一种三次非均匀B样条曲线的细分算法

近几年来,以B样条曲线为代表的曲线细分已成为计算机图形学领域的一项重要研究内容。提出一种基于对分方式的细分算法,能均匀地细分曲线,并用较少的细分次数得到对曲线较好的逼近效果。采用该细分算法,方便而快速地在计算机上绘制B样条曲线,对给定参数做出更加优良的控制动作,并提高控制系统的运动速度和曲线的显示速度,实例表明了该算法的有效性。     

基于控制参数的光滑曲线统一细分格式

细分算法是从控制网格生成光滑曲线曲面的一种经典方法,因为算法简单,可作用于任何拓扑结构的网格而在图形学和动画造型中得到广泛应用.但传统的算法在插值和逼近上无法在统一的框架下给予实现.本文通过设置控制参数,提出了一类光滑曲线细分的统一格式,使得目前存在的大部分细分格式,不任是基于样条的还是插值型的细分格式,都成为其特例,克服了目前存在的传统细分格式在插值和逼近上不能兼容的缺点.     

一种采样点曲线逼近算法

文章提出了一种利用分段二次Bezier曲线逼近曲线的方法,可用于一般植物根形体模拟,其优点是简单,计算快速,通过采样点并保证了交接点一阶光滑性。在虚拟小麦根的实验中显示出很好的效果。     

一类全局的曲线细分

传统细分曲线由于只使用了局部信息来更新顶点位置,在控制顶点分布不均匀时曲率分布波动较大.为提高细分曲线质量,提出一类全局性的细分方法.将曲线的每一次细分分解成差分计算、插值、重建等一简单的步骤;通过修改其中的重建步骤,将曲线重建的顶点放宽至所有控制顶点,配合扩大的模板和改进的插值以进一步改进曲线的几何质量.最后通过实验数据验证了此类全局性细分曲线在光滑性和曲率分布上的良好性质.     

一种基于面积误差的多边形逼近算法

多边形逼近是提取曲线特征点和简化数据加快图形运算的一个重要方法.文中提出了一种基于面积误差的多边形逼近算法.算法可以在指定的面积误差门限范围内,满足用户对逼近效果的要求.同时这种算法稍加改造可满足指定逼近结果中多边形顶点数目的要求.实验证明这种算法逼近效果好,可以控制面积误差.     

一种基于面积误差的多边形逼近算法

多边形逼近是提取曲线特征点和简化数据加快图形运算的一个重要方法。文中提出了一种基于面积误差的多边形逼近算法。算法可以在指定的面积误差门限范围内,满足用户对逼近效果的要求。同时这种算法稍加改造可满足指定逼近结果中多边形顶点数目的要求。实验证明这种算法逼近效果好,可以控制面积误差。     

数字曲线的多边形逼近方法研究进展

在模型简化、图像处理和分析、模式识别以及计算机视觉等应用中常常涉及到数字曲线的多边形逼近问题。对该问题的国内外研究成果进行了较为系统地介绍,对一些典型算法的优缺点进行了分析,对相关技术的发展进行了展望。     

一种基于遗传算法的数字曲线多边形逼近方法

提出了一种基于遗传算法的数字曲线多边形改进逼近方法。该方法针对规则形状数字曲线的多边形逼近问题,以二进制向量序列表示的染色体作为每一个对应的逼近多边形候选解,将简化前后多边形质心偏移误差以及各被替换线段欧氏距离的方差引入到适应函数中,用迭代次数的sigmoid函数作为变异概率来控制遗传算法优化求解过程中的全局和局部搜索特性。实验结果表明,该方法对于保持曲线多边形简化逼近后的形状特征具有较好的效果。     

基于插值细分的逼近细分法

通过在Hassan的四点三重插值细分法中引入一个偏移变量,推导出了一种逼近细分法,从而使三重逼近细分和插值细分统一到一个细分格式.该方法利用细分格式的生成多项式,在理论上分析了提出的细分格式的一致收敛性和Ck连续性;通过对细分格式中参数u取不同的值,可对生成的极限曲线形状进行控制.数值实验结果表明,文中方法是合理有效的.     

一种LOOP曲面细分算法研究

本文研究了曲面造型中的细分曲面造型方法,分析了细分曲面造型的优点。基于多边形网格的细分方法分析了基于三角形网格1-4分裂的Loop细分模式的优点,并实现了基于Loop细分模式的曲面造型。利用Loop细分模式进行两次细分,得到不同网格密度的数据,最后本文给出了细分前后的点数、边数以及面数,并显示了细分前后的点的效果图。     

表面细分的最优方法的分析与设计

基于模型上采集的非组织的样本点数据,给出了一个非线性至少平方的表面细分的完整框架。通过研究和分析三个几何上最优的表面细分的方法：点距离最小、切线距离最小、平方距离最小,来揭示它们的相交性与稳定性,以及非线性约束最优化的内部联系。对于点距离最小方法的分析,它是切线下降的变体,因此,只有线性相交。对于切线距离最小方法,它是接近二次相交零余留的问题,也有可能没有相交。平方距离最小方法,可以通过牛顿公式得到,并且是三种方法中相对最优的。通过对这三种方法的研究,来保证表面细分稳定地相交,且解决了对最优方法的争议。     

