构造任意参数曲线曲面的简捷方法

本文探讨了用控制参量形式表示各种参数三次曲线、曲面和二次Ｂｅｚｉｅｒ、二次Ｂ－ｓｐｌｉｎｅ曲线、曲面的基函数统一表达式。采用改变控制参数取值的方法构造所需的各种曲线、曲面，为曲线，曲面造型提供了一种简捷的数学方法，还讨论了参量的不同取值所对应的不同种类曲线、曲面的几何特性。     

等温参数多项式极小曲面

该文讨论参数多项式极小曲面，证明了只存在一类三次等温数极小曲面，并研究了这类曲面的一些基本性质，完整地描述了其不自交区域，该文还对四次参数多项式曲面进行了讨论，给出了几类四次等温参数曲面。     

Bezier曲面的广义离散及应用

Ｂｅｚｉｅｒ曲面是计算机辅助几何设计中最常见的参数曲面之一,通过引进一些符号和Ｂｅｚｉｅｒ曲面的算子表示,并利用参数化技巧,本文推广了张量积Ｂｅｚｉｅｒ曲面的离散算法,讨论了Ｂｅｚｉｅｒ矩形片沿定义域内一条ｋ次多项式曲线的离散,给出了两种显式的广义离散格式。     

Bézier曲面的广义离散及应用

Ｂéｚｉｅｒ曲面是计算机辅助几何设计（ＣＡＧＤ）中最常用的参数曲面之一,通过引进一些符号和Ｂéｚｉｅｒ曲面的算子表示,并利用参数化技巧,本文推广了张量积Ｂéｚｉｅｒ曲面的离散算法,讨论了Ｂéｚｉｅｒ矩形片沿定义域内一条ｋ次多项式曲线的离散,给出了两种显式的广义离散格式．另外,文中还介绍了广义离散方法在Ｂéｚｉｅｒ曲面几何连续拼接和ｔｒｉｍｍｅｄ曲面参数表示中的应用．     

流曲线曲面的概念和构造方法

给出了一种新的曲线曲面－流曲线曲面概念及其构造方法。给出了用多项式和Ｂｅｚｉｅｒ控制网构造流曲线曲面的基本方法和约束条件，这种流曲线曲面方法可用于计算机辅助几何设计和图形学中曲线表示和设计，特别是船体外型的造型和设计。     

可展Bézier参数曲面

给出B啨ｚｉｅｒ参数曲面可展的特征 这里的B啨ｚｉｅｒ参数曲面包括三角域上的Ｂ B参数曲面和矩形域上的张量积B啨ｚｉｅｒ参数曲面 特别地 ,给出了三角域上可展二次B B参数曲面的具体形式及其构造方法 ,以及三角域上可展三次B B参数曲面为切线面的一种特例     

三周期极小曲面结构设计及应用综述EI北大核心CSCD

三周期极小曲面是一种隐函数表示的代数曲面,具有许多优良的性质.增材制造技术的快速发展极大地增强了复杂几何与拓扑结构的制造能力,三周期极小曲面作为几何建模工具越来越受到关注.首先,从数学表达、性质、应用以及几何设计方法等方面对三周期极小曲面的研究现状进行介绍;其次,对三周期极小曲面在力学、传热传质、组织工程和声学等方面的性能及相关应用进行总结,从几何建模方法的角度对三周期极小曲面进行分类梳理,将现有工作分为规则单元法、参数单元法、区域拼接法以及整体优化法4类,对各方法特点进行分析;最后,结合实际应用对该领域面临的挑战进行总结,并展望未来工作与发展趋势.     

船体曲面的B样条拟合及与ACAD的接口

提供一种能够船体曲面的传统定义自动转换为以ｄｅ Ｂｏｏｒ－Ｃｏｘ形成表示的Ｂ样条曲线的方法。该方法在基本设计中得到实现，并且能够提供交互的个性能力和一些其他计算，设计人员能够在几个小时内构造与原来的由各站形状定义的曲面十分吻合的光滑曲面。     

