B样条曲线降阶新方法

首先导出了 B样条曲线退化的条件 ,然后根据 B样条升阶恒等式提出了 B样条曲线降阶的新算法 .最后 ,对结果进行了简要的误差分析 .如果结合节点插入技术 ,还可以将降阶后的误差限定在给定的容差之内 .实践表明 ,该算法容易实现、效率高、逼近效果好 .     

插值三次B样条曲线的并行计算

三次Ｂ样条曲线是计算机图形学和ＣＡＧＤ中最常用的曲线描述工具。本文采用分治策略，对插值三次Ｂ样条曲线进行了并行计算，并讨论了插值问题的并行效率。     

测地B样条曲线的生成

本文首先提出流形网格上的de Boor算法。此算法可用于生成网格模型上的B样条曲线。测地B样条曲线适用于网格模型上自由曲线的设计。其次,证明了测地B样条曲线的一些重要性质,如凸包性,局部调整性和保凸性等性质。最后,在Visual C++6.0语言环境下,利用OpenGL图形库给出网格模型上B样条曲线生成的一些实例。实验结果表明,本文提出的算法正确、稳定、快速且容易实现,具有较好的仿真效果。     

平面参数曲线变形的仿射映射B样条方法

提出一种新的参数曲线变形方法:采用一种特殊的B样条展开式作为伸缩函数,构造了具有明确几何意义的变换矩阵,用它作用于待变形的曲线,可使曲线发生变形。此方法数学模型简单而变形效果良好。展开式的系数作为变形的控制参数,每个参数具有局部可控性,变形效果较丰富。可分别定量地控制变形的发生区间、变形区间界点处的连续性与光滑性、变形方向和变形幅度等。实验表明,该方法通过交互改变控制参数,可获得预期的、丰富的形状修改和变形效果,适用于几何造型、计算机动画、CAD等领域。     

基于层次B样条的网格模型变形技术

针对常用的网格模型提出了一个基于层次B样条控制的三维网格空间变形框架．首先由用户交互地选取编辑区域,由程序完成编辑区域的参数化和均匀重采样;然后用层次B样条光顺拟合这些均匀采样点,所得的R样条曲面作为网格模型的基曲面,计算待编辑区域中网格顶点相对该B样条基曲面的局部坐标,该局部坐标平移、旋转不变,可视为模型的内蕴几何特征,并作为变形操作中的不变量．用户通过编辑层次B样条基曲面或者直接编辑三维网格模型,可实现多分辨率变形．实验结果表明：该方法操作直观方便,无论对整体还是局部变形,都能取得可控、可靠的变形效果,且采刚B样条曲面的控制手段易于与已有的造型系统合成．     

均匀B样条曲线的降阶

文中给出均匀 B样条曲线退化的充要条件 ,证明了满足退化条件的 k阶均匀 B样条曲线可以表示为 (k- 1)阶均匀 B样条曲线 ,并给出相应的表示方法 .在此基础上 ,利用约束优化方法 ,提出均匀 B样条曲线的一种降阶方法 .而传统方法从升阶的反问题考虑降阶 ,要求被降阶的 B样条曲线的所有节点都是多重节点 ,从而无法处理均匀B样条曲线 .     

有理B样条曲线的区间隐式化

研究有理B样条曲线的区间隐式化问题，即对给定的一条有理B样条曲线，寻求低次的区间隐式B样条包含给定的曲线，要求区间隐式B样条曲线的宽度尽量小，并且尽量避免多余分支的出现．将该问题分为求解近似隐式曲线和边界曲线两步，并将问题转化为求解局部的线性最优化问题．最后给出几个算例．     

一种B样条曲线局部修改算法

针对B样条曲线局部修改的问题,提出一种双正交非均匀B样条小波与外部能量约束相结合的算法。与传统能量约束法相比,该算法使曲线除局部修改外整体形变较小,具有一定的保形效果。     

二次均匀B样条曲线的扩展

为便于对均匀B样条曲线进行形状修改,利用二次均匀B样条基函数所需满足的条件,扩展二次均匀B样条基函数,构造出三次多项式调配函数．基于给出的调配函数,建立1种带形状参数的分段多项式曲线．调整形状参数可使三次多项式曲线在二次均匀B样条曲线两侧摆动．最后给出实例,构造出带局部调节参数G^1的连续曲线．该方法可以通过调整参数扩大二次均匀B样条曲线的调整范围．     

带形状参数的二次B样条曲线

提出一种带形状参数的二次B样条曲线,这种曲线对非均匀节点为C^1-连续,对于均匀节点且当所有参数都等于1时为C^2-连续．与不带形状参数的二次B样条曲线相比,其形状既能整体变化又能局部变化,并且能从两侧逼近控制多边形．此外,毋需采用重节点技术或解方程组就能直接插值控制点或控制边．     

Constrained shape modification of cubic B-spline curves by means of knots

The effect of the modification of knot values on the shape of B-spline curves is examined in this paper. The modification of a knot of a B-spline curve of order k generates a one-parameter family of curves.This family has an envelope which is also a B-spline curve with the same control polygon and of order k−1. Applying this theoretical result, three shape control methods are provided for cubic B-spline curves, that are based on the modification of three consecutive knots. The proposed methods enable local shape modifications subject to position and/or tangent constraints that can be specified within well defined limits.     

