~ubuntu-branches/ubuntu/vivid/regina-normal/vivid-proposed

« back to all changes in this revision

Viewing changes to kdeui/doc/regina/triangulations.docbook

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Ben Burton
  • Date: 2011-09-10 07:17:25 UTC
  • mfrom: (1.2.4 upstream)
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20110910071725-97n90tywdq60w2cr
Tags: 4.90-1
* New upstream release!
* The user interface has been ported from KDE3 to KDE4 (closes: #556318).
  Re-enabled the GUI as a result.
* The build system has been ported from autotools to cmake.
* The new upstream release builds fine on amd64 (closes: #624882).
* Moved the users' handbook into regina-normal-doc.
* Upgraded several suggests/recommends.  Upgraded regina-normal-mpi to
  depend on mpi-default-bin, and regina-normal to depend on both graphviz
  and regina-normal-doc (which the GUI expends to be present).  Upgraded
  regina-normal to recommend gap.
* Bumped standards-version to 3.9.2.0 (no changes required).

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
<chapter id="triangulations">
 
2
 <title>Triangulations</title>
 
3
 
 
4
 <para>
 
5
  3-manifolds in &regina; are typically represented by
 
6
  <firstterm>triangulations</firstterm>.  A triangulation of a 3-manifold
 
7
  consists of a set of tetrahedra with instructions on how some or all
 
8
  of the faces of these tetrahedra should be glued together in pairs.
 
9
 </para>
 
10
 <para>
 
11
  Triangulations in &regina; are less strict than simplicial complexes:
 
12
  you may glue two faces of the same tetrahedron together,
 
13
  or you may glue faces so that different edges of the same tetrahedron become
 
14
  identified (and likewise for vertices).
 
15
  Indeed, the best triangulations for computation are often
 
16
  <emphasis>one-vertex triangulations</emphasis>, where all vertices of
 
17
  all tetrahedra become identified together.
 
18
 </para>
 
19
 <para>
 
20
  The downside of this flexibility is that, if you are not careful,
 
21
  your triangulation might not represent a 3-manifold at all.
 
22
  If this happens, &regina; will
 
23
  <link linkend="tri-basicprops">tell you about it</link> when you open
 
24
  it to view.
 
25
 </para>
 
26
 
 
27
 <sect1 id="tri-creation">
 
28
  <title>Creation</title>
 
29
 
 
30
  <sect2 id="tri-new">
 
31
   <title>New Triangulations</title>
 
32
   <para>
 
33
    The simplest way to create a triangulation is through the
 
34
    <menuchoice>
 
35
     <guimenu>Packet Tree</guimenu>
 
36
     <guimenuitem>New Triangulation</guimenuitem>
 
37
    </menuchoice>
 
38
    menu item (or the corresponding toolbar button),
 
39
    which will create a new triangulation from scratch.
 
40
   </para>
 
41
   <para>
 
42
    <inlinemediaobject>
 
43
     <imageobject>
 
44
      <imagedata fileref="menu-newtri.png"/>
 
45
     </imageobject>
 
46
    </inlinemediaobject>
 
47
   </para>
 
48
   <para>
 
49
    In addition to the usual information, you are asked what
 
50
    <emphasis>type</emphasis> of triangulation to create (see the
 
51
    drop-down box below).
 
52
    Here we walk through the various options.
 
53
   </para>
 
54
   <para>
 
55
    <inlinemediaobject>
 
56
     <imageobject>
 
57
      <imagedata fileref="newtri.png"/>
 
58
     </imageobject>
 
59
    </inlinemediaobject>
 
60
   </para>
 
61
 
 
62
   <sect3 id="tri-new-empty">
 
63
    <title>Empty</title>
 
64
 
 
65
    <para>
 
66
     This will create a new triangulation with no tetrahedra at all.
 
67
     This is best if you wish to enter a triangulation by hand:
 
68
     first create an empty triangulation, and then
 
69
     manually <link linkend="tri-editgluings">add tetrahedra
 
70
     and edit the face gluings</link>.
 
71
    </para>
 
72
    <para>
 
73
     <inlinemediaobject>
 
74
      <imageobject>
 
75
       <imagedata fileref="newtri-empty.png"/>
 
76
      </imageobject>
 
77
     </inlinemediaobject>
 
78
    </para>
 
79
   </sect3>
 
80
 
 
81
   <sect3 id="tri-new-lens">
 
82
    <title>Layered Lens Space</title>
 
83
 
 
84
    <para>
 
85
     This will create a layered lens space with the given parameters.
 
86
     This involves building two <link linkend="tri-new-layered">layered
 
87
     solid tori</link> and gluing them together along their torus boundaries.
 
88
     Layered lens spaces were introduced by Jaco and Rubinstein
 
89
     <xref linkend="bib-0-efficiency"/>,
 
90
     <xref linkend="bib-layeredlensspaces"/> and others.
 
91
    </para>
 
92
    <para>
 
93
     <inlinemediaobject>
 
94
      <imageobject>
 
95
       <imagedata fileref="newtri-lens.png"/>
 
96
      </imageobject>
 
97
     </inlinemediaobject>
 
98
    </para>
 
99
    <para>
 
100
     The parameters
 
101
     (<replaceable>p</replaceable>, <replaceable>q</replaceable>)
 
102
     must be non-negative and coprime, and must satisfy
 
103
     <replaceable>p</replaceable>&gt;<replaceable>q</replaceable>
 
104
     (although the exceptional case (0, 1) is also allowed).
 
105
     The resulting 3-manifold will be the lens space
 
106
     L(<replaceable>p</replaceable>,<replaceable>q</replaceable>).
 
107
    </para>
 
108
   </sect3>
 
109
 
 
110
   <sect3 id="tri-sfs">
 
111
    <title>&SFSLong;</title>
 
112
 
 
113
    <para>
 
114
     This will create an orientable &sfslong; over the 2-sphere with any
 
115
     number of exceptional fibres.  &regina; will choose the simplest
 
116
     construction that it can based upon the given parameters.
 
117
    </para>
 
118
    <para>
 
119
     <inlinemediaobject>
 
120
      <imageobject>
 
121
       <imagedata fileref="newtri-sfs.png"/>
 
122
      </imageobject>
 
123
     </inlinemediaobject>
 
124
    </para>
 
125
    <para>
 
126
     The parameters for the &sfslong; must be given as a sequence of pairs of
 
127
     integers (&a1;,&b1;) (&a2;,&b2;) ... (&an;,&bn;), where each pair
 
128
     (&ai;,&bi;) describes a single exceptional fibre.
 
129
     An example is (2,-1)&nbsp;(3,4)&nbsp;(5,-4), which represents the
 
130
     &poincare; homology sphere.
 
131
     The two integers in each pair must be
 
132
     relatively prime, and none of &a1;, &a2;, ..., &an; may be zero.
 
133
    </para>
 
134
    <para>
 
135
     Each pair (&ai;,&bi;)
 
136
     does not need to be normalised; that is, the parameters may be positive or
 
137
     negative, and &bi; may lie outside the range [0,&ai;).
 
138
     There is no separate twisting
 
139
     parameter; each additional twist can be incorporated into the existing
 
140
     parameters by replacing some pair
 
141
     (&ai;,&bi;) with (&ai;,&ai;+&bi;).
 
142
     Pairs of the form (1,<replaceable>k</replaceable>) and even
 
143
     (1,0) are acceptable.
 
144
    </para>
 
145
   </sect3>
 
146
 
 
147
   <sect3 id="tri-new-layered">
 
148
    <title>Layered Solid Torus</title>
 
149
 
 
150
    <para>
 
151
     This will create a layered solid torus with the given parameters.
 
152
     This is a solid torus built from a two-triangle &mobius; band by
 
153
     repeatedly adding new layers of tetrahedra onto the boundary.
 
154
     Layered solid tori were introduced by Jaco and Rubinstein
 
155
     <xref linkend="bib-0-efficiency"/>,
 
156
     <xref linkend="bib-layeredlensspaces"/> and others.
 
157
    </para>
 
158
    <para>
 
159
     <inlinemediaobject>
 
160
      <imageobject>
 
161
       <imagedata fileref="newtri-lst.png"/>
 
162
      </imageobject>
 
163
     </inlinemediaobject>
 
164
    </para>
 
165
    <para>
 
166
     The three parameters
 
167
     (<replaceable>a</replaceable>, <replaceable>b</replaceable>,
 
168
     <replaceable>c</replaceable>) must be non-negative and coprime,
 
169
     and one must be the sum of the other two.  These parameters
 
170
     describe how many times the meridional disc of the solid torus
 
171
     intersects the three edges on the boundary of the triangulation.
 
172
    </para>
 
173
   </sect3>
 
174
 
 
175
   <sect3 id="tri-new-loop">
 
176
    <title>Layered Loop</title>
 
177
 
 
178
    <para>
 
179
     This will create a layered loop of the given length.
 
180
     This involves layering <replaceable>n</replaceable> tetrahedra
 
181
     one upon another
 
182
     (where <replaceable>n</replaceable> is the given length),
 
183
     and then gluing the final tetrahedron back around to the first.
 
184
     If the <guilabel>Twisted</guilabel> box is checked, 
 
185
     this final gluing will be done with a
 
186
     a 180-degree rotation.
 
187
     Full details of the construction can be found in
 
188
     <xref linkend="bib-burton-phd"/>.
 
189
    </para>
 
190
    <para>
 
191
     <inlinemediaobject>
 
192
      <imageobject>
 
193
       <imagedata fileref="newtri-loop.png"/>
 
194
      </imageobject>
 
195
     </inlinemediaobject>
 
196
    </para>
 
197
    <para>
 
198
     A twisted layered loop of length
 
199
     <replaceable>n</replaceable> forms a one-vertex triangulation of
 
200
     the orbit manifold
 
201
     &sss;/Q<subscript>4<replaceable>n</replaceable></subscript>.
 
202
     An untwisted layered loop of length <replaceable>n</replaceable>
 
203
     forms a two-vertex triangulation of the lens space
 
204
     L(<replaceable>n</replaceable>,1).
 
205
    </para>
 
206
   </sect3>
 
207
 
 
208
   <sect3 id="tri-new-aug">
 
209
    <title>Augmented Triangular Solid Torus</title>
 
210
 
 
211
    <para>
 
212
     This will create an augmented &trist; with the given parameters.
 
213
     An augmented &trist; is created by building
 
214
     a three-tetrahedron solid torus and then attaching three
 
215
     <link linkend="tri-new-layered">layered solid tori</link> to its
 
216
     boundary.  Details of the construction can be found in
 
217
     <xref linkend="bib-burton-phd"/>.
 
218
    </para>
 
219
    <para>
 
220
     <inlinemediaobject>
 
221
      <imageobject>
 
222
       <imagedata fileref="newtri-ast.png"/>
 
223
      </imageobject>
 
224
     </inlinemediaobject>
 
225
    </para>
 
226
    <para>
 
227
     You must provide six parameters, grouped into three
 
228
     pairs of integers (&a1;,&b1;) (&a2;,&b2;) (&a3;,&b3;).  Each pair
 
229
     of integers describes one of the layered solid tori that is attached.
 
230
     The two integers in each pair must be
 
231
     relatively prime, and both positive and negative integers are allowed.
 
232
    </para>
 
233
    <para>
 
234
     If none of &a1;, &a2; or &a3; is zero, the resulting 3-manifold
 
235
     will be a &sfslong; over the sphere with at most
 
236
     three exceptional fibres.  Conversely, any &sfslong; of this type
 
237
     can be represented as an augmented &trist;.
 
238
    </para>
 
239
   </sect3>
 
240
 
 
241
   <sect3 id="tri-new-isosig">
 
242
    <title>Isomorphism Signature</title>
 
243
 
 
244
    <para>
 
245
     This will reconstruct a triangulation from an isomorphism signature.
 
246
     An <firstterm>isomorphism signature</firstterm> is a compact sequence
 
247
     of letters, digits and/or punctuation that identifies a
 
248
     triangulation uniquely up to combinatorial isomorphism (i.e.,
 
249
     relabelling tetrahedra and their vertices).  An example is
 
250
     <literal>cPcbbbiht</literal> (which describes the figure eight knot
 
251
     complement).
 
252
    </para>
 
253
    <para>
 
254
     <inlinemediaobject>
 
255
      <imageobject>
 
256
       <imagedata fileref="newtri-isosig.png"/>
 
257
      </imageobject>
 
258
     </inlinemediaobject>
 
259
    </para>
 
260
    <para>
 
261
     Stated precisely: every triangulation has a unique isomorphism signature,
 
262
     and two triangulations have the same signature if and only if they
 
263
     are isomorphic.
 
264
     Isomorphism signatures are introduced in the paper
 
265
     <xref linkend="bib-burton-simps3"/>.
 
266
    </para>
 
267
    <para>
 
268
     The isomorphism signature for an existing triangulation can be viewed
 
269
     through the <link linkend="tri-composition-isosig">triangulation
 
270
     composition</link> tab.
 
271
    </para>
 
272
    <caution><para>
 
273
     Isomorphism signatures are <emphasis>case sensitive</emphasis>!
 
274
     Be sure that you are entering upper-case and lower-case correctly
 
275
     (or better, copy and paste the signature using the clipboard if you
 
276
     can).
 
277
    </para></caution>
 
278
   </sect3>
 
279
 
 
280
   <sect3 id="tri-new-dehydration">
 
281
    <title>Dehydration</title>
 
282
 
 
283
    <para>
 
284
     This will rehydrate a triangulation from the given dehydration string.
 
285
     A <firstterm>dehydration string</firstterm> is a sequence of letters
 
286
     that contains enough information to reconstruct a triangulation
 
287
     (though tetrahedra and their vertices might be relabelled).
 
288
     An example is <literal>dadbcccaqhx</literal>
 
289
     (which describes the &snappea; census triangulation
 
290
     <literal>m025</literal>).
 
291
     Dehydration strings appear in
 
292
     census papers such as the hyperbolic cusped census of
 
293
     Callahan, Hildebrand and Weeks <xref linkend="bib-cuspedcensus"/>,
 
294
     in which the dehydration format is explicitly described.
 
295
    </para>
 
296
    <para>
 
297
     <inlinemediaobject>
 
298
      <imageobject>
 
299
       <imagedata fileref="newtri-dehydration.png"/>
 
300
      </imageobject>
 
301
     </inlinemediaobject>
 
302
    </para>
 
303
    <para>
 
304
     Only some triangulations have dehydration strings.
 
305
     The dehydration string (if it exists) for an existing triangulation
 
306
     can be viewed
 
307
     through the <link linkend="tri-composition-dehydration">triangulation
 
308
     composition</link> tab.
 
