Augmentar lletres   Inici   Informació   Contactar   Mapa
Castellano   English

Geometria Computacional (GEOC)

Crèdits Dept. Tipus Requisits
7.5 (6.0 ECTS) MAII
  • Optativa per a l'EI
  • Optativa per a l'ETIG
AL - Pre-requisit per la EI , ETIG
CAL - Pre-requisit per la EI , ETIG

Professors

Responsable:  Vera Sacristan Adinolfi (vera.sacristan@upc.edu)
Altres:(-)

Objectius Generals

Presentar els algorismes geomètrics més freqüents que es troben darrera de moltes aplicacions informàtiques en àmbits tals com la informàtica gràfica, la visualització, la reconstrucció de formes, la visió per ordinador, els sistemes d'informació geogràfica, la robòtica, etc.

Donar les eines adequades per al tractament de dades geomètriques massives (algorismes i estructures de dades) i explotar les propietats geomètriques dels problemes plantejats, per trobar-ne solucions òptimes.

Objectius Específics

Coneixements

  1. Conèixer els diversos tipus de problemes que estudia la Geometria Computacional, així com les seves aplicacions.
  2. Conèixer les capacitats de la combinació de les eines geomètriques amb les estructures de dades i els paradigmes algorísmics més adequats.
  3. Veure en acció diversos paradigmes algorísmics i diverses estructures de dades útils en problemes geomètrics.
  4. Aplicar resultats geomètrics a problemes reals.

Habilitats

  1. Saber resoldre problemes bàsics que es plantegen a la geometria computacional.
  2. Saber implementar les solucions plantejades a classe o les que es troben a la bibliografia bàsica de l'assignatura.
  3. Saber reconèixer els problemes geomètrics subjacents a les aplicacions, i proposar eines algorísmiques adequades per resoldre'ls.

Competències

  1. Capacitat per crear i utilitzar models geomètrics reals, 2D i 3D.
  2. Capacitat per analitzar problemes: distingir les característiques geomètriques del problema, descriure correctament les dades (input) i definir amb precisió la informació geomètrica que es vol obtenir (output).
  3. Capacitat d'enfrontar-se a problemes nous recorrent conscientment a estratègies que han estat útils en problemes resolts anteriorment.

Continguts

Hores estimades de:

T P L Alt L Ext. Est A Ext.
Teoria Problemes Laboratori Altres activitats Laboratori extern Estudi Altres hores fora d'horari fixat

1. Introducció a la Geometria Computacional
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
2,0 0 0 0 0 1,0 0 3,0
Els problemes que estudia la Geometria Computacional. Aplicacions. Terminologia. Eines bàsiques.

2. Una eina bàsica
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
2,0 1,0 3,0 0 3,0 1,0 0 10,0
Àrea orientada. Esquerra/dreta. Intersecció de dues rectes. Intersecció de dos segments. Gir orientat.

3. Problemes geomètrics bàsics sobre polígons
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
2,0 2,0 4,0 0 4,0 2,0 0 14,0
Intersecció recta/polígon, localització d'un punt en un polígon, rectes de suport a un polígon des d'un punt, etc.

4. Envolupant convexa
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
4,0 2,0 0 0 0 3,0 0 9,0
Algorismes de construcció de l'envolupant convexa d'un núvol de punts 2D. Envolupant 3D.

5. Dualitat. Intersecció de semiplans. Programació Lineal.
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
4,0 2,0 0 0 0 4,0 0 10,0
Dualitat geomètrica. La dualitat associada a la paràbola unitat. Intersecció de semiplans i envolupant convexa. Algorisme lineal per als problemes de programació lineal.

6. Triangulació de polígons
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
4,0 2,0 0 0 0 3,0 0 9,0
Triangulació de polígons monòtons, descomposició d'un polígon en polígons monòtons.

7. Proximitat
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
7,0 2,0 2,0 0 3,0 6,0 0 20,0
Diagrama de Voronoi

8. Triangulacions de núvols de punts
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
5,0 2,0 5,0 0 10,0 4,0 0 26,0
Triangulació de Delaunay.

9. Arranjaments
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
4,0 1,0 0 0 0 3,0 0 8,0
Arranjaments de rectes. Arranjaments de segments.

