Wat is een quadboom?

Een quad tree, soms quadtree, Q-tree of QT, is een informatica-term die verwijst naar een methode voor het organiseren van gegevens in vier kwadranten. Databases gebruiken soms quad-bomen om hun records op te slaan en te vinden. Dit type organisatiestructuur werkt vooral goed om een ​​bepaald bit of pixel in een tweedimensionaal beeld te vinden.

De quad-boom volgt enigszins de boomdatastructuur die veel wordt gebruikt in de informatica. De normale structuur van de boomgegevens ziet eruit als een omgekeerde boom, waarbij een bovenliggend knooppunt aan de bovenkant van de boom een ​​of meer onderliggende knooppunten heeft. Elk ander knooppunt in de boom heeft één bovenliggend knooppunt en kan een willekeurig aantal onderliggende knooppunten hebben, inclusief nul.

In tegenstelling tot een normale boomstructuur, vereist een quad-boomstructuur dat elk intern knooppunt precies vier onderliggende knooppunten heeft. Wanneer u de meeste quad-boomstructuren illustreert, ziet u een knooppunt waaraan vier kinderknooppunten hangen, met lijnen die het bovenliggende knooppunt verbinden met de kinderknooppunten. De illustratie kan worden voortgezet, met nog vier kinderknopen aan elk van de oorspronkelijke vier kinderknopen.

Andere keren zal de illustratie van een quadboom een ​​regio of vierkant zijn. Wanneer de regio zijn maximale capaciteit voor het opslaan van gegevens bereikt, is deze verdeeld in vier kwadranten. Normaal zijn de gebieden en de kwadranten vierkanten, hoewel ze ook rechthoeken of andere vormen kunnen zijn.

Een quad tree is een goede gegevensstructuur voor het ordenen van pixels in een foto en voor het organiseren van computerafbeeldingen. Het beeld kan in kwadranten worden verdeeld en elk kwadrant kan in vier meer worden verdeeld. Dit kan steeds opnieuw worden herhaald totdat u het niveau van afzonderlijke pixels bereikt. Als een kwadrant pixels bevat die allemaal dezelfde kleur hebben, is er echter geen reden om het kwadrant verder te verdelen.

Hoewel gegevens die zijn opgeslagen in een quad-boomstructuur veel opslagruimte kunnen vereisen in vergelijking met andere methoden voor het organiseren van gegevens voor computergraphics, heeft de quad-boomstructuur verschillende voordelen. Ten eerste kunt u de hele foto of afbeelding in één stap verwijderen door het hoofdknooppunt te wissen, waardoor ook alle onderliggende knooppunten worden gewist. Ten tweede kunt u snel de resolutie in een foto verlagen door eenvoudig het laatste niveau van kinderknooppunten te wissen. Dit vermindert daardoor de hoeveelheid opslagruimte die het nodig heeft. Ten slotte is het vinden van een bepaald gedeelte van de foto voor beeldmanipulatie eenvoudiger met de viervoudige boomstructuur.

Vier bomen worden ook in een paar andere situaties gebruikt, waaronder ruimtelijke indexering. Hoewel vierbomen beperkt zijn tot tweedimensionale afbeeldingen, kan een driedimensionaal beeld een vergelijkbare structuur volgen, een octree genaamd, die de onderverdeling is van een kubus in acht kinderen.