登陆注册
25333100000030

第30章 多面体

多面体是指四个或四个以上多边形所围成的立体。它有三个相关的定义,在传统意义上,它是一个三维的多胞形,而在更新的意义上它是任何维度的多胞形的有界或无界推广。将后者进一步一般化,就得到拓扑多面体。

基本信息

中文名:多面体

外文名:polyhedron

定义及特征

定义

由若干个多边形所围成的几何体,叫做多面体。围成多面体的各个多边形叫做多面体的面,两个面的公共边叫做多面体的棱,若干个面的公共顶点叫做多面体的顶点。

特征

正在加载多面体组成的物体

面与面之间仅在棱处有公共点,且没有任何两个面在同一平面上。一个多面体至少有四个面。

通常情况下,只有当多面体的所有面均为平面且单联通,并且其所包围的内部空间单联通时,才为经典多面体

正在加载多面体

注意:各面都是平面的立体图形称为多面体。像圆锥、圆台因为有的面是曲面,而不被称为“多面体”。圆锥、圆柱、圆台统称为旋转体。立体图形的各个面都是平的面,这样的立体图形称为多面体。

一个小窍门

从正六面体开始,每两个正多面体的棱数相同,顶点数与面数正好相反,但只适用于一部分正多面体。

经典多面体

在经典意义上,一个多面体(polyhedron)(英语词来自希腊语πολυεδρον,poly-,就是词根πολυ?,代表“多“,+-edron,来自εδρον,代表“基底“,“座“,或者“面“)是一个三维形体,它由有限个多边形面组成,每个面都是某个平面的一部分,面相交于边,每条边是直线段,而边交于点,称为顶点。立方体,棱锥和棱柱都是多面体的例子。多面体包住三维空间的一块有界体积;有时内部的体也视为多面体的一部分。一个多面体是多边形的三维对应。多边形,多面体和更高维的对应物的一般术语是多胞体。

正多面体所谓正多面体,是指多面体的各个面都是全等的正多边形,并且各个多面角都是全等的多面角。例如,正四面体(即正棱锥体)的四个面都是全等的三角形,每个顶点有一个三面角,共有三个三面角,可以完全重合,也就是说它们是全等的。

正多面体的种数很少。多面体可以有无数,但正多面体只有正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体五种。其中面数最少的是正四面体,面数最多的是正二十面体。有些化学元素的结晶体呈正多面体的形状,如食盐的结晶体是正六面体,明矾的结晶体是正八面体。

古希腊的毕达哥拉斯学派曾对五种小多面体作过专门研究,并将研究成果拿到柏拉顿学校教授。故而,西方数学界也将这五种正多面体称为柏拉顿立体。

类型面数棱数顶点数每面边数每顶点棱数

正4面体46433

正6面体612843

正8面体812634

正12面体12302053

正20面体20301235

正多面体

正多面体,或称柏拉图立体,指各面都是全等的正多边形且每一个顶点所接的面数都是一样的凸多面体。因此对于每两个顶点来说都有一个等距的映射将其中一点映射到另一点。

命名由来

正多面体的别称柏拉图立体是因柏拉图而命名的。柏拉图的朋友特埃特图斯告诉柏拉图这些立体,柏拉图便将这些立体写在《提玛友斯》内。正多面体的作法收录《几何原本》的第13卷。在命题13描述正四面体的作法,命题14就是正八面体,命题15为立方体,命题16是正二十面体,命题17是正十二面体。

判断依据

判断正多面体的依据有三条:

(1)正多面体的面由正多边形构成

(2)正多面体的各个顶角相等

(3)正多面体的各条棱长都相等

这三个条件都必须同时满足,否则就不是正多面体,比如五角十二面体,虽然和正十二面体一样是由十二个五角形围成的,但是由于它的各个顶角并不相等因此不是正多面体。

正多边形都是轴对称图形,正偶数边形既是轴对称图形又是中心对称图形如果n是偶数,则这些轴线中有一半经过相对的顶点,另外一半经过相对边的中点。如果n是奇数,则所有的轴线都是经过一个顶点以及其相对边的中心。例如:正多边形的周长与它的外接圆的直径的比值,与直径长短无关。古代数学家正是利用这一性质,逐次倍增正多边形的边数,使正多边形的周长趋近它的外接圆的周长,从而求得了圆周率的近似值。

arcgis中的多面体

多面体要素

多面体要素是一种可存储面集合的GIS对象,能够在数据库中将3D对象的边界表示为单个行。面可存储表示要素组成部分的纹理、颜色、透明度和几何信息。面中存储的几何信息可以是三角形、三角扇、三角条带或环。

所有多面体都将z值作为用于构建面的坐标系的一部分而存储。尽管可以使用数字要素属性建立多面体的基础z值模型,但此选项可能不支持使用嵌入式z值时可用的相同分析和交互选项。

有些多面体要素被视为已闭合,这表示它们正确定义了体积。闭合的多面体可用于其他分析工具,如3D联合和3D相交。要将多面体视为已闭合,必须以正确方式构造该多面体。要素必须代表一个相异的体积。构成该体积的面必须具有与其坐标相同的逆时针方向并参与定义体积的外壳。这些面不得彼此相交,并且壳中不得存在间距或空白空间。可以使用是否为闭合地理处理工具来验证多面体是否已正确闭合。

