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．     

构造多管道过渡曲面的toric曲面方法

针对多个圆锥曲面管道,提出了利用2片toric曲面构造管道过渡曲面的方法.首先根据管道的几何特征确定多边形参数域,对参数域进行正则分解;然后借助toric曲面的退化理论与有理Bézier曲面间的几何拼接条件,给出过渡曲面G1连续时toric曲面控制顶点所需满足的几何条件.文中方法不需求解方程组,具有一定的灵活性.最后通过具体实例证明了该方法的有效性.     

绕一角点的Bézier三角曲面片的光滑拼接

为了降低绕一角点的Bézier三角曲面片光滑拼接的难度,根据曲面光滑拼接的几何特征和相容性条件构造了插值数据应满足的方程组,利用方程组有解的条件得到绕一角点的多项式曲面片G1,G2和高斯曲率连续拼接的方法;然后利用重心坐标和直角坐标的关系将多项式曲面片转化为Bézier三角曲面片,得到相应的绕一角点的Bézier三角曲面片光滑拼接的方法.对于G1,G2和高斯曲率连续拼接,曲面的次数分别为3次,5次和4次.实例结果表明,采用文中方法所得曲面的次数低、易于修改,且该方法快捷、形状局部可调性强.     

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C-C细分的四边形网格上插值光滑Bézier曲面的生成

在任意拓扑的四边形网格上构造光滑的曲面是计算机辅助几何设计中的一个重要问题.基于C-C细分,提出一种从四边形网格上生成插值网格顶点的光滑Bézier曲面片的算法.将输入四边形网格作为C-C细分的初始控制网格,在四边形网格的每张面上对应得到一张Bézier曲面,使Bézier曲面片逼近C-C细分极限曲面.曲面片在与奇异顶点相连的边界上G1连续,其他地方C2连续.为解决C-C细分的收缩问题,给出了基于误差控制的迭代扩张初始控制网格的方法,使从扩张后网格上生成的曲面插值于初始控制网格的顶点.实验结果表明,该算法效率高,生成的曲面具有较好的连续性,适用于对四边化后的网格模型上重建光滑的曲面.     

多项式混合曲线曲面方法构造

针对混合曲线表示及其求导和求积困难的问题,通过计算构造出一种多项式混合曲线曲面形式.当待混合曲线是多项式时,混合曲线也为多项式形式.该多项式混合公式可以推广得到任意参数连续C(n)和几何连续G(n)的混合曲线曲面.另外,在得到的混合曲线曲面族中构造出了新的更优能量光顺方程,通过设置参数可得到合适的混合曲线曲面.实验结果表明,文中提出的混合曲线曲面造型方法稳定、有效.     

三角网格上的代数曲面重建

提出一种用分片代数曲面构造三角曲面片的方法,利用具有公共边的2个三角形区域的4个顶点的函数值以及公共边2个端点的外法向量来构造一个二次曲面V(g)和一个截面V(h),其交V(g,h)即为2个三角曲面片的公共边界曲线.对每个已确定了边界条件的三角片内部进一步划分成3部分,每部分各自定义一个三次代数曲面.这3个三次代数曲面不仅在其交线处光滑拼接,而且分别沿三角形的边界与V(g)光滑拼接,从而构成一个具有GC1连续性的分片代数曲面.对于只属于一个三角片的边界留有一个自由度,可对曲面形状加以控制.     

T-Bezier曲面拼接条件研究及在织物造型中应用

双三次T-Bezier曲面构造和拼接方便,而且表示范围更加广泛,有利于纺织造型的三维仿真.推导出相邻双三次T-Bezier曲面的G1和G2连续拼接条件,并且修改其中参数改变拼接曲面的形状,在保证相邻曲面之间达到一定的光顺拼接的同时,还能产生一些织物褶皱效果.结尾构造出几个常见的纺织品三维造型,实验结果表明了该方法的有效性.     

基于C1连续的NURBS边界Gregory曲面片实现曲面拼接

该文通过使用C1连续的NUR BS边界Gregory(N BG)曲面片进行插值,实现曲面拼接,使得在曲面连接处达到G1连续。实现了插值曲面的高阶连续,解决了用平滑的NUR BS曲面对曲线网格区域进行插值这一难以实现的问题,使用户在设计曲线网格时,只需考虑形状设计而不必关心曲线的类型及插值到曲线网格区域的曲面方程。     

代数曲面混合的切分结合S曲面补洞方法

该文首先采用代数曲线样条逼近的方法参数化混合边界,然后用三次样条曲面混合任意两个隐式代数曲面,实现样条曲面和基曲面之间光滑过渡.进一步,文中采用GB样条混合两张代数曲面,当混合边界为Lissajous曲线、二次曲线、三角函数曲线、双曲函数曲线、悬链线或螺旋线等特殊曲线时,可实现混合曲面精确插值边界曲线.而对于多个隐式代数曲面混合,又首次提出了G1连续的切分结合S曲面片补洞的方法,且每张曲面片的形状都可通过形状参数直观地进行调整.     

