细分生成B样条的几何作图法

研究均匀B样条曲线细分生成的几何作图问题,给出了采用p-nary细分法细分生成任意次均匀B样条曲线的递归细分算法。在此基础上,研究了任意次均匀B样条曲线p-nary细分生成的几何作图方法。利用这种几何作图法,可以直观地在计算机上通过编程来快速准确地绘制B样曲线,更重要的是,可以使基于几何方法的任意次B样曲线的手工绘制成为可能。     

具有任意自由度的B样条非均匀细分*

为了便于工程实际应用,非均匀细分方法现在已经成为计算机图形学和几何建模中的热点问题。本文提出一个具有任意自由度的B样条非均匀细分算法,其实现与B样条均匀细分即Lane–Riesenfeld细分方法相似。该算法包含了非均匀d环结构生成的双重控制点,其中d环相似于d度均匀B样条曲线的Lane-Riesenfeld算法中均匀的d环结构。Lane-Riesenfeld算法是由B样条曲线基函数的连续卷积公式直接得出的,而本文的算法是blossoming方法的一个扩展。对于非均匀B样条曲线来说,本文的节点插入方法比之前的方法更简单更有效。     

一种任意次非均匀B 样条的细分算法

类似于经典的、应用于任意次均匀B 样条的Lane-Riesenfeld 细分算法, 提出了一种任意次非均匀B 样条的细分算法,算法包含加细和光滑两个步骤,可生成任意 次非均匀B 样条曲线。算法是基于于开花方法提出的,不同于以均匀B 样条基函数的卷积 公式为基础的Lane-Riesenfeld 细分算法。通过引入两个开花多项式,给出了算法正确性的 详细证明。算法的时间复杂度优于经典的任意次均匀B 样条细分算法,与已有的任意次非 均匀B 样条细分算法的计算量相当。     

四点多参数Binary细分曲线

在曲线细分过程中引入六个参数,构造出一种新的四点多参数细分Binary曲线算法。对四点多参数Binary细分法的一致收敛性、连续性进行分析,该算法使Dyn四点法以及2到6次均匀B样条细分曲线成为特例。通过对形状参数的适当选择来实现对细分极限曲线形状的调控,增加曲线造型的灵活性,并给出造型实例。     

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。     

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.     

带最多独立形状参数的三阶三次均匀B样条曲线

构造了三阶三次等距结点的多项式B样条参数曲线,给出了de Boor控制顶点与分段三次Bézier控制顶点的关系式。该曲线具有一些类似于二次B样条曲线的性质：关于参变量为C¹连续,每个样条区间上的曲线由三个de Boor控制顶点的线性组合表示,具有仿射变换下的不变性,包含了二次均匀B样条曲线等。还具有形状可调性质：调配函数中含有形状参数,具有明显的几何意义,可用于调控曲线的形状或变形。给出了其具有凸包性、对de Boor控制多边形保形性等性质及其条件,讨论了形状参数对曲线形状的影响。     

一种基于节点插入技术的B样条曲线平滑方法

三次均匀B样条曲线是工程上广泛采用的曲线绘制方法。提高节点插入算法的效率,实现B样条曲线的平滑效果,是广大学者所关注的问题。文章给出了一种基于Tailor级数展开的三次均匀B样条曲线节点插入的生成算法,并利用该算法提供的节点插入技术来实现三次均匀B样条曲线的平滑效果。与Oslo算法的递推过程相比,该节点插入算法在一定程度上简化了运算过程,提高了算法的生成效率。     

Doo-Sabin细分算法在动态模式下的推广

提出一种基于均匀三角多项式B样条的动态保凸细分算法，它可以看作Doo-Sabin细分算法在动态模式下的一个推广．其细分规则基于张量积曲面细分模式的几何意义，不仅可以生成旋转曲面等特殊曲面，而且可以根据参数来控制细分曲面的形状．最后运用传统的离散傅里叶技术和特征根方法证明了该细分算法的收敛性．     

三参数binary细分法

通过在曲线细分过程中引入三个参数,给出一种新的细分曲线构造的算法,并利用生成多项式等方法对细分法的一致收敛性、Ck连续性进行了分析.在给定初始控制数据的条件下,可以通过对形状参数的适当选择来实现对细分极限曲线形状的调控.该方法可以生成C4连续的细分曲线,增加了曲线造型的灵活性.数值试验表明这种算法是有效的.     

曲面三参数binary细分法

在经典四点细分法的基础上,通过在曲线细分过程中引入三个参数,给出一种改进的细分曲线构造的算法,利用生成多项式等方法对细分法的一致收敛性、Ck连续性进行了分析。并把该方法扩展到曲面上,进而提出了曲面三参数binary细分法。在给定初始控制数据的条件下,可以通过对形状参数的适当选择来实现对细分极限曲面形状的调控。数值实验表明该算法较容易控制曲面形状,可方便地应用于工程实际,解决曲线、曲面位置调整和控制问题。     

双参数四点细分法及其性质

在经典4点插值细分法的基础上，提出一类既能造型光滑插值曲线，又能造型光滑逼近曲线的双参数4点细分法．采用生成多项式等方法对细分法的一致收敛性、C^k连续性及保凸性进行了分析，给出并证明了极限曲线存在、C^k连续及均匀控制顶点情形下保凸的充分条件．在给定初始数据的条件下，可通过对形状参数的适当选择来实现对极限曲线的形状调整和控制．     

B样条的p-nary细分

有关B样条曲线曲面的binary细分技巧及其应用的研究已经获得了许多成果,建立在B样条binary细分基础上的binary细分法收敛性连续性分析的生成多项式法就是其中之一。该文研究了B样条曲线的p-nary细分问题,给出并证明了B样条基函数的p尺度细分方程中细分系数的计算公式及其性质,讨论了用p-nary细分生成非有理及有理B样条曲线的细分规则。采用该文的方法可方便而快速地在计算机上绘制有理B样条曲线。文章的结果可用于对一般p-nary曲线细分法收敛性及连续性的分析。     

均匀B样条曲线曲面的扩展

在多项式空间提出了一种带k个形状参数的k次均匀B样条,这类曲线与标准k次均匀B样条类似,每段曲线由k+1个控制顶点生成,它们不仅具有k次均匀B样条许多常见性质,而且利用形状参数的不同取值能够整体或局部调控曲线曲面形状。包含标准均匀B样条为其特例。     

Controllable Locality in C2 Interpolating Curves by B2-splines / S-splines

This paper presents a systematic scheme for controlling the local behaviour of C² interpolating curves, based on the cubic B2-splines and the quartic S-splines. Both splines have an additional control point obtained by knot- insertion or degree-elevation in each span of the conventional uniform cubic interpolating B-splines. The shape designer can choose the desired range of locality for each span and get the corresponding additional control point as a barycentric combination of interpolation points within the range, without solving any variational problem and simultaneous equations. The scheme is consistent over the entire curve subject to some typical end conditions. The class of the curves derived includes the conventional cubic interpolating B-splines. Examples demonstrate the behaviour of the new interpolating curves and the capability of the scheme.     

四边形网格的去边细分方法

提出一种四边形网格细分算法：每细分一次四边形网格，其数目增加为原来的两倍，细分二次结果相当于一次二分细分和一个旋转．该算法采用三次B样条张量积的形式，其生成曲面在规则点具有C^2连续性，在非规则点具有C^1连续性．由于该细分算法对网格几何操作简单，所得网格数据量增长相对缓慢，适合于3D图像重构及网络传输等应用领域。