一类全局的曲线细分

传统细分曲线由于只使用了局部信息来更新顶点位置,在控制顶点分布不均匀时曲率分布波动较大.为提高细分曲线质量,提出一类全局性的细分方法.将曲线的每一次细分分解成差分计算、插值、重建等一简单的步骤;通过修改其中的重建步骤,将曲线重建的顶点放宽至所有控制顶点,配合扩大的模板和改进的插值以进一步改进曲线的几何质量.最后通过实验数据验证了此类全局性细分曲线在光滑性和曲率分布上的良好性质.     

基于e1范数最小化的非流形曲线族重构

从散乱点集重构曲线族在计算机视觉、逆向工程和医学图像处理等方面有着广泛的应用,非流形曲线族重构是其中的难点问题.文中在压缩传感理论基础上,提出一种基于e1范数最小化的非流形曲线族重构方法.该方法首先将散乱点集的法矢和位置信号表示为稀疏形式,通过e1范数优化方法,重建法矢信号和位置信号;之后,根据重建的法矢和位置计算点集的双边权,在此基础上构建最小生成树(Minimum Spanning Tree,MST)来重构曲线族;最后通过后处理过程,完成对重构曲线族的开闭处理.实验表明,该算法能处理包含开、闭曲线,流形、非流形曲线,以及具有尖锐特征的曲线等复杂情况的曲线族,并且对噪声较鲁棒.     

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.     

Bezier曲面的广义细分

将矩形和三角形Bezier曲面的基于直线的细分推广到基于曲线的细分.运用多项式曲线细分矩形和三角形Bezier曲面,并以参数变换和多项式开花为工具,计算出细分后每个子曲面片的Bezier控制顶点.曲线细分使细分方式的选择更灵活,细分后的子曲面片及其边界的形状更丰富多彩,而且该方法能推广到有理情况.     

混合细分曲线及其应用

构造了2个混合细分模式,一个是基于三次B样条细分的二分混合细分曲线族;另一个是基于一种三分三点逼近细分的三分混合细分曲线族.通过调整混合参数来控制曲线的收缩与膨胀幅度,利用生成函数技术和特征值方法对这2个带参数的细分模式的连续性进行了严格的理论分析.最后,通过选择合适的混合参数给出了一种曲线保长的动态细分方法.     

Bézier曲面的广义细分

将矩形和三角形Bézier 曲面的基于直线的细分推广到基于曲线的细分.运用多项式曲线细分矩形和三角形Bézier曲面,并以参数变换和多项式开花为工具, 计算出细分后每个子曲面片的Bézier控制顶点.曲线细分使细分方式的选择更灵活, 细分后的子曲面片及其边界的形状更丰富多彩,而且该方法能推广到有理情况.     

均匀二重混合双曲多项式B样条曲线

为扩展B样条曲线,提出1种均匀二重混合双曲多项式B样条曲线. 该样条曲线在span{sinh t,cosh t,tsinh t,tcosh t,1,t,…,tk-6,tk-5}空间上均匀产生,其中k是大于等于5的整数. 证明k阶二重混合双曲多项式B样条基的性质和二重混合双曲多项式B样条曲线的性质. 二重混合双曲多项式B样条曲线精确地包含双曲多项式B样条曲线. 给出这种新样条曲线的细分公式并证明其有变差缩减性质和细分控制多边形逼近性质. 该性质使得通过递归细分得到曲线成为可能.     

针对非连通流形数据降维的过渡曲线方法

针对位于非连通流形上的数据的特征提取是流形学习领域的一个公开问题,分解-整合算法是目前处理此问题的最有效的方法.然而,此算法的最大局限是边缘问题,即当不同类间的最短距数据对位于相应类内而非类边缘时,算法往往表现异常.针对这一关键问题,提出了一种解决方法——过渡曲线方法.其主要思想为,通过构建连接不同类边缘最短距数据对间的平滑过渡曲线以使流形类间的连接关系更为有效,进而使得数据的全局形态在低维空间中能够更好地保持.一系列人工与图像数据集上的实验结果表明,过渡曲线方法的表现明显优于分解-整合算法,特别是,边缘问题得到了解决,这极大地扩展了分解-整合算法的应用范围.     

多分辨率几何造型系统设计与实现

将小波分析、细分造型、网格化简等多分辨率造型技术与基于NURBS的造型技术相结合,独立开发了多分辨率几何造型系统.给出了改进的辐射边拓扑数据结构,统一表示线性网格曲面和参数曲面以及流形和非流形形体.依据STEP标准定义了几何元素类型,基于UML描述了类结构定义.最后介绍了系统功能模块并给出了运行实例.     