10. Localització
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
2,0 0 0 0 0 1,0 0 3,0
Localització de punts en descomposicions del pla.

11. Exposició de problemes estudiats pels estudiants
T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
6,0 0 0 0 10,0 12,0 0 28,0
Extensions del temari de l'assignatura.


Total per tipus T      P      L      Alt    L Ext. Est    A Ext. Total 
42,0 14,0 14,0 0 30,0 40,0 0 140,0
Hores addicionals dedicades a l'avaluació 7,0
Total hores de treball per l'estudiant 147,0

Metodologia docent

A les classes de teoria s'exposaran els continguts de l'assignatura, orientats a la resolució d'exemples i aplicacions.

Les classes de problemes consistiran en la resolució de problemes per part dels estudiants. Aquests problemes s'hauran enunciat i assignat amb prou antel·lació per tal que els estudiants encarregats de la seva resolució els hagin pogut pensar i puguin plantejar a la classe o bé les seves propostes de solució o bé els entrebancs amb què s'hagin trobat en intentar resoldre'ls. Els problemes seran de caire algorísmic (no teòric).

L'objectiu de les classes de laboratori és implementar les solucions discutides a les classes de teoria i problemes, ja que la solució efectiva de problemes és objectiu de l'assignatura. Els problemes a resoldre a classe de laboratori començaran sent de complexitat elemental, per acabar amb la resolució d'un problema, preferiblement aplicat i real, a triar per cada estudiant.

Mètode d'avaluació

OPCIÓ CURS:

Es tindrà en compte el treball dut a terme per cada estudiant all llarg del curs. Les quatre notes a considerar seran:

Problemes presentats a classe (P)
Exposició final del tema triat (T)
Exercicis comuns de laboratori (L1)
Exercici lliure de laboratori (L2)

La nota final de l'assignatura es calcularà d'acord amb les ponderacions següents:

Nota Final = 0.2*P + 0.3*T + 0.3*L1 + 0.2*L2

**************************************************************************

OPCIÓ FINAL:

A petició de la persona interessada, els estudiants que ho desitgin podran presentar-se a un examen final que consistirà en la resolució de problemes on s'utilitzin els coneixements i les habilitats adquirits a les classes de teoria i de problemes. En aquest cas, la nota final es calcularà a partir de la nota de l'exercici lliure de laboratori (L2) i la de l'examen (E), de la manera següent:

Nota Final = 0.7*E + 0.3*L2

Bibliografía bàsica

  • O'Rourke, Joseph Computational Geometry in C (2nd ed.), Cambridge University Press, 1998.
  • Berg, Mark de; Kreveld, Mark van; Overmars, Mark; Schwarzkopf, Otfried Computational Geometry: Algorithms and Applications (2nd ed.), Springer Verlag, 2000.
  • Preparata, Franco P.; Shamos, Michael I. Computational Geometry: An Introduction (revised ed.), Springer Verlag, 1993.
  • Laszlo, Michael Jay Computational Geometry and Computer Graphics in Cplusplus , Prentice-Hall, 1996.
  • Buss, Samuel R. 3D Computer Graphics: a mathematical introduction with OpenGL, Cambridge University Press, 2003.

Bibliografía complementària

  • Sack J.-R., Urrutia J. (editors) Handbook of computational geometry, Elsevier, 2000.
  • Goodman J. E., O'Rourke J. (editors) Handbook of Discrete and Computational Geometry, CRC Press, 1997.
  • Shreiner D. et al OpenGL programming guide. The official guide to learning OpenGL, Addison Wesley, 2006.

Enllaços web

  1. Obrir nova finestra http://geometryalgorithms.com/overview.htm
    Article breu i clar que explica què és la Geometria Computacional i per a què serveix.


  2. Obrir nova finestra http://www-ma2.upc.es/~geoc
    Pàgina de l'assignatura.


Capacitats prèvies

Imprescindibles:

- Programació amb C++
- Capacitat per aprendre a manegar-se amb OpenGL.


Útils:

- Coneixements bàsics d'estructures de dades
- Coneixements bàsics de tècniques algorísmiques
- Coneixements bàsics d'OpenGL



 
logo FIB © Facultat d'Informàtica de Barcelona - webmaster@fib.upc.edu - RSS RSS