有理B样条曲线的几何性质

本文讨论有理B样条曲线的几何性质,证明了有理B样条曲线具有包络性、保凸性和分割逼近性。     

基于几何特性的三次均匀B样条曲线构造描述

基于B样条曲线是分段的Bézier曲线段的集合这一数学特性,通过剖析三次均匀B样条曲线的数学表达及其几何意义,由曲线的几何特性给出了各曲线段Bézier点的几何表示。每段B样条曲线段(三次Bézier曲线段)对应的4个Bézier特征顶点,可以导出该曲线段的B样条基函数。依此为基础,描述了三次均匀B样条曲线构造的原理和过程,并给出了不同曲线段数情况下曲线特征构造和插值构造的相关公式。     

Poisson曲线的升阶算法

在CAGD中,为了增加对Bézier曲线进行形状控制的灵活性,利用Bernstein基函数的升阶公式,可以得到Bézier曲线的升阶算法。将Bézier曲线的这一升阶思想推广到Poisson曲线。笔者根据Poisson曲线的定义,建立了Poisson基函数的升阶公式,利用基函数的升阶公式得到了Poisson曲线的升阶公式。最后阐述了Poisson曲线升阶公式的几何意义,提出了Poisson曲线的升阶算法。     

基于三点分段的三角多项式样条曲线

给出了m(m=1,2,3)次三角多项式样条曲线。与二次B样条曲线类似,曲线的每一段由相继的3 个控制顶点生成;对于等距节点,一次三角多项式样条曲线是C1连续、二次三角多项式样条曲线是G2连续、三次三角多项式样条曲线是C3连续,且讨论了3 种曲线对控制多边形的逼近及与二次B样条曲线的对比。还给出了一次三角多项式样条曲线表示椭圆和整圆的方法。通过加权混合可得到一类三角多项式样条曲线,曲线的形状随着次数m和形状参数λ的变化而改变。     

基于小波的B样条曲线局部光顺算法

针对传统的小波光顺方法只能进行整体光顺,而不能进行局部光顺的问题,根据小波的时频局部特性,提出了一种基于小波的B样条曲线局部光顺算法。该方法在“滤波”时,只去除原曲线中对“坏点”有影响的高频成分,而不修改那些对关键特征点有影响的小波系数,使得光顺后的曲线,不仅具有较好的光顺性,而且整体形状变化较小。同时讨论了“坏点”的选取、误差的控制、边界约束的处理等相关问题。     

带参数的二次三角多项式样条曲线

给出了带有参数λ的二次三角多项式样条曲线。与三次B样条曲线类似,曲线的每一段由相继的4个控制顶点生成。对于等距节点,在一般情形下,曲线达到了C1连续,而当λ=1时,曲线达到了C3连续。λ有明确的几何意义,λ越大,曲线越逼近控制多边形。还给出了用此种曲线表示椭圆和整圆的方法,在相同的控制顶点下,可生成一簇椭圆弧和圆弧。     

B样条曲线的等距算法及应用

等距曲线的拓扑结构是等距算法中的核心因素之一。该文以B样条曲线为例,给出了一种基于关键点的等距算法。它应用了自适应离散等手段并给出了关键点的求解方法,同时利用关键点确定等距线各个分段的取舍,从而有效地去除自交的情况,使得计算出的等距曲线有着正确的拓扑结构。该文的算法已应用于商业软件OpenCAD中。     

B样条曲线曲面降阶综述

B样条曲线曲面的降阶是样条曲线和曲面造型中的关键技术之一,为了实现不同CAD系统之间的数据交换,常用到这一技术,它已成为热点问题,得到越来越多的研究.结合作者在该领域的研究成果,文章综述了近年来国内外专家学者关于B样条曲线曲面的降阶逼近研究的方法、理论成果及实际应用情况,并对各种不同的方法进行了分析比较.     