多面体要素的示例包括带纹理的建筑物、灯柱、树、子表面地层、地下建筑物或某种类型的分析表面。

创建多面体要素类

要创建新的多面体要素类,只需在定义要素类的几何时从类型下拉菜单中选择“多面体要素”。

z值

Z值用于表示多面体要素的形状和高程。它可以表示绝对高度或相对于地面的高度。对生成的3D要素类进行显示和分析时,两种方法均完全受支持。

应该在要素类所在的要素数据集(如果存在)或在要素类自身(如果没有要素数据集)中定义要素类z值的单位和基准面。如果未定义单位,ArcGIS将假定z的单位与x,y的单位匹配。此假定可能会带来问题,尤其当x,y的单位是地理单位(纬度-经度)时。

创建多面体要素

使用地理处理工具将现有3D模型导入到ArcGIS中可创建多面体要素。3D图层到要素类地理处理工具会将通过各种模型格式(如SketchUp、OpenFlight、3ds或COLLADA)符号化的点转换为多面体要素类。导入3D文件地理处理工具也可执行相同操作,但会提供更多导入格式选项(如VRML)。此外,也可使用ArcObjects以程序的方式来构造多面体要素。

同类推荐
  • 君子不邪

    君子不邪

    断仙台,登天梯,上神道,尊圣位。君子剑所指,归邪!
  • 四界之魔界回归

    四界之魔界回归

    神机阁中那部陈旧的天书上模糊记载着那一族的结局:“一夜之间中域36星只余漫空尘埃血雾与无法压制的怨念,无人知晓到底发生了什么,至此曾经无限耀眼的那一族灰飞烟灭_“消失……
  • 茅山密录之千年活死人

    茅山密录之千年活死人

    本作品内一概地域,事件,宗教信仰纯属虚构,不针对现实生活中任何人和机构,如有雷同,纯属巧合。
  • 通天之力

    通天之力

    啊,我..我真的只是一个废材吗,我不甘心,我不甘心啊,你们,你们这些,这些嘲笑,羞辱,奴隶我的人,终有一天,我会,我会让你们全都屈服在我的脚下!等着吧!
  • 百变兵魂

    百变兵魂

    神赐世界中,有不同的修炼体系,这里资源无限,凶兽猛禽更是无限。想要在这富可敌万国,想要在这醉卧美人膝,想要在这乘风御苍穹,那就成为猎人中的王者吧!一个身世离迷的少年在异国的成长之旅。好中二的简介,好羞涩(*/ω╲*)
热门推荐
  • tfboys不要忘记我爱你

    tfboys不要忘记我爱你

    男主遇到了女主,但是遇到了许许多多的误会,这一切都是女配做的,他们的结局最后是怎样的呢?
  • 绝代武僧

    绝代武僧

    少林俗家弟子官玉松的一次尘世历练,却被阴差阳错卷入一个巨大的阴谋中……
  • 废柴逆袭衿翩若舞

    废柴逆袭衿翩若舞

    她是21世纪毒医,一根银针救人于水火,一根银针让人死了无骨,一朝穿越,成了相国府七小姐薛灵芸,不能凝聚灵气,被认为是彻彻底底废材一枚,灵兽丹药,区区一毛,狗屁太子,他还瞧不起,哼
  • 枪口

    枪口

    外商颂猜突然被人使警用枪支杀死在街头,联系几年前检察院干警丢枪,情杀、财杀、仇杀,一时难以确定杀人动机。刑警走访发现怪事,颂猜生前用探测器在白狼山寻找什么。六十年前日本宪兵井上勇夫,将未来得及运走的金子埋藏一座寺庙下,六十年后因此发生一桩怪异的血案。故事曲折迷离的惊险、藏埋金子的神秘、人性的贪婪、正义与邪恶的殊死较量,拼起一幅诡异的图景。
  • 傲娇小野受:攻主你别跑

    傲娇小野受:攻主你别跑

    他们问我为什么爱你,我想大约是那天阳光太好,风不喧嚣,树上的蝉也没有太吵,你在逆光里微笑,世间所有的温暖美好都在你眼底缠绕,岁月那样静好。
  • 霸刀传

    霸刀传

    神州大地,浩瀚无垠,宗门林立,强者风云。一个寒门少年,拜入龙虎山,成就一代武道霸主的传说!
  • 辣手狂医

    辣手狂医

    病秧子陆铮精血浇灌体内天珠,破一层,得医皇经治百病;借助九阴绝脉之力,破二层,获化神诀定生死;天珠十二层,助其逆改天命,识阴谋,斗权势,横扫热血都市,成就遮天狂医。
  • 浮生梦华第一梦血色轮回

    浮生梦华第一梦血色轮回

    她是圣域第一金牌杀手,遭到同伴的背叛,意外陨落。再次睁开眼睛,她成为了墨王府唯一的“小世子”。神秘的圣域首领司徒玦再次表露行踪,随之引出的是一个惊天阴谋。当一切水落石出之时,七颗异星缺一不可,最后的那人又是谁?
  • 异能伏世录

    异能伏世录

    上元世纪的地球,科技繁华并且迅速发展的时代,开始着人类基因工程,心怀不轨的科学家们试图改造人类的基因从而获得超人般的能力,以及长久的生命。经过长期间的进化,人类的体质与寿命得到显著提升人口平均寿命到达150岁以上。但是意外的是在基因改变的过程中孕育出了不同的人种,他们拥有各种超能力,比起新人类还要强出太多,不仅体质更加强大,还拥有着各种奇妙的能力。他们是凌驾于新人类之上,拥有着超级基因的新人种。
  • 陌上花开,何时归矣

    陌上花开,何时归矣

    人生若只如初见,那你现在在何处?我们会在什么时间,什么地点遇上那个你。赵梓墨对林萧萧说,陌上花开,妻何时归矣。