309
    </para>
 
310
   </sect3>
 
311
 
 
312
   <sect3 id="tri-new-splitting">
 
313
    <title>Splitting Surface</title>
 
314
 
 
315
    <para>
 
316
     This will reconstruct a triangulation from a splitting surface signature.
 
317
     A <firstterm>splitting surface</firstterm> is a compact normal
 
318
     surface consisting of precisely one quadrilateral per tetrahedron
 
319
     and no other normal discs.
 
320
     A <firstterm>splitting surface signature</firstterm> is a string of
 
321
     letters arranged into cycles that describe how these quadrilaterals
 
322
     are joined together.  From this signature, both the normal surface and
 
323
     the enclosing triangulation can be reconstructed.
 
324
    </para>
 
325
    <para>
 
326
     <inlinemediaobject>
 
327
      <imageobject>
 
328
       <imagedata fileref="newtri-splitting.png"/>
 
329
      </imageobject>
 
330
     </inlinemediaobject>
 
331
    </para>
 
332
    <para>
 
333
     When entering a splitting surface signature, you may use
 
334
     any block of punctuation to separate cycles of letters.  All
 
335
     whitespace will be ignored.  Examples of valid signatures
 
336
     are <literal>(ab)(bC)(Ca)</literal> and <literal>AAb-bc-C</literal>.
 
337
    </para>
 
338
    <para>
 
339
     The precise format of splitting surface signatures is described
 
340
     in <xref linkend="bib-burton-phd"/>.
 
341
    </para>
 
342
   </sect3>
 
343
 
 
344
   <sect3 id="tri-new-example">
 
345
    <title>Example Triangulation</title>
 
346
 
 
347
    <para>
 
348
     &regina; also offers a small
 
349
     selection of ready-made sample triangulations;
 
350
     these include the figure eight knot complement,
 
351
     the &poincare; homology sphere, the Weber-Seifert dodecahedral
 
352
     space, and several others.
 
353
     Simply select one from the list provided and the
 
354
     corresponding triangulation will be built for you.
 
355
    </para>
 
356
    <para>
 
357
     <inlinemediaobject>
 
358
      <imageobject>
 
359
       <imagedata fileref="newtri-example.png"/>
 
360
      </imageobject>
 
361
     </inlinemediaobject>
 
362
    </para>
 
363
   </sect3>
 
364
  </sect2>
 
365
 
 
366
  <sect2 id="tri-imported">
 
367
   <title>Importing Triangulations</title>
 
368
 
 
369
   <para>
 
370
    You can import triangulations into &regina; from other
 
371
    programs, such as &snappeapylink; or &orburl;.  This is done through the
 
372
    <menuchoice>
 
373
     <guimenu>File</guimenu>
 
374
     <guisubmenu>Import</guisubmenu>
 
375
    </menuchoice>
 
376
    menu.  For details, see the chapter on
 
377
    <link linkend="foreign-import">importing and exporting data</link>.
 
378
   </para>
 
379
  </sect2>
 
380
 
 
381
  <sect2 id="tri-census-creation">
 
382
   <title>Creating a Census</title>
 
383
 
 
384
   <para>
 
385
    &regina; can build a census of all 3-manifold triangulations
 
386
    satisfying a variety of different constraints.  The best way to
 
387
    do this is through the command-line tool
 
388
    <link linkend="man-tricensus"><command>tricensus</command></link>.
 
389
    For very long calculations,
 
390
    <link linkend="man-tricensus-mpi"><command>tricensus-mpi</command></link>
 
391
    may be used to distribute the computation across a cluster of machines.
 
392
   </para>
 
393
  </sect2>
 
394
 </sect1>
 
395
 
 
396
 <sect1 id="tri-analysis">
 
397
  <title>Analysis</title>
 
398
 
 
399
  <para>
 
400
   &regina; offers a wealth of information about 3-manifold
 
401
   triangulations, spread across the many different tabs in the
 
402
   triangulation viewer.  Here we walk through the different properties
 
403
   and invariants that &regina; can compute.
 
404
  </para>
 
405
 
 
406
  <sect2 id="tri-basicprops">
 
407
   <title>Validity, Orientability and Other Basic Properties</title>
 
408
 
 
409
   <para>
 
410
    <inlinemediaobject>
 
411
     <imageobject>
 
412
      <imagedata fileref="triheader.png"/>
 
413
     </imageobject>
 
414
    </inlinemediaobject>
 
415
   </para>
 
416
   <para>
 
417
    At the top of each triangulation viewer is a banner listing some
 
418
    basic properties of the triangulation (circled in red above).
 
419
    The following words might appear:
 
420
   </para>
 
421
   <para>
 
422
    <glosslist>
 
423
     <glossentry id="tri-propclosed">
 
424
      <glossterm><guilabel>Closed</guilabel></glossterm>
 
425
      <glossdef><para>
 
426
       Signifies that the triangulation has no boundary faces and no
 
427
       ideal vertices.  In other words, the link of every vertex is a
 
428
       2-sphere.
 
429
      </para></glossdef>
 
430
     </glossentry>
 
431
     <glossentry id="tri-propideal">
 
432
      <glossterm><guilabel>Ideal bdry</guilabel></glossterm>
 
433
      <glossdef>
 
434
       <para>
 
435
        Signifies that at least one vertex of the triangulation is
 
436
        <firstterm>ideal</firstterm>.  That is, the vertex link is
 
437
        a closed surface but not a 2-sphere.
 
438
       </para>
 
439
       <para>
 
440
        You can locate any ideal vertices using the
 
441
        <link linkend="tri-vertices">skeleton viewers</link>.
 
442
       </para>
 
443
      </glossdef>
 
444
     </glossentry>
 
445
     <glossentry id="tri-propbdry">
 
446
      <glossterm><guilabel>Real bdry</guilabel></glossterm>
 
447
      <glossdef><para>
 
448
       Signifies that the triangulation contains one or more boundary faces.
 
449
      </para></glossdef>
 
450
     </glossentry>
 
451
     <glossentry id="tri-proporient">
 
452
      <glossterm><guilabel>Orientable</guilabel> /
 
453
       <guilabel>non-orientable</guilabel> /
 
454
       <guilabel>oriented</guilabel></glossterm>
 
455
      <glossdef>
 
456
       <para>
 
457
        The words <guilabel>orientable</guilabel>
 
458
        or <guilabel>non-orientable</guilabel> indicate
 
459
        whether or not the triangulation represents an orientable
 
460
        3-manifold.
 
461
       </para>
 
462
       <para>
 
463
        If the words <guilabel>orientable and oriented</guilabel> appear,
 
464
        this indicates that the vertex labels 0, 1, 2 and 3 on each
 
465
        tetrahedron induce a consistent orientation for all tetrahedra
 
466
        in the entire triangulation.
 
467
       </para>
 
468
       <para>
 
469
        If you need a consistent orientation for all tetrahedra but you
 
470
        only see <guilabel>orientable</guilabel> (not
 
471
        <guilabel>orientable and oriented</guilabel>), you can fix this by
 
472
        <link linkend="tri-orient">orienting your triangulation</link>.
 
473
       </para>
 
474
      </glossdef>
 
475
     </glossentry>
 
476
     <glossentry id="tri-propconn">
 
477
      <glossterm><guilabel>Connected</guilabel> /
 
478
       <guilabel>disconnected</guilabel></glossterm>
 
479
      <glossdef><para>
 
480
       The words <guilabel>connected</guilabel>
 
481
       or <guilabel>disconnected</guilabel> indicate
 
482
       whether or not the triangulation forms a single connected piece.
 
483
      </para></glossdef>
 
484
     </glossentry>
 
485
     <glossentry id="tri-propvalid">
 
486
      <glossterm><guilabel>Invalid triangulation</guilabel></glossterm>
 
487
      <glossdef>
 
488
       <para>
 
489
        Signifies that the triangulation is &ldquo;broken&rdquo; to the
 
490
        point where &regina; cannot do any serious work with it.
 
491
        This can happen for one of two reasons:
 
492
        (i)&nbsp;some vertex link is a surface with boundary
 
493
        but not a disc; or
 
494
        (ii)&nbsp;some edge is identified with itself in reverse.
 
495
       </para>
 
496
       <para>
 
497
        You can locate the offending vertex or edge using the
 
498
        <link linkend="tri-skeleton-skelcomp">skeleton viewers</link>.
 
499
        If the triangulation is invalid, no other information will appear
 
500
        in the banner.
 
501
       </para>
 
502
      </glossdef>
 
503
     </glossentry>
 
504
     <glossentry>
 
505
      <glossterm><guilabel>Empty</guilabel></glossterm>
 
506
      <glossdef><para>
 
507
       Signifies that the triangulation contains no tetrahedra at all.
 
508
       In this case, no other information will appear in the banner.
 
509
      </para></glossdef>
 
510
     </glossentry>
 
511
    </glosslist>
 
512
   </para>
 
513
  </sect2>
 
514
 
 
515
  <sect2 id="tri-viewgluings">
 
516
   <title>Viewing Tetrahedron Face Gluings</title>
 
517
 
 
518
   <para>
 
519
    The <guilabel>Gluings</guilabel> tab shows how the various
 
520
    tetrahedron faces are glued to each other in pairs.
 
521
    The face gluings are presented in a table:
 
522
    each row represents a tetrahedron, and the four columns on the right
 
523
    represent the four faces of each tetrahedron.
 
524
    Tetrahedra are numbered 0,1,2,..., and
 
525
    the four vertices of each tetrahedron are numbered 0,1,2,3.
 
526
   </para>
 
527
   <para>
 
528
    <inlinemediaobject>
 
529
     <imageobject>
 
530
      <imagedata fileref="tri-viewgluings.png"/>
 
531
     </imageobject>
 
532
    </inlinemediaobject>
 
533
   </para>
 
534
   <para>
 
535
    Each cell of this table represents a single face of a single
 
536
    tetrahedron.  For instance, the cell circled in red
 
537
    above represents face&nbsp;123 of tetrahedron&nbsp;5 (that is, the face
 
538
    formed from vertices 1,2,3 of tetrahedron&nbsp;5).
 
539
   </para>
 
540
   <para>
 
541
    The contents of the cell show how the face is glued.  In the example
 
542
    above, the circled cell contains <literal>2&nbsp;(301)</literal>,
 
543
    indicating that face&nbsp;123 of tetrahedron&nbsp;5 is glued to
 
544
    face&nbsp;301 of tetrahedron&nbsp;2 using the affine map that
 
545
    matches vertices 1,2,3 of tetrahedron&nbsp;5 with vertices
 
546
    3,0,1 of tetrahedron&nbsp;2 respectively.
 
547
    The same gluing can be seen from the opposite direction in the row
 
548
    for tetrahedron&nbsp;2.
 
549
   </para>
 
550
   <para>
 
551
    An empty cell indicates that a face is not glued to anything at all;
 
552
    that is, the face forms part of the <emphasis>boundary</emphasis> of
 
553
    the 3-manifold.  In the table above there are two boundary faces:
 
554
    face&nbsp;023 of tetrahedron&nbsp;2, and face&nbsp;123 of
 
555
    tetrahedron&nbsp;4.  In our example these join together to form the torus
 
556
    boundary of the figure eight knot complement.
 
557
   </para>
 
558
   <para>
 
559
    You can modify the triangulation by typing new face gluings directly
 
560
    into this table.  See the section on
 
561
    <link linkend="tri-editgluings">modifying triangulations</link> for
 
562
    details.
 
563
   </para>
 
564
  </sect2>
 
565
 
 
566
  <sect2 id="tri-skeleton">
 
567
   <title>Skeletal Information</title>
 
568
 
 
569
   <para>
 
570
    The <guilabel>Skeleton</guilabel> tab holds
 
571
    two smaller tabs offering combinatorial information about
 
572
    the skeleton and dual skeleton of the triangulation.
 
573
   </para>
 
574
 
 
575
   <sect3 id="tri-skeleton-skelcomp">
 
576
    <title>Skeletal Components</title>
 
577
    <para>
 
578
     In the
 
579
     <guilabel>Skeleton</guilabel>&rarr;<guilabel>Skeletal Components</guilabel>
 
580
     tab you will see the total number of vertices, edges, faces, tetrahedra,
 
581
     components and boundary components in the triangulation.
 
582
     Beside each number is a <guibutton>View</guibutton> button that
 
583
     lets you view explicit structural details about each object in the class.
 
584
    </para>
 
585
    <para>
 
586
     <inlinemediaobject>
 
587
      <imageobject>
 
588
       <imagedata fileref="tri-skeleton.png"/>
 
589
      </imageobject>
 
590
     </inlinemediaobject>
 
591
    </para>
 
592
    <sect4 id="tri-vertices">
 
593
     <title>Viewing Vertices</title>
 
594
     <para>
 
595
      If you click on the <guibutton>View</guibutton> button beside the vertex
 
596
      count, you will see a table listing the individual vertices of the
 
597
      triangulation.
 
598
     </para>
 
599
     <para>
 
600
      <inlinemediaobject>
 
601
       <imageobject>
 
602
        <imagedata fileref="tri-vertices.png"/>
 
603
       </imageobject>
 
604
      </inlinemediaobject>
 
605
     </para>
 
606
     <para>
 
607
      The columns in this table are:
 
608
      <glosslist>
 
609
       <glossentry>
 
610
        <glossterm><guilabel>Vertex #</guilabel></glossterm>
 
611
        <glossdef><para>
 
612
         Identifies each vertex with an
 
613
         individual <firstterm>vertex number</firstterm>, starting from 0
 
614
         and counting upwards.
 
615
        </para></glossdef>
 
616
       </glossentry>
 
617
       <glossentry>
 
618
        <glossterm><guilabel>Type</guilabel></glossterm>
 
619
        <glossdef><para>
 
620
         Gives some information about the <firstterm>link</firstterm> of the
 
621
         vertex (the boundary of a small regular neighbourhood).
 
622
         Text you might see here includes:
 
623
         <glosslist>
 
624
          <glossentry>
 
625
           <glossterm><guilabel>Bdry</guilabel></glossterm>
 
626
           <glossdef><para>
 
627
            Appears when the vertex is a standard boundary vertex,
 
628
            i.e., the vertex link is a disc.
 
629
           </para></glossdef>
 
630
          </glossentry>
 
631
          <glossentry>
 
632
           <glossterm><guilabel>Cusp (torus)</guilabel></glossterm>
 
633
           <glossdef><para>
 
634
            Appears when the vertex is a torus cusp,
 
635
            i.e., the vertex link is a torus.
 
636
           </para></glossdef>
 
637
          </glossentry>
 
638
          <glossentry>
 
639
           <glossterm><guilabel>Cusp (klein bottle)</guilabel></glossterm>
 
640
           <glossdef><para>
 
641
            Appears when the vertex is a Klein bottle cusp,
 
642
            i.e., the vertex link is a Klein bottle.
 
