插值平面曲线的可展B样条曲面及凸性分析

用两条位于两任意平面上的均匀B样条曲线作边界曲线,形成一个直纹面,得到了该直纹面为可展曲面的充要条件,解决了(n,n)次可展B样条曲面的设计问题,构造了(2,2)次B样条可展曲面。通过对以上可展B样条曲面进行凸性分析,得到了(n,n)次可展B样条曲面为凸曲面的充要条件。     

基于直纹面的可展Bézier曲面的设计

利用de Casteljau算法,得到两条边界曲线分别为m,n次的空间曲线所生成的直纹面为可展曲面的充分必要条件,给出了可展曲面所满足的约束条件的个数,提出了（2,3）次可展曲面的一个新的设计方法。数值实验说明,该方法设计简便,易于控制曲面形状。     

三次可展Bezier曲面的构造

可展曲面在很多的工程领域里,尤其在机械工程设计中有着重要的作用,例如飞机机翼、汽车车身、船体、鞋和服装等的设计与制造等。在空间的一平面上分别生成2条3次Bezier曲线,该平面绕一固定轴旋转不同角度,生成两个相交的平面,这2条3次Bezier曲线跟随旋转,分别位于两相交平面上,并由这两条曲线生成直纹面。根据直纹面可展的充要条件,求解出未知的设计曲线和伴随曲线的控制顶点,最终生成3次可展Bezier曲面。     

已知曲线与直母线插值可展样条曲面（英文）

目的:对由给定一条样条曲线和可展曲面中第一及最末直母线(ruling)界定的可展样条面片(patch)进行插值。创新点:给定一条样条曲线和起始直母线构造插值可展样条曲面,需先给出曲面对边边界样条曲线。而用传统方法构造插值可展样条曲面不能限制两条直母线的全部端点。本文通过将可展样条曲面升阶的方法,在增加起始直母线全部端点的限制条件下,解决已知某一样条曲线和起始直母线的可展样条曲面插值问题。方法:通过将可展样条曲面升阶,解决给定一条样条曲线和起始直母线及其全部端点情形下可展样条曲面插值问题。结论:给定一条样条曲线和可展曲面的起始直母线及其端点,通过将可展样条曲面升阶,解决可展样条面片插值构造。此方法同样适用于三角可展样条曲面插值(图10)。     

可展Bézier曲面的设计

通过引入移位算子,利用de Casteljau算法,得到了可展Bézier直纹面是单参数平面族的包络的结论,并简洁地导出了两条边界曲线分别为n次和m次的空间Bézier曲线的直纹面为可展曲面的充分必要条件。提出了二次Bézier可展曲面的设计方法：给定可展曲面的4个角点a0、b0、a2、b2和两个自由设计参数?姿、?滋,则待求的2个控制顶点a1、b1是在前2个控制顶点a0、b0的线性插值点a*与后2个控制顶点a2、b2的线性插值点b*的连线上,并且也是a*、b*这2个线性插值点的线性插值,即这4点a*、a1、b1、b*共线。该设计方法简单,可以通过2个自由设计参数?姿、?滋方便地控制曲面的形状。实例说明设计效果良好。     

光滑曲面上的G1插值曲线

在计算机图形学和计算机辅助几何设计中,限制在光滑曲面上保持几何连续的曲线插值技术显现出越来越重要的作用.文中用直纹面投影的思想研究了这一问题,给出了一种在光滑曲面上保持G1连续的样条曲线插值技术.首先构造一条插值曲面上已知点列的空间3次Bézier样条曲线,然后通过一张直纹面将这条空间插值曲线投影到已知曲面上,即可得到限制在已知光滑曲面上的G1插值曲线.理论推导和实例显示表明,该技术具有推广应用的广阔前景.     

可展Bézier曲面

§1．引言在许多工业产品如飞机机翼、船体、汽车车身等的设计和制造中，可展曲面有着重要的用途．在CAD／CAM技术发达的今天，研究相适应的可展曲面的构造方法是不难的．另一方面，Bezier方法以其优越的特性在CAD／CAM领域里已被广泛地接受和使用，因此，籍助于Bezier方法构造可展曲面是一种自然的途径．G．Auman[1]采用了如下的方法：先由分别位于两个平行的平面上的两条Bezier曲线（即所谓设计曲线xA(t)和伴随曲线xB(t)构成直纹面，再根据直纹面为可展面的条件寻求这两条Bezier曲线控制顶点之间的约束关系，从而得到满足端线插值…     

三次B样条曲线骨架卷积曲面造型

提出一种基于B样条曲线降阶的三次B样条曲线骨架卷积曲面造型方法．首先通过顶点扰动降阶方法把三次B样条曲线骨架（C^1连续）降阶为C^1连续的二次B样条,然后应用二次B样条曲线骨架的卷积曲面势函数计算方法得到三次B样条曲线骨架的势函数．     

