用有理双三次Bezier曲面片混合二次曲面

提出一种二次曲面混合方法，混合曲面由2张有理双三次B6zier曲面片构成，它们之间保持G^2连续，混合曲面与二次曲面间保持G^1连续．给出了混合曲面片控制顶点的显式表示，通过修改2类混合参数可以直观地调节混合方向及混合曲面的形状．另外，混合5个圆锥曲面的例子表明，该方法为多个二次曲面的混合问题提供了有效途径．     

过测地线的B样条曲面优化设计

给定一组不相交B样条曲线或满足一定约束的相交B样条曲线,提出了插值已知B样条曲线且以这组曲线为等参测地线的B样条曲面构造方法.插值曲面上的控制顶点分2步确定:首先利用B样条乘积和升阶理论显式计算曲面上与插值条件相关的控制顶点,其次由极小化Dirichlet能量确定曲面上其他自由控制顶点.采用文中方法构造的插值测地线曲面具有次数低、形状易控制等优点,并通过计算实例验证了该方法的正确性和有效性.     

自由曲面光滑拼接的数值优化方法

研究了B样条曲面的光滑拼接问题，介绍了参数曲面几何连续性的定义，提出了2种在B样条曲面间实现 光滑拼接的数值优化算法，即调整邻接曲面的公共边界曲线和调整其中一个曲面的邻近边界的控制顶点。实验结果表明，灵活使用文中的方法修改曲面外形可有效地解决曲面造型中的相关问题。     

推广Dirichlet 方法用于B 样条极小曲面设计

为弥补当前NURBS系统无法有效设计工程所急需的B样条极小曲面的缺陷,将构造Bézier极小曲面的Dirichlet方法成功地推广到了B样条极小曲面设计.提出了插值控制网格边界的B样条曲面模型,运用B样条基函数的求导公式及求值割角算法,将计算极小曲面内部控制顶点的问题转化为一个线性方程组的求解,从而避免了强非线性问题所导致的困惑,极大地提高了运算效率.最后,用大量实例对理论和算法进行了验证.     

高阶连续的形状可调三角多项式曲线曲面

目的目前使用的B样条曲线曲面存在着高连续阶与高局部调整性两者无法兼而有之的不足,且B样条曲线曲面的形状被控制顶点和节点向量唯一确定,这些因素影响着B样条方法的几何设计效果与方便性。本文旨在克服这种局限,以期构造具有高次B样条方法的高连续阶,低次B样条方法的高局部调整性,以及有理B样条方法权因子决定的形状调整性的曲线曲面。方法在三角函数空间上构造了一组含参数的调配函数,进而定义具有与3次B样条曲线曲面相同结构的新曲线与张量积曲面。结果新曲线曲面继承了B样条方法的凸包性、对称性、几何不变性等诸多性质。不同的是,同样是基于4点分段,3次均匀B样条曲线C2连续,而对于等距节点,在一般情况下,新曲线C5连续,当参数取特殊值时可达C7连续。新曲线在C5连续的情况下存在1个形状参数,能较好地调整曲线的形状同时又无须改变控制顶点。另外,将形状参数设为特定值,新曲线可以自动插值给定点列。新曲面具有与新曲线相应的优点。结论在强局部性下实现高阶连续性的形状可调分段组合曲线曲面,为高阶光滑曲线曲面的设计提供了可能,并且新曲线实现了逼近与插值的统一表示,能较好地应用于工程实际。调配函数的构造方法具有一般性,可用相同方式构造其他具有类似性质的调配函数。     

NURBS曲面在工程曲面设计中的应用

本文探讨了工程曲面设计中应用ＮＵＲＢＳ（非均匀有理Ｂ样条）曲面的方法，包括所设计曲面的预处理，控制顶点与节点的设计，以及通过调整权重修改曲面的方法等。     

改变B样条曲面与NURBS曲面的节点

通过改变k×h阶B样条曲面和NURBS(Non UniformRationalB spline)曲面的若干节点,分别产生一个B样条曲面族和NURBS曲面族,并指出:曲面族的包络是用相同控制顶点定义的(k -a)×(h -b)阶B样条曲面和NURBS曲面,其中a ,b分别是两个方向上所改变的节点的重数 对于B样条曲面来说,曲面族与其包络的任意阶相同偏微分之间只相差一个因子,文中所得结果可以作为计算机辅助设计系统中曲面造型和形状修改的理论参考     

