点集Bézier曲线

提出了点集Bézier曲线的概念,给出了点集Bézier曲线的性质及细分算法.按照点集算术的定义,当点集是长方形闭域或圆盘时,点集Bézier曲线就是区间Bézier曲线或圆盘Bézier曲线,因此,点集Bézier曲线是对区间Bézier曲线和圆盘Bézier曲线的推广.

Bézier和B-spline曲线的绝对结点坐标列式有限元离散方法

CAD系统中广泛采用Bézier,B-spline描述复杂的几何形状,而传统有限元则采用完全不同的插值函数来描述分析模型,对几何形状的不同描述导致由CAD模型转换为有限元模型非常困难,且带来模型上的不一致。研究Bézier和B-spline曲线离散为绝对结点坐标列式(Absolute nodal coordinate formulation,ANCF)有限单元的方法,建立Bézier和B-spline曲线与ANCF索单元之间的线性转换关系,实现了两者之间的自动转换,从而为整合CAD和CAA系统提供一种方法,表明ANCF单元可完全涵盖Bézier曲线的特性,Bézier表达其实是ANCF表达的特例,采用ANCF单元可以精确表达Bézier和B-spline曲线。同时研究了B-spline曲线的连续性与ANCF单元结点之间的连续性关系,B-spline采用节点重复度控制所定义图形的连续性,ANCF单元因为采用位置和位置导数作为结点坐标可以自动保证C1连续,C2连续性要求实际上是在单元之间添加曲率相等的约束方程,从而实现消除一个位置导数坐标;对于3阶曲线,证明C3连续性要求下任意两个ANCF单元均可以合并为一个大的单元。进而得出在实际转换和分析中不必通过添加约束方程得到不同的连续性,可以直接由B-spline表达得到不同连续性要求的ANCF单元网格。以悬臂梁在冲击作用下的动态响应为例说明了不同的连续性要求对有限元分析的影响。

平面数据点集的整体B样条曲线逼近

讨论了给定平面数据点集的整体B样条逼近 ,给出了逼近算法和逼近精度的判别 ,并就不同约束条件下得到的逼近曲线进行了比较 .所给算法生成的B样条曲线插值于首末两个数据点 .

关于三次Bézier曲线一次修改两个数据点的光顺算法

在一次修改一个数据点光顺算法的基础上,用两种方式分别研究三次Bézier曲线一次修改两个数据点的光顺问题,给出相应的光顺算法并对光顺算法的特性进行分析.结果表明,算法有较好的光顺作用.

代数曲线的“种子点”有理Bézier插值

基于代数曲线的合理分割,提出了曲线段的"种子点"有理Bézier插值方法。详细地讨论了代数曲线的分段有理二次、三次Bézier插值算法,同时给出了任意次数的Bézier插值曲线的计算方案。定义了一种便于计算的新型误差,在新型误差概念之下,结合数值实验说明了插值算法的逼近精度高于已有的逼近算法。同时,插值曲线保持了原始曲线的凹凸性和G1连续性等重要几何性质。

Bézier曲线反算过程中的奇异点构造

文章讨论了Bézier曲线反算过程中的奇异点构造问题,得出了Bézier曲线反算的控制点向量,并用矩阵的方式表示了结果,使Bézier曲线的奇异点反算可以作为表达基本图形的统一数学模型。在文章的最后给出了实例。

基于场分布的平面散乱点集B样条曲线重建算法

平面散乱点集的曲线重建是逆向工程研究的核心问题之一。该文在Goshtasby算法的基础上,提出了一种基于场分布的平面散乱点集B样条曲线重建算法。首先,通过估计场强基函数的边界提高量子化效率,生成散乱点集场分布的数字图像;然后,利用图像细化结合改进的BFS(Breadth-First-Search)算法来避免数字图像中由于存在大量冗余分支像素而难以生成脊轮廓的问题;最后,采用加权最小二乘法延长重建曲线,改进Goshtasby算法所得的开曲线在端点处收缩的缺点。实验表明,对于带噪声的平面稠密点集,该算法可有效地重建反映点集形状和走向的B样条曲线。

线段Bézier曲线

文章给出了线段算术的定义和性质,它是点集算术的特殊情况,但更便于计算;提出了线段Bézier曲线的概念,就是把区间Bézier曲线中的长方形换成满足一定条件的线段,这里的线段是指该线段上所有点的集合;给出了线段Bézier曲线的性质及其细分算法。它是点集Bézier曲线的特例,具有结构简单、算法省时及容易拼接等优点。

四次带参Bzier曲线的形状分析

为了明确形状参数对四次带参Bzier曲线形状的影响,利用基于包络理论与拓扑映射的方法对其进行了形状分析,得出了曲线上含有奇点、拐点和曲线为局部凸或全局凸的充分必要条件,这些条件完全由控制多边形边向量的相对位置所表示;并进一步讨论了形状参数对形状分布图的影响及其对曲线形状的调节能力.