插值曲率线的直纹面可展设计

目的 曲率线在微分几何中起着非常重要的作用,它在曲面分析中是一个很有用的工具。可展曲面是曲面造型中最简单也最常用的一类曲面,目前大部分工作都是研究在给定曲面上寻找或者计算曲率线,而其反问题研究工作较少,为此,提出一种插值曲率线的可展曲面构造方法,并进一步将它应用到曲面造型中。方法 利用Frenet标架表示直纹面的母线,根据曲线为曲面曲率线以及曲面可展的充要条件,得到直纹面的母线需要满足的关系式。并引入控制函数控制曲面的形状。结果 给出了以给定曲线为曲率线的直纹面可展的具体表达式,根据可展曲面分类分析了设计曲面为柱面、锥面和空间曲线切线面的充要条件,并给出了两个代表性的实例验证该方法的有效性,实例结果表明,该方法不仅适用于一般参数曲线,对分段参数曲线也是有效的。结论 利用构造性的方法给出了插值曲率线的可展曲面的具体表达形式,并通过具体实例验证了该方法的有效性。     

BBN曲面的形状分析与控制

研究了调节凸Bézier曲面、B-样条曲面及NURBS曲面（BBN曲面）一个控制点以后,曲面形状变化的规律.通过将BBN曲面分解成一张凸曲面与具有特殊形状曲面的叠加,建立了曲面变形前后一些几何量与变形位移量之间的数量关系,得到了凸BBN曲面失去凸性的充分条件和判据.相应的结果可应用于调节与控制BBN曲面形状的算法设计.     

λ、μ-B样条上可展曲面的几何设计

基于3D射影空间中点和平面间的对偶性这一重要思想,提出了两种直接、简单的可展曲面设计方法。该方法将可展曲面用具有调配函数的控制平面来表示,这种调配函数定义了一种新的带有λ、μ两个局部形状控制参数的分段多项式样条曲线,使新的可展曲面具有灵活的局部形状可调性和更强的描述能力,增加了造型的自由度。通过调节参数λ、μ可得到一族可展曲面,这族可展曲面保留了B样条曲面的特性,在λ、μ为特殊取值时所生成的可展曲面即为均匀B样条可展曲面,为曲面的设计提供了一种有效的新方法。     

Algorithms for development of certain classes of ruled surfaces

Surfaces that are one-parameter family of planes are called developable surfaces. Such surfaces form a special case of ruled surfaces and can be mapped isometrically onto a plane. The isometric mapping gives the development view of the surface. In the present paper, the condition of developability for two classes of ruled surfaces has been investigated. Based on this condition and the invariance of the geodesic curvature during isometric mapping, algorithms for development of these two classes of ruled surfaces have been developed. These algorithms have been found to be suitable for developing computer programs so as to get the development of conical, cylindrical and convolute surfaces.     

Cone spline approximation via fat conic spline fitting

Fat conic section and fat conic spline are defined. With well established properties of fat conic splines, the problem of approximating a ruled surface by a tangent smooth cone spline can then be changed as the problem of fitting a plane fat curve by a fat conic spline. Moreover, the fitting error between the ruled surface and the cone spline can be estimated explicitly via fat conic spline fitting. An efficient fitting algorithm is also proposed for fat conic spline fitting with controllable tolerances. Several examples about approximation of general developable surfaces or other types of ruled surfaces by cone spline surfaces are presented.     

数值稳定的可展网格仿真方法

动态可展曲面是采用哈密尔顿原理的一类新型动态模型。详细论述了这类动态模型的数值计算引擎。大量实验结果表明:(1)光滑和褶皱的可展曲面都可用动态网格模拟;(2)传统的挑战性问题如纸张褶皱仿真和塑性服装建模等都可用动态网格以稳定、快速的方式进行计算。     

一种提取可展网格曲面的新方法

可展曲面是每一点高斯曲率为零的曲面,由于其具有优良性质,因此在工程实践中得到广泛应用。为便于各种网格处理,从一个整体表面网格模型中获取可展区域具有重要意义。针对目前相关方法中存在的不足,本文提出了一个提取可展网格面片的新方法。首先利用高斯曲率提取可展网格面片,接着对分割得到的层可展区域进行微分几何上的直纹面的拟合,然后根据拟合的直纹面方程来判断是否可展,最后根据每种可展类型的直母线性质来判定可展类型。获得的可展面片中包括连续柱面和连续锥面,而传统方法无法获得;另外,确定获得面片的可展类型便于下一步网格处理。与已有方法相比,此方法更具有可行性和优越性。