643
           </para></glossdef>
 
644
          </glossentry>
 
645
          <glossentry>
 
646
           <glossterm><guilabel>Cusp
 
647
            (<replaceable>surface</replaceable>)</guilabel></glossterm>
 
648
           <glossdef><para>
 
649
            Appears when the vertex is a non-standard cusp,
 
650
            i.e., the vertex link is a closed surface but not a sphere,
 
651
            torus or Klein bottle.  Here
 
652
            <replaceable>surface</replaceable>
 
653
            will describe the orientability and genus of the vertex link.
 
654
            An example might be <literal>Cusp (orbl, genus 3)</literal>.
 
655
           </para></glossdef>
 
656
          </glossentry>
 
657
          <glossentry id="tri-vertices-nonstdbdry">
 
658
           <glossterm><guilabel>Non-std bdry</guilabel></glossterm>
 
659
           <glossdef><para>
 
660
            Appears when the vertex is a non-standard boundary vertex.
 
661
            This means the vertex link is a surface with boundary but not
 
662
            a disc.  If a vertex like this appears, the entire
 
663
            triangulation
 
664
            will be <link linkend="tri-propvalid">marked as invalid</link>.
 
665
           </para></glossdef>
 
666
          </glossentry>
 
667
         </glosslist>
 
668
         If the vertex link is a sphere (i.e., the vertex is an ordinary
 
669
         internal vertex of the triangulation), then the second column will
 
670
         be left empty.
 
671
        </para></glossdef>
 
672
       </glossentry>
 
673
       <glossentry>
 
674
        <glossterm><guilabel>Degree</guilabel></glossterm>
 
675
        <glossdef><para>
 
676
         Lists the <firstterm>degree</firstterm> of each vertex.
 
677
         This is the number of individual tetrahedron vertices that are
 
678
         identified together to make this vertex of the triangulation.
 
679
        </para></glossdef>
 
680
       </glossentry>
 
681
       <glossentry>
 
682
        <glossterm><guilabel>Tetrahedra (Tet vertices)</guilabel></glossterm>
 
683
        <glossdef><para>
 
684
         Lists precisely which vertices
 
685
         of which tetrahedra come together to
 
686
         form each overall vertex of the triangulation.  An example is
 
687
         <literal>3&nbsp;(0), 7&nbsp;(1), 3&nbsp;(2), 5&nbsp;(0)</literal>,
 
688
         indicating a degree&nbsp;4 vertex obtained by identifying
 
689
         vertices&nbsp;0 and 2 of tetrahedron&nbsp;3,
 
690
         vertex&nbsp;1 of tetrahedron&nbsp;7, and
 
691
         vertex&nbsp;0 of tetrahedron&nbsp;5.
 
692
        </para></glossdef>
 
693
       </glossentry>
 
694
      </glosslist>
 
695
     </para>
 
696
    </sect4>
 
697
    <sect4 id="tri-edges">
 
698
     <title>Viewing Edges</title>
 
699
     <para>
 
700
      If you click on the <guibutton>View</guibutton> button beside the
 
701
      edge count, you will see a table listing the individual
 
702
      edges of the triangulation.
 
703
     </para>
 
704
     <para>
 
705
      <inlinemediaobject>
 
706
       <imageobject>
 
707
        <imagedata fileref="tri-edges.png"/>
 
708
       </imageobject>
 
709
      </inlinemediaobject>
 
710
     </para>
 
711
     <para>
 
712
      The columns in this table are:
 
713
      <glosslist>
 
714
       <glossentry>
 
715
        <glossterm><guilabel>Edge #</guilabel></glossterm>
 
716
        <glossdef><para>
 
717
         Identifies each edge with an
 
718
         individual <firstterm>edge number</firstterm>, starting from 0
 
719
         and counting upwards.
 
720
        </para></glossdef>
 
721
       </glossentry>
 
722
       <glossentry>
 
723
        <glossterm><guilabel>Type</guilabel></glossterm>
 
724
        <glossdef><para>
 
725
         Gives some additional information about the edge.
 
726
         Text you might see here includes:
 
727
         <glosslist>
 
728
          <glossentry>
 
729
           <glossterm><guilabel>Bdry</guilabel></glossterm>
 
730
           <glossdef><para>
 
731
            Indicates a boundary edge (i.e., an edge that lies on some
 
732
            boundary face of the triangulation).
 
733
           </para></glossdef>
 
734
          </glossentry>
 
735
          <glossentry>
 
736
           <glossterm><guilabel>INVALID</guilabel></glossterm>
 
737
           <glossdef><para>
 
738
            Indicates an edge glued to itself in reverse (so the midpoint of
 
739
            this edge is a projective plane cusp).
 
740
            If an edge like this appears, the entire triangulation will
 
741
            also be <link linkend="tri-propvalid">marked as invalid</link>.
 
742
           </para></glossdef>
 
743
          </glossentry>
 
744
         </glosslist>
 
745
         If the edge is valid and an ordinary internal edge (i.e.,
 
746
         the relative interior of the edge lies within the interior
 
747
         of the triangulation), then the second column will be left empty.
 
748
        </para></glossdef>
 
749
       </glossentry>
 
750
       <glossentry>
 
751
        <glossterm><guilabel>Degree</guilabel></glossterm>
 
752
        <glossdef><para>
 
753
         Lists the <firstterm>degree</firstterm> of each edge.
 
754
         This is the number of individual tetrahedron edges that are
 
755
         identified together to make this edge of the triangulation.
 
756
        </para></glossdef>
 
757
       </glossentry>
 
758
       <glossentry>
 
759
        <glossterm><guilabel>Tetrahedra (Tet vertices)</guilabel></glossterm>
 
760
        <glossdef>
 
761
         <para>
 
762
          Lists precisely which edges
 
763
          of which tetrahedra come together to
 
764
          form each overall edge of the triangulation.  An example is
 
765
          <literal>0&nbsp;(31), 1&nbsp;(01), 0&nbsp;(02)</literal>,
 
766
          indicating a degree&nbsp;3 edge obtained by identifying
 
767
          edges&nbsp;31 and 02 of tetrahedron&nbsp;0, and
 
768
          edge&nbsp;01 of tetrahedron&nbsp;1
 
769
          (here edge
 
770
          31 means the edge running from vertex&nbsp;3 to vertex&nbsp;1,
 
771
          and so on).
 
772
         </para>
 
773
         <para>
 
774
          The order of vertices is important: this example also shows that
 
775
          vertex&nbsp;3 of tetrahedron&nbsp;0,
 
776
          vertex&nbsp;0 of tetrahedron&nbsp;1, and
 
777
          vertex&nbsp;0 of tetrahedron&nbsp;0 all represent
 
778
          the <emphasis>same end</emphasis> of the edge.
 
779
         </para>
 
780
         <para>
 
781
          The order of tetrahedra in this list is also important: tetrahera
 
782
          are written in the order in which one sees them when walking
 
783
          around the edge link.
 
784
         </para>
 
785
        </glossdef>
 
786
       </glossentry>
 
787
      </glosslist>
 
788
     </para>
 
789
    </sect4>
 
790
    <sect4 id="tri-faces">
 
791
     <title>Viewing Faces</title>
 
792
     <para>
 
793
      If you click on the <guibutton>View</guibutton> button beside the
 
794
      face count, you will see a table listing the individual
 
795
      faces of the triangulation.
 
796
     </para>
 
797
     <para>
 
798
      <inlinemediaobject>
 
799
       <imageobject>
 
800
        <imagedata fileref="tri-faces.png"/>
 
801
       </imageobject>
 
802
      </inlinemediaobject>
 
803
     </para>
 
804
     <para>
 
805
      The columns in this table are:
 
806
      <glosslist>
 
807
       <glossentry>
 
808
        <glossterm><guilabel>Face #</guilabel></glossterm>
 
809
        <glossdef><para>
 
810
         Identifies each face with an
 
811
         individual <firstterm>face number</firstterm>, starting from 0
 
812
         and counting upwards.
 
813
        </para></glossdef>
 
814
       </glossentry>
 
815
       <glossentry>
 
816
        <glossterm><guilabel>Type</guilabel></glossterm>
 
817
        <glossdef><para>
 
818
         Gives some information about the <firstterm>shape</firstterm>
 
819
         of the face in the triangulation, according to how its
 
820
         edges and vertices are identified together.
 
821
         Text you might see here includes:
 
822
         <glosslist>
 
823
          <glossentry>
 
824
           <glossterm><guilabel>Triangle</guilabel></glossterm>
 
825
           <glossdef><para>
 
826
            No vertices or edges of the face are identified.
 
827
           </para></glossdef>
 
828
          </glossentry>
 
829
          <glossentry>
 
830
           <glossterm><guilabel>Scarf</guilabel></glossterm>
 
831
           <glossdef><para>
 
832
            Two vertices of the face are identified; all edges are distinct.
 
833
           </para></glossdef>
 
834
          </glossentry>
 
835
          <glossentry>
 
836
           <glossterm><guilabel>Parachute</guilabel></glossterm>
 
837
           <glossdef><para>
 
838
            All three vertices of the face are identified; all edges are
 
839
            distinct.
 
840
           </para></glossdef>
 
841
          </glossentry>
 
842
          <glossentry>
 
843
           <glossterm><guilabel>&mobius; band</guilabel></glossterm>
 
844
           <glossdef><para>
 
845
            Two edges of the face are identified to form a &mobius; band
 
846
            (causing all three vertices to be identified); the third edge
 
847
            remains distinct.
 
848
           </para></glossdef>
 
849
          </glossentry>
 
850
          <glossentry>
 
851
           <glossterm><guilabel>Cone</guilabel></glossterm>
 
852
           <glossdef><para>
 
853
            Two edges of the face are identified to form a cone (causing
 
854
            two vertices to be identified); the third edge and third vertex
 
855
            remain distinct.
 
856
           </para></glossdef>
 
857
          </glossentry>
 
858
          <glossentry>
 
859
           <glossterm><guilabel>Horn</guilabel></glossterm>
 
860
           <glossdef><para>
 
861
            Two edges of the face are identified to form a cone and all
 
862
            the third vertex is identified with the others; the third edge
 
863
            remains distinct.
 
864
           </para></glossdef>
 
865
          </glossentry>
 
866
          <glossentry>
 
867
           <glossterm><guilabel>Dunce hat</guilabel></glossterm>
 
868
           <glossdef><para>
 
869
            All three edges of the face are identified, some with
 
870
            orientable and some with non-orientable gluings.
 
871
           </para></glossdef>
 
872
          </glossentry>
 
873
          <glossentry>
 
874
           <glossterm><guilabel>L(3,1)</guilabel></glossterm>
 
875
           <glossdef><para>
 
876
            All three edges of the face are identified using non-orientable
 
877
            gluings; note that this forms a spine for the lens space L(3,1).
 
878
           </para></glossdef>
 
879
          </glossentry>
 
880
         </glosslist>
 
881
         In addition to the shape, you will also see the text
 
882
         <guilabel>(Bdry)</guilabel> for each boundary face
 
883
         (i.e., each face that lies entirely within the boundary of the
 
884
         triangulation).
 
885
        </para></glossdef>
 
886
       </glossentry>
 
887
       <glossentry>
 
888
        <glossterm><guilabel>Degree</guilabel></glossterm>
 
889
        <glossdef><para>
 
890
         Lists the <firstterm>degree</firstterm> of each face,
 
891
         i.e., the number of individual tetrahedron faces that are
 
892
         identified together to make this face of the triangulation.
 
893
         This is always 1 for a boundary face, or 2 for an internal
 
894
         face.
 
895
        </para></glossdef>
 
896
       </glossentry>
 
897
       <glossentry>
 
898
        <glossterm><guilabel>Tetrahedra (Tet vertices)</guilabel></glossterm>
 
899
        <glossdef>
 
900
         <para>
 
901
          Lists precisely which faces
 
902
          of which tetrahedra come together to
 
903
          form each overall face of the triangulation.  An example is
 
904
          <literal>2&nbsp;(123), 3&nbsp;(120)</literal>,
 
905
          indicating an internal face obtained by gluing
 
906
          faces&nbsp;123 of tetrahedron&nbsp;2 with
 
907
          faces&nbsp;120 of tetrahedron&nbsp;3.
 
908
         </para>
 
909
         <para>
 
910
          Again, the order of vertices is important: this example also shows
 
911
          that vertex&nbsp;3 of tetrahedron&nbsp;2 represents the
 
912
          <emphasis>same corner</emphasis> of the face as
 
913
          vertex&nbsp;0 of tetrahedron&nbsp;3.
 
914
         </para>
 
915
        </glossdef>
 
916
       </glossentry>
 
917
      </glosslist>
 
918
     </para>
 
919
    </sect4>
 
920
    <sect4 id="tri-components">
 
921
     <title>Viewing Components</title>
 
922
     <para>
 
923
      If you click on the <guibutton>View</guibutton> button beside the
 
924
      component count, you will see a table listing the individual
 
925
      connected components of the triangulation.
 
926
     </para>
 
927
     <para>
 
928
      <inlinemediaobject>
 
929
       <imageobject>
 
930
        <imagedata fileref="tri-comp.png"/>
 
931
       </imageobject>
 
932
      </inlinemediaobject>
 
933
     </para>
 
934
     <para>
 
935
      The columns in this table are:
 
936
      <glosslist>
 
937
       <glossentry>
 
938
        <glossterm><guilabel>Cmpt #</guilabel></glossterm>
 
939
        <glossdef><para>
 
940
         Identifies each connected component with an
 
941
         individual <firstterm>component number</firstterm>, starting from 0
 
942
         and counting upwards.
 
943
        </para></glossdef>
 
944
       </glossentry>
 
945
       <glossentry>
 
946
        <glossterm><guilabel>Type</guilabel></glossterm>
 
947
        <glossdef><para>
 
948
         Gives some additional information about the individual
 
949
         component, similar to the <link linkend="tri-basicprops">basic
 
950
         properties</link> that you can view for each triangulation.
 
951
         Text you might see here includes:
 
952
         <glosslist>
 
953
          <glossentry>
 
954
           <glossterm><guilabel>Real</guilabel> /
 
955
            <guilabel>Ideal</guilabel></glossterm>
 
956
           <glossdef><para>
 
957
            The text <guilabel>Real</guilabel> indicates that the
 
958
            the component contains no ideal vertices, and the text
 
959
            <guilabel>Ideal</guilabel> indicates that the component
 
960
            contains at least one ideal vertex.
 
961
            An <firstterm>ideal vertex</firstterm> is a vertex whose
 
962
            link is a closed surface but not a 2-sphere.
 
963
           </para></glossdef>
 
964
          </glossentry>
 
965
          <glossentry>
 
966
           <glossterm><guilabel>Orbl</guilabel> /
 
967
            <guilabel>Non-orbl</guilabel></glossterm>
 
968
           <glossdef><para>
 
969
            Indicates whether the component is orientable or
 
970
            non-orientable.
 