B样条曲面间G1连续条件及局部格式构造问题

研究了内部单节点张量积B样条曲面间G1连续的条件.通过选择特殊类型的拼接函数,打破了公共边界必须是整体多项式曲线的限制,给出了以内部单节点双四次B样条曲面为工具、使用局部格式构造G1连续曲面的算法.最后给出了计算实例.     

基于新型Gregory三角面片的G1连续曲面拼接

为有效解决构造光滑曲面的三角网格插值问题,将Gregory四边形面片的易控性嫁接到Bézier三角面片上,提出一种新型双三次Gregory三角面片的插值模型.因为公共边界处的G1连续仅取决于2个相邻三角面片的控制点或向量,而无其它连续性限制,所以,该方法可有效消除使用Gregory四边形面片时需分割三角域产生的扭曲现象.实验结果表明,使用该模型对给定的三角网格进行插值,总能生成G1连续的光滑曲面.     

一类代数空间逼近样条

给定空间不共面的四个有序数据点,可以形成一个四面体。在四面体内,Bernstein-Bézier（B-B）形式定义两类正则实多项式代数曲面片,一类是二次的,一类是三次的。此两类曲面片在四面体内的交集为一条正则曲线段。先固定二次曲面片,并得到其参数形式,然后约简三次曲面片所对应的Bernstein系数,使之为带有三个形状调整的形状因子,其中两个分别代表曲线段端点处的曲率,另外一个作为形状的调整。利用二次曲面的参数形式,由三次曲面片可得到曲线的隐参数约束形式,从而得到曲线的参数形式。对给定的空间点列,利用两个形状因子较容易的拼接出G²-连续的逼近曲线,突破了现行代数曲线生成方法,即空间连续曲线均是通过三角形仿射变换,由B-B形式生成的平面弧拼接而成。     

三次T-Bézier曲线的光顺延拓

将曲线的最小物理变形能量作为目标函数,提出了一种三次T-Bézier曲线曲面的光顺延拓算法.利用G2连续性作为约束条件,则延拓的曲线具有两个自由度,并取其中的一个自由度为零;基于延拓曲线的最小物理变形能量确定第二个自由度及延拓曲线的控制点,进而确定延拓曲线,重新参数化所延拓的曲线可以与原曲线在拼接点处C3连续拼接;此外,将该方法应用于双三次T-Bézier曲面的延拓.实例表明,该方法构造的曲线曲面具有较好的光顺性.     

基于推广B 样条细分方法的曲面混合

提出用推广B 样条细分曲面来混合多张曲面的方法,既适用于一般网格曲面,又适 用于推广B 样条参数曲面混合。根据需要选择阶数和张力参数,可全局调整整张混合曲面的形状。 中心点和谷点的计算都设置了形状参数,可局部调整混合部分形状。推导出二次曲面细分初始网 格计算公式,并将3 阶推广B 样条细分曲面混合方法用于多张二次曲面混合,与已有的二次曲面 混合方法相比具有明显的优势。     

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。     

基于边界的二次曲面重建与分类

针对线框模型中二次曲面的重建,在面片边界回路确定的基础上提出了通过曲面片边界上9个点约束构建曲面方程的方法。先从回路中提取二次曲面片边界上顺次连接的3条曲线,并在这3条曲线上各取3点,形成9个对二次曲面方程系数的线性约束,再添加一个附加系数比例约束,确定二次曲面方程的全部10个系数。对退化二次曲面点约束缩减的情况,通过增加退化约束来补偿以求得精确解,同时也给出了一个求近似解的简化方案。最后对二次曲面的分类进行了讨论。实验结果表明该方法准确且高效。     

QCT-Coons曲面片及其应用

从三角函数出发,构造了一种类三次三角多项式混合函数,简称为QCT-混合函数,然后在此基础上生成了一种类似于双三次Coons曲面片的三角多项式曲面片,并称之为QCT-Coons曲面片。事实表明,QCT-Coons曲面不仅具有双三次Coons曲面片的性质,而且还能精确地表示球面、圆环面、椭球面等二次曲面。     

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．     

带形状参数的双三次三角多项式Coons曲面片

给出一类含参数的三角多项式混合函数,在此基础上构造一类三角多项式混合Coons曲面片,提出带形状参数的双三次三角多项式Coons曲面片的表达式。所构造的曲面不仅具有双三次Coons曲面片的相似的结构,可以通过改变参数,得到不同的曲面片,而旦还能精确地表示圆环面、球面、椭球面等二次曲面。