Генератор диаграмм Вороного
Генерируйте диаграммы Вороного из набора опорных точек онлайн. Кликайте по холсту, чтобы добавлять или перетаскивать точки, переключайтесь между евклидовой, манхэттенской, чебышёвской и минковской метриками расстояния, выбирайте готовые цветовые палитры, наблюдайте за анимацией ячеек и экспортируйте результат в формате SVG или PNG. Включает релаксацию Ллойда, а также пресеты опорных точек в виде золотой спирали и гексагональной сетки для создания четких и ровных ячеек.
Евклидово — расстояние по прямой (классическое) Случайное рассеянное · 18 начальных точек · Аврора (бирюзовый · фиолетовый · розовый)
Ваш блокировщик рекламы мешает показывать объявления
MiniWebtool бесплатен благодаря рекламе. Если этот инструмент помог, поддержите нас через Premium (без рекламы + быстрее) или добавьте MiniWebtool.com в исключения и обновите страницу.
- Или перейдите на Premium (без рекламы)
- Разрешите показ рекламы на MiniWebtool.com, затем перезагрузите страницу.
О Генератор диаграмм Вороного
Генератор диаграмм Вороного разбивает 2D-плоскость на области на основе близости к заданному множеству начальных точек. Каждая точка на плоскости принадлежит ячейке той начальной точки, которая является к ней ближайшей, поэтому диаграмма выглядит как мозаика из ячеек вокруг входных точек. Этот инструмент генерирует диаграммы Вороного интерактивно прямо в вашем браузере — добавляйте новые точки кликом мыши, перетаскивайте любую точку для перерисовки ячеек в реальном времени, переключайтесь между четырьмя метриками расстояния и применяйте релаксацию Ллойда для выравнивания размеров ячеек. Экспортируйте результат в четкий формат SVG или готовый для публикации PNG.
Как это работает: для каждого места на холсте алгоритм находит ближайшую начальную точку и окрашивает это место в цвет данной точки. Граница между любыми двумя ячейками представляет собой срединный перпендикуляр к отрезку между этими двумя точками — то есть множество точек, точно равноудаленных от обеих. Три срединных перпендикуляра пересекаются в каждом углу ячейки, который также является центром окружности, проходящей через три начальные точки (свойство пустой окружности).
Четыре метрики расстояния — визуализация
Форма каждой ячейки Вороного определяется тем, какую метрику расстояния вы используете. Каждая метрика определяет, как выглядит «окружность» — и форма этой окружности в точности соответствует форме, которая сталкивается со своими соседями, образуя границы ячеек.
окружность = круг
окружность = ромб
окружность = квадрат
окружность = суперэллипс
Именно поэтому ячейки в метрике Манхэттена имеют только горизонтальные, вертикальные и расположенные под углом 45° края, в то время как ячейки Чебышёва имеют только горизонтальные и вертикальные края — граница между двумя ячейками всегда касается форм этих двух «окружностей». Евклидова метрика дает классическую диаграмму Вороного с криволинейными краями, которую все ассоциируют с этим названием. Метрика Минковского p=3 — это математически элегантный промежуточный случай, используемый в вычислительном дизайне, когда углы L1 кажутся слишком резкими, а окружности L2 — слишком круглыми.
Что делает этот генератор особенным
Где применяются диаграммы Вороного
- Карты покрытия вышек сотовой связи — телефон подключается к той вышке, к которой он ближе всего, что как раз соответствует ячейке Вороного для этой вышки.
- Карта холеры Джона Сноу 1854 года — Сноу нарисовал ячейку Вороного вокруг каждого водяного насоса в Сохо и подсчитал количество смертей от холеры внутри каждой ячейки, что позволило изолировать зараженный насос на Брод-стрит.
- Процедурное текстурирование — шум Ворлея (клеточный шум) используется во всем: от шейдеров кожи до генерации ландшафтов в таких играх, как Minecraft и No Man's Sky.