971
           </para></glossdef>
 
972
          </glossentry>
 
973
         </glosslist>
 
974
        </para></glossdef>
 
975
       </glossentry>
 
976
       <glossentry>
 
977
        <glossterm><guilabel>Size</guilabel></glossterm>
 
978
        <glossdef><para>
 
979
         Gives the number of tetrahedra belonging to each connected
 
980
         component.
 
981
        </para></glossdef>
 
982
       </glossentry>
 
983
       <glossentry>
 
984
        <glossterm><guilabel>Tetrahedra</guilabel></glossterm>
 
985
        <glossdef>
 
986
         <para>
 
987
          Lists the individual tetrahedra belonging to each connected
 
988
          component.
 
989
         </para>
 
990
        </glossdef>
 
991
       </glossentry>
 
992
      </glosslist>
 
993
     </para>
 
994
    </sect4>
 
995
    <sect4 id="tri-bdrycomponents">
 
996
     <title>Viewing Boundary Components</title>
 
997
     <para>
 
998
      If you click on the <guibutton>View</guibutton> button beside the
 
999
      component count, you will see a table listing the individual
 
1000
      boundary components of the triangulation.
 
1001
      This includes <firstterm>real</firstterm> boundary components
 
1002
      (consisting of several boundary faces), and also
 
1003
      <firstterm>ideal</firstterm> boundary components (each of which
 
1004
      consists of a single ideal vertex).
 
1005
     </para>
 
1006
     <para>
 
1007
      <inlinemediaobject>
 
1008
       <imageobject>
 
1009
        <imagedata fileref="tri-bc.png"/>
 
1010
       </imageobject>
 
1011
      </inlinemediaobject>
 
1012
     </para>
 
1013
     <para>
 
1014
      The columns in this table are:
 
1015
      <glosslist>
 
1016
       <glossentry>
 
1017
        <glossterm><guilabel>Cmpt #</guilabel></glossterm>
 
1018
        <glossdef><para>
 
1019
         Identifies each boundary component with an
 
1020
         individual <firstterm>boundary component number</firstterm>,
 
1021
         starting from 0 and counting upwards.
 
1022
        </para></glossdef>
 
1023
       </glossentry>
 
1024
       <glossentry>
 
1025
        <glossterm><guilabel>Type</guilabel></glossterm>
 
1026
        <glossdef><para>
 
1027
         Either <guilabel>Real</guilabel> or <guilabel>Ideal</guilabel>,
 
1028
         according to whether this is a real or ideal boundary component
 
1029
         (as described above).
 
1030
        </para></glossdef>
 
1031
       </glossentry>
 
1032
       <glossentry>
 
1033
        <glossterm><guilabel>Size</guilabel></glossterm>
 
1034
        <glossdef><para>
 
1035
         For a real boundary component, this gives the number of
 
1036
         boundary faces that make up the component.
 
1037
         For an ideal boundary component, this will always state
 
1038
         <literal>1&nbsp;vertex</literal>.
 
1039
        </para></glossdef>
 
1040
       </glossentry>
 
1041
       <glossentry>
 
1042
        <glossterm><guilabel>Faces / Vertex</guilabel></glossterm>
 
1043
        <glossdef>
 
1044
         <para>
 
1045
          For a real boundary component, this lists the individual
 
1046
          boundary faces that make up the component.  For an ideal
 
1047
          boundary component, this lists the specific vertex involved.
 
1048
         </para>
 
1049
         <para>
 
1050
          Faces are identified using the individual face
 
1051
          numbers that you see in the first column of the
 
1052
          <link linkend="tri-faces">face viewer</link>, and likewise
 
1053
          for <link linkend="tri-vertices">vertices</link>.
 
1054
         </para>
 
1055
        </glossdef>
 
1056
       </glossentry>
 
1057
      </glosslist>
 
1058
     </para>
 
1059
    </sect4>
 
1060
   </sect3>
 
1061
 
 
1062
   <sect3 id="tri-skeleton-facegraph">
 
1063
    <title>Face Pairing Graph</title>
 
1064
    <para>
 
1065
     The
 
1066
     <guilabel>Skeleton</guilabel>&rarr;<guilabel>Face Pairing Graph</guilabel>
 
1067
     tab offers a visual representation of how the individual tetrahedra are
 
1068
     glued together.
 
1069
    </para>
 
1070
    <para>
 
1071
     <inlinemediaobject>
 
1072
      <imageobject>
 
1073
       <imagedata fileref="tri-fpg.png"/>
 
1074
      </imageobject>
 
1075
     </inlinemediaobject>
 
1076
    </para>
 
1077
    <para>
 
1078
     The <firstterm>face pairing graph</firstterm> is essentially the
 
1079
     dual 1-skeleton of the triangulation: every
 
1080
     node of the graph represents a tetrahedron, and every arc
 
1081
     represents a pair of tetrahedron faces that are joined together.
 
1082
     For a closed triangulation the face pairing graph is always
 
1083
     4-valent; for a bounded triangulation there may be nodes
 
1084
     of degree three or less.
 
1085
    </para>
 
1086
    <para>
 
1087
     &regina; uses the external application &graphvizurl; to
 
1088
     draw the graph.  If &graphviz; is not installed on
 
1089
     your system then the face pairing graph cannot be displayed.
 
1090
     &graphviz; is a widely-used application, and most
 
1091
     &linux; distributions offer &graphviz; packages.
 
1092
    </para>
 
1093
    <para>
 
1094
     If &graphviz; is installed but for some reason &regina; cannot find it,
 
1095
     you can tell &regina; where to find &graphviz; in the
 
1096
     <link linkend="options-triangulation">triangulation options</link>.
 
1097
    </para>
 
1098
   </sect3>
 
1099
  </sect2>
 
1100
 
 
1101
  <sect2 id="tri-algebra">
 
1102
   <title>Algebraic Invariants</title>
 
1103
 
 
1104
   <para>
 
1105
    The <guilabel>Algebra</guilabel> tab
 
1106
    holds several smaller tabs that describe different
 
1107
    algebraic invariants of the triangulation.
 
1108
   </para>
 
1109
   <para>
 
1110
    If the triangulation contains ideal vertices, these invariants
 
1111
    will be computed <emphasis>assuming the ideal vertices have
 
1112
    been truncated</emphasis>, leaving a small boundary component
 
1113
    where each ideal vertex used to be.
 
1114
   </para>
 
1115
   <caution><para>
 
1116
    There is no guarantee that <link linkend="tri-edges">invalid edges</link>
 
1117
    (edges glued to themselves in reverse) will be handled correctly.
 
1118
    In particular, the projective plane cusps they produce may be
 
1119
    ignored.
 
1120
   </para></caution>
 
1121
 
 
1122
   <sect3 id="tri-algebra-homology">
 
1123
    <title>Homology Groups</title>
 
1124
    <para>
 
1125
     The <guilabel>Algebra</guilabel>&rarr;<guilabel>Homology</guilabel>
 
1126
     tab presents several homology groups of the triangulation.
 
1127
     These include:
 
1128
     H1(M), (the first homology group);
 
1129
     H1(M,&nbsp;&#x2202;M),
 
1130
      the relative first homology group with respect to the boundary;
 
1131
     H1(&#x2202;M),
 
1132
      the first homology group of the boundary;
 
1133
     H2(M), the second homology group; and
 
1134
     H2(M&nbsp;;&nbsp;Z<subscript>2</subscript>), the second homology group
 
1135
      with coefficients in Z<subscript>2</subscript>.
 
1136
    </para>
 
1137
    <para>
 
1138
     All finite cyclic groups
 
1139
     Z<subscript><replaceable>k</replaceable></subscript>
 
1140
     will be written in the &ldquo;pidgin &tex;&rdquo; form
 
1141
     Z_<replaceable>k</replaceable>,
 
1142
     so that the order of each group is easier to read.
 
1143
    </para>
 
1144
    <para>
 
1145
     <inlinemediaobject>
 
1146
      <imageobject>
 
1147
       <imagedata fileref="tri-homology.png"/>
 
1148
      </imageobject>
 
1149
     </inlinemediaobject>
 
1150
    </para>
 
1151
   </sect3>
 
1152
 
 
1153
   <sect3 id="tri-algebra-fundgroup">
 
1154
    <title>Fundamental Group</title>
 
1155
    <para>
 
1156
     The <guilabel>Algebra</guilabel>&rarr;<guilabel>Fund.&nbsp;Group</guilabel>
 
1157
     tab displays the fundamental group of the triangulation,
 
1158
     presented as a set of generators and
 
1159
     relations.
 
1160
    </para>
 
1161
    <para>
 
1162
     &regina; will try to recognise the common name of this
 
1163
     group (though the recognition code is fairly na&iuml;ve).
 
1164
     If it can, the name will be displayed above
 
1165
     the generators and relations.  Otherwise the text
 
1166
     <guilabel>Not recognised</guilabel> will be displayed instead.
 
1167
    </para>
 
1168
    <para>
 
1169
     <inlinemediaobject>
 
1170
      <imageobject>
 
1171
       <imagedata fileref="tri-fundgroup.png"/>
 
1172
      </imageobject>
 
1173
     </inlinemediaobject>
 
1174
    </para>
 
1175
    <para>
 
1176
     If you have &gaplongurl; installed on your system, you can use &gap;
 
1177
     to simplify the group presentation.  &regina; does
 
1178
     try to simplify the presentation on its own, but &gap; will
 
1179
     typically do a better job.
 
1180
    </para>
 
1181
    <para>
 
1182
     To simplify the presentation using &gap;,
 
1183
     press the <guibutton>Simplify using GAP</guibutton> button
 
1184
     at the bottom of the panel.
 
1185
     You can try this more than once if you like: sometimes
 
1186
     &gap; finds a better presentation when run a second or third time.
 
1187
    </para>
 
1188
    <para>
 
1189
     If &regina; is having trouble starting &gap;, you can tell it how
 
1190
     to start &gap; in the
 
1191
     <link linkend="options-triangulation">triangulation options</link>.
 
1192
    </para>
 
1193
    <tip><para>
 
1194
     If you wish to see a full transcript of the conversation between
 
1195
     &regina; and &gap;, start &regina; from the command-line by running
 
1196
     <command>regina-kde</command>.  The entire conversation
 
1197
     will be shown in the text console where you ran
 
1198
     <command>regina-kde</command> command.
 
1199
    </para></tip>
 
1200
   </sect3>
 
1201
   <sect3 id="tri-algebra-turaevviro">
 
1202
    <title>Turaev-Viro Invariants</title>
 
1203
    <para>
 
1204
     The <guilabel>Algebra</guilabel>&rarr;<guilabel>Turaev-Viro</guilabel>
 
1205
     tab allows you to compute Turaev-Viro state sum invariants with
 
1206
     arbitrary parameters.
 
1207
    </para>
 
1208
    <para>
 
1209
     <inlinemediaobject>
 
1210
      <imageobject>
 
1211
       <imagedata fileref="tri-tv.png"/>
 
1212
      </imageobject>
 
1213
     </inlinemediaobject>
 
1214
    </para>
 
1215
    <para>
 
1216
     Each Turaev-Viro invariant is defined by a set of
 
1217
     <firstterm>initial data</firstterm>:
 
1218
     an integer <replaceable>r</replaceable>&nbsp;&ge;&nbsp;3 and a
 
1219
     root of unity <replaceable>q</replaceable><subscript>0</subscript>
 
1220
     of degree 2<replaceable>r</replaceable>
 
1221
     (see Section&nbsp;7 of <xref linkend="bib-turaevviro"/> for details).
 
1222
     In &regina; you identify the root of unity
 
1223
     <replaceable>q</replaceable><subscript>0</subscript> using an
 
1224
     integer <replaceable>root</replaceable>
 
1225
     in the range
 
1226
     0&nbsp;&lt;&nbsp;<replaceable>root</replaceable>&nbsp;&lt;&nbsp;2<replaceable>r</replaceable>
 
1227
     (where <replaceable>r</replaceable> and <replaceable>root</replaceable>
 
1228
     must be coprime).
 
1229
     To compute a Turaev-Viro invariant, simply enter the two integers
 
1230
     <replaceable>r</replaceable>, <replaceable>root</replaceable>
 
1231
     into the box provided and press <guilabel>Calculate</guilabel>.
 
1232
    </para>
 
1233
    <para>
 
1234
     <inlinemediaobject>
 
1235
      <imageobject>
 
1236
       <imagedata fileref="tri-tv-entry.png"/>
 
1237
      </imageobject>
 
1238
     </inlinemediaobject>
 
1239
    </para>
 
1240
    <para>
 
1241
     Once computed, the new invariant will appear in the table beneath.
 
1242
     Be aware that these invariants are computing using
 
1243
     floating point arithmetic (with an exponential number of
 
1244
     arithmetical operations), and so &regina; cannot guarantee the
 
1245
     accuracy of the result.
 
1246
    </para>
 
1247
    <para>
 
1248
     <inlinemediaobject>
 
1249
      <imageobject>
 
1250
       <imagedata fileref="tri-tv-results.png"/>
 
1251
      </imageobject>
 
1252
     </inlinemediaobject>
 
1253
    </para>
 
1254
    <para>
 
1255
     Turaev-Viro invariants are stored when you save your data file, so they
 
1256
     do not need to be recalculated when a file is closed and reopened.
 
1257
    </para>
 
1258
    <caution><para>
 
1259
     Only small values of <replaceable>r</replaceable>
 
1260
     should be used, since the time required to calculate the
 
1261
     invariant grows exponentially with <replaceable>r</replaceable>.
 
1262
    </para></caution>
 
1263
   </sect3>
 
1264
   <sect3 id="tri-algebra-cellular">
 
1265
    <title>Cellular Information</title>
 
1266
    <para>
 
1267
     The <guilabel>Algebra</guilabel>&rarr;<guilabel>Cellular Info</guilabel>
 
1268
     tab contains information on the standard and dual CW-decompositions,
 
1269
     a variety of homology groups and mappings, the
 
1270
     Kawauchi-Kojima invariants of the torsion linking form, and
 
1271
     comments on where the triangulation might be embeddable.
 
1272
    </para>
 
1273
    <para>
 
1274
     <inlinemediaobject>
 
1275
      <imageobject>
 
1276
       <imagedata fileref="tri-cellular.png"/>
 
1277
      </imageobject>
 
1278
     </inlinemediaobject>
 
1279
    </para>
 
1280
    <para>
 
1281
     As with the other algebraic invariants described above,
 
1282
     all information here refers to the <emphasis>compact</emphasis>
 
1283
     manifold obtained by
 
1284
     truncating any ideal vertices and leaving real boundary surfaces
 
1285
     in their place.
 
1286
    </para>
 
1287
    <para>
 
1288
     The information here includes:
 
1289
     <glosslist>
 
1290
      <glossentry>
 
1291
       <glossterm><guilabel>Cells</guilabel></glossterm>
 
1292
       <glossdef>
 
1293
        <para>
 
1294
         Lists the number of cells of each dimension for a standard
 
1295
         CW-decomposition of the manifold.  This is a list of four
 
1296
         numbers, counting the 0-cells, 1-cells, 2-cells and 3-cells
 
1297
         respectively.
 