带边界约束的B样条曲面逼近

为了得到全局G^1连续的曲面模型，给出了带有边界约束的散乱数据点B样条曲面最小二乘逼近重构方法，并以四边界位置约束和四边界跨界切矢约束情况为例，进行了详细讨论．实验表明，文中给出的方法可以使曲面模型达到近似G^1连续，其精度完全可以满足实际工程需要。     

用C-C细分法和流形方法构造G2连续的自由型曲面

通过改进Cotrina等利用流形方法构造n边曲面片的算法,以C-C细分网格奇异点的5一环作为控制网构造出了带有均匀三次B样条边界的n边曲面片,使得该曲面片和C-C细分曲面G^2拼接．在此基础上,讨论了C-C细分曲面中n边域的构造和填充,从而为基于任意拓扑网格构造低次G^2连续曲面的问题给出了一个有效的解决方案,实现了用流形方法构造的曲面和C-C细分曲面的融合．最后,给出了几个具体算例．     

双三次B样条曲面的G1连续条件

讨论并得到关于两个双三次非均匀内部单节点B样条曲面片G^1连续的充分必要条件，以及在公共边界线上控制向量的本征条件。这些条件直接由两个非均匀B样条曲面的控制向量表示。并证明了用单节点双三次非均匀B样条不能构造出具有局部性质的曲面模型。     

B样条曲面GC~1拼接中连接函数性质及其应用

为了方便地实现B样条曲面建模,讨论了一般节点下2张B样条曲面G2连续条件中连接函数的性质,以及连接函数、本征方程和公共边界的相互约束关系.通过分析连接函数存内节点上的连续性质,提出了一种用B样条函数为连接甬数的B样条曲面G1连续拼接方法.最后以分段二次连接函数为例,实现了双三次B样条曲面的G1连续拼接.该方法由于采用了重节点,释放了公共边界的自由度,使得曲面拼接更为灵活.     

基于结点调整B-spline曲面G1/G2的光滑拼接

文中提出了一种构造具有简单结点的B样条曲面G1/G2光滑拼接的方法。本方法根据B样条曲面达到拼接的条件,经过对原曲面和待拼接曲面的偏导曲线进行离散化处理和结点调整,将其转化为Bézier的表示方式。根据Bézier的拼接条件,获得B样条曲面间控制点的关系。最终实现B样条曲面G1/G2的光滑拼接。     

应用NURBS曲面磨光多面体

本文应用ＮＵＲＢＳ曲面磨光多面体,产生了处处Ｃ′连续的过渡曲面．多面体的磨光分为边的磨光和顶点的磨光两种情形,边的磨光相对较容易,而顶点的磨光则很困难．本文所采用的应用ＮＵＲＢＳ曲面磨光多面体的顶点和边的方法,不仅可以统一实现二者的磨光操作,而且方法简单且统一,产生了Ｃ′连续的过渡面．较之以前的方法,首先,利用ＮＵＲＢＳ曲面可以精确地描述对边磨光所用的柱面（等半径或非等半径）,其次,在对顶点的磨光中,同以往的方法不同,将与该顶点相邻的边的过渡曲面相互分离,并首次引入了“补面”的概念,使得对该点所产生的过渡曲面处处Ｃ′连续．本算法首先构造用以磨光多面体顶点和边的ＮＵＲＢＳ曲面的边界曲线网络图产生边界曲线的控制点及其权值（ＮＵＲＢＳ表示）,然后依据连续性准则,产生ＮＵＲＢＳ曲面的控制信息．     

