一类保细节特征的双参数m重融合型细分

基于B样条的光滑性,利用Laurent多项式与细分生成多项式之间的关系,构造出可生成一类m重融合型细分格式的Laurent多项式.构造的Laurent多项式不仅包含了较多经典格式,还可衍生出C~3连续且保持细节特征的新格式;特别地,分析了双参数四点三重融合型格式的支集和连续性,并给出和证明了格式C~3连续的充分必要条件.最后通过大量数值实例展示了参数对极限曲线的影响;对比图例表明,文中格式生成的极限曲线能较好地保持细节特征.     

一类多参数的曲线细分格式

构造了一类收敛的多参数差分格式,根据细分格式和差分格式的关系以及连续性条件可得到任意阶连续的多参数曲线细分格式.通过选取合适的参数可以得到一些经典的曲线细分格式,如Chaikin格式、三次样条细分格式和四点插值格式等;同时设计了一种C1连续的不对称三点插值格式,可以生成不对称的极限曲线.给出了同阶差分格式线性组合的性质,从而可设计出更多收敛的多参数曲线细分格式.     

五点二重逼近细分法

提出了一种新的构造曲线的算法——五点二重逼近细分法。利用细分格式 的生成多项式讨论了该细分格式的一致收敛性及Ck 连续性。该细分格式带有一个张力参数 μ, 通过选取不同的μ值,可以分别生成C1~C5 连续的极限曲线。特别是当μ=9/256 时, 细 分格式生成的极限曲线可以达到C7 连续。最后给出了五点二重逼近曲线细分的实例,表明 了这种细分格式是有效的。     

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.     

基于插值细分的逼近细分法

通过在Hassan的四点三重插值细分法中引入一个偏移变量,推导出了一种逼近细分法,从而使三重逼近细分和插值细分统一到一个细分格式.该方法利用细分格式的生成多项式,在理论上分析了提出的细分格式的一致收敛性和Ck连续性;通过对细分格式中参数u取不同的值,可对生成的极限曲线形状进行控制.数值实验结果表明,文中方法是合理有效的.     

带松弛参数的Hermite插值细分

为了精确表示分别由{1,x,x2,x3},{1,x,esx,e-sx}和{1,x,eisx,e-isx}张成的线性空间,提出一类Hermite插值的动态细分格式,并证明了它至少是C1收敛的.该细分格式提供了一个松弛参数,当恰当地选择松弛参数时,该细分格式可以生成三次多项式曲线、三角曲线和双曲曲线;特别地,能够精确描述圆锥曲线.最后给出一些实例来说明松弛参数和切向量对细分曲线的影响.     

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。     

基于非均匀Catmull-Clark细分方法的曲线插值

带有复杂型曲线插值约束的细分曲面的生成,是计算机图形学及几何造型技术等领域所关心的一个问题.鉴于此,提出了一种高效的可以插值三次NURBS曲线的细分曲面生成方法.只需在被插值曲线的控制多边形两侧构造具有对称性质的四边形,构成对称网格带;证明了对该对称网格带应用Sederberg等人提出的非均匀Catmull-Clark细分规则以后,它将收敛于这条被插值曲线.因此,含有这种对称网格带的多面体网格的细分极限曲面即为满足曲线插值约束的细分曲面.应用该方法,既可以插值单条NURBS曲线,也可以插值由多条NURBS曲线组成的曲线网格.因此,该方法广泛适用于产品外形和图形软件设计.     

静态ternary逼近细分格式的连续性分析和构造

提出了一般的三点三重、四点三重逼近细分格式,利用稳定细分格式Ck连续的充要条件,分析了细分法各阶连续时参数的取值范围。利用提出的一般细分法,可以造型光滑逼近曲线;当某些细分参数取特殊值时,还可以用来造型插值曲线。为便于应用,还对Hassan的3点ternary逼近细分法进行了改进,使其带有一个全局张力参数,通过它更易控制曲线的形状。在全局张力参数的一定范围内可以生成C1,C2连续的极限曲线。     

曲线插值约束的LOOP细分曲面

提出基于Loop细分方法的曲线插值方法,不需要修改细分规则,只需以插值曲线的控制多边形为中心多边形,向其两侧构造对称三角网格带,该对称三角网格带将收敛于插值曲线。因此,包含有该三角网格带的多面体网格的极限曲面将经过插值曲线。若要插值多条相交曲线只需在交点处构造全对称三角网格。运用该方法可在三角网格生成的细分曲面中插值多达六条的相交曲线。     