1298
        </para>
 
1299
        <para>
 
1300
         For a closed triangulation (no ideal vertices), this is simply
 
1301
         the number of vertices, edges, faces and tetrahedra.  For an
 
1302
         ideal triangulation this takes into account the truncation of
 
1303
         ideal vertices, and is therefore a little more complex.
 
1304
        </para>
 
1305
       </glossdef>
 
1306
      </glossentry>
 
1307
      <glossentry>
 
1308
       <glossterm><guilabel>Dual cells</guilabel></glossterm>
 
1309
       <glossdef><para>
 
1310
         Lists the number of cells of each dimension in the
 
1311
         dual CW-decomposition.  As before, this is a list of four
 
1312
         numbers that count the 0-cells, 1-cells, 2-cells and 3-cells
 
1313
         in order.
 
1314
       </para></glossdef>
 
1315
      </glossentry>
 
1316
      <glossentry>
 
1317
       <glossterm><guilabel>Euler characteristic</guilabel></glossterm>
 
1318
       <glossdef><para>
 
1319
        Gives the Euler characteristic of the manifold, as computed from
 
1320
        the CW-decompositions.
 
1321
       </para></glossdef>
 
1322
      </glossentry>
 
1323
      <glossentry>
 
1324
       <glossterm><guilabel>Homology groups</guilabel></glossterm>
 
1325
       <glossdef><para>
 
1326
        Lists the homology groups of the manifold with coefficients in
 
1327
        the integers.  The four groups
 
1328
        H<subscript>0</subscript>, H<subscript>1</subscript>,
 
1329
        H<subscript>2</subscript> and H<subscript>3</subscript> are listed
 
1330
        in order.
 
1331
       </para></glossdef>
 
1332
      </glossentry>
 
1333
      <glossentry>
 
1334
       <glossterm><guilabel>Boundary homology groups</guilabel></glossterm>
 
1335
       <glossdef><para>
 
1336
        Lists the homology groups of the boundary of the manifold, again
 
1337
        with coefficients in the integers.  The three groups
 
1338
        H<subscript>0</subscript>, H<subscript>1</subscript> and
 
1339
        H<subscript>2</subscript> are listed in order.
 
1340
       </para></glossdef>
 
1341
      </glossentry>
 
1342
      <glossentry>
 
1343
       <glossterm><guilabel>H1(&#x2202;M &rarr; M)</guilabel></glossterm>
 
1344
       <glossdef><para>
 
1345
        Since the boundary is a submanifold of the original manifold,
 
1346
        there is an induced map on the first homology group.  This
 
1347
        item on the <guilabel>Cellular Info</guilabel> tab
 
1348
        describes some properties of this induced map.
 
1349
       </para></glossdef>
 
1350
      </glossentry>
 
1351
      <glossentry>
 
1352
       <glossterm><guilabel>Torsion form rank vector</guilabel></glossterm>
 
1353
       <glossdef>
 
1354
        <para>
 
1355
         Given an oriented 3-manifold &varM;,
 
1356
         there is a symmetric bilinear function
 
1357
         t&hom1;(&varM;)&nbsp;x&nbsp;t&hom1;(&varM;)&nbsp;&mdash;>&nbsp;Q/Z
 
1358
         where t&hom1;(&varM;) is the torsion subgroup of &hom1;(&varM;).  
 
1359
         It is computed in this way: let &varx; and &vary; be 1-dimensional
 
1360
         torsion homology classes.  Then &varn;&varx; is the boundary of
 
1361
         some 2-cycle &varz; (transverse to &vary;) for some integer &varn;.
 
1362
         The <firstterm>torsion linking form</firstterm> of
 
1363
         &varx; and &vary; is the 
 
1364
         oriented intersection number of &varz; and &vary;, divided by &varn;.
 
1365
        </para>
 
1366
        <para>
 
1367
         Kawauchi and Kojima
 
1368
         gave a complete classification of such torsion linking forms
 
1369
         <xref linkend="bib-kktorsionlinkingform"/>.  &regina; computes the 
 
1370
         torsion linking form, and implements the Kawauchi-Kojima
 
1371
         classification.
 
1372
        </para>
 
1373
        <para>
 
1374
         This item on the <guilabel>Cellular Info</guilabel> tab
 
1375
         is the first of the three Kawauchi-Kojima invariants of the
 
1376
         torsion linking form on the torsion subgroup of &hom1;:
 
1377
         the <firstterm>torsion form rank vector</firstterm>, which 
 
1378
         lists the prime power decomposition of the torsion subgroup of
 
1379
         &hom1;(&varM;).  
 
1380
         For example, if &hom1;(&varM;) is a direct sum of &varn; copies of
 
1381
         Z<subscript>20</subscript> and &varm; copies of
 
1382
         Z<subscript>18</subscript>, then the torsion form rank vector
 
1383
         would be: 2(&varm;&nbsp;&varn;)&nbsp;3(0&nbsp;&varm;)&nbsp;5(&varn;)
 
1384
         since
 
1385
         the group is isomorphic to
 
1386
         &varm;Z<subscript>2</subscript> +
 
1387
         &varn;Z<subscript>2^2</subscript> +
 
1388
         0Z<subscript>3</subscript> +
 
1389
         &varm;Z<subscript>3^2</subscript> +
 
1390
         &varn;Z<subscript>5</subscript>.
 
1391
        </para>
 
1392
        <para>
 
1393
         Note that the Kawauchi-Kojima invariants are only computed for
 
1394
         connected orientable manifolds.
 
1395
        </para>
 
1396
       </glossdef>
 
1397
      </glossentry>
 
1398
      <glossentry>
 
1399
       <glossterm><guilabel>Sigma vector</guilabel></glossterm>
 
1400
       <glossdef>
 
1401
        <para>
 
1402
         This item is the second of the three Kawauchi-Kojima invariants
 
1403
         described above: the <firstterm>2-torsion sigma vector</firstterm>,
 
1404
         which is relevant for manifolds in which H<subscript>1</subscript>
 
1405
         has 2-torsion.  It is an orientation-sensitive invariant, where
 
1406
         the orientation is chosen so that the first tetrahedron in the
 
1407
         triangulation is positively-oriented with its standard parametrisation.
 
1408
        </para>
 
1409
        <para>
 
1410
         As above, the Kawauchi-Kojima invariants are only computed
 
1411
         for connected orientable manifolds.
 
1412
        </para>
 
1413
       </glossdef>
 
1414
      </glossentry>
 
1415
      <glossentry>
 
1416
       <glossterm><guilabel>Legendre symbol vector</guilabel></glossterm>
 
1417
       <glossdef>
 
1418
        <para>
 
1419
         This is the third of the three Kawauchi-Kojima invariants of the
 
1420
         torsion linking form:
 
1421
         the <firstterm>odd p-torsion Legendre symbol
 
1422
         vector</firstterm>, originally constructed by Seifert,
 
1423
         which is relevant for manifolds in which H<subscript>1</subscript>
 
1424
         has odd torsion.
 
1425
        </para>
 
1426
        <para>
 
1427
         Again, the Kawauchi-Kojima invariants are only computed for
 
1428
         connected orientable manifolds.
 
1429
        </para>
 
1430
       </glossdef>
 
1431
      </glossentry>
 
1432
      <glossentry>
 
1433
       <glossterm><guilabel>Comments</guilabel></glossterm>
 
1434
       <glossdef>
 
1435
        <para>
 
1436
         This final item on the
 
1437
         <guilabel>Cellular Info</guilabel> tab comments upon
 
1438
         where the manifold might embed.  In particular, it attempts to
 
1439
         make deductions about whether the manifold might embed in
 
1440
         R<superscript>3</superscript>, S<superscript>3</superscript>,
 
1441
         S<superscript>4</superscript>, or a homology sphere. If the manifold
 
1442
         is orientable it tests for the hyperbolicity of the torsion linking
 
1443
         form.  It also performs the Kawauchi-Kojima 2-torsion test, useful
 
1444
         for determining if a manifold with boundary does not embed in any 
 
1445
         homology 4-sphere.
 
1446
        </para>
 
1447
        <para>
 
1448
         The information in this field might change in future releases
 
1449
         of &regina; (i.e., it might become more detailed
 
1450
         as more tests become available).
 
1451
         Currently it examines the homology, the Kawauchi-Kojima
 
1452
         invariants and some other elementary properties, and uses
 
1453
         C.&nbsp;T.&nbsp;C.&nbsp;Wall's theorem that 3-manifolds embed
 
1454
         in S<superscript>5</superscript>.
 
1455
        </para>
 
1456
        <para>
 
1457
         These comments are provided for both orientable and
 
1458
         non-orientable manifolds.  In the non-orientable case they may
 
1459
         provide additional information about the embeddability of the
 
1460
         <link linkend="tri-cover">orientable double cover</link>.  
 
1461
        </para>
 
1462
       </glossdef>
 
1463
      </glossentry>
 
1464
     </glosslist>
 
1465
    </para>
 
1466
    <para>
 
1467
     The paper <xref linkend="bib-budney-emb11"/> illustrates how
 
1468
     the information on this tab can be used in studying embedding problems.
 
1469
    </para>
 
1470
   </sect3>
 
1471
  </sect2>
 
1472
 
 
1473
  <sect2 id="tri-composition">
 
1474
   <title>Combinatorial Composition</title>
 
1475
   <para>
 
1476
    The <guilabel>Composition</guilabel> tab
 
1477
    offers more detailed information about the combinatorial
 
1478
    structure of the triangulation.
 
1479
   </para>
 
1480
 
 
1481
   <sect3 id="tri-composition-isomorphism">
 
1482
    <title>Isomorphism / Subcomplex Testing</title>
 
1483
    <para>
 
1484
     The upper portion of the composition tab is for testing
 
1485
     combinatorial isomorphism, or testing whether one triangulation is a
 
1486
     subcomplex of another.  Simply select some other
 
1487
     triangulation <replaceable>T</replaceable> from the drop-down box
 
1488
     (indicated by the arrow in the diagram below).
 
1489
    </para>
 
1490
    <para>
 
1491
     <inlinemediaobject>
 
1492
      <imageobject>
 
1493
       <imagedata fileref="tri-iso.png"/>
 
1494
      </imageobject>
 
1495
     </inlinemediaobject>
 
1496
    </para>
 
1497
    <!--para>
 
1498
     <inlinemediaobject>
 
1499
      <imageobject>
 
1500
       <imagedata fileref="tri-iso-select.png"/>
 
1501
      </imageobject>
 
1502
     </inlinemediaobject>
 
1503
    </para-->
 
1504
    <para>
 
1505
     Each time you select a different triangulation
 
1506
     <replaceable>T</replaceable> in the drop-down box,
 
1507
     &regina; will immediately test for any of the following relationships:
 
1508
     <itemizedlist>
 
1509
      <listitem><para>
 
1510
       whether this triangulation and <replaceable>T</replaceable>
 
1511
       are isomorphic (i.e., identical up to a relabelling of tetrahedra
 
1512
       and their vertices);
 
1513
      </para></listitem>
 
1514
      <listitem><para>
 
1515
       whether this triangulation is isomorphic to a subcomplex of
 
1516
       <replaceable>T</replaceable> (i.e., <replaceable>T</replaceable>
 
1517
       can be obtained from this triangulation by adding more tetrahedra
 
1518
       and/or gluing more faces together, again with a possible relabelling);
 
1519
      </para></listitem>
 
1520
      <listitem><para>
 
1521
       whether <replaceable>T</replaceable> is isomorphic to a subcomplex of
 
1522
       this triangulation.
 
1523
      </para></listitem>
 
1524
     </itemizedlist>
 
1525
    </para>
 
1526
    <para>
 
1527
     <inlinemediaobject>
 
1528
      <imageobject>
 
1529
       <imagedata fileref="tri-iso-result.png"/>
 
1530
      </imageobject>
 
1531
     </inlinemediaobject>
 
1532
    </para>
 
1533
    <para>
 
1534
     The relationship, if any, will be reported immediately beneath
 
1535
     the drop-down box (as illustrated above).  If a relationship is found,
 
1536
     you can click on the <guibutton>Details</guibutton> button for
 
1537
     the precise relabelling (i.e., the mapping between tetrahedron
 
1538
     labels and between vertices in each tetrahedron).
 
1539
    </para>
 
1540
   </sect3>
 
1541
 
 
1542
   <sect3 id="tri-composition-composition">
 
1543
    <title>High-Level Recognition, Building Blocks,
 
1544
     Isomorphism Signatures and Dehydrations</title>
 
1545
    <para>
 
1546
     In the lower portion of the composition tab is a large box
 
1547
     containing details on the combinatorial composition of the triangulation.
 
1548
     Here &regina; will search for well-structured features within the
 
1549
     triangulation, and deduce from them what it can.
 
1550
     Sometimes it can recognise the construction and completely identify
 
1551
     both the triangulation and the underlying 3-manifold; other times
 
1552
     it yields little or no useful information.
 
1553
    </para>
 
1554
    <para>
 
1555
     <inlinemediaobject>
 
1556
      <imageobject>
 
1557
       <imagedata fileref="tri-composition.png"/>
 
1558
      </imageobject>
 
1559
     </inlinemediaobject>
 
1560
    </para>
 
1561
    <para>
 
1562
     In this composition box you will find the following information:
 
1563
    </para>
 
1564
    <sect4 id="tri-composition-name">
 
1565
     <title>Recognising the Triangulation and the 3-Manifold</title>
 
1566
     <para>
 
1567
      &regina; knows about many infinite families of triangulations.
 
1568
      If your triangulation belongs to one of these families then
 
1569
      &regina; will detect this and report the results here.
 
1570
      &regina; is particularly good at recognising
 
1571
      well-structured triangulations of &sfslong;s and graph manifolds.
 
1572
     </para>
 
1573
     <para>
 
1574
      <inlinemediaobject>
 
1575
       <imageobject>
 
1576
        <imagedata fileref="tri-composition-name.png"/>
 
1577
       </imageobject>
 
1578
      </inlinemediaobject>
 
1579
     </para>
 
1580
     <para>
 
1581
      If it does recognise your triangulation, &regina; will name the
 
1582
      3-manifold and also the triangulation itself.  See
 
1583
      <xref linkend="bib-burton-phd"/> and <xref linkend="bib-burton-nor7"/>
 
1584
      for details on the families of triangulations and what their names
 
1585
      and parameters mean.
 
1586
     </para>
 
1587
    </sect4>
 
1588
    <sect4 id="tri-composition-isosig">
 
1589
     <title>Isomorphism Signature</title>
 
1590
     <para>
 
1591
      An <firstterm>isomorphism signature</firstterm> is a compact sequence
 
1592
      of letters, digits and/or punctuation that identifies a
 
1593
      triangulation uniquely up to combinatorial isomorphism.
 
