有理三角B-B曲面多项式逼近的一个有效算法

将美国计算机图形专家Sederberg提出的有理曲线多项式逼近的思想与算法推广到工程中广泛采用的三角域上的有理曲面.主要工作是:给定一张有理三角B-B曲面,通过将多项式三角B-B曲面的控制顶点表示成相同次数的有理三角B-B曲面的形式,即将多项式曲面的移动控制顶点看作在有理三角B-B曲面上的移动点,并添加约束条件,构造了三角域上的Hybrid曲面;适当地选取有理三角B-B曲面的1次Hybrid曲面表示,推导了彼此等同但次数相邻的两张Hybrid曲面之间控制顶点的递推公式;利用Hybrid曲面移动控制顶点凸包内的一点来代替该移动控制顶点,得到了多项式三角B-B曲面逼近有理三角B-B曲面的一个算法,并在文中给出了数值实例.这些结果可以明显地提高计算机辅助几何设计系统的数据可换性与计算效率.

任意阶参数连续的三角多项式样条曲线曲面调配

为了进一步研究三角多项式样条曲线曲面的理论和探讨闭曲线曲面的表示方法,利用曲线曲面混合法,对三角多项式样条曲线曲面进行形状调配.所选调配基函数形式简单,通过调节调配因子可调配曲线曲面的局部形状.所得调配曲线曲面除了具备原有曲线曲面的基本性质和保持原有曲线曲面次数不变外,还能表示闭曲线曲面和精确表示二次曲线曲面,比原有的曲线曲面具有更好的表达能力.

具有多种优点的三角多项式曲线曲面

为了将形状可调性、高阶连续性、自动插值性,以及可以精确表示圆锥曲线曲面等性质融入到一种曲线曲面模型中,构造了一组带2个参数的5次三角多项式调配函数,分析了该调配函数的性质.基于该函数组,分别采用与3次B样条曲线、曲面相同的定义方式,定义了基于4点分段的曲线,并且基于16点分片的曲面,给出了曲线、曲面的性质.曲线、曲面的分段、分片组合结构决定了它们具有B样条方法的局部性.讨论了参数取值的改变对曲线形状的影响;证明了在取特殊参数时曲线可以达到G5或G7的高阶连续性,而且在具有G5连续性时仍然具有形状可调性;通过将2个参数中的一个取为特殊值,即可使曲线、曲面自动插值给定点列、网格点,这种方式不需要反求控制顶点,且插值曲线、曲面中依然存在调整形状的自由度;分别给出了曲线、曲面精确表示椭圆、椭球面的条件.数值实例结果显示了所给曲线曲面表示方法的正确性和有效性.

三角B-B曲面最小二乘渐进迭代格式的革新与加速

传统渐近迭代逼近方法是一种简单、直观和有效的数据拟合方法,但存在难以处理海量数据的缺陷.最小二乘渐近迭代逼近(least square progressive iterative approximation,LSPIA)方法的出现弥补了其数据量受限的不足,使之能适用于大量数据拟合的需求.为了提高LSPIA方法的收敛速度,结合Moore-Penrose广义逆的Schulz迭代方法,给出了三角B-B曲面的加速LSPIA迭代格式,并证明了2,3,4次三角B-B逼近曲面的LSPIA生成以2次的收敛速度收敛到最小二乘逼近结果.此外,还提供了拥有最快收敛速度的权重公式,并用实例验证了该加速LSPIA方法的正确性和高效性.

带调节参数的双二阶三角多项式Coons曲面片

利用二阶三角混合函数构造了带有调节参数的控制点的双二阶三角Coons曲面,其中的新控制点是对原有的控制点通过10个参数构成的变换矩阵而得到的.它们都具有鲜明的几何意义,改变参数即可改变新的控制点的位置,从而改变Coons曲面的形状.

基于三角多项式的一类曲线曲面性质及其应用

在三角函数空间Φ=span{1,sint,cost,sin 2t,cos 2t,…}中构造一类曲线。特别地,在空间Φ5,Φ6上,构造了基函数下的曲线称其为B-L曲线并给出其显式表达式,进一步讨论了该曲线的若干性质。最后讨论了B-L曲线曲面的若干应用,给出了无需有理形式的直线段,椭圆(圆)弧等的三次B-L曲线精确表示和椭球(球)面的B-L曲面精确表示,通过实例说明在造型设计方面使用简便和有效.

