参数曲线曲面自由变形的多项式因子方法

为得到理想的造型效果,提出一种空间参数曲线曲面自由变形的方法.首先引入基于多项式的伸缩因子,并构造了空间变形矩阵;然后将变形矩阵或伸缩因子作用于待变形曲线曲面方程,从而得到形变效果.实验结果表明,该方法计算简单、易于控制,可得到较好的变形效果.     

基于伸缩因子的参数曲线自由变形

提出一种新的参数曲线自由变形方法：构造出特殊的伸缩因子函数，以此去作用（伸缩）待变形曲线方程，从而使曲线发生形变，通过交互改变控制参数，可达到预期的变形效果，实验表明，该方法数学背景简单，易于控制，重复使用可获得丰富的变形效果，适用于几何造型，计算机动画等领域。     

基于伸缩因子的toric-Bézier曲线自由变形

为了得到理想的几何变形效果,将伸缩因子和toric退化理论作用到toric-Bézier曲线上,最终实现曲线的自由变形。首先给定提升函数构造出带参数t的权因子集,从而得到带参数t的toric-Bézier曲线;然后选取变形中心、变形区间以及变形区间边界光滑度,根据控制函数f(t)的选取原则选取适当的控制函数,确定伸缩因子进而构造出变形矩阵,再将其作用到上述带参数t的toric-Bézier曲线上;最后,当t趋于无穷大时,得到目标曲线,实现toric-Bézier曲线的自由变形,通过交互改变控制参数,可达到预期的变形效果,并可给出toric-Bézier曲线的变形动画演示。实验表明,该技术计算简单、易于控制,可兼顾整体与局部对曲线进行自由变形,具有可调性和预见性,叠加使用可得到丰富的变形动画效果,适用于几何造型和计算机动画等领域。     

具有区间峰值的曲面伸缩因子及其实验

为了改进参数曲面自由变形方法,构造了一种新的伸缩因子函数,它不仅具有以往文献所引入的伸缩因子的特性,还可以在区域上达到峰值,从而克服现有的伸缩因子仅在一点达到峰值的不足。使用新的伸缩因子去作用待变形的曲面方程,从而使曲面发生形变,通过交互改变控制参数来控制曲面的形状,使其能够更好地表示一些实体的外型。实验表明,该方法数学背景简单,易于控制,重复使用可获得丰富的变形效果。适用于几何造型、计算机动画、CAD/CAM等领域。     

参数曲面多边形区域上变形的伸缩因子与实验

为了改进参数曲面自由变形方法,构造了凸多边形域上的伸缩因子函数,它具有已往文献所引入的伸缩因子的特性。可使用新的伸缩因子去作用待变形曲面的参数方程,从而使曲面发生形变。可通过交互改变控制参数来控制曲面的形状,使其能够更好地表示一些不规则实体的外型。实验表明,该方法的数学背景简单、易于控制、重复使用可以达到获得丰富变形效果的目的。可用于几何造型、计算机动画以及CAD/CAM等领域。     

参数曲面四边域上控制变形的伸缩因子与实验

为了改进参数曲面自由变形方法,构造了四边形区域上的伸缩因子函数,它不仅具有已往文献所引入的伸缩因子的特性,还可以在区域上达到峰值,从而克服现有的伸缩因子仅在一点达到峰值的不足,变形区域也由圆形域变为四边形区域.使用四边形区域上的伸缩因子函数去作用待变形曲面的参数方程,从而使曲面在四边形区域上发生形变,并且可通过交互改变控制参数来控制所曲面变形的形状,使其能够更好的表示一些实体的外型.最后,实验结果表明,该方法的数学比较背景简单、各个参数容易控制、重复使用该因子作用于变形曲面,可获得丰富的变形效果.该伸缩因子可应用于几何造型、计算机图形学、计算机动画以及CAD/CAM等众多领域.     

代数曲线曲面动态分裂采样方法

提出了基于随机微分方程的动态分裂采样方法,实现了对闭代数曲线曲面的均匀采样,并通过边界盒约束,建立整个空间到边界盒的连续映射实现对开放式代数曲线曲面的均匀采样.该方法最大的特点在于它对拓扑结构复杂(有自交、含两个以上的多分支或不连通)的代数曲线曲面采样同样效果很好.     

有限元方法在变形曲线曲面造型中的应用

变形同线曲面造型方法是将ＣＡＧＤ中参数化几何描述方法与某些力学原理相结合，自动确定曲经曹面的各种控制参数，使满足给定的几何约束条件，克服忆部修改和整体光顺的矛盾，可用于构造具有复杂形状的物体，在曲线曲面插值，光顺和光滑拼接，以及Ｎ边域构造方面有优越性基于能量函数的变形模型是由能量函数，几何约束和外部载葆定义的变分问题，应用有限元技术求解可变形曲线曲面，本文对应用有限元方法时的一些关键技术，如有限元     

Generators of the ideal of an algebraic space curve

In this paper we show that the ideal of any algebraic curve in affine 3-space whose Jacobian matrix has rank at least 1 at every singular point of the curve can be generated by three polynomials and we give constructive procedures to compute such generators.     