1594
      &regina; will report the isomorphism signature for your
 
1595
      triangulation here.
 
1596
     </para>
 
1597
     <para>
 
1598
      <inlinemediaobject>
 
1599
       <imageobject>
 
1600
        <imagedata fileref="tri-composition-isosig.png"/>
 
1601
       </imageobject>
 
1602
      </inlinemediaobject>
 
1603
     </para>
 
1604
     <para>
 
1605
      Every triangulation has an isomorphism signature (even
 
1606
      disconnected triangulations or triangulations with boundary).
 
1607
      The main features of isomorphism signatures are that they are fast
 
1608
      to compute, and that two triangulations have the same signature
 
1609
      <emphasis>if and only if</emphasis> they are isomorphic.
 
1610
      See <xref linkend="bib-burton-simps3"/> for details.
 
1611
     </para>
 
1612
     <para>
 
1613
      To convert an isomorphism signature back into a triangulation,
 
1614
      you can either <link linkend="tri-new-isosig">create a new
 
1615
      triangulation</link> from a signature, or
 
1616
      <link linkend="import-isosiglist">import a list of
 
1617
      isomorphism signatures</link>.  Be aware that the resulting
 
1618
      triangulation might not use the same tetrahedron and vertex
 
1619
      labels as the original.
 
1620
     </para>
 
1621
     <para>
 
1622
      Isomorphism signatures are case-sensitive (i.e., upper-case and
 
1623
      lower-case matters).
 
1624
      To copy the isomorphism signature to the clipboard, simply select
 
1625
      the line in the box and choose
 
1626
      <menuchoice><guimenu>Edit</guimenu><guimenuitem>Copy</guimenuitem></menuchoice>.
 
1627
     </para>
 
1628
    </sect4>
 
1629
    <sect4 id="tri-composition-dehydration">
 
1630
     <title>Dehydration</title>
 
1631
     <para>
 
1632
      Like isomorphism signatures, a <emphasis>dehydration string</emphasis>
 
1633
      is a short sequence of letters from which you can reconstruct
 
1634
      your triangulation.  Only some triangulations have dehydration
 
1635
      strings (they must be connected with no boundary faces and
 
1636
      &le;&nbsp;25 tetrahedra), and they are not unique up to isomorphism
 
1637
      (so relabelling tetrahedra might change the dehydration string).
 
1638
      If it exists, the dehydration string will be reported here.
 
1639
     </para>
 
1640
     <para>
 
1641
      <inlinemediaobject>
 
1642
       <imageobject>
 
1643
        <imagedata fileref="tri-composition-dehydration.png"/>
 
1644
       </imageobject>
 
1645
      </inlinemediaobject>
 
1646
     </para>
 
1647
     <para>
 
1648
      Dehydration strings first appeared in early censuses of hyperbolic
 
1649
      3-manifolds.  See <xref linkend="bib-cuspedcensus"/> for details.
 
1650
     </para>
 
1651
     <para>
 
1652
      To convert a dehydration string back into a triangulation,
 
1653
      you can either <link linkend="tri-new-dehydration">create a new
 
1654
      triangulation</link> from its dehydration, or
 
1655
      <link linkend="import-dehydrationlist">import a list of
 
1656
      dehydration strings</link>.  Be aware that the resulting triangulation
 
1657
      might not use the same tetrahedron and vertex labels as the
 
1658
      original.
 
1659
     </para>
 
1660
     <para>
 
1661
      As with isomorphism signatures, you can copy a dehydration string
 
1662
      to the clipboard by selecting the line in the box and choosing
 
1663
      <menuchoice><guimenu>Edit</guimenu><guimenuitem>Copy</guimenuitem></menuchoice>.
 
1664
     </para>
 
1665
    </sect4>
 
1666
    <sect4 id="tri-composition-blocks">
 
1667
     <title>Building Blocks</title>
 
1668
     <para>
 
1669
      The remainder of the composition box describes combinatorial
 
1670
      building blocks within the triangulation.
 
1671
      &regina; knows about several families of building blocks
 
1672
      (such as <link linkend="tri-new-layered">layered
 
1673
      solid tori</link>), and it will search for these within the
 
1674
      triangulation.
 
1675
      If it finds any building blocks that it
 
1676
      recognises then it will give details here, including any parameters
 
1677
      for the blocks and where they occur within the triangulation.
 
1678
     </para>
 
1679
     <para>
 
1680
      <inlinemediaobject>
 
1681
       <imageobject>
 
1682
        <imagedata fileref="tri-composition-blocks.png"/>
 
1683
       </imageobject>
 
1684
      </inlinemediaobject>
 
1685
     </para>
 
1686
     <para>
 
1687
      See <xref linkend="bib-burton-phd"/>
 
1688
      and <xref linkend="bib-burton-nor7"/> for details on the various
 
1689
      families of building blocks that &regina; understands.
 
1690
     </para>
 
1691
    </sect4>
 
1692
   </sect3>
 
1693
  </sect2>
 
1694
 
 
1695
  <sect2 id="tri-surfaceproperties">
 
1696
   <title>Properties Involving Normal Surfaces</title>
 
1697
 
 
1698
   <para>
 
1699
    Some properties of a triangulation are defined by the types of
 
1700
    normal surfaces it contains.  These properties can be found under
 
1701
    the <guilabel>Surfaces</guilabel> tab.
 
1702
   </para>
 
1703
   <para>
 
1704
    <inlinemediaobject>
 
1705
     <imageobject>
 
1706
      <imagedata fileref="tri-surfaces.png"/>
 
1707
     </imageobject>
 
1708
    </inlinemediaobject>
 
1709
   </para>
 
1710
   <para>
 
1711
    For large triangulations, some of these properties are
 
1712
    not automatically calculated (since they might take exponential time).
 
1713
    If a property is listed as <literal>Unknown</literal>, press
 
1714
    the corresponding <guibutton>Calculate</guibutton> button
 
1715
    (and be prepared to wait):
 
1716
   </para>
 
1717
   <para>
 
1718
    <inlinemediaobject>
 
1719
     <imageobject>
 
1720
      <imagedata fileref="tri-s3-unknown.png"/>
 
1721
     </imageobject>
 
1722
    </inlinemediaobject>
 
1723
   </para>
 
1724
   <para>
 
1725
    The result will appear as soon as the calculation is done:
 
1726
   </para>
 
1727
   <para>
 
1728
    <inlinemediaobject>
 
1729
     <imageobject>
 
1730
      <imagedata fileref="tri-s3-known.png"/>
 
1731
     </imageobject>
 
1732
    </inlinemediaobject>
 
1733
   </para>
 
1734
   <para>
 
1735
    The following properties are listed on the
 
1736
    <guilabel>Surfaces</guilabel> tab.
 
1737
   </para>
 
1738
   <para>
 
1739
    <glosslist>
 
1740
     <glossentry id="tri-prop0eff">
 
1741
      <glossterm><guilabel>Zero-Efficient</guilabel></glossterm>
 
1742
      <glossdef><para>
 
1743
       Indicates whether the triangulation is 0-efficient.  A
 
1744
       triangulation is <firstterm>0-efficient</firstterm> if its only
 
1745
       normal spheres and discs are vertex linking, and if it has no 2-sphere
 
1746
       boundary components.
 
1747
       See <xref linkend="bib-0-efficiency"/> for details.
 
1748
      </para></glossdef>
 
1749
     </glossentry>
 
1750
     <glossentry id="tri-propsplitting">
 
1751
      <glossterm><guilabel>Splitting Surface</guilabel></glossterm>
 
1752
      <glossdef><para>
 
1753
       Determines whether the triangulation has a splitting
 
1754
       surface.  A <firstterm>splitting surface</firstterm> is a compact
 
1755
       normal surface consisting of precisely one quad per tetrahedron
 
1756
       and no other normal (or almost normal) discs.
 
1757
       See <xref linkend="bib-burton-phd"/> for details.
 
1758
      </para></glossdef>
 
1759
     </glossentry>
 
1760
     <glossentry id="tri-prop3sphere">
 
1761
      <glossterm><guilabel>3-Sphere</guilabel></glossterm>
 
1762
      <glossdef><para>
 
1763
       Determines whether this is a triangulation
 
1764
       of the 3-sphere.  The 3-sphere recognition algorithm is
 
1765
       highly optimised, and incorporates techniques from
 
1766
       <xref linkend="bib-rubin-3sphere1"/>,
 
1767
       <xref linkend="bib-rubin-3sphere2"/>,
 
1768
       <xref linkend="bib-thinposition"/>,
 
1769
       <xref linkend="bib-0-efficiency"/> and
 
1770
       <xref linkend="bib-burton-quadoct"/>.
 
1771
      </para></glossdef>
 
1772
     </glossentry>
 
1773
     <glossentry id="tri-prop3ball">
 
1774
      <glossterm><guilabel>3-Ball</guilabel></glossterm>
 
1775
      <glossdef><para>
 
1776
       Determines whether this is a triangulation of the 3-dimensional ball.
 
1777
       The algorithm is based on 3-sphere recognition as described above.
 
1778
      </para></glossdef>
 
1779
     </glossentry>
 
1780
    </glosslist>
 
1781
   </para>
 
1782
   <tip><para>
 
1783
    You can change the number of tetrahedra beyond which properties are
 
1784
    not computed automatically.  See &regina;'s
 
1785
    <link linkend="options-triangulation">triangulation options</link>.
 
1786
   </para></tip>
 
1787
  </sect2>
 
1788
 
 
1789
  <sect2 id="tri-snappea">
 
1790
   <title>&snappea; Calculations</title>
 
1791
 
 
1792
   <para>
 
1793
    &snappea; is an excellent piece of software written by Jeffrey Weeks
 
1794
    with a strong focus on hyperbolic 3-manifolds; for more information,
 
1795
    see the &snappywebsite;.
 
1796
    Portions of the &snappea; kernel are built into &regina;, which
 
1797
    allows &regina; to compute information about geometries on
 
1798
    triangulations.  The results are presented in the
 
1799
    <guilabel>&snappea;</guilabel> tab.
 
1800
   </para>
 
1801
   <para>
 
1802
    <inlinemediaobject>
 
1803
     <imageobject>
 
1804
      <imagedata fileref="tri-snappea.png"/>
 
1805
     </imageobject>
 
1806
    </inlinemediaobject>
 
1807
   </para>
 
1808
   <para>
 
1809
    &snappea; calculations are not available for all triangulations.
 
1810
    Amongst other constraints, your triangulation
 
1811
    must be connected with no boundary
 
1812
    faces, and every vertex must have a torus or Klein bottle link.
 
1813
    If your triangulation is unsuitable, the
 
1814
    <guilabel>&snappea;</guilabel> tab will give you at
 
1815
    least one reason why.
 
1816
   </para>
 
1817
   <para>
 
1818
    It is possible to bypass some of these constraints and
 
1819
    allow &snappea; to work with closed triangulations.
 
1820
    You do this <emphasis>at your own risk</emphasis>:
 
1821
    see &regina;'s <link linkend="options-snappea">&snappea; options</link>
 
1822
    for details and the necessary warnings.
 
1823
   </para>
 
1824
   <para>
 
1825
    When you open the <guilabel>&snappea;</guilabel> tab,
 
1826
    &regina; will ask &snappea; to solve for a complete hyperbolic
 
1827
    structure.  The following information is then presented:
 
1828
    <glosslist>
 
1829
     <glossentry>
 
1830
      <glossterm><guilabel>Solution Type</guilabel></glossterm>
 
1831
      <glossdef><para>
 
1832
       This describes the type of solution that &snappea; found.
 
1833
       Possible types are:
 
1834
       <glosslist>
 
1835
        <glossentry>
 
1836
         <glossterm><guilabel>Tetrahedra positively
 
1837
          oriented</guilabel></glossterm>
 
1838
         <glossdef><para>
 
1839
          All tetrahedra are either positively oriented or flat, though the
 
1840
          entire solution is not flat and no tetrahedra are degenerate.
 
1841
         </para></glossdef>
 
1842
        </glossentry>
 
1843
        <glossentry>
 
1844
         <glossterm><guilabel>Contains negatively oriented
 
1845
          tetrahedra</guilabel></glossterm>
 
1846
         <glossdef><para>
 
1847
          The volume is positive, but some tetrahedra are negatively oriented.
 
1848
         </para></glossdef>
 
1849
        </glossentry>
 
1850
        <glossentry>
 
1851
         <glossterm><guilabel>All tetrahedra flat</guilabel></glossterm>
 
1852
         <glossdef><para>
 
1853
          All tetrahedra are flat, but none have shape 0, 1 or infinity.
 
1854
         </para></glossdef>
 
1855
        </glossentry>
 
1856
        <glossentry>
 
1857
         <glossterm><guilabel>Contains degenerate
 
1858
          tetrahedra</guilabel></glossterm>
 
1859
         <glossdef><para>
 
1860
          At least one tetrahedron has shape 0, 1 or infinity.
 
1861
         </para></glossdef>
 
1862
        </glossentry>
 
1863
        <glossentry>
 
1864
         <glossterm><guilabel>Unrecognised solution type</guilabel></glossterm>
 
1865
         <glossdef><para>
 
1866
          The volume is zero or negative, but the solution is
 
1867
          neither flat nor degenerate.
 
1868
         </para></glossdef>
 
1869
        </glossentry>
 
1870
        <glossentry>
 
1871
         <glossterm><guilabel>No solution found</guilabel></glossterm>
 
1872
         <glossdef><para>
 
1873
          The gluing equations could not be solved.
 
1874
         </para></glossdef>
 
1875
        </glossentry>
 
1876
       </glosslist>
 
1877
      </para></glossdef>
 
1878
     </glossentry>
 
1879
     <glossentry>
 
1880
      <glossterm><guilabel>Volume</guilabel></glossterm>
 
1881
      <glossdef><para>
 
1882
       This gives the volume of the underlying 3-manifold, along with the
 
1883
       estimated number of decimal places of accuracy.
 
1884
       This accuracy measure is an <emphasis>estimate only</emphasis>
 
1885
       (based on the differences between terms in Newton's method).
 
1886
      </para></glossdef>
 
1887
     </glossentry>
 
1888
    </glosslist>
 
1889
   </para>
 
1890
  </sect2>
 
1891
 
 
1892
  <sect2 id="tri-decomposition">
 
1893
   <title>Decomposition</title>
 
1894
   <para>
 
1895
    &regina; implements some high-level algorithms for decomposition a
 
1896
    3-manifold triangulation into &ldquo;atomic pieces&rdquo;.
 
1897
    These include the following:
 
1898
   </para>
 
1899
 
 
1900
   <sect3 id="tri-decomposition-component">
 
1901
    <title>Component Decomposition</title>
 
1902
 
 
1903
    <para>
 
1904
     If your triangulation is
 
1905
     <link linkend="tri-basicprops">disconnected</link>, you may wish to
 
1906
     break it into its connected components.  To do this, select
 
1907
     <menuchoice>
 
1908
      <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
1909
      <guimenuitem>Extract Components</guimenuitem>
 
1910
     </menuchoice>.
 
