带多参数B样条上可展曲面的几何设计与形状调节

针对基于点和平面间对偶性的可展曲面设计方法中的不足,提出两种带多局部形状参数的可展曲面设计新方法. 首先构造一组含有两个形状参数的三次调配函数,并由此调配函数定义一种带多局部形状参数的B样条曲线族. 基于3D 射影空间中点和平面间的对偶性原理,利用这种带多形状参数的B样条调配函数生成具有带多参数B样条基的控制平面,并由该控制平面进行包络和脊线可展曲面的设计,同时给出在带多参数B样条基下两种可展曲面的参数表示形式. 该方法生成的可展曲面不仅具有灵活的局部形状可调性,而且保留了B样条曲面的许多特性. 特别是当形状参数都取1 时,所生成的可展曲面即为可展B样条曲面. 分析所设计的两种可展曲面的形状与性质,给出具体的应用实例. 实例表明所提方法不仅简单有效,而且易于控制可展曲面的形状,是可展曲面设计的有效新途径.     

基于三次均匀B样条曲线扩展的曲线细分算法

基于三次均匀B样条曲线的扩展调配函数提出一种具有可调性的细分曲线算法 .该算法生成的极限曲线为三次均匀B样条曲线即是C2 连续的 .又由于形状参数的引入则可以做出多种特殊效果 ,最后给出细分实例 .     

基于五点分段的带形状参数三角多项式样条曲线

提出一类新的带形状参数的分段三角多项式样条曲线,该曲线表示式结构简单,能用于曲线设计。每段三角多项式样条曲线由5个控制点生成,当节点等距时,曲线达到C1连续。利用所构造的三角多项式,给出开曲线和闭曲线的构造方法。通过图例可以看出,随着参数增大,曲线逼近控制多边形。曲线还可以精确、灵活地表示椭圆。     

具有两类形状参数的代数三角混合样条曲线的构造和调配

带形状参数的样条曲线曲面是外形设计的重要方法,形状参数不是全局性的就是局部的,大多数仅考虑参数连续性.为了更好地修改和调配曲线曲面,构造了满足几何连续的带两类形状参数的代数三角样条曲线,简称为ATB-spline.这种曲线不仅具有普通三角多项式函数的性质,还具有全局和局部的可调性.两类形状参数在给定的范围内取值时,带两类形状参数的ATB-spline曲线满足一阶的几何连续;当两个相邻曲线中的形状参数取特殊值时,带两类形状参数的ATB-spline曲线满足不同性质的连续.利用曲线的性质构造了旋转面,讨论了两类形状参数对旋转面外形的调配并给出了实例.该曲线还可精确表示椭圆曲线.上述结果表明该方法构造的曲线是有效而实用的,并具有交互性.     

B样条曲面构建算法设计与实现

本文重点介绍了B样条曲面的基本概念、性质和分类,主要研究B样条曲面的基本原理和构建算法的实现,通过对B样条基函数进行详细研究,引入两个参数后,能更加灵活地调整曲线。最后,基于OpenGL生成两片均匀B样条曲面,并给出了运行结果。     

带参数的四点插值分形曲线

给出一种带有形状参数v,λ_k的四点插值细分曲线算法,并对参数的作用进行相关分析.该算法生成的极限曲线不但使Dyn四点法插值曲线成为特例,而且由于形状参数的引入可以做出多种特殊效果,特别在分形插值曲线的生成方面更具灵活性.     

基于移动最小二乘与控制曲线的3D点云变形

将移动最小二乘法用于3D点云模型变形,提出一种基于控制曲线的3D点云模型变形方法.该方法根据点云数据的形状信息或变形需要设置关键点,利用三维空间三次样条插值拟合生成控制曲线,通过改变曲线两端的偏导数来改变空间曲线的形状,从而更好地拟合物体的轮廓.基于移动最小二乘法实现3D点云模型的刚性变形,通过轮廓拟合准确定位变形后的物体轮廓,利用控制曲线可实现多个区域的准确变形.实验表明,该方法可使3D点云模型产生比较平滑而真实的变形效果.     

三次非均匀有理B样条曲线G2连续的充分条件

本文依据B样条理论，研究了三次非均匀有理B样条曲线G^2连续问题，且给出了两条邻接三次非均匀有理B样条曲线间G^2连续的一个充分条件。     

参数有理三次B样条曲线的一种反求顶点技术及在CAGD中的应用举例

本文给出了一种利用给出的型值点反求参数有理三次B校条曲线特征多边形的顶点，进而求出通过给定型值点的参数有理三次B样条曲线的技术．并对在计算机辅助几何设计（CAGD）中如何应用此技术给出了举例说明．     

椭圆曲线的带调节参数的Bézier曲线逼近

带调节参数的Bézier曲线具有灵活调整曲线形状的性质.本文讨论用它逼近椭圆曲线时如何确定调节参数的问题,其主要步骤是先根据控制顶点确定过椭圆中心的直线,然后直线与这两条曲线的交点的距离表示为关于调节参数的函数,再对该函数求极值问题即可求出调节参数.数值实例表明,该方法是有效的.     