A delineability-based method for computing critical sets of algebraic surfaces

In this paper, we address the problem of determining a real finite set of z$z$-values where the topology type of the level curves of a (maybe singular) algebraic surface may change. We use as a fundamental and crucial tool McCallum’s theorem on analytic delineability of polynomials (see [McCallum, S., 1998. An improved projection operation for cylindrical algebraic decomposition. In: Caviness, B.F., Johnson, J.R. (Eds.), Quantifier Elimination and Cylindrical Algebraic Decomposition. Springer Verlag, pp. 242–268]). Our results allow to algorithmically compute this finite set by analyzing the real roots of a univariate polynomial; namely, the double discriminant of the implicit equation of the surface. As a consequence, an application to offsets is shown.     

Algorithmical determination of the topology of a real algebraic surface

We present an algorithm to compute the topology of a non-singular real algebraic surface S in RP³, that is the number of its connected components and a topological model for each of them. Our strategy consists in computing the Euler characteristic of each connected component by means of a Morse-type investigation of S or of a suitably constructed compact affine surface. This procedure can be used to determine the topological type of an arbitrary non-singular surface; in particular it extends an existing algorithm applicable only to surfaces disjoint from a line.     

Asymptotic behavior of an implicit algebraic plane curve

In this paper, we introduce the notion of infinity branches as well as approaching curves. We present some properties which allow us to obtain an algorithm that compares the behavior of two implicitly defined algebraic plane curves at the infinity. As an important result, we prove that if two plane algebraic curves have the same asymptotic behavior, the Hausdorff distance between them is finite.     

A localized method for intersecting plane algebraic curve segments

We present a local method for the computation of the intersections of plane algebraic curve segments. The conventional method of intersection is global, because it must first find all of the intersections between two curves before it can restrict the segments in question; hence, it cannot take advantage of situations dealing with the intersection of short-curve segments on complex curves. Our local method, on the other hand, will directly find only those intersections that lie on the segments, as it is based upon an extension of methods for tracing along a curve.This author's research was supported by the National Science Foundation under Grant IRI-8910366This author's research was supported by the National Science Foundation under Grant CCR-8810568     

基于曲线线性组合的3次均匀B样条曲线的拓展

为了丰富和发展B样条曲线理论,利用曲线线性组合的思想,将3次均匀B样条曲线进行了拓展,并讨论了拓展曲线的性质。研究表明,拓展曲线的基具有较简单的表达式;拓 展曲线包含了原曲线的基本形式,比原曲线具有更强的描述能力,且保持曲线次数不变。利用曲线的形状因子可以调整曲线的局部形状;同时得到了一种闭曲线表示的新途径。     

基于结式方法的代数曲面拼接

以同伦连续映射理论为基础,构造代数曲面拼接应该满足的代数方程组。然后,利用结式方法消去相关变元得到拼接曲面方程。两代数曲面拼接时,方程组是两个关于单位区间变元的方程。利用Sylvester结式消去该变元即可得到曲面拼接方程。对于多代数曲面,拼接过程可以考虑为不同种的连续映射。由此得到三种不同的曲面拼接方法,即串接法、过渡法和提升法。串接法可得到较低次的拼接曲面,但适用于代数曲面两两拼接且过渡曲面不相交的情况;过渡法适用于所有情况,但得到拼接曲面比较复杂;提升法是一种较好的算法,拼接时逐个将代数曲面并入拼接曲面中。该算法既可得到最低次拼接方程又适用于一般情况。上述方法的优点是无需考虑代数曲面方程中的变元,仅考虑对新增单位区间变元的处理。因此,算法的计算量小,并且能够预先得到拼接曲面时的计算量。     

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。     

Isotopic triangulation of a real algebraic surface

We present a new algorithm for computing the topology of a real algebraic surface S$S$ in a ball B$B$, even in singular cases. We use algorithms for 2D and 3D algebraic curves and show how one can compute a topological complex equivalent to S$S$, and even a simplicial complex isotopic to S$S$ by exploiting properties of the contour curve of S$S$. The correctness proof of the algorithm is based on results from stratification theory. We construct an explicit Whitney stratification of S$S$, by resultant computation. Using Thom’s isotopy lemma, we show how to deduce the topology of S$S$ from a finite number of characteristic points on the surface. An analysis of the complexity of the algorithm and effectiveness issues conclude the paper.