CE-Bézier 曲面光滑拼接的研究与实现

针对CE-Bézier 曲面造型中复杂曲面难以用单一曲面来表示的问题,通过 分析CE-Bézier 曲线的唯一性,提出了一种新的CE-Bézier 曲面的光滑拼接技术。首先,在 分析第1 类CE-Bézier 曲线基函数及其端点性质的基础上,对第1 类CE-Bézier 曲线的唯一 性进行了研究,得出了对于同一条第1 类CE-Bézier 曲线可以有很多组不相同的控制顶点和 形状参数与之对应的结论;其次,利用该结论进一步给出了两相邻第1 类CE-Bézier 曲面片 间G1 光滑拼接的一般几何条件,并通过合理地选取形状参数,进一步简化了该曲面的G1 拼接条件;最后,给出了第1 类CE-Bézier 曲面光滑拼接的几何造型实例。实例结果表明, 该方法简单、直观、易实现,有效地增强了CE-Bézier 方法表达复杂曲线曲面的能力,可广 泛地应用于工程复杂曲面的造型系统中。     

Bezier曲面的G1保凸拼接

摘要：利用参数曲面的几何连续性条件,导出了有公共边界线的两个Bezier曲面保凸G1拼接的充分条件。讨论了二次Bezier曲面的G1和G2保凸拼接方法。最后,给出了二次Bezier曲面的G1和G2保凸拼接实例。     

NURBS曲面G~1光滑拼接算法

非均匀有理Ｂ样条（ＮＵＲＢＳ）曲线、曲面造型方法，是当前ＣＡＤ／ＣＡＭ领域研究热点之一，大量的基于ＮＵＲＢＳ的实用造型系统得到发展。对ＮＵＲＢＳ而言，虽然具有参数连续性，但为了实用需要，仍需构造具有一定光滑程度的合成曲面，满足局部设计和修改的目的。本文给出了实用的具有二次公共边界曲线的ＮＵＲＢＳ曲面片Ｇ１光滑拼接条件，得到了相应控制顶点、权系数的具体算法；对于一个已知ＮＵＲＢＳ曲面，构造另一个ＮＵＲＢＳ曲面，使其达到Ｇ１拼接是简单易行的。     

双四次有理Bezier曲面G1光滑拼接算法

依据有理Bezier曲面理论,即采用在公共边界处曲线连续和切平面光滑连续的性质,研究了有理Bezier曲面的拼接问题,给出了具有公共边界曲线的两张双四次有理Bezier曲面G¹光滑拼接条件,从而得到很多的可调形状参数。     

反求工程中的混合切片技术

提出一种基于平面与“点云”、平面与NURBS曲面求交计算的混合切片方法．该方法可以保证切片曲线在点云和曲面的连接处达到G^1连续，在此基础上的重构曲面既能保证与相邻曲面的连续性要求，又能满足对点云的逼近精度要求，对反求建模尤其是过渡特征的重建有着重要意义．文中详细探讨了平面与曲面求交和点云切片两个核心算法，并对基于模型特征的混合切片方案的选择原则以及不同方法进行了论述和比较．最后用实例证明该方法在反求建模中是切实可行的．     

复杂曲面局部协调设计技术

综合利用CAGD中的曲线曲面理论和方法,通过构造合理的局部区域来裁剪N边汇交曲面,并利用汇交曲面的原始信息解决局部NURBS曲面的协调设计．该方法在新生成曲面与裁剪汇交曲面之间保证处处G^1连续,同时光滑地逼近于局部区域的特征走向．这种基于特征敏感的带复杂边界条件约束的协调曲面重构方法,作为曲面高级编辑工具已应用于计算机辅助反求工程CAD软件RE—SOFTV6．0中．实际应用表明,局部协调设计技术能够较好地解决复杂曲面造型和反求工程建模中模型的整体连续性和保形性．     

快速成型中STL数据模型的B-Rep实体精确重建

针对快速成型机广泛使用的STL数据模型，建立了STL文件拓扑重建的数据结构，给出了边界提取和面片分割的具体实施方法，实现了基于边界表示的实体建模．利用回转面的内在几何性质，提出了球面、柱面等规则曲面的识别方法，从而还原机械型面的原貌并实现规则型面的精确表示．对于自由曲面，采用调和映射参数化技术，实现了该类网格曲面的精确NURBS建模，给出了曲面片间保持G^1连续的优化拼接方法．实际的验证结果表明，重构的实体模型精度较高且便于系统间的数据交换，非常适于数控加工领域．