1911
     You must open the triangulation for viewing before you can do this.
 
1912
    </para>
 
1913
    <para>
 
1914
     <inlinemediaobject>
 
1915
      <imageobject>
 
1916
       <imagedata fileref="menucomponents.png"/>
 
1917
      </imageobject>
 
1918
     </inlinemediaobject>
 
1919
    </para>
 
1920
    <para>
 
1921
     &regina; will create several new triangulations, one for each
 
1922
     connected component.  These will be added beneath the original in
 
1923
     the packet tree.  Your original (disconnected) triangulation will
 
1924
     remain unchanged.
 
1925
    </para>
 
1926
    <para>
 
1927
     <inlinemediaobject>
 
1928
      <imageobject>
 
1929
       <imagedata fileref="tri-extract-components.png"/>
 
1930
      </imageobject>
 
1931
     </inlinemediaobject>
 
1932
    </para>
 
1933
   </sect3>
 
1934
 
 
1935
   <sect3 id="tri-decomposition-connsum">
 
1936
    <title>Connected Sum Decomposition</title>
 
1937
    <para>
 
1938
     If your triangulation is <link linkend="tri-basicprops">closed,
 
1939
     orientable and connected</link>, &regina; can decompose it into a
 
1940
     connected sum of prime 3-manifolds (none of which are 3-spheres).
 
1941
     To do this, select
 
1942
     <menuchoice>
 
1943
      <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
1944
      <guimenuitem>Connected Sum Decomposition</guimenuitem>
 
1945
     </menuchoice>.
 
1946
     You must open the triangulation for viewing before you can do this.
 
1947
    </para>
 
1948
    <para>
 
1949
     <inlinemediaobject>
 
1950
      <imageobject>
 
1951
       <imagedata fileref="menuconnsum.png"/>
 
1952
      </imageobject>
 
1953
     </inlinemediaobject>
 
1954
    </para>
 
1955
    <para>
 
1956
     Again, &regina; will create several new triangulations, one for
 
1957
     each prime summand.  These will be added beneath the original in
 
1958
     the packet tree, and your original triangulation will remain unchanged.
 
1959
     If your original triangulation is a 3-sphere then no prime summands
 
1960
     will be produced at all.
 
1961
    </para>
 
1962
    <para>
 
1963
     <inlinemediaobject>
 
1964
      <imageobject>
 
1965
       <imagedata fileref="tri-connsum-results.png"/>
 
1966
      </imageobject>
 
1967
     </inlinemediaobject>
 
1968
    </para>
 
1969
    <para>
 
1970
     With two exceptions (RP<superscript>3</superscript> and
 
1971
     S<superscript>2</superscript>&times;S<superscript>1</superscript>),
 
1972
     each of the new triangulations is guaranteed to be
 
1973
     <link linkend="tri-prop0eff">0-efficient</link> (i.e., they will
 
1974
     have no non-vertex-linking normal spheres).
 
1975
     The underlying algorithm is based on the 0-efficiency results
 
1976
     of Jaco and Rubinstein <xref linkend="bib-0-efficiency"/>,
 
1977
     and uses <link linkend="tri-prop3sphere">3-sphere recognition</link>
 
1978
     to ensure that none of the summands are trivial.
 
1979
    </para>
 
1980
    <caution><para>
 
1981
     Connected sum decomposition can be very slow for larger
 
1982
     triangulations, since the underlying normal surface algorithms have
 
1983
     worst-case exponential running time.
 
1984
    </para></caution>
 
1985
   </sect3>
 
1986
  </sect2>
 
1987
  <sect2 id="tri-censuslookup">
 
1988
   <title>Census Lookup</title>
 
1989
 
 
1990
   <para>
 
1991
    &regina; ships with several prepackaged censuses of 3-manifold
 
1992
    triangulations.
 
1993
    To search for your triangulation within these censuses, select
 
1994
    <menuchoice>
 
1995
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
1996
     <guimenuitem>Census Lookup</guimenuitem>
 
1997
    </menuchoice>.
 
1998
     You must open the triangulation for viewing before you can do this.
 
1999
   </para>
 
2000
   <para>
 
2001
    <inlinemediaobject>
 
2002
     <imageobject>
 
2003
      <imagedata fileref="menucensuslookup.png"/>
 
2004
     </imageobject>
 
2005
    </inlinemediaobject>
 
2006
   </para>
 
2007
   <para>
 
2008
    Your triangulation may use different tetrahedron and
 
2009
    vertex labels; &regina; will search for any isomorphic copy.
 
2010
    Any matches will be reported:
 
2011
   </para>
 
2012
   <para>
 
2013
    <inlinemediaobject>
 
2014
     <imageobject>
 
2015
      <imagedata fileref="tri-census-found-box.png"/>
 
2016
     </imageobject>
 
2017
    </inlinemediaobject>
 
2018
   </para>
 
2019
   <para>
 
2020
    The matches will also be stored in a new text packet
 
2021
    beneath your triangulation:
 
2022
   </para>
 
2023
   <para>
 
2024
    <inlinemediaobject>
 
2025
     <imageobject>
 
2026
      <imagedata fileref="tri-census-found-text.png"/>
 
2027
     </imageobject>
 
2028
    </inlinemediaobject>
 
2029
   </para>
 
2030
   <para>
 
2031
    By default, &regina; will search censuses of
 
2032
    closed orientable and non-orientable 3-manifold triangulations
 
2033
    <xref linkend="bib-burton-nor8"/> <xref linkend="bib-burton-nor10"/>
 
2034
    <xref linkend="bib-burton-genus"/>,
 
2035
    cusped and closed hyperbolic 3-manifold triangulations
 
2036
    <xref linkend="bib-cuspedcensus"/> <xref linkend="bib-closedhypcensus"/>,
 
2037
    and knot and link complements (tabulated by Joe Christy).
 
2038
    To add your own censuses to this list, visit &regina;'s
 
2039
    <link linkend="options-census">census options</link>.
 
2040
   </para>
 
2041
  </sect2>
 
2042
 </sect1>
 
2043
 
 
2044
 <sect1 id="tri-modification">
 
2045
  <title>Modification</title>
 
2046
 
 
2047
  <para>
 
2048
   There are many ways of modifying a 3-manifold triangulation.
 
2049
   Many of these can be found in the <guimenu>Triangulation</guimenu> menu,
 
2050
   which appears when you open a triangulation for viewing.
 
2051
  </para>
 
2052
  <para>
 
2053
   <inlinemediaobject>
 
2054
    <imageobject>
 
2055
     <imagedata fileref="menutri.png"/>
 
2056
    </imageobject>
 
2057
   </inlinemediaobject>
 
2058
  </para>
 
2059
  <caution><para>
 
2060
   If you open one triangulation for viewing but then select another in
 
2061
   the packet tree, all modifications will apply to the triangulation that
 
2062
   you have open for viewing.
 
2063
  </para></caution>
 
2064
 
 
2065
  <sect2 id="tri-editgluings">
 
2066
   <title>Editing Tetrahedron Face Gluings</title>
 
2067
 
 
2068
   <para>
 
2069
    The simplest way to modify a triangulation is to open the
 
2070
    <guilabel>Gluings</guilabel> tab and edit the face gluings table directly.
 
2071
    See the notes on <link linkend="tri-viewgluings">viewing tetrahedron
 
2072
    face gluings</link> for details on how to read the table.
 
2073
   </para>
 
2074
   <para>
 
2075
    You can add and remove tetrahedra using the
 
2076
    <guilabel>Add Tet</guilabel> and <guilabel>Remove Tet</guilabel>
 
2077
    buttons, and you can change the gluings by typing directly into the table.
 
2078
    If you want to remove a gluing (i.e., make a face part of the
 
2079
    triangulation boundary), just delete the contents of the cell.
 
2080
   </para>
 
2081
   <para>
 
2082
    <inlinemediaobject>
 
2083
     <imageobject>
 
2084
      <imagedata fileref="tri-editgluings.png"/>
 
2085
     </imageobject>
 
2086
    </inlinemediaobject>
 
2087
   </para>
 
2088
   <para>
 
2089
    If you like, you can also <emphasis>name</emphasis> tetrahedra to help
 
2090
    keep track of their roles within the triangulation.
 
2091
    Click on the cell in the leftmost column (containing the tetrahedron
 
2092
    number), and type a new name directly into the cell.
 
2093
   </para>
 
2094
   <para>
 
2095
    <inlinemediaobject>
 
2096
     <imageobject>
 
2097
      <imagedata fileref="tri-editnames.png"/>
 
2098
     </imageobject>
 
2099
    </inlinemediaobject>
 
2100
   </para>
 
2101
  </sect2>
 
2102
 
 
2103
  <sect2 id="tri-simplification">
 
2104
   <title>Automatic Simplification</title>
 
2105
 
 
2106
   <para>
 
2107
    &regina; has a rich set of <link linkend="tri-elementarymove">fast and
 
2108
    effective moves</link> for simplifying
 
2109
    a triangulation without changing the underlying 3-manifold.
 
2110
    If you press the <guibutton>Simplify</guibutton> button (or select
 
2111
    <menuchoice>
 
2112
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
2113
     <guimenuitem>Simplify</guimenuitem>
 
2114
    </menuchoice>),
 
2115
    then &regina; will use a combination of these moves to reduce the
 
2116
    triangulation to as few tetrahedra as it can.
 
2117
    This is often very effective, but there is
 
2118
    <emphasis>no guarantee</emphasis> that this will produce the fewest
 
2119
    possible tetrahedra:
 
2120
    &regina; might get stuck at a local minimum from which it cannot escape.
 
2121
   </para>
 
2122
   <para>
 
2123
    <inlinemediaobject>
 
2124
     <imageobject>
 
2125
      <imagedata fileref="tri-simplify.png"/>
 
2126
     </imageobject>
 
2127
    </inlinemediaobject>
 
2128
   </para>
 
2129
   <para>
 
2130
    If your triangulation has boundary, this routine will also try to
 
2131
    make the number of boundary faces as small as it can (but again
 
2132
    there is no guarantee of reaching a global minimum).
 
2133
   </para>
 
2134
  </sect2>
 
2135
 
 
2136
  <sect2 id="tri-elementarymove">
 
2137
   <title>Manual Simplification: Elementary Moves</title>
 
2138
 
 
2139
   <para>
 
2140
    Instead of using automatic simplification, you might wish to modify
 
2141
    your triangulation manually one step at a time.  You can do this
 
2142
    using <firstterm>elementary moves</firstterm>, which are small
 
2143
    local modifications
 
2144
    to the triangulation that preserve the underlying 3-manifold.
 
2145
    To perform an elementary move, select
 
2146
    <menuchoice>
 
2147
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
2148
     <guimenuitem>Elementary Move</guimenuitem>
 
2149
    </menuchoice>
 
2150
   from the menu.
 
2151
   </para>
 
2152
   <para>
 
2153
    <inlinemediaobject>
 
2154
     <imageobject>
 
2155
      <imagedata fileref="tri-eltmove.png"/>
 
2156
     </imageobject>
 
2157
    </inlinemediaobject>
 
2158
   </para>
 
2159
   <para>
 
2160
    This will bring up a box containing all the elementary moves that
 
2161
    can be performed upon your triangulation.  There are many different
 
2162
    types of moves available, and this list may continue to grow with
 
2163
    future releases of &regina;.
 
2164
   </para>
 
2165
   <para>
 
2166
    <inlinemediaobject>
 
2167
     <imageobject>
 
2168
      <imagedata fileref="tri-eltmovebox.png"/>
 
2169
     </imageobject>
 
2170
    </inlinemediaobject>
 
2171
   </para>
 
2172
   <para>
 
2173
    For each type of move, you will be offered a drop-down list of
 
2174
    locations at which the move can be performed.  If a move is disabled
 
2175
    (greyed out), this means there are no suitable locations in your
 
2176
    triangulation for that move type.
 
2177
    Select the type of move and its location, and press
 
2178
    <guibutton>OK</guibutton> to perform the move.
 
2179
   </para>
 
2180
   <para>
 
2181
    We do not give full details of the various moves here; see
 
2182
    <xref linkend="bib-burton-phd"/> or the
 
2183
    <classname>NTriangulation</classname> class notes in the &regenginedocs;
 
2184
    for full descriptions of the moves and restrictions on their
 
2185
    possible locations.  A brief summary is as follows.
 
2186
   </para>
 
2187
   <para>
 
2188
    <glosslist>
 
2189
     <glossentry>
 
2190
      <glossterm><guilabel>3-2 Move</guilabel></glossterm>
 
2191
      <glossdef><para>
 
2192
       Replaces three tetrahedra joined along a degree&nbsp;3 edge
 
2193
       with two tetrahedra joined along a face.
 
2194
      </para></glossdef>
 
2195
     </glossentry>
 
2196
     <glossentry>
 
2197
      <glossterm><guilabel>2-3 Move</guilabel></glossterm>
 
2198
      <glossdef><para>
 
2199
       Replaces two tetrahedra joined along a face
 
2200
       with three tetrahedra joined along a degree&nbsp;3 edge.
 
2201
      </para></glossdef>
 
2202
     </glossentry>
 
2203
     <glossentry>
 
2204
      <glossterm><guilabel>4-4 Move</guilabel></glossterm>
 
2205
      <glossdef><para>
 
2206
       Replaces four tetrahedra joined along a degree&nbsp;4 edge
 
2207
       with four tetrahedra joined along a new
 
2208
       degree&nbsp;4 edge that points in a different direction.
 
2209
      </para></glossdef>
 
2210
     </glossentry>
 
2211
     <glossentry>
 
2212
      <glossterm><guilabel>2-0 Move (Edge)</guilabel></glossterm>
 
2213
      <glossdef><para>
 
2214
       Takes two tetrahedra joined along a degree&nbsp;2 edge and
 
2215
       squashes them flat.
 
2216
      </para></glossdef>
 
2217
     </glossentry>
 
2218
     <glossentry>
 
2219
      <glossterm><guilabel>2-0 Move (Vertex)</guilabel></glossterm>
 
2220
      <glossdef><para>
 
2221
       Takes two tetrahedra that meet at a degree&nbsp;2 vertex and
 
2222
       squashes them flat.
 
2223
      </para></glossdef>
 
2224
     </glossentry>
 
2225
     <glossentry>
 
2226
      <glossterm><guilabel>2-1 Move</guilabel></glossterm>
 
2227
      <glossdef><para>
 
2228
       Merges the tetrahedron containing a degree&nbsp;1 edge with an
 
2229
       adjacent tetrahedron.
 
