B样条曲线,曲面的计算机辅助设计及可控修形研究

文章对Ｂ样条曲线,Ｂ样条曲面的生成进行了研究,同时还研究了Ｂ样条曲线和曲面的可控修形,即在原来基础上修改成所需的任意形状。生成及修改的结果可在计算机上显示。该研究是用Ｃ语言实现其算法的。     

任意次非均匀B样条曲线插值的实现

插值法已成为许多造型系统中生成曲线、曲面的一种基本手段，并且实现三次Ｂ样条曲线插值的方法在许多文献中有详细讨论。然而，对统一的任意次Ｂ样条曲线的插值却很少论及，因此，本文的目的即想弥补这一不足，提出任意次Ｂ样条开曲线和周期性闭曲线的一种实现插的方法。     

一种采用圆锥曲线进行自由选型的新方法

本文提出了一种采用二次Ｂ样条曲线和双二次Ｂ样条曲面通过映射变换来实现圆锥曲线和二次曲线造型的新方法。     

体成形数值模拟中的模具型腔、网格生成及接触搜索的一致描述

以三次Ｂ样条曲面描述为基础,对体成形数值模拟中的复杂模具型腔、锻件三维网格自动划分、锻件与模具接触的状态进行一体化研究。利用Ｂ样条曲面的直观性、局部性、通用性和造型灵活性,构造了复杂模具型腔及锻件边界,提出了三维网格样条生成法、改进的分块样条生成法及接触判断区域层次搜索技术。     

三次B样条反算的一种简便算法

提出一种反算三次Ｂ样条曲线、曲面控制顶点的简便算法，该算法适用于准均匀和非均匀Ｂ样条曲线，曲面的反算。算法采用非节点边界条件，不需要由用户提供，从而使反算过程得以简化。     

回转曲面 B 样条构造方法

常见的双三次Ｂ样条曲面由ｍ×ｎ个顶点构成的特征网格唯一确定。本文介绍的一种回转曲面Ｂ样条构造方法只需给定草图曲线（曲面母线）上的ｍ－２个点，文中导出了其矩阵表达形式，并在计算机上调试验证，画出了图形。该方法具有原始数据少、运算方法简单、占用机时少、曲面更易于控制等特点，在产品造型ＣＡＤ及其方案优化，以及视频技术、广告动画设计等领域具有理论意义和实用价值。     

非均匀有理B样条方法在CAD中的应用

介绍用非均匀有理Ｂ样条方法实现二次曲线、曲面与自由型曲线、曲面形状的统一表示，并用实例说明它的应用。     

与给定多边形相切的四次B样条曲线

描述了与给定多边形相切的四次Ｂ样条曲线的一种新算法,在这个算法中,Ｂ样条曲线的所有deBoor点,可以通过计算给定的多边形的顶点得到,所构造的曲线对于给定的多边形是保形的,且这些曲线的局部修改是可能的,文中给出了２个算例。     

二次B—样条三角面片的Polarform算法

近年来三角Ｂ样条曲面（Ｂ－ｐａｔｃｈ）作为非张量积曲面在几何造型的拟合和设计中得到了广泛的应用,它以类ｄｅＣａｓｔｅｌｊａｕ算法和拓扑三角形形式而使该曲面既有样条函数的整体光滑性,又适于描述非拓扑四边形的情形,特别是适用于有限元网络划分,本文讨论了多元Ｂ样条和多元对称性仿射变换及其与Ｂ－ｐａｔｃｈ的关系和性质,给出三角划分线上的二次三角Ｂ样要曲面的Ｐｏｌａｒｆｏｒｍ算法和定义,可方便地应用于曲面高     

以离散曲线为测地线的离散曲面构造

为了解决已知曲面特征线的外形设计问题,提出一种以B样条为度量函数的离散曲面构造算法。即假设给定离散曲线为测地线,并计算给定离散曲线的Frenet标架以获取曲线特征,然后由测地线特征计算出曲面约束条件,从而通过离散化约束条件设计满足约束条件的B样条度量函数来构建离散曲面。实验结果表明:该算法能有效地控制离散曲面形状,设计者可以通过控制B样条度量函数的形状,使得所生成离散曲面满足工业生产需求。     

一类广义的三角多项式均匀B样条曲线

为了实现从均匀B样条曲线到三角多项式均匀B样条曲线的过渡,定义了一种n阶广义的三角多项式均匀B样条曲线.这种样条曲线包含了n阶均匀B样条曲线和n阶三角多项式均匀B样条曲线以及介于它们之间的无数曲线,随着阶数的升高,形状参数的取值范围也将扩大.     