基于控制参数的光滑曲线统一细分格式

细分算法是从控制网格生成光滑曲线曲面的一种经典方法,因为算法简单,可作用于任何拓扑结构的网格而在图形学和动画造型中得到广泛应用.但传统的算法在插值和逼近上无法在统一的框架下给予实现.本文通过设置控制参数,提出了一类光滑曲线细分的统一格式,使得目前存在的大部分细分格式,不任是基于样条的还是插值型的细分格式,都成为其特例,克服了目前存在的传统细分格式在插值和逼近上不能兼容的缺点.     

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。     

Multiresolution representation for curves based on ternary subdivision schemes

Subdivision offers a way to increase the resolution of models, while reverse subdivision possesses the opposite ability. Combining the two theories could realize the multiresolution (MR) representation of models. Based on two ternary subdivision schemes, we present the trial and refined filters and an algorithm to realize MR representation for curves, which has some difference compared with the work relating to binary schemes. And the filters yield biorthogonal wavelet systems which are the underlying theory fundament of curves MR. By experiments and numerical calculations, we demonstrate that by using the ternary methods one can accomplish the MR representation for curves and the low-resolution results obtained by reverse subdivision can approximate the original curves well. Besides, ternary methods need smaller number of decomposition times than binary methods to get low-resolution results at similar levels of resolution for the same original curve.     

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．     

一类非线性细分格式的保凸与分形性质

在分析Dyn等人的经典4点线性插值离散细分格式的基础上,提出了一类函数型非线性离散细分格式,它具有保凸性质,即在满足一定条件时, 这种格式保证了对于凸数据,其每一步细分多边形都是凸的,从而极限曲线也是凸的.数值例子说明,在不光滑情况下,这种格式会产生具有分形性质的曲线.     

非静态混合细分法

提出了一种含参数b 的非静态Binary 混合细分法,当参数取0、1 时,分别对应已 有的非静态四点C1 插值细分法及C-B 样条细分法。用渐进等价定理证明了对任意 (0,1]区间的 参数其极限曲线为C2 连续的。从理论上证明了细分法对特殊函数的再生性,及其对圆和椭圆等 特殊曲线的再生性,并通过实验对比说明了对任意的[0,1]区间的参数,该细分法都能再生圆和 椭圆等特殊曲线,而与其渐进等价的静态细分法则不具备该性质。将该细分法推广为含局部控 制参数的广义混合细分法,从而可以达到局部调整极限曲线的目的。     

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     

用细分螺线插值容许G2Hermite 数据

为使几何细分方法生成的平面螺线段插值平面容许G2Hermite 数据,基于 平面双圆弧插值理论提出了该方法首末端点处新的细分规则。理论分析表明,修改后的细分 方法所得极限曲线是曲率单调、不变号的螺线段,且插值首末端点处的点、切向、曲率。数 值算例表明,修改后的细分方法收敛速度较快,极限曲线具有较好的形状。     

一种n次均匀B样条曲线细分算法

利用 次均匀B样条细分的掩模与Pascal三角形关系,并借助控制多边形在每次加细过程中新旧控制顶点对应的几何位置关系,给出一种新的 次均匀B样条曲线细分算法,基于该算法构造出带有形状参数的局部插值约束的奇次均匀B样条细分曲线。通过理论和算例说明,该算法几何直观性强、新旧点对应明确、应用灵活且能保持良好的参数连续性。     

Subdivision depth computation for n-ary subdivision curves/surfaces

This paper deals with subdivision depth computation technique for n-ary subdivision curves/surfaces. This technique also includes error bound evaluation technique for n-ary subdivision curves/surfaces with their control polygon. Both techniques provide error control tools in subdivision schemes.     

A subdivision scheme for Poisson curves and surfaces

The de Casteljau evaluation algorithm applied to a finite sequence of control points defines a Bézier curve. This evaluation procedure also generates a subdivision algorithm and the limit of the subdivision process is this same Bézier curve. Extending the de Casteljau subdivision algorithm to an infinite sequence of control points defines a new family of curves. Here, limits of this stationary non-uniform subdivision process are shown to be equivalent to curves whose control points are the original data points and whose blending functions are given by the Poisson distribution. Thus this approach generalizes standard subdivision techniques from polynomials to arbitrary analytic functions. Extensions of this new subdivision scheme from curves to tensor product surfaces are also discussed.