利用距离与内能极小平滑链接Bézier曲线

目的 对于满足低阶连续的链接Bézier曲线,提高曲线之间的连续性以达到平滑的目的,需要对曲线的控制顶点进行相应调整。因此,可根据具体的目标对需要调整的控制顶点进行优化选取,使得平滑后的链接曲线满足相应的要求。针对这一问题,给出了3种目标下优化调整控制顶点的方法。方法 首先对讨论的问题进行描述,分别指出链接Bézier曲线从C⁰连续平滑为C¹连续和从C¹连续平滑为C²连续两种情形需调整的控制顶点;然后分别给出两种情形下,以新旧控制顶点距离极小为目标、曲线内能极小为目标、新旧控制顶点距离与曲线内能同时极小为目标,对链接Bézier曲线进行平滑的方法,最后对3种极小化方法进行对比,并指出了不同方法的适用场合。结果 数值算例表明,距离极小化方法调整后的控制顶点偏离原控制顶点的距离相对较小,适合于控制顶点取自于实物时的应用场合;内能极小化方法获得的链接曲线内能相对较小,适合于要求曲线能量尽可能小的应用场合;距离与内能同时极小化方法兼顾了新旧控制顶点的距离和链接曲线的内能,适合于对两个目标都有要求的应用场合。结论 提出的方法为链接Bézier曲线的平滑提供了3种有效手段,且易于实现,对其他类型链接曲线的平滑具有参考价值。