变次数B-样条曲线

变次数B-样条（MD-样条）曲线是在不同区间有不同次数的特殊B-样条曲线.为了适应CAD造型系统的发展,研究了最大变化次数小于3的MD-样条曲线.这类MD-样条继承了多项式B-样条的变差缩减性、保凸性等大多数性质,并具有退化性、嵌入节点等独特性质.整个MD-样条曲线至少是Cn-1连续的,这里n为整个曲线段的最小次数.研究了MD-样条与B-样条的关系,可以通过嵌入节点将MD-样条转化为B-样条,同时通过MD-样条能够将B-样条的升阶看成是几何割角的过程.变次数B-样条能够在保持理想精度的条件下,有效地减少控制顶点和节点向量的数目,有利于几何设计和CAD系统的数据传输.     

基于广义逆矩阵的B样条曲线的节点消去与光顺

研究了B样条曲线节点的消去问题,简化了B样条曲线内部节点精确消去的充要条件。基于广义逆矩阵方法,通过升阶和最小二乘逼近等步骤,给出了节点消去的一个新算法,并用于光顺B样条曲线。     

基于B—样条插入图形显示算法的图象仿射变换

图象进行放大、缩小和旋转是图象处理的一项基本任务 ,一般采用B -样条插值来实现。应用B -样条插入图形显示算法于一般的图象仿射变换。提出的算法不用计算B -样条函数的显式值 ,而是利用B -样条的尺度关系计算采样点的值 ,具有一致且简单的编码。通过对误差限的调节 ,可以得到不同精度的变换图象 ,计算时间随不同的精度而变化     

样条小波有限元的算法研究及其应用

小波有限元方法对解决工程中的大梯度问题有着很强的优势，因为B-样条函数可以为光滑函数提供最好的逼近，作者利用样条函数的上述优点构造了B样条小波单元，提出了一种样条小波自适应有限元算法。由于B-样条函数有明确的表达式，所以容易进行刚度矩阵的计算，从而提高计算效率。算例表明，本文构造的B样条小波单元对于具有奇异性的温度场分析有较高的计算精度。     

B样条参数实体模型构造及应用

根据参数实体（超曲面）表示法提出了B样条参数实体模型的构造方法，并将B样条方法的应用由曲线、曲面进一步拓广到三维实体，介绍了B样条参数实体模型的应用。     

A matrix method for degree-raising of B-spline curves

A new identity is proved that represents the kth order B-splines as linear combinations of the (k + 1) th order B-splines A new method for degree-raising of B-spline curves is presented based on the identity. The new method can be used for all kinds of B-spline curves, that is, both uniform and arbitrarily nonuniform B-spline curves. When used for degree-raising of a segment of a uniform B-spline curve of degree k - 1, it can help obtain a segment of curve of degree k that is still a uniform B-spline curve without raising the multiplicity of any knot. The method for degree-raising of Bezier curves can be regarded as the special case of the new method presented. Moreover, the conventional theory for degree-raising, whose shortcoming has been found, is discussed.     

Dominant point detecting based non-uniform B-spline approximation for grain contour

Three-dimension reconstruction from serial sections has been used in the last decade to obtain information concerning three-dimensional microstructural ge-ometry. One of the crucial steps of three-dimension reconstruction is getting compact and fairing grain contours. Based on the achievement of closed raw con-tours of ceramic composite grains by using wavelet and level set, an adaptive method is adopted for the polygonal approximation of the digitized raw contours. Instead of setting a fixed length of support region in advance, the novel method computes the suitable length of support region for each point to find the best es-timated curvature. The dominant points are identified as the points with local maximum estimated curvatures. Periodic closed B-spline approximation is used to find the most compact B-spline grain boundary contours within the given tolerance. A flexible distance selection approach is adopted to obtain the common knot vector of serial contours consisting of less knots that contain enough degrees of freedom to guarantee the existence of a B-spline curve interpolating each contour. Finally, a B-spline surface interpolating the serial contours is generated via B-spline surface skinning.     

B样条曲面的节点插入算法

Boehm算法和Oslo算法是B样条曲线节点插入的经典算法，本文将该算法推广到了B样条曲面上．由于该算法只对B样条定义域内的节点插入有效，而对于靠近节点矢量两端附近进行节点插入，将产生错误的计算结果．为此本文提出了两个改进的节点插入算法，并分析了9种情况，使这两个算法能够将节点插入到各种B样条曲面之中，弥补了原算法中的不足．同时，改进的算法还进一步完善了B样条曲面的升阶算法．