- Генерация сеток — решатели метода конечных элементов предпочитают треугольники, близкие к равносторонним, а триангуляция Делоне (дуальная к диаграмме Вороного) максимизирует минимальный угол среди всех треугольников.
- Планирование траекторий роботов — ребра диаграммы Вороного вокруг точек-препятствий являются наиболее безопасными путями, по которым может пройти робот, поскольку они максимизируют расстояние от каждого препятствия.
- Пуантилизм и полутонирование — диаграммы Вороного с релаксацией Ллойда создают визуально приятные распределения точек, используемые в художественном пуантилизме и растрировании при печати.
- Астрономия — сверхскопления галактик и космическая паутина имеют структуру, подобную Вороного, благодаря гравитационному сгущению; тесселяция Вороного является стандартным инструментом для оценки плотности галактик.
- Кристаллография — ячейки Вигнера — Зейтца (ячейки Вороного вокруг атомов в кристаллической решетке) определяют примитивный объем каждой элементарной ячейки в физике твердого тела.
Математические подробности
Определение ячейки — для конечного множества начальных точек \(\{p_1, p_2, \dots, p_n\}\) и любой метрики \(d(\cdot,\cdot)\) ячейка Вороного для \(p_i\) имеет вид
\[ V_i = \{ x \in \mathbb{R}^2 \mid d(x, p_i) \le d(x, p_j),\ \forall j \neq i \} \]
таким образом, каждая ячейка представляет собой пересечение полупространств (для евклидовой метрики) или полуплоскостей (для L1/L∞). Ячейки разбивают плоскость с точностью до граничного множества меры ноль.
Центроидальная диаграмма Вороного (неподвижная точка Ллойда) — в CVT каждая начальная точка совпадает с центроидом своей ячейки:
\[ p_i = \frac{1}{|V_i|} \int_{V_i} x\, dA \]
Алгоритм Ллойда итерируется: классификация пикселей → перемещение каждой начальной точки в центроид её ячейки → повторение. Он всегда уменьшает средний второй момент внутри ячейки, поэтому сходится. Шестиугольная решетка является глобальным минимумом для равномерной плотности на торе — именно поэтому пчелиные соты так эффективны.
Как использовать этот инструмент
- Выберите пресет или настройте форму. Кнопки пресетов в верхней части формы — это отправные точки для запуска в один клик: Классические ячейки, Соты, Городские кварталы, Шахматный король, Золотая спираль, Рябь, Релаксация Ллойда, Каркас, Пуантилизм, 3 территории.
- Выберите метрику расстояния. Евклидова для классического вида, Манхэттенская для блочных ячеек, Чебышёва для квадратов, выровненных по осям, Минковского p=3 для скругленных квадратных промежуточных ячеек.
- Нажмите «Сгенерировать». Диаграмма отобразится с анимацией роста ячеек, чтобы вы могли увидеть, как каждая точка «заявляет права» на свою территорию.
- Редактируйте на холсте. Кликните по пустому месту, чтобы добавить новую начальную точку. Перетаскивайте любую точку, чтобы переместить её — ячейки следуют за вашим движением в реальном времени. Дважды кликните по точке, чтобы удалить её.
- Улучшите результат с помощью релаксации Ллойда. Нажмите кнопку релаксации Ллойда (или нажмите R), чтобы сместить каждую точку к центроиду её ячейки. Несколько проходов дадут вам визуально однородную тесселяцию.
- Переключайте метрику без потери набора точек. Используйте кнопки метрик над холстом — те же точки, другое правило расстояния, совершенно разные ячейки.
- Экспорт. SVG для векторного использования, PNG для растрового обмена или скопируйте PNG прямо в буфер обмена.
Советы по получению великолепных диаграмм
- Для получения визуально однородных ячеек начните со Случайной или Равномерной раскладки и примените 3–4 прохода релаксации Ллойда. Вы увидите, как ячейки сходятся к шестиугольному узору с очень близкими размерами.