一类有理三次插值样条曲线的区域控制

将插值曲线约束于给定的区域之内是曲线形状控制中的重要问题。构造了一种分母为三次的C^1连续有理三次插值样条。这种有理三次插值样条中含有参数和调节参数,因而给约束控制带来了方便,同时可以通过对参数和调节参数的控制实现孑连续的插值。对该类插值曲线的区域控制进行了研究,给出了将其约束于给定的折线、二次曲线之上、之下或之间的充分条件,最后给出了数值例子。     

基于半正交B样条小波的任意控制顶点数曲线光顺

目前,小波分析应用于逆向工程时,对控制顶点有特殊要求,只能处理2j r个控制顶点的图形,为此提出了一种可以光顺任意控制顶点B样条曲线的小波分析新方法。在介绍B样条定义的基础上,从小波分析的定义出发,用严格的数学证明推导了任意控制顶点曲线的小波分解与重构具体算法。最后,该算法成功应用于B样条曲线的小波光顺,实例表明,该算法准确、结果稳定,效率理想。     

Efficient Construction of B-Spline Curves with Minimal Internal Energy

In this paper, we propose an efficient method to construct energy-minimizing B-spline curves by using discrete mask method. The linear relations between control points are firstly derived for different energy-minimization problems, then the construction of B-spline curve with minimal internal energy can be addressed by solving a sparse linear system. The existence and uniqueness of the solution for the linear system are also proved. Experimental results show the efficiency of the proposed approach, and its application in G¹ blending curve construction is also presented.     

B样条轴映射模型的构造方法

将轴变形方法引入B样条造型,以促进多肢物体如人体的建模。基本轴映射模型主要针对简单形体造型。为方便用户操作,它将B样条曲面的表面关键点分组映射至轴线上,而关键点被用来定义和操纵轴线及曲面的形状。为适应复杂的造型需求,将基本轴映射模型组合为复合轴映射模型,定义了模型间的连接关系和过渡曲面。测试表明,B样条轴映射模型可以实现简易、直观的多肢物体实时交互造型,并具有通用性和复用性。     

基于B样条曲线的两足机器人仿生越障步行模式实现方法

两足机器人在崎岖不平的地面上行走时,需要根据地形特征产生相应的越障步行运动。从仿生学角度入手,提出了利用B样条曲线规划越障步态的参数化设计新方法。该方法引入了起步角和落步角的新概念,构造3段三次均匀B样条曲线,建立了机器人仿生越障运动模型,并进行了平稳越障运动特性的规划。基于时空运动特性的仿真结果表明,通过设计参数的合理选取可以获得运动性能良好的仿生越障步行模式。     

AutoCAD软件中样条曲线实现技术剖析

通过对AutoCAD软件中各类样条曲线的功能及其DXF组码深入分析，并用objectARX二次开发环境进行编程验算，反求出了AutoCAD中的双圆弧样条曲线、NURBS样条曲线以及B样条曲线的具体实现技术及教学模型，并对AutoCAD环境下各类样条曲线的数控加工编程进行了讨论。这些为更好地、准确地应用这些样条曲线功能来从事设计、制造及CAD／CAM软件系统开发提供了理论基础。     

均匀B样条曲线曲面的小波表示

小波基为曲线曲面带来了更为灵活的表达方式,均匀B样条曲线曲面在经过小波分解以后所得到的小波在定义域边界与内部可以采用统一的表达式,在进行小波重构时仅需作乘法运算,计算效率高。本文试图从几何概念出发由浅入深地论述基于小波的均匀三次B样条曲线曲面多分辨表示的原理及其实现。     

图像的非均匀B样条小波分解与重构

介绍了一维非均匀B样条小波分解与重构的算法,并将其推广到二维离散图像.给出了对图像进行分解和重构时节点矢量的选取方法、分解和重构的公式,并通过实例介绍了它在图像任意大小缩放中的应用.和传统小波相比,利用非均匀B样条小波对图像进行分解具有更大的灵活性,可以得到小于原图的任意大小的低分辨率图像.     

一类Hermite型矢量插值C1细分曲线的几何特征生成

通过切矢估计和弦长参数化方法,得到初始Hermite元素序列,定义一类Hermite型矢量插值细分模式。分析了该模式的收敛性和连续性,对满足误差要求的细分迭代层数作出估计,给出达到C1连续的条件。给初始Hermite元素增加附加条件,生成包含直线、尖点、尖角和拐点等特殊几何特征,并生成曲线的细分等距线。