2230
      </para></glossdef>
 
2231
     </glossentry>
 
2232
     <glossentry>
 
2233
      <glossterm><guilabel>Open Book</guilabel></glossterm>
 
2234
      <glossdef><para>
 
2235
       Takes an internal face with two boundary edges and
 
2236
       &ldquo;unglues&rdquo; that face, creating two new boundary
 
2237
       faces and exposing the tetrahedra inside to the boundary.
 
2238
      </para></glossdef>
 
2239
     </glossentry>
 
2240
     <glossentry>
 
2241
      <glossterm><guilabel>Close Book</guilabel></glossterm>
 
2242
      <glossdef><para>
 
2243
       Folds together two adjacent boundary faces around a common
 
2244
       boundary edge, with the result of simplifying the boundary.
 
2245
      </para></glossdef>
 
2246
     </glossentry>
 
2247
     <glossentry>
 
2248
      <glossterm><guilabel>Shell Boundary</guilabel></glossterm>
 
2249
      <glossdef><para>
 
2250
       Removes an &ldquo;unnecessary tetrahedron&rdquo; that sits along
 
2251
       the boundary of the triangulation.
 
2252
      </para></glossdef>
 
2253
     </glossentry>
 
2254
     <glossentry>
 
2255
      <glossterm><guilabel>Collapse Edge</guilabel></glossterm>
 
2256
      <glossdef><para>
 
2257
       Takes an edge between two distinct vertices and collapses it to a point.
 
2258
       Any tetrahedra that contained the edge will be &ldquo;flattened
 
2259
       away&rdquo;.
 
2260
      </para></glossdef>
 
2261
     </glossentry>
 
2262
    </glosslist>
 
2263
   </para>
 
2264
  </sect2>
 
2265
 
 
2266
  <sect2 id="tri-make0eff">
 
2267
   <title>0-Efficiency</title>
 
2268
 
 
2269
   <para>
 
2270
    A triangulation is <firstterm>0-efficient</firstterm> if its only
 
2271
    normal spheres and discs are vertex linking, and if it has no 2-sphere
 
2272
    boundary components <xref linkend="bib-0-efficiency"/>.
 
2273
    0-efficient triangulations have significant theoretical and
 
2274
    practical advantages, and often use relatively few tetrahedra.
 
2275
   </para>
 
2276
   <para>
 
2277
    If your triangulation is
 
2278
    <link linkend="tri-basicprops">closed, orientable and connected</link>,
 
2279
    you can convert it into a 0-efficient triangulation of the same
 
2280
    3-manifold by selecting
 
2281
    <menuchoice>
 
2282
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
2283
     <guimenuitem>Make 0-Efficient</guimenuitem>
 
2284
    </menuchoice>.
 
2285
   </para>
 
2286
   <para>
 
2287
    <inlinemediaobject>
 
2288
     <imageobject>
 
2289
      <imagedata fileref="tri-make0eff.png"/>
 
2290
     </imageobject>
 
2291
    </inlinemediaobject>
 
2292
   </para>
 
2293
   <para>
 
2294
    If your triangulation represents a composite 3-manifold then it
 
2295
    cannot be made 0-efficient&mdash;in this case a full connected sum
 
2296
    decomposition will be inserted beneath your triangulation in the
 
2297
    packet tree, and your original triangulation will be left unchanged.
 
2298
   </para>
 
2299
   <para>
 
2300
    <inlinemediaobject>
 
2301
     <imageobject>
 
2302
      <imagedata fileref="tri-make0eff-connsum.png"/>
 
2303
     </imageobject>
 
2304
    </inlinemediaobject>
 
2305
   </para>
 
2306
   <para>
 
2307
    There are also two exceptional prime manifolds that cannot be made
 
2308
    0-efficient: RP<superscript>3</superscript> and
 
2309
    S<superscript>2</superscript>&times;S<superscript>1</superscript>.
 
2310
    &regina; will notify you if your triangulation represents one of
 
2311
    these manifolds.
 
2312
   </para>
 
2313
   <caution><para>
 
2314
    The algorithm to make a triangulation 0-efficient
 
2315
    runs in worst-case exponential time.
 
2316
    If your triangulation is large, you should consider whether
 
2317
    <link linkend="tri-simplification">automatic simplification</link>
 
2318
    will suffice (which is much faster at reducing the number of
 
2319
    tetrahedra, but which does not guarantee a 0-efficient result).
 
2320
   </para></caution>
 
2321
  </sect2>
 
2322
 
 
2323
  <sect2 id="tri-real-ideal">
 
2324
   <title>Switching Between Real and Ideal</title>
 
2325
 
 
2326
   <para>
 
2327
    You can convert between <firstterm>real</firstterm> boundary
 
2328
    components (formed from boundary faces of tetrahedra) and
 
2329
    <firstterm>ideal</firstterm> boundary components (formed from
 
2330
    individual vertices with closed non-spherical vertex links).
 
2331
   </para>
 
2332
   <para>
 
2333
    If you have an ideal triangulation, you can select
 
2334
    <menuchoice>
 
2335
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
2336
     <guimenuitem>Truncate Ideal Vertices</guimenuitem>
 
2337
    </menuchoice>
 
2338
    to convert your ideal vertices into real boundary components.
 
2339
    &regina; will subdivide the triangulation and slide off a small
 
2340
    neighbourhood of each ideal vertex.
 
2341
    Any <link linkend="tri-vertices-nonstdbdry">non-standard boundary
 
2342
    vertices</link> will be truncated also.
 
2343
   </para>
 
2344
   <para>
 
2345
    <inlinemediaobject>
 
2346
     <imageobject>
 
2347
      <imagedata fileref="tri-truncate.png"/>
 
2348
     </imageobject>
 
2349
    </inlinemediaobject>
 
2350
   </para>
 
2351
   <tip><para>
 
2352
    Because of the subdivision, this operation will greatly
 
2353
    increase the number of tetrahedra.  After you truncate ideal
 
2354
    vertices, try
 
2355
    <link linkend="tri-simplification">simplifying your triangulation</link>.
 
2356
   </para></tip>
 
2357
   <para>
 
2358
    Conversely: if your triangulation has real boundary components and you
 
2359
    wish to convert this into an ideal triangulation, select
 
2360
    <menuchoice>
 
2361
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
2362
     <guimenuitem>Make Ideal</guimenuitem>
 
2363
    </menuchoice>.
 
2364
   </para>
 
2365
   <para>
 
2366
    <inlinemediaobject>
 
2367
     <imageobject>
 
2368
      <imagedata fileref="tri-makeideal.png"/>
 
2369
     </imageobject>
 
2370
    </inlinemediaobject>
 
2371
   </para>
 
2372
   <para>
 
2373
    Each real boundary component will be &ldquo;coned&rdquo; using new
 
2374
    tetrahedra (one for each boundary face).  Your boundary components
 
2375
    will all become ideal, but there are some caveats:
 
2376
    <itemizedlist>
 
2377
     <listitem><para>
 
2378
      Your triangulation will contain ideal vertices, but also
 
2379
      standard <emphasis>internal vertices</emphasis> whose links are
 
2380
      spheres.  To get rid of these internal vertices, try
 
2381
      <link linkend="tri-simplification">simplifying your triangulation</link>.
 
2382
     </para></listitem>
 
2383
     <listitem><para>
 
2384
      Any <emphasis>spherical</emphasis> boundary components will
 
2385
      disappear entirely; that is, they will be filled in with balls.
 
2386
     </para></listitem>
 
2387
    </itemizedlist>
 
2388
   </para>
 
2389
  </sect2>
 
2390
 
 
2391
  <sect2 id="tri-barycentric">
 
2392
   <title>Subdivision</title>
 
2393
 
 
2394
   <para>
 
2395
    You can perform a barycentric subdivision on your triangulation by
 
2396
    selecting
 
2397
    <menuchoice>
 
2398
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
2399
     <guimenuitem>Barycentric Subdivision</guimenuitem>
 
2400
    </menuchoice>.
 
2401
    This involves splitting each original tetrahedron into 24 smaller
 
2402
    tetrahedra, adding new vertices at the
 
2403
    centroid of each tetrahedron, the centroid of each face, and the
 
2404
    midpoint of each edge.
 
2405
   </para>
 
2406
   <para>
 
2407
    <inlinemediaobject>
 
2408
     <imageobject>
 
2409
      <imagedata fileref="tri-barycentric.png"/>
 
2410
     </imageobject>
 
2411
    </inlinemediaobject>
 
2412
   </para>
 
2413
  </sect2>
 
2414
 
 
2415
  <sect2 id="tri-orient">
 
2416
   <title>Orienting the Triangulation</title>
 
2417
 
 
2418
   <para>
 
2419
    If your triangulation is
 
2420
    <link linkend="tri-basicprops">orientable but not oriented</link>,
 
2421
    you may wish to reorder the vertices 0,1,2,3 of each tetrahedron so that
 
2422
    adjacent tetrahedra have consistent orientations.
 
2423
    To do this, press the <guibutton>Orient</guibutton> button (or select
 
2424
    <menuchoice>
 
2425
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
2426
     <guimenuitem>Orient</guimenuitem>
 
2427
    </menuchoice>
 
2428
    from the menu).
 
2429
   </para>
 
2430
   <para>
 
2431
    <inlinemediaobject>
 
2432
     <imageobject>
 
2433
      <imagedata fileref="tri-orient.png"/>
 
2434
     </imageobject>
 
2435
    </inlinemediaobject>
 
2436
   </para>
 
2437
  </sect2>
 
2438
 
 
2439
  <sect2 id="tri-cover">
 
2440
   <title>Double Cover</title>
 
2441
 
 
2442
   <para>
 
2443
    To convert a non-orientable triangulation into its orientable double cover,
 
2444
    select
 
2445
    <menuchoice>
 
2446
     <guimenu>Triangulation</guimenu>
 
2447
     <guimenuitem>Double Cover</guimenuitem>
 
2448
    </menuchoice>.
 
2449
   </para>
 
2450
   <para>
 
2451
    <inlinemediaobject>
 
2452
     <imageobject>
 
2453
      <imagedata fileref="tri-doublecover.png"/>
 
2454
     </imageobject>
 
2455
    </inlinemediaobject>
 
2456
   </para>
 
2457
   <para>
 
2458
    If your triangulation has any orientable components, they will
 
2459
    simply be duplicated.
 
2460
   </para>
 
2461
  </sect2>
 
2462
 
 
2463
  <sect2 id="tri-cutcrush">
 
2464
   <title>Cutting Along and Crushing Normal Surfaces</title>
 
2465
 
 
2466
   <para>
 
2467
    If you have a normal surface in your triangulation, you can either cut
 
2468
    along your surface or crush it to a point.
 
2469
    <itemizedlist>
 
2470
     <listitem>
 
2471
      <para>
 
2472
       <emphasis>Cutting along</emphasis> a surface involves carefully
 
2473
       slicing along the surface and retriangulating the resulting
 
2474
       polyhedra, so that the original
 
2475
       surface becomes one or more real boundary components.
 
2476
      </para>
 
2477
      <para>
 
2478
       This has the advantages that it will never change the topology of the
 
2479
       3-manifold beyond the simple act of slicing along the surface,
 
2480
       and it will never introduce ideal vertices or invalid edges.
 
2481
      </para>
 
2482
      <para>
 
2483
       The main drawback is that it can
 
2484
       <emphasis>vastly</emphasis> increase the total number of tetrahedra.
 
2485
       This has severe implications if you need to do anything
 
2486
       computationally intensive with the resulting triangulation.
 
2487
      </para>
 
2488
     </listitem>
 
2489
     <listitem>
 
2490
      <para>
 
2491
       <emphasis>Crushing a surface</emphasis> is a potentially destructive
 
2492
       operation, but when used carefully can be extremely powerful.
 
2493
       The crushing operation is described by
 
2494
       Jaco and Rubinstein <xref linkend="bib-0-efficiency"/>:
 
2495
       in essence, the surface is crushed to a point and any tetrahedron
 
2496
       that contains a quadrilateral disc is &ldquo;flattened away&rdquo;.
 
2497
      </para>
 
2498
      <para>
 
2499
       One key advantage of crushing is that it always
 
2500
       <emphasis>reduces</emphasis> the number of tetrahedra
 
2501
       (unless you crush vertex links, in which case the triangulation
 
2502
       stays the same).
 
2503
      </para>
 
2504
      <para>
 
2505
       The main disadvantage is that will typically change the topology
 
2506
       of your triangulation, sometimes dramatically.
 
2507
       For example, it can create ideal vertices, undo connected sums,
 
2508
       change the genus of boundary components, and delete entire summands.
 
2509
       In some cases it can even make your triangulation invalid
 
2510
       (for instance, edges might become identified with themselves in
 
2511
       reverse).
 
2512
      </para>
 
2513
      <para>
 
2514
       You should only crush a surface when you have theoretical
 
2515
       arguments that tell you exactly what might change and how to detect it.
 
2516
       Examples of such arguments appear in
 
2517
       <xref linkend="bib-0-efficiency"/>, where crushing is used to
 
2518
       great effect.
 
2519
      </para>
 
2520
     </listitem>
 
2521
    </itemizedlist>
 
2522
   </para>
 
2523
   <para>
 
2524
    To cut along or crush a normal surface: open the list of normal
 
2525
    surfaces, select your surface in the list, and then choose either
 
2526
    <menuchoice>
 
2527
     <guimenu>Normal Surfaces</guimenu>
 
2528
     <guimenuitem>Cut Along Surface</guimenuitem>
 
2529
    </menuchoice>
 
2530
    or
 
2531
    <menuchoice>
 
2532
     <guimenu>Normal Surfaces</guimenu>
 
2533
     <guimenuitem>Crush Surface</guimenuitem>
 
2534
    </menuchoice>.
 
2535
   </para>
 
2536
   <para>
 
2537
    <inlinemediaobject>
 
2538
     <imageobject>
 
2539
      <imagedata fileref="tri-cutcrush.png"/>
 
2540
     </imageobject>
 
2541
    </inlinemediaobject>
 
2542
   </para>
 
2543
   <para>
 
2544
    &regina; will create a new triangulation where the surface has been
 
2545
    cut along or crushed accordingly.  This new trianguation will appear
 
2546
    beneath the normal surfaces in the packet tree.
 
2547
    Your original triangulation will not be changed.
 
2548
   </para>
 
2549
   <para>
 
2550
    <inlinemediaobject>
 
2551
     <imageobject>
 
2552
      <imagedata fileref="tri-cutcrush-results.png"/>
 
2553
     </imageobject>
 
2554
    </inlinemediaobject>
 
2555
   </para>
 
2556
   <tip><para>
 
2557
    When cutting along or crushing a normal surface, you might end up
 
2558
    with a disconnected triangulation.  You can
 
2559
    <link linkend="tri-decomposition-component">extract connected
 
2560
    components</link> to work with one at a time.
 
2561
   </para></tip>
 
2562
  </sect2>
 
2563
 </sect1>
 
2564
</chapter>