?

      Millä tavalla ja miten?
      Ikävä
      82
      1235
    Aihe