相邻的三角域上的B-B曲面和矩形域上的Bezier曲面之间的GC^2 …

本文给出了相邻的三角域上Ｂ－Ｂ曲面和矩形域上Ｂｅｚｉｅｒ曲面的ＧＣ＾２连续条件，这些条件有很好的几何解释，易于在ＣＡＤ／ＣＡＭ中应用。

带形状参数的双三次三角多项式Coons曲面片

给出一类含参数的三角多项式混合函数,在此基础上构造一类三角多项式混合Coons曲面片,提出带形状参数的双三次三角多项式Coons曲面片的表达式。所构造的曲面不仅具有双三次Coons曲面片的相似的结构,可以通过改变参数,得到不同的曲面片,而且还能精确地表示圆环面、球面、椭球面等二次曲面。

三角域上生成三角多项式曲面的实用方法

提出一种三角域上带三个形状参数的三角多项式基函数,基于此基函数可以生成一种三角域上的三角多项式曲面。该曲面可以构建边界为椭圆弧、抛物线弧以及圆弧的曲面。在不改变控制网格的情况下,所提出的曲面可以使用形状参数对曲面进行可预测的灵活调整。为了能够高效稳定地计算该三角多项式曲面,提出一种实用的de Casteljau-type算法。此外,还给出了连接两个三角多项式曲面的G^1连续条件。

三角域上有理B-B曲面的包络性

利用函数求导数的方法给出了三角域上有理 B-B曲面的包络性。

带参的三次三角多项式样条曲线

给出了带有参数λ的三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三个控制顶点生成;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。实例表明,所给曲线为曲线/曲面的设计提供了一种有效的方法。

曲率连续的三角B样条曲线与曲面

给出了一种二次参数三角样条曲线 ,基函数由一组特殊的二次三角多项式组成 ;曲线的每一段由三个控制顶点生成 ,不仅具有二次均匀B样条曲线的端点性质 ,而且具有更好的逼近性、整体达到曲率连续。该曲线 (面 )可用于曲线曲面的造型。

三角域上C^1连续的C-Coons曲面片

在三角形域上利用两类C-Herm ite多项式构造C1连续的两种形式的C-Coons曲面片,构造的三角曲面片均含有形状参数α,调整α的值,可改变曲面的内部形状,而不影响曲面的边界形状;当形状参数α趋于0时,可退化为通常的边—边与边—点方法插值的曲面片。最后,通过例子比较显示了该方法的实际效果。

基于三角函数的Bézier曲面的研究与应用

用张量积的方法构造了T-Bézier曲面,并证明了其7个性质:角点性质、边界性质、对称性、凸包性质、角点切平面、几何不变性与仿射不变性、控制网格顶点修改性。同时,用T-Bézier曲面精确表示了几类曲面:球面、椭球面等。为工业设计提供了新思路。

带形状参数的C^1连续的三角Coons曲面片

针对三角形域上超限插值的曲面缺乏形变的特点,利用两类带形状参数的Hermite多项式构造C1连续的两种格式的带形状参数的Coons曲面片。构造的三角曲面片均含有形状参数λ,调整λ的值,可改变曲面的内部形状,而不影响曲面的边界形状;当λ=0时,可退化为通常的边-边与边-点格式插值的曲面片。最后,实例验证了该方法的有效性。

散乱数据点多项式插值光顺曲面的构造

为了得到光顺的多项式插值曲面,首先把空间散乱数据点划分为三角形网格,在每个给定数据点处构造C1连续的分片二次多项式曲面片.针对各数据点的邻接点个数不同,分别利用弯折能量和拉伸能量建立目标函数,极小化目标函数确定插值曲面的未知量,在保持原有的形状特征的同时构造光顺的分片插值曲面.最后用实例说明了文中方法的有效性.

三角域上C^1连续的T-Coons曲面片

在三角形域上利用两类含形状参数的三角Hermite多项式构造C1连续的两种形式的带形状参数的Coons曲面片。构造的三角曲面片均含有形状参数λ,调整λ的值,可改变曲面的内部形状,而不影响曲面的边界形状。给定的方法是对通常的边-边法和边-点法的扩展。给出的两个实例显示了方法的有效性。

三角域上C^1连续的H-Coons曲面片

在三角形域上利用两类H-Hermite多项式构造C1连续的两种形式的H-Coons曲面片。构造的三角曲面片均含有形状参数α,调整α的值,可改变曲面的内部形状,而不影响曲面的边界形状。当α→0时,可退化为通常的边-边与边-点方法插值的曲面片。最后,通过实例显示了该文方法的实际效果。

拟合任意空间曲线曲面的三角函数法

在计算机辅助几何设计中 ,曲线曲面拟合一般采用多项式作为基函数。本文提出了一种基于三角函数的拟合方法 ,它具有B样条的主要优点 ,并达到C3级连续 ,因此 ,这一方法适用于自由曲线曲面的设计。本文还结合实例说明了用此方法进行造型设计技术。

基于任意空间曲面三角函数拟合方法及其应用

本文详细讨论了一种基于三角函数的拟合方法 ,它具有B样条的主要优点 ,达到C3连续 ,而三次B样条只能达到C2 连续。此外 ,它还解决了多项式不能描述椭圆等问题 ,因此这一方法适用于自由曲线曲面的设计。本文还结合实例说明了用此方法进行造型设计的技术应用。