带形状参数的混合Coons类曲面

给出了一组新的混合函数,并分析了该组函数的性质,在此基础上构造了一种带形状参数的混合Coons类曲面片。所构造的曲面不仅具有双三次Coons曲面片的性质,而且带有形状参数,可通过调控形状参数得到不同的曲面片。特别地,当形状参数取0时可得到优化的混合函数。另外,所得曲面还能精确表示圆环面、椭球面等二次曲面。     

双三次NURBS曲面矩阵块表示及在曲面设计中的应用

研究了NURBS三次与二次曲面的矩阵块表示及在曲面设计中的应用。给出了NURBS三次与二次基函数系数矩阵表示和NURBS三次曲面矩阵块表示。从矩阵块表示中可很清楚地看出参数区间、曲面片与控制顶点对应关系,这点对NURBS曲面自由变形与求解都很重要。通过在Java2．0与Java3D环境下检验证明该算法高效可靠。     

Bernstein多项式及其幻曲面

文中研究的幻曲面是指以任何数字幻方 (矩阵 )为型值的Bernstain B啨ｚｉｅｒ曲面 这类曲面所特有的积分不变量反映了这类曲面的某种“能量守恒性” ,针对它潜在的应用价值进行了进一步的理论探讨 证明了二次幻曲面是一个高斯曲率非正的曲面 ,且仅有一点高斯曲率为 0 还探讨了幻曲面在角点的光滑拼接问题     

Generation of Smooth Surfaces by Controlling Curvature Variation

To satisfy a designer's intention for constructing aesthetic shapes such as automotive bodies, we propose a surface generation method. In the surface design process, designers determine shapes according to their great concern for the reflected images of vehicle surroundings, shade lines and highlight lines. Since reflection and shading are affected by changes of surface normal, the curvature variation of the surface, which represents the change of the surface normal, should be smooth and distributed as designers want. The proposed method controls curvature distribution directly by determining a surface shape from an evolute, which is a locus of the curvature center of the generatrix and moves along directrices to form the surface. It first generates evolutes of boundary curves to be generatrices as rational Bezier curves, then interpolates their shapes with the Bezier polygons, and locates the interpolated shape to the corresponding position of the directrices. By applying this method, we have confirmed that a smooth shape is generated from four boundary curves.     

带形状参数的Bernstein-Bézier曲面

虽然三角域上的曲面造型方法能有效解决不规则产品的几何造型问题, 在实际工程中有着广泛的应用, 但由于其结构的特殊性和复杂性, 目前对三角域曲面的扩展研究并不多。为了丰富三角域曲面的理论, 针对如何增强三角域曲面形状表示的灵活性进行了专门的研究。首先构造了一组三角域上含一个参数的四次多项式基函数, 它是三角域上二次Bernstein基函数的扩展。然后用递推的方式定义了三角域上含一个参数的n+2次多项式基函数, 它是三角域上n次Bernstein基函数的扩展。基于新的n+2次多项式基函数, 定义了相应的n阶三角域曲面。分析了基函数和曲面的性质, 新曲面不仅具备三角域上Bernstein Bézier曲面的基本性质, 而且还可以在不改变控制顶点的情况下, 通过改变参数的值来自由调整曲面的形状。     

A weighted mean approach to smooth parametric representation of polygon meshes

A method for representing genus-zero polygon meshes by smooth parametric surfaces is described. A surface is defined by a weighted sum of linear functions, each describing a polygon face in parametric form. Rational Gaussian blending functions that adapt to the size and shape of mesh faces are used as the weights. The proposed representation has a very high degree of continuity everywhere and provides a smoothness parameter that can be varied to produce surfaces at varying resolutions. It is shown that the representation facilitates geometry processing of meshes. The use of locally supported weight functions as an alternative to rational Gaussian weights is also discussed.     

Bezier曲面的Hermite方法

基于Kirov定理,研究带有附加导数条件的Bezier曲(线)面。该方法可以在每个型值点再给出导数条件,因此与通常的Bezier曲面拟合相比,有更多的自由度,但其拟合曲面的次数仅比Bezier曲面高一次。这一方法有助于CAGD领域的工程人员采用Bezier技术达到控制所设计曲面形状的目的。     

G2 quasi-developable Bezier surface interpolation of two space curves

Surface development is used in many manufacturing planning operations, e.g., for garments, ships and automobiles. However, most freeform surfaces used in design are not developable, and therefore the developed patterns are not isometric to the original design surface. In some domains, the CAD model is created by interpolating two given space curves. In this paper, we propose a method to obtain a G² quasi-developable Bezier surface interpolating two arbitrary space curves. The given curves are first split into a number of piecewise Bezier curves and elemental Bezier patches each of which passes through four splitting points are constructed. All neighboring elemental patches are G² connected and they are assembled optimally in terms of the degree of developability (the integral Gaussian curvature). Experiments show that the final composite Bezier surface is superior to a lofted one which is defined regardless of the final surface developability.     