曲线设计的一种细分格式的改进

细分方法是曲线曲面造型中的一项重要技术,在计算机辅助几何设计和计算机图形学等领域得到了广泛应用.本文提出一种非静态割角细分方法,该方法的极限曲线具有保凸性,凸包性等与Bézier方法类似的性质.可以验证当参数取不同的特定值时,该方法为Chaikin割角法和Riesenfeld割角法等.另外文中通过调整参数得到了一些形状各异的曲线.     

三角Bézier曲线曲面光滑融合的构造

为了使设计的曲线曲面能在相对简单的条件下满足较高的光滑融合,并且在不改变控制顶点的情况下可任意修改曲线曲面形状,构造了带形状参数的三角Bézier基函数.基于该组基函数定义了λC-Bézier曲线曲面,即分别有4个控制顶点定义的三角曲线和16个控制网格定义的三角曲面.讨论了曲线、曲面光滑融合需满足的条件,根据融合条件可构造分段光滑的组合曲线曲面.这样融合的曲线曲面能在一定条件下保证组合曲线、曲面的连续性.数值实例显示了该方法的有效性.     

等距曲线有理逼近的一种方法

利用多项式逼近平面Bézier多项式曲线的参数速度模长,得到Bézier多项式曲线的等距曲线的有理逼近曲线,所得有理逼近曲线与等距曲线在端点处能够达到高阶插值.该方法与离散算法相结合,可得到等距曲线的高阶连续的有理样条逼近曲线,最后,通过数值实例与已有方法作了比较.     

机械手时间-能量综合最优轨迹规划

利用B样条函数逼近机械手运动轨线,并通过引入样条曲线的伪距离和伪速度参量化解轨迹,进一步利用动态规划法进行二维动态寻优,最终获得机械手时间能量综合最优轨迹.     

三种翼型参数化方法的研究

研究了型函数扰动法、控制点法以及复合映射法三类翼型参数化方法在翼型优化设计中的应用.对比这些方法的几何收敛及气动特性收敛结果发现,形状函数的几何表征能力最强,Hicks Henne型函数、Spline函数依次次之.通过基于偶极子面元法的翼型逆设计,运用SQP算法优化求解,比较各参数化方法的设计结果得出第一类方法计算精度最高、第二类计算稳定性最强、第三类不易于推广的结论.     

均匀B样条细分掩模与PASCAL三角形

利用均匀B样条基的卷积定义,推导出均匀B样条的细分掩模与PASCAL三角形的等价关系,并利用该关系,给出了均匀B样条的细分矩阵和实例.     

n次参数曲线的算法研究

提出一种生成n次参数曲线的算法,在生成曲线的过程中利用增量计算有效降低了计算量,并动态调整步长,可以使生成的曲线达到像素级,采用堆栈技术充分缩短了计算机的运算时间,提高了运算速度.因传统方法无法描述封闭的曲线,也不同于基于优化的拟合隐式曲线方法,无须考虑函数的形式或多项式的次数.算法涉及了动态调整步长问题,并分类处理了各种情况,因而该方法有很强的物体边界描述能力和缺损修复能力,在物体边界重建、缺损图像复原等领域有一定的应用前景.     

关于旋转锥面与球面相交的研究(I)

用形数结合的方法对旋转锥面与球面相交进行研究．重点研究了交线的水平投影曲线,得出该曲线为著名的四次曲线——卵形线族的结论．通过对本曲线族的形状特征的详细研究得出如下结论：本曲线族中的每一条曲线都是由两支封闭的卵形成所组成,且其中的一支包围另一支;曲线的形状取决于方程式（ｘ２＋ｙ２－２ｒｘ＋ｐ）２－Ｌ２（ｘ２＋ｙ２）＝０中的参数ｐ、ｒ或Ｌ之值;当ｐ变化时,曲线形状由参数ｒ和Ｌ之值所确定;从而得出了本曲线的整个变化规律．交线的投影曲线方程直接为计算机快速绘制此类曲线提供了数学模型     

边界轮廓特征的多分辨率弹性配准

提出一种基于边界轮廓的多分辨率弹性配准方法.首先用C-V(Chan-Vese)模型提取人脑图像的边界轮廓.接着使用模拟退火方法结合B样条插值函数来配准边界轮廓点集,在退火过程中通过使用多分辨率策略,在获得精细边界轮廓的同时加快了配准速度.最后利用B样条插值函数完成图像配准.实验结果表明,该算法在保证与同类算法相同精度的前提下,实现了快速弹性配准.     

基于截面测量数据的B样条曲面重建

研究了逆向工程中截面测量数据的B样条曲面拟合问题.结合二分法和最小二乘法,提出并实现了截面数据的B样条曲面拟合算法.该算法在满足指定精度的条件下,对测量数据有较大的压缩率,适合工程应用.应用实例表明算法稳定、可靠、高效.