曲线插值约束的LOOP细分曲面

提出基于Loop细分方法的曲线插值方法,不需要修改细分规则,只需以插值曲线的控制多边形为中心多边形,向其两侧构造对称三角网格带,该对称三角网格带将收敛于插值曲线。因此,包含有该三角网格带的多面体网格的极限曲面将经过插值曲线。若要插值多条相交曲线只需在交点处构造全对称三角网格。运用该方法可在三角网格生成的细分曲面中插值多达六条的相交曲线。     

基于曲率调节的二次均匀B样条插值曲线

提出了一种二次均匀B样条插值曲线的构造方法,首先给定某一段曲线首点的相对曲率和该段曲线的首端切矢量的方向角,利用二次均匀B样条曲线的端点性质,求出其余各段曲线控制顶点,来生成整条插值曲线。该方法无需做反求运算,不仅保持了B样条曲线的优点,而且可以通过修改曲线首点的相对曲率和该段曲线的首端切矢量的方向角对曲线进行整体调节。     

基于曲率分析的三次Bezier曲线采样方法的研究

针对三维建模过程中数据量大的缺点,提出一种简单的基于曲率分析的三次Bezier曲线采样方法。该方法采用每个分段的三次Bezier曲线的特征点和该段曲率半径的极小值作为采样密度的判断标准,曲线采样主要分为多层轮廓和单一轮廓两种情况,对于多层轮廓,采样密度涉及到的因素有曲线特征点,曲率半径极小值,轮廓之间的间距,曲线的长度。而对于单一轮廓,采样密度涉及到的因素有曲线特征点,曲率半径极小值,曲线的长度。通过以上因素,计算出采样点的数目。实验结果证明,提出的方法可行有效,可用于三维建模的数据点采样。     

基于像素的多边形等距区域子分算法

目的 多边形等距是计算机图形学、计算几何、计算机辅助几何设计领域的一个基础性问题,并且有着广泛的应用。为了有效地处理各种类型的多边形等距问题,提出一种基于像素的多边形等距区域子分算法。方法 利用四叉树数据结构对给定区域进行子分,再利用区间算术计算出符合等距要求的全体像素集。针对只是由线段组成的多边形采用点到线段的最短距离算子加快计算速度。结果 利用区域子分算法处理了不同类型的多边形等距问题,并与传统的基于像素的多边形等距膨胀算法进行了比较。本文算法能有效处理各种多边形的等距问题,相对于传统的基于像素的膨胀算法,在顶点处的处理效果上更好,并且耗时也更短。所提区域子分算法比传统边等距方法适用范围更广,能够有效地处理一些边等距算法不能处理的多边形等距问题。结论 本文算法其优点是不需要考虑自交和连接问题,并且可以处理其他许多常规方法处理不了的各种类型的多边形等距问题,包括带有弧段和孤岛的情况。     

代数曲线分段逼近的误差分析

针对代数曲线分段逼近的误差函数,展开深入的理论分析,给出了由误差公式确定误差界的一般算法。定义了一种新型误差,它具有几何意义直观、计算比较简单的特征。结合数值实例,验证了新型误差的实用价值。     

基于逆细分的自由曲线分解与重建*

针对自由曲线的多分辨率表示,选取了双参数Chaikin细分法,基于几何逆向思想提出了相应的逆细分算法,建立了双参数可控的自由曲线渐近分解规则,通过分析双参数对曲线分解的影响,寻找出最优分解参数值,实现了自由曲线的最优分解,通过渐近分解时建立的误差向量,最终实现了自由曲线的完全重建。该算法比以往方法构造过程简单,几何意义明显,易于推广到其他细分模式上。     

基于渐进迭代逼近的矢量地图曲线化简方法

矢量地图化简在地形仿真、制图综合等研究中具有重要应用.针对已有算法难以兼顾化简曲线的整体形态和局部特征点精度的问题,提出一种基于B样条曲线渐进迭代逼近(PIA)的矢量地图曲线化简方法.首先筛选出能保持曲线轮廓、具有最大信息量的特征点列,将其作为初始控制点列,得到相应的非均匀3次B样条拟合曲线;然后根据拟合曲线与特征点的...     

渐进迭代逼近方法在曲线变形上的应用

目的 随着几何造型、计算机动画等领域的快速发展,曲线的自由变形技术在近年来受到了广泛的关注。为了获得更多有趣、逼真的变形效果,提出基于渐进迭代逼近与主顶点方法的曲线局部变形算法。方法 给定数据点集,首先采用渐进迭代逼近方法或是基于最小二乘的渐进迭代逼近方法产生待变形曲线;其次对待变形区域使用延拓准则,基于主顶点方法与待变形曲线的形状信息选取控制顶点进行调整;最后对调整后的控制顶点运用局部渐进迭代逼近方法生成逼近曲线,得到期望的变形效果。结果 此变形操作借助于局部渐进迭代逼近方法,具有较好的灵活性。通过茶壶、面部轮廓、手等数值实例,表明了该方法可以得到良好的变形效果。进一步地,借助于叠加变形还可以得到整体的、周期的、伸缩的等各类更加丰富的变形效果。结论 本文研究渐进迭代逼近在曲线变形上的应用,将主顶点方法引入曲线的变形之中,把两者相结合提出了基于渐进迭代逼近与主顶点方法的曲线局部变形算法。该算法不仅具备渐进迭代逼近方法的收敛稳定性,且借助于主顶点方法,可以得到较好的变形效果。该方法适用于曲线的局部变形,丰富了曲线的变形效果。