可展Bézier曲面的设计

通过引入移位算子,利用de Casteljau算法,得到了可展Bézier直纹面是单参数平面族的包络的结论,并简洁地导出了两条边界曲线分别为n次和m次的空间Bézier曲线的直纹面为可展曲面的充分必要条件。提出了二次Bézier可展曲面的设计方法：给定可展曲面的4个角点a0、b0、a2、b2和两个自由设计参数?姿、?滋,则待求的2个控制顶点a1、b1是在前2个控制顶点a0、b0的线性插值点a*与后2个控制顶点a2、b2的线性插值点b*的连线上,并且也是a*、b*这2个线性插值点的线性插值,即这4点a*、a1、b1、b*共线。该设计方法简单,可以通过2个自由设计参数?姿、?滋方便地控制曲面的形状。实例说明设计效果良好。     

利用形状参数构造保凸插值的双曲多项式B样条曲线

把一个参数化的奇异多边形与双曲多项式B样务按某一个因子调配，可自动生成带形状参数且插值给定平面点列的C^2（或G^1）连续的双曲多项式B样条曲线．把这一曲线的曲率符号函数写为Bernstein多项式形式，并利用Bernstein多项式的非负性条件，得到形状参数的合适取值来保证样条曲线对插值点列的保凸性．此方法简单、方便，无需解方程组或迭代计算，生成的插值曲线具有较均匀的曲率．大量实例验证了算法的正确与有效．     

三次Bezier曲线的一种双参数扩展及应用

对三次Bernstein基函数进行扩展,给出了含有双参数λ,μ的一组四次多项式基函数,基于该组基定义了带双参数的多项式曲线。该曲线不仅具有三次Bezier曲线的诸多特性,而且具有更加灵活的形状可调性。参数λ,μ的几何意义非常明显：在控制顶点不变的情况下,λ,μ分别起到了对曲线相对于控制多边形两内顶点的推拉作用,当λ=μ时,曲线退化为三次Bezier曲线的单参数扩展情形。重点讨论了在不改变控制点位置的情况下如何实现两曲线间的C¹拼接。     

形状可调插值曲线曲面的参数选择

目的 因大多数插值基函数中的参数都是全局参数,从而导致插值曲线曲面的形状无法进行局部调整。另外,当插值曲线曲面形状可调时,也存在如何选择参数才能获得形状较为理想的曲线曲面的问题,为此给出一种无需反求控制顶点、包含局部形状调整参数、具有显式表达式、能重构部分二次曲线曲面的插值曲线曲面构造方法,同时给出易于使用的形状参数确定方案。方法 基于经典3次Hermite插值曲线的Bernstein基函数表达形式,将其中的Bernstein基换成已证明具有全正性的一组三角基函数,根据三角基的端点性质调整曲线表达式以保证其插值性,然后设定插值数据点处的导向量,在其中引入参数,并保证相邻曲线段之间的连续性,得到了一种新的三角基插值曲线。结果 新曲线可以整理成以待插值数据点为控制顶点与一组插值基函数的线性组合形式,插值基表达式简单,插值曲线含一组局部形状调整参数,一个参数的改变只影响一条曲线段的形状,相邻曲线段之间G¹连续,曲线可以重构椭圆。根据不同目标给出了3种用于确定曲线中形状参数的准则,每种准则都提供了可以直接使用的公式。相应的插值曲面具有与插值曲线类似的性质。结论 形状参数选取准则的给出使含参数插值曲线曲面的设计由随意变为确定,这使得采用本文方法更易于得到满意的结果。本文所给插值基函数的构造方法具有一般性,可以采用相同的思路构造其他函数空间上性质类似的插值基。