Varianti della galleria d'arte con visibilità a coppie?


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Il tradizionale problema della galleria d'arte crea una regione e guardie con una certa nozione di visibilità e chiede il numero minimo di guardie che devono essere posizionate per vedere l'intera regione.

Qualcuno ha mai guardato le varianti della galleria d'arte in cui l'area di visibilità è invece definita da una coppia di guardie. Ad esempio, una formulazione potrebbe essere che un punto è coperto se c'è una coppia di protezioni il cui disco di delimitazione minimo lo copre?


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Quis custodiet ipsos custodes?
— Artem Kaznatcheev

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Bene, per rispondere alla domanda di @Artem, c'è una nozione di guardie collegate , che ha due varianti. Lascia che il grafico di visibilità sia definito con un vertice per ciascuna protezione e un bordo tra due vertici se le protezioni possono vedersi. Se il grafico di visibilità è collegato, tutte le protezioni sono protette (a volte chiamate "set di protezioni sorvegliate"). Una condizione più forte è che il grafico di visibilità abbia un singolo componente collegato. Quindi hai un set di protezioni collegate. E sì, c'è una buona dose di lavoro qui. Ho anche scritto un blog su un articolo.
— Aaron Sterling,

Spiacenti, quanto sopra dovrebbe leggere "se il grafico di visibilità non ha vertici isolati, tutte le guardie sono sorvegliate ..."
— Aaron Sterling,

"chi custodisce le guardie"? il mio latino è solo maiale :)
— Suresh Venkat,

Si noti che nella mia formulazione, non ho bisogno di collegare il grafico di visibilità indotto. Anche se questo potrebbe non essere un problema con i rettangoli paralleli agli assi, in realtà potrebbe essere un problema con le regioni che non sono così belle (come le regioni ellittiche). Ma il puntatore delle guardie connesse è buono: penso che probabilmente alcune varianti del mio problema possano essere affrontate in questo modo.
— Suresh Venkat,

Risposte:


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Non sono a conoscenza di tali lavori. Tuttavia, mi aspetto che un tale problema sia NP-completo e, per i poligoni con buchi, sarebbe difficile approssimare quanto Set Set. Il problema relativamente semplice di protezione dei vertici / vertici, in cui le protezioni possono trovarsi solo sui vertici e solo i vertici devono essere protetti, è così difficile ( Eidenbenz, Stamm e Widmayer (2001) ).

Per i poligoni semplici, mi aspetto che un tale problema sarebbe:

  • NP-completo
  • APX-hard
  • Approssimabile entro un fattore di , dove opt è il numero ottimale di protezioni.O(log⁡(opt))

Il problema di protezione dei vertici / vertici è difficile per APX per poligoni semplici ( Eidenbenz (1998) ).

I migliori algoritmi per il problema della galleria d'arte per poligoni semplici si basano sulla costruzione di piccole reti . Nei poligoni semplici, gli spazi della gamma indotti dai poligoni di visibilità hanno una dimensione VC costante. Anche i cerchi. Pertanto uno spazio di distanza indotto da poligoni di visibilità in un semplice poligono, cerchi e loro intersezioni e loro unioni, avrà anche una dimensione VC costante ed è possibile ottenere un algoritmo di approssimazione O ( log ( o p t ) ) .εO(log⁡(opt))

Ho pensato a questo problema un po 'per la mia tesi, ma sono giunto all'opinione che non esistessero varianti particolarmente interessanti che non sembravano ridurre abbastanza da vicino a un problema noto che riguardava la protezione individuale.


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Piuttosto tardi a questa domanda (scusate!). C'è almeno un po 'di lavoro.

(1) Questo sembra essere un documento di ricerca per studenti non laureati (Swarthmore): "Ottima copertura doppia nella galleria d'arte", Scott Dalane, Andrew Frampton, 2008, collegamento PDF . Dalla loro conclusione:

⌊2n/3⌋n2

⌊2n/3⌋


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Quindi ci ho pensato. Penso che la differenza principale tra la doppia copertura e il mio problema sia che esiste questo problema di "connessione". In altre parole, nessuna delle aree di visibilità delle due guardie viene attivata a meno che non siano "visibili" tra loro. È facile costruire esempi in cui è possibile coprire due volte una regione con guardie che non si vedono. Ora anche il problema delle guardie connesse è stato esaminato, ma in un contesto diverso che di nuovo non si applica qui - in particolare lì è necessario che il grafico di visibilità delle protezioni sia collegato e non ne ho bisogno.
— Suresh Venkat,

pp

p

Non proprio. non è pura visibilità. Una coppia di protezioni definisce una "regione di visibilità" e un punto è coperto se si trova nella regione di visibilità delle protezioni. È infatti possibile per le guardie che non possono vedersi l'un l'altro OPPURE il punto nel senso tradizionale della "linea di vista" per "coprire" il punto.
— Suresh Venkat,

Grazie per il chiarimento. Questo modello sembra diverso da qualsiasi cosa io conosca.
— Joseph O'Rourke,
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