在高度图数组中查找边和顶点

Finding Edges and Vertices Within Heightmap Array

假设我生成了一个高度图数组,为简单起见,其中只有三个高度值:012。例如,它可能看起来像这样:

000000111111110000000000000000000000000000000000
001111111111111111000000000001111111111111000000
000011111111111111100000000000000011122111110000
000000000111111100000000000000000111221110000000
000000000000000000000000000001111122222111111100
000000000000000000000000111111111111111111000000
000000000000000000000111111111100000000000001111
000000000001111111111110000000000000000001111111
000000001111222222211100000000000000000000001110
000000000011112221100000000000000011111000000000
000000000000111111100000000000001111111110000000
000000001111111110000000000000000011111000000000
000000000000000000000000000000000000000000000000

我想要做的是在这个高度图中找到 'vertices',并以逻辑顺序输出它们(这样我就可以画一条线到每个连续的点,最终将追踪轮廓的形状)。例如,对于右上角 1 中的第一个 'group':

000000111111110000000           .1------2       
001111111111111111000        8-'         `--3   
000011111111111111100  -->    `7---.        .4  
000000000111111100000               6-----5'    
000000000000000000000                           

第二张图中的数字是我需要找到的坐标(以正确的顺序),点和破折号是我从每个点追踪以获得形状轮廓的线。

有什么算法可以用来找到这些顶点吗?如果没有,找到它们的最有效方法是什么?

我现在做的是用递归的方式找到每一个'islands'或者'groups'的数字,然后把这个形状所有外面的点作为顶点。但是,我的方法很慢,而且顶点顺序不正确。

感谢您的帮助,我希望这一切都有意义。

编辑: 我从评论中意识到,使用顶点会使我失去形状的某些区域。我认为我需要找到的不是顶点,而是 all 形状边缘的点,但顺序正确。所以我的例子应该是:

000000111111110000000             12345678       
001111111111111111000         17          9,10   
000011111111111111100  -->     16,15         11  
000000000111111100000               14,13,12     
000000000000000000000                            

抱歉造成混淆。

您可以尝试 alpha 形状。 Alpha 形状定义为边缘不超过 alpha 的 delaunay 三角剖分。

(编辑后的问题的答案:)某种形式的图遍历应该可以做到这一点,我只会给出一个非常高级的描述。从高度图的最高层开始,对于任何岛屿,从某个内部点开始。向北走,直到到达岛的边缘或地图的边缘。以顺时针(或逆时针,无论您需要哪个)的方式,只探索那些属于岛边缘的单元格。

对于较低级别,从与较高级别岛屿相邻的单元格开始,并执行相同的操作。


(在澄清编辑之前回答问题:) 在我看来你想要 convex hull of every "island". Find contiguous groups (your "islands") with graph traversal (I like BFS best, but tastes differ; consider two cell to belong to the same island whenever they contain the same value and are adjacent), then apply some convex hull algorithm.