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

101

    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. Useita puukotettu Tampereella

      Mikäs homma tämä nyt taas on? "Useaa henkilöä on puukotettu Tampereen keskustassa kauppakeskus Ratinan lähistöllä." ht
      Tampere
      236
      4600
    2. Kuka rääkkää eläimiä Puolangalla?

      Poliisi ampui toistakymmentä nälkiintynyttä eläintä Puolangalla Tilalta oli ollut karkuteillä lähes viisikymmentä nälkii
      Puolanka
      76
      3035
    3. Leipivaaran päällä on kuoleman hiljaista.

      Suru vai suuri helpotus...
      Puolanka
      47
      2463
    4. Meneeköhän sulla

      oikeasti pinnan alla yhtä huonosti kuin mulla? Tai yhtä huonosti mutta jollain eri tyylillä? Ei olisi pitänyt jättää sua
      Ikävä
      45
      1767
    5. Laitetaas nyt kirjaimet tänne

      kuka kaipaa ja ketä ?
      Ikävä
      25
      1613
    6. Koska näit kaivattusi viimeksi

      Milloin tapasit rakkaasi? Ja etenikö suhde yhtään?
      Ikävä
      78
      1439
    7. Lähetä terveisesi kaipaamallesi henkilölle

      Vauva-palstalta tuttua kaipaamista uudessa ympäristössä. Kaipuu jatkukoon 💘
      Ikävä
      85
      1285
    8. PS uusimman gallupin rakettimainen nousija

      https://yle.fi/a/74-20170641 Aivan ylivoimaisesti suurin kannatuksen nousu PS:lle. Nousu on alkanut ja jatkuu 2 vuoden
      Maailman menoa
      143
      965
    9. Tekiskö nainen mieli tavata...

      Viikonloppuna ja...?
      Ikävä
      69
      938
    10. Sellainen tunne sydämessä

      Että nainen olet kaivannut minua. Tai sanonko että oikeastaan koet sitä samaa nostalgiaa, kaipuuta ja mukavia muistoja,
      Ikävä
      86
      894
    Aihe