Wang-Ball曲线的细分算法及包络

利用Wang-Ball基函数的对偶基给出用显式表示的Wang-Ball曲线的细分算法(细分矩阵),导出幂基函数在Wang-Ball基下的Marsden恒等式,作为其应用还给出了几个相关的组合恒等式．由Wang-Ball基与Barnstein基之间的转换公式构造了Wang-Ball曲线的包络     

基于升阶矩阵的有理曲面之间L2距离计算

计算曲线曲面之间的距离是几何设计与几何逼近的一个重要课题,如估计有理曲线曲面的降阶逼近和多项式逼近的误差时,需要一种简洁有效的方法来计算原曲线曲面和逼近曲线曲面间的距离.首先给出了基于升阶矩阵的两张有理Bézier曲面的L2距离表示,然后利用这个L2距离表示和最小二乘法,对有理Bézier曲面多项式逼近的误差作了明确而统一的度量.最后,基于Bernstein基与B样条基的相互转换,把有理Bézier曲线曲面的L2距离表示简洁地推广到有理B样条曲线曲面.所得到的几个计算曲线曲面之间的L2距离的公式均可通过矩阵运算表示,十分利于程序的实现,有应用价值.最后还给了几个实例.     

Wang-Ball基函数的对偶基及其应用

对于n次Wang-Ball曲线给出其对偶基，进而得到从Bernstein基到Wang-Ball基函数的显式转换公式．     

一类带形状参数的三次DP曲线

为使得DP曲线具有形状调节的功能,提出带2个形状参数的三次DP曲线.首先将一类三次DP基函数进行了推广,给出带2个形状参数的三次DP基函数;然后基于该基函数定义带形状参数的三次DP曲线,并讨论形状参数的几何意义,给出关于形状参数的曲线G1,G2连续条件;最后引入位置参数m,使得曲线在端点处的切点位置可以自由调整,曲线设计更为灵活.实例结果表明,带形状参数的三次DP曲线在达到G1,G2连续条件的同时,还可利用形状参数实现对曲线形状的调控作用.     

Bézier曲线到Wang-Ball曲线的转换矩阵及其应用

Wang Ball曲线作为一种广义Ball曲线已经在参数曲线求值、升降阶计算中显示出极其有效的作用 .为了在几何设计中更好地发挥其作用 ,应当用简单的方法求出Bernstein基到Wang Ball基的转换矩阵 .该文借助于一个多项式的展开算法 ,给出了这个转换矩阵 ,即给出了B啨ｚｉｅｒ曲线到Ｗａｎｇ Ball曲线的转换公式 ,并应用它简捷地推导出n次Wang Ball曲线的中点离散公式 .     

三角域上三阶T-Bezier曲面片的构造与设计

在计算机辅助几何设计中,T-Bezier曲线曲面被视为一种新的自由曲线曲面造型工具得到广泛研究,然而其曲面都是张量积形式的,为了进一步研究非多项式空间中的T-Bezier基,完善其关于三角域部分的理论,构造了满足正性、权性、对称性、边界性质和线性无关性的基函数,并证明了三角域上相应曲面的一些性质;最后给出了一些应用。     

带局部形状参数的三次均匀B样条曲线的扩展

带形状参数的B样条曲线的构造已成为计算机辅助几何设计中的热点问题.为了使形状参数具有局部修改功能,给出了两类带局部形状参数的调配函数,它们都是三次均匀B样条基函数的扩展.基于给出的调配函数,定义了两种带局部形状参数的分段多项式曲线.可以通过改变局部形状参数的取值对曲线进行局部调整.调整形状参数可使三次多项式曲线在三次均匀B样条曲线远离控制多边形的一侧摆动,而四次多项式曲线在三次均匀B样条曲线的两侧摆动.最后讨论了它们在曲线设计及曲线插值中的应用.造型实例表明,该类曲线在计算机辅助几何设计中具有重要的应用价值.     

一类超越曲线的有理表示

基于类Bcrnstein三角基函数和有理Berastcin基函数之间的关系，利用三角多项式空间规范B基的性质，得到将该空间基函数转换为有理Bernstein基函数的方法，给出了该空间中超越曲线有理表示的有效算法．     

广义三次DP曲线

给出一组带有两个形状参数的三次多项式基函数,它是三次DP基函数的扩展;分析该基函数的性质;基于该组函数定义了广义三次DP曲线,它不仅具有与DP曲线类似的性质,还可通过改变参数几或产使其具有形状可调性。当这两段曲线相拼接时,在满足一定的条件下,曲线可达到G^2或C^2连续,从而为自由曲线设计提供了一种有效的方法。     

Bezier曲线到AH-Bezier曲线的升阶算法

关于曲线升阶,已有的结论往往限于同类曲线之间。为了突破这一限制,考虑不同类曲线间的升阶,关注代数多项式空间中的Bezier曲线到代数双曲多项式空间中的AH-Bezier曲线的升阶。研究从基函数入手,利用Bezier和AH-Bezier共有的求导降阶的特点,结合矩阵分块的思想,先给出AH-Bezier基到Bernstein基的转换矩阵,进而推出控制顶点的升阶公式,最后给出升阶算法。结果表明,任意n次Bezier曲线可以通过该算法升到n＋3阶（等同于n＋2次）的AH-Bezier曲线。算法实现了Bezier到AH-B＆#233;zier曲线模型的精确转换。     