三次Bézier曲线的自适应降阶

提出了一种基于选择分割点的三次B啨ｚｉｅｒ曲线的自适应降阶方法 ,并讨论了降阶后的误差计算方法 该方法的特色为依照拐点、曲率极大点的优先次序选择分割点 实验结果表明 ,该方法除了具有传统方法的端点插值和GC1连续的特点外 。

一类双参数三次Bézier曲线的形状分析

为了分析清楚形状参数对一类双参数三次Bézier曲线形态的影响及实现其对该曲线形状的调控,利用包络理论与拓扑映射的方法对一类双参数三次Bézier曲线进行了形状分析,明确了形状参数对曲线的影响,画出了曲线的形状特征分布图,得出了曲线上有奇点、拐点和曲线为局部凸或全局凸的充分必要条件,这些条件完全由控制多边形的相对位置表示,并进一步讨论了形状参数对曲线形状的影响。

带形状参数的二次三角多项式Bézier曲线形状分析

对一类二次三角多项式Bézier曲线的形状及其控制多边形之间的关系进行了研究.根据控制多边形边之间的相对位置关系,先通过计算推理得到有关空间二次三角多项式Bézier曲线奇、拐点的一个结论;再利用包络理论和拓扑映射的方法,分别得到平面二次三角多项式Bézier曲线上含有尖点、拐点、重结点和曲线为全局凸、局部凸的充分必要条件,并给出了曲线具有尖点、重结点和拐点的数值例子;最后,讨论了形状参数对形状分区的影响.

采用移动最小二乘的平面散乱点集曲线重构

针对带状分布的无序散乱点集的曲线重构问题,采用移动最小二乘法对其进行二次局部加权回归和细化点云;在迭代过程中,采用逐步减小K-邻域顶点数的策略,以兼顾计算效率和精度.对细化后的点云进行重新排序和稀疏,把无序点集有序化;然后,利用现有的B样条曲线重构技术,对点云进行重构.最后,实例验证算法的有效性.

区间Bézier曲线和曲面的升阶

把Bézier曲线、曲面的升阶公式推广到区间Bézier曲线、曲面,证明了在不断升阶的过程中,区间控制顶点的并集收敛到原区间Bézier曲线、曲面.这里的升阶公式可用于将低次的区间Bézier曲线、曲面转换成高次形式,并且升阶可以增加控制顶点的数目,便于更加灵活地对这些区间曲线、曲面作形状控制.由升阶公式和升阶的收敛性可得到一种简洁有效的区间Bézier曲线、曲面的几何作图方法.

一类控制多边形及其三次Bézier曲线之间的关系

文章对一类控制多边形及其三次Bézier曲线形状之间的关系进行研究,根据控制多边形的边长情况分别给出其对应的三次Bézier曲线含有尖点、重点以及两个拐点的充分必要条件,并举例说明构造含有奇异点(拐点,尖点和重点)的三次Bézier曲线的方法。

加权二次有理Bézier插值曲线

在本文中,给定一组有序空间数据点列及每个数据点的切矢向量,利用加权二次有理Bézier曲线对数据点作插值曲线,使该曲线具有C1连续性,并且权因子只是对相应顶点曲线附近产生影响,同调整两个相邻的权因子可以调整这两个相邻顶点之间的曲线和它的控制多边形.

有理二次Bézier曲线的极限性质

为深入挖掘有理二次Bézier曲线在?0,1?外的拓展性质,针对其标准型,研究参数趋向于?时的极限.首先计算出极限点的位置;然后分别在椭圆和双曲线的情况下,通过比较极限点与已知点的位置、计算有理形式分母的零点、考察极限点处的切向,来探讨极限点的性质;进而得出极限点与中心、肩点共线,以及切线方向与首末控制顶点连线方向平行等结论.实例结果表明,极限点可以作为拓展部分曲线的控制顶点,从而用于整个椭圆的表示.

图像轮廓的三次Bézier曲线拟合方法研究

该文提出一种图像轮廓的三次Bézier曲线拟合方法。在提取数字图像初始轮廓的基础上,先用基于曲率尺度空间的自适应角点检测算法提取轮廓的角点,之后对角点进行分段三次Bézier曲线拟合,达到最小失真的拟合效果。在MATLAB上的数值模拟实验显示了该方法能使图像轮廓平滑柔顺且具有一次连续性。

2m次Bèzier曲线自适应降次逼近算法

给出了封闭的2m次Bèzier曲线的降次逼近公式,并讨论了相应的逼近误差。文章工作除了具有传统的端点约束、C1—约束外,还具有以下特点:首先,基于欧几里德范数讨论逼近误差,更加符合人们的认识;其次,对于分段降阶逼近的情形,首先考虑并采用了选择拐点的策略;第三,考虑并采用了选择极大值点的策略。大量数值试验表明:第二、三两条策略的采用可以在很大程度上减少了2m-1次Bèzier曲线段达到逼近2m次Bèzier平面曲线的容差要求。

四次保形有理Bézier曲线的构造

本文讨论四次 Bézier曲线的保形性 ,对不保形的四次 Bézier曲线构造了一类四次有理 Bézier曲线的调整方法 ,论述了保形性定理 。