非静态4点二重混合细分法

为了得到插值与逼近相统一的非静态细分法,根据非静态插值4点细分法和三次指数B-样条细分法之间的联系,构造了3类非静态4点二重混合细分法:基于非静态插值细分的非静态逼近细分法,基于非静态逼近细分的非静态插值细分法,非静态插值与逼近混合细分法.诸多已有的插值细分法和逼近细分法都是所提混合细分法的特例.最后给出了这3类混合细分法的几何解释,分析了其Ck连续性、指数多项式生成性和再生性.数值实例表明,利用文中的混合细分法,通过适当选取参数可以实现对极限曲线的形状控制.     

可再生混合高阶指数多项式的插值细分法

通过引入新的形状控制参数,提出一类可以精确插值混合型指数多项式的非静态插值细分法。其基本思想是,通过生成指数多项式空间的指数B样条细分法,得到具有相同空间再生性的插值细分法。与具有相同再生性的其他插值细分法相比,所提细分法具有更小的支撑与更大的自由度。从理论上对细分法的再生性进行了分析,并进一步通过图例分析了初始形状控制参数及自由参数对极限曲线的影响。最后展示了取特殊的初始形状控制参数时,所提细分法对于一些特殊曲线的再生性。     

基于单幅图像的三维对称自由形体重建

为了方便快捷地重建出输入图像中的物体,基于单幅图像,提出一种利用二维手绘线画图重建生成三维对称自由形体的方法.在以单幅图像为背景的画布上,用户首先根据图像中的物体位置为待重建模型指定一个对称面;然后为确定了对称面的物体绘制出其各个子部分的手绘线条,每个子部分通常由4条手绘曲线表示,即1对对称曲线和1对非对称的一般曲线,对称曲线的深度坐标信息可以利用物体对称面信息进行计算,一般曲线的深度坐标信息则可以由同一子部分的三维对称构造曲线计算得到;利用恢复了深度信息的三维构造曲线,自由形体的每个部分可以分别由1对对称构造曲线和1对非对称构造曲线利用旋转混合方法生成其参数曲面,并离散化为三角网格表示;根据输入图像中物体的纹理信息进一步合成自由形体每一部分的表面纹理,最终得到三维物体.实验结果表明,该方法得到的三维自由形体具有较强的真实感.     

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．     

单变量均匀静态细分格式的连续性分析和构造

利用单变量均匀稳定细分格式C^k连续的充要条件,分析了已有的插值曲线格式各阶连续时参数的取值范围.首次指出了六点二重插值格式可以达到C³连续,并构造了一种新的C³连续的六点三重插值细分格式.     

光滑曲线生成的一类保凸插值细分方法及其性质

在分析平面参数型离散点列凸性的基础上,提出了光滑曲线生成的一类局部保凸插值散细分方法,使得文献［１,２］提出的方法成为特例,当选取合适的参数时,文中格式能重视Ｄｙｎ的经典４点插值格式,还给出了一种可避免自绕且极限曲线是Ｃ＾１连续的改进格式,另外,还讨论了格式的一些有趣性质,并给出了一些实例。     

改进四点细分法及其应用

对经典的四点细分格式进行推广,提出了可通过对形状参数的适当选择来实现对极限曲线形状调整和控制的四参数四点细分曲线造型方法,并把该方法扩展到曲面上,对其连续性和收敛性进行了分析。把四参数四点细分法运用于山地模拟,由于其中四个参数选取的灵活性,可对生成的地形形状进行适当的调整,生成比较丰富的地貌形状。细分方法具有多尺度特点,所以可对地貌进行细节描述。试验证明能够较好地生成模拟山地地形,为山地地形模拟仿真提供了一种有效的方法。     

曲面四参数四点细分方法

对经典的四点细分格式进行推广,提出了可通过对形状参数的适当选择来实现对极限曲线形状调整和控制的四参数四点细分曲线造型方法.把该方法扩展到曲面上,对其收敛性进行了分析,同时给出了曲线C0到C3连续和曲面连续的充分条件.     

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.     

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。