- Для плакатов в стиле поп-арт используйте раскладку Кластер с палитрой Радуга и включите края ячеек. Три территории создают поразительную визуальную иерархию с яркими цветовыми блоками.
- Для диаграмм в техническом стиле используйте стиль Каркас на Равномерной раскладке — четкие черные линии на белом фоне выглядят как чертеж в CAD.
- Для органических, нарисованных от руки узоров используйте стиль Пуантилизм — алгоритм воспринимает края ячеек как точечную работу и создает эффект рисунка пером и чернилами, используемый в научных иллюстрациях.
- Для математической ясности переключитесь на Манхэттенскую или Чебышёва с небольшим количеством точек (8–12 точек). Прямоугольные края позволяют легко проследить вручную, почему каждая ячейка имеет именно такую форму.
Часто задаваемые вопросы
Что такое диаграмма Вороного?
Диаграмма Вороного разбивает плоскость на ячейки на основе того, к какой из множества начальных точек ближе всего находится каждое место. Каждая ячейка состоит из всех мест, ближайших к одной конкретной точке. Границы ячеек равноудалены от двух или более начальных точек.
Как этот генератор вычисляет диаграмму?
Он использует попиксельную классификацию методом «грубой силы»: для каждого пикселя на холсте находит ближайшую начальную точку в соответствии с выбранной метрикой расстояния, а затем окрашивает этот пиксель в цвет данной точки. Затраты составляют O(W·H·N), но алгоритм полностью устойчив к вырожденным входным данным и тривиально поддерживает любую метрику расстояния.
Каковы четыре метрики расстояния?
Евклидова — это расстояние по прямой линии, обеспечивающее классический вид диаграммы Вороного. Манхэттенская — это расстояние городских кварталов, выровненное по осям. Чебышёва — это расстояние шахматного короля. Минковского p=3 — промежуточная метрика скругленного квадрата. Переключение метрик на одном и том же наборе точек приводит к кардинальному изменению формы ячеек.
Что такое релаксация Ллойда?
Алгоритм Ллойда многократно перемещает каждую начальную точку в центроид её текущей ячейки Вороного. После нескольких итераций ячейки становятся визуально однородными и стремятся к шестиугольным сотам — структура называется центроидальной тесселяцией Вороного.
Могу ли я редактировать точки после генерации?
Да. Кликните в любом месте холста, чтобы добавить новую начальную точку. Перетаскивайте любую точку для её перемещения — диаграмма непрерывно перерисовывается. Дважды кликните по точке, чтобы удалить её. Кнопка «Сбросить» восстанавливает исходную раскладку точек.
В чем разница между диаграммой Вороного и триангуляцией Делоне?
Они являются дуальными графами. Триангуляция Делоне соединяет каждую пару точек, чьи ячейки Вороного имеют общее ребро. Эквивалентно, три точки образуют треугольник Делоне тогда и только тогда, когда ни одна другая точка не лежит внутри описанной окружности этого треугольника.
Могу ли я создать одну и ту же диаграмму дважды?
Да. Введите любую строку в поле «Случайное число (seed)» — одна и та же строка всегда воспроизводит один и тот же начальный набор точек. Объедините это с другими полями формы, чтобы поделиться постоянной ссылкой на точную диаграмму.
Что можно сделать с экспортированным SVG или PNG?
Их можно бесплатно использовать в личных и коммерческих целях — на диаграммах, созданных этим инструментом, нет водяных знаков или ограничений лицензии. Используйте их для слайдов, иллюстраций в блогах, лекционных заметок, принтов на футболках, промптов для генеративного искусства или в качестве базовых карт для дальнейшей работы в Illustrator или Inkscape.
Ссылайтесь на этот контент, страницу или инструмент так:
"Генератор диаграмм Вороного" на сайте https://ru.miniWebtool.com// от MiniWebtool, https://MiniWebtool.com/
от команды MiniWebtool. Обновлено: 2026-05-20