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Computational Geometry – Skript

Ausführliche Zusammenfassung der Vorlesung Computational Geometry (Prof. Dr. G. Umlauf, HTWG Konstanz, WS 2026/27), Kapitel für Kapitel entlang der Folien, aktuell bis Kapitel 5 (Voronoi & Delaunay), also alles für die Praktikumsaufgaben 1–4.

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  • Suche: / oder Strg+K, Tippfehler sind egal.
  • Spickzettel: alle Algorithmen, Laufzeiten, Formeln und ein Glossar DE/EN auf einer Seite.
  • Mündliche Prüfung: Fragen mit Antworten zum Aufklappen und Tipps für die 40 Minuten.
KapitelFolienWorum es geht
Kapitel 0 – Einführung📄 00-intro.pdfOrganisation, Prüfung, Inhalte, Literatur
Kapitel 1 – Einführung & Grundlagen📄 01-basics.pdfTypische Probleme, Punkte vs. Vektoren, primitive Operationen, Real RAM, Laufzeit, O-Kalkül, Master-Theorem
Kapitel 2 – Konvexe Hülle in 2D📄 02-hull.pdfKonvexität, naiver Algorithmus, untere Schranke, Graham's Scan, Jarvis' March, Chan's Algorithmus
Kapitel 3 – Schnitt von Liniensegmenten📄 03-intersection.pdfSweep-Line-Prinzip, iso-orientierte Segmente, Bentley–Ottmann, AVL-Bäume & Heaps
Kapitel 4 – Bereichsanfragen📄 04-rangesearch.pdfkd-Bäume, 1d-Bereichssuche, Range-Trees
Kapitel 5 – Voronoi & Delaunay📄 05-voronoi.pdfVoronoi-Diagramme, Fortunes Algorithmus, Delaunay-Triangulierung, randomisierter Algorithmus
So liest man das Skript

Jede Unterseite folgt einem Abschnitt der Folien (Nummerierung wie dort). Was auf den Folien nur als Stichpunkt oder „siehe Tafel“ steht, wird hier ausformuliert und mit Beispielen durchgerechnet. Ergänzungen, die nicht auf den Folien stehen, sind als solche markiert.

Praktikumsaufgaben​

#ThemaNachlesen
1Graham's Scan + Jarvis' March2.4, 2.5
2Iso-orientierte Segmente3.3.1
32d-Bäume4.3
4Randomisierte Delaunay-Triangulierung5.4

Wie hängt das mit Abgabe 1 zusammen?​

Aufgabe: Implementiere Graham's Algorithmus und Jarvis' Algorithmus zur Berechnung der konvexen Hülle von nn Punkten p1,…,pnp_1,\dots,p_n in der Ebene.

Was man dafür braucht:

  1. Den Orientierungstest (links / rechts / kollinear) → 1.2.2 Primitive Operationen
  2. Was die konvexe Hülle ist und in welcher Form sie ausgegeben wird → 2.1 Definitionen
  3. Graham's Scan → 2.4
  4. Jarvis' March → 2.5
  5. Für die Diskussion mit dem Professor: Laufzeiten, Sonderfälle, untere Schranke → 2.3