Modifying the shape of B-spline surface with geometric constraints

The B-spline surface is one of the most commonly used parametric surface in computer aided geometric design and computer graphics. To develop more convenient techniques for designing and modifying B-spline surface is an important problem. A new method for the shape modification of B-spline surface with geometric constraints is presented in this paper. The deformation energy of the physically based B-spline surface is minimized based on finite element method, while geometric constraints including point, curve and boundary continuity constraints can be imposed to control the modified shape. By setting the external force zero, the surface is modified by the constraints solely. This lead to a simplified linear system to be solved and to eliminate the need of internal energy that could convert the iteration process of finite element function to a faster change for control points vector, such that the modified surface satisfies the given constraints. Practical examples are also given.     

三次均匀B样条曲线的新扩展及应用

给出了一组含有2个形状参数λ_i,μ_i的三次多项式调配函数,它是三次均匀B样条基函数的扩展;分析了这组调配函数的性质,基于此组调配函数定义了一种带2个局部形状控制参数λ_i,μ_i的分段多项式样条曲线,它以三次均匀B样条曲线为特殊情形。新曲线不仅具有灵活的局部形状可调性和更强的描述能力,而且可以在不改变曲线G¹连续性和不影响曲线其他各段形状的同时,通过改变局部形状参数对曲线每段的形状进行多种方式的局部调整。最后讨论了新曲线在曲线造型中的应用,并给出了一个扩展曲面的定义。实例表明,新扩展曲线为曲线/曲面的设计提供了一种有效的新方法。     

基于自适应遗传算法的B样条曲线拟合的参数优化

在B样条曲线的最小二乘拟合平面有序数据问题中,经常采用遗传算法进行优化。但随机选取初始种群的遗传算法,容易使得结果陷入局部最优。要达到较高的拟合精度,则需要增加更多的控制顶点。为克服这一缺点,提出了一种自适应的遗传算法对B样条曲线的参数优化。用平均有序数据参数法,将数据参数和节点建立关联,极大提高初始种群的平均适应度;通过优化遗传策略,加快种群进化。实验表明,该算法能用最少的控制顶点和进化代数进行B样条曲线的拟合,得到的拟合曲线逼近效果更好。     

Control point adjustment for B-spline curve approximation

Pottmann et al. propose an iterative optimization scheme for approximating a target curve with a B-spline curve based on square distance minimization, or SDM. The main advantage of SDM is that it does not need a parameterization of data points on the target curve. Starting with an initial B-spline curve, this scheme makes an active B-spline curve converge faster towards the target curve and produces a better approximating B-spline curve than existing methods relying on data point parameterization. However, SDM is sensitive to the initial B-spline curve due to its local nature of optimization. To address this, we integrate SDM with procedures for automatically adjusting both the number and locations of the control points of the active spline curve. This leads to a method that is more robust and applicable than SDM used alone. Furthermore, it is observed that the most time consuming part of SDM is the repeated computation of the foot-point on the target curve of a sample point on the active B-spline curve. In our implementation, we speed up the foot-point computation by pre-computing the distance field of the target curve using the Fast Marching Method. Experimental examples are presented to demonstrate the effectiveness of our method. Problems for further research are discussed.     

基于遗传算法的B样条曲线在气象探测中的应用

针对高空气象探测数据变化规律复杂、突变情况不可预测、数据量大等特点,采用基于遗传算法确定节点矢量的B样条曲线拟合方法,并提出优化染色体的产生方式,加速算法的收敛效率,实现了在给定误差要求下,用较少控制点的B样条曲线拟合高空气象探测数据曲线,并通过对气温－高度曲线特征点的拟合效果证明了算法的可行性。     

基于约束优化的NURBS曲面形状修改

提出了一种修改NURBS曲面形状的新方法.利用约束优化方法,得到计算曲面新的控制顶点的显式公式,并给出例子以比较所提出的方法和Piegl方法的效果.     

利用二次B样条曲线逼近的图像压缩方法

提出了一种基于Hilbert扫描和二次B样条曲线逼近的图像压缩方法。首先利用Hilbert扫描曲线将二维数字图像转化为一维的灰度序列;然后采用二次B样条曲线对数据进行分段逼近,同时利用逼近的最大绝对误差小于最大允许误差来确定最终分段;最后对每段数据的逼近参数进行编码。实验结果表明,该方法获得的压缩效果较好,且计算量适中,是一种简单有效的数字图像压缩方法。