Bézier representation of geometrically continuous splines

As an intrinsic measure of smoothness,geometric continuity is an important problem in the fields of computer aided geometric design.It can afford more degrees of freedom for manipulating the shape of curve.However,piecewise polynomial functions of geometrically continuous splines are difficult to be constructed.In this paper,the conversion matrix between geometrically continuous spline basis functions and Bézier representation is analyzed.Based on this,construction of arbitrary degree geometrically continuous spline basis functions can be translated into a solution of linear system of equations.The original construction of geometrically continuous spline is simplified.     

三角域上带形状参数的三次Bézier曲面

张量积Bézier曲面被成功地应用于商业CAD系统中,然而实际工程中的某些外形却无法依靠张量积形式实现.因此在CAGD中,三角Bézier曲面成为外部形状设计的主要工具之一.为了更加灵活地控制三角曲面的形状,构造了一组带形状参数的三次多项式基函数,它们是三角域上三次Bernstein基的扩展.利用该组基函数定义了三角域上带形状参数的多项式曲面.基函数和曲面分别具有Bernstein基和Bézier曲面的性质.在形状参数的取值范围内,三次Bézier三角曲面是它的特例.由于含有可调的形状参数,该曲面在形状修改与变形中具有更大的灵活性.形状参数具有明确的几何意义,参数越大曲面越逼近控制网格.实例表明,通过改变形状参数的取值可以调整曲面的形状,在CAGD中该方法是有效的.     

概念设计产品功能信息模型的研究

概念设计阶段的的主要活动是围绕产品功能展开的,在总结现有的功能定义和功能表示方法的基础上,提出了以EXPRESS语言描述的概念设计产品功能信息模型,此模型具有广泛的适用性,可支持不同设计学派的概念设计活动,为计算机辅助概念设计系统的实现提供了信息模型基础。     

Vector elimination: A technique for the implicitization, inversion, and intersection of planar parametric rational polynomial curves

In this paper vector techniques and elimination methods are combined to help resolve some classical problems in computer aided geometric design. Vector techniques are applied to derive the Bezout resultant for two polynomials in one variable. This resultant is then used to solve the following two geometric problems: Given a planar parametric rational polynomial curve, (a) find the implicit polynomial equation of the curve (implicitization); (b) find the parameter value(s) corresponding to the coordinates of a point known to lie on the curve (inversion). The solutions to these two problems are closed form and, in general, require only the arithmetic operations of addition, subtraction, multiplication, and division. These closed form solutions lead to a simple, non-iterative, analytic algorithm for computing the intersection points of two planar parametric rational polynomial curves. Extensions of these techniques to planar rational Bezier curves are also discussed.     

基于扩展Bézier曲线拼接的曲线造型新方法

提出了一种基于扩展Bézier曲线拼接的曲线造型新方法。该方法首先构造了一种具有优良形状可调性和更好逼近性的带3个形状参数α, β, γ的三次扩展Bézier曲线(CE-Bézier曲线);并针对CE-Bézier曲线无法精确表示圆弧和椭圆弧等二次曲线的缺点,利用CE-Bézier曲线与C-Bézier曲线间的拼接技术,解决了CE-Bézier曲线造型中圆弧和椭圆弧的表示问题。最后讨论了该方法在曲线曲面设计中的应用。造型实例表明,该方法在计算机辅助几何设计中具有一定的应用价值。     

带两个形状参数的四次Bézier 曲线的扩展

给出了两组带两个形状参数λ , μ 的六次多项式基函数,它们是四次 Bernstein 基函数的扩展。分析了这两组基函数的性质,基于这两组基分别定义了带形状参数 的两类多项式曲线,两类曲线具有与四次Bézier 曲线类似的性质,且在控制顶点不变的情 况下,可通过改变形状参数的值实现对曲线形状的调整。参数λ, μ 具有明显的几何意义。当 λ =μ = 0 时,均退化为四次Bézier 曲线。实例表明,论文所采用的方法控制灵活,方便有效。     

几何代数的高阶逻辑形式化

几何代数是一种用于描述和计算几何问题的代数语言.由于它统一的表达分析和不依赖于坐标的几何计算等优点现已成为数学分析、理论物理、几何学、工程应用等领域重要的理论基础和计算工具, 然而利用几何代数进行计算和建模分析的传统方法,如数值计算方法和符号方法等都存在计算不精确或者不完备等问题.高阶逻辑定理证明是验证系统正确的一种严密的形式化方法.本文在高阶逻辑证明工具HOL-Light中建立了几何代数系统的形式化模型,主要包括片积、多重矢量、外积、内积、几何积、几何逆、对偶、基矢量运算和变换算子等的形式化定义和相关性质定理的证明.最后为了说明几何代数形式化的有效性和实用性,本文在共形几何代数空间中对刚体运动问题提供了一种新的简单有效的形式化建模与验证方法.