当前位置:
文档之家› Bezier曲线的拼接及其连续性
Bezier曲线的拼接及其连续性
[)] 有关几何连续性和参数连续性的定义见文献 。
’+)
[’] !"%*+,"$* 基函数的性质 (’)正性
( )% , # ’)
{
收稿日期: )((3 2 (1 2 ’4
当 ’ L (, (, ’, ( % L (, …, ’, # 2 ’) {L 当 ’# ((, M (, ’) 当 ’# ((, ’)
[$, ’] 为两曲线不仅在连接点处达到 1" 和 1# 连续, 还要求密切平面重合, ($)1 ! 级连续的充要条件 ! 副法线向量同向且曲率连续, 更确切地说是曲率矢连续, 即1。
从 +,-.,/ 曲线的端点性质知道, ( %) 在终点的副法线向量和 ( %) 在起点的副法线向量分别是: (
万方数据 图 #
1" 连续示意
图!
1# 连续示意
青海大学学报 第 %% 卷 13 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "
!"##$%&’"# (#) %"#&’#*’&+ ", &-$ .$/’$0 %*01$
23 4’(#56*# (5"67%,8"*, 9: ;7,<"87,$=+, >$*?<7$ @9%87A B*$C"%+$,D, E$*$*? &’(((&, F<$*7) 789&0(%&: !D +,GHD$*? ,<" ?"98"*,%$= =9*,$*G$,D 7*H 67%78",%$= =9*,$*G$,D 9: ,<" =9**"=,"H !"#$"% =G%C", ,<" 676"% ?$C"+ ,<" ?"98",%$= 8"7*$*? 9: ,<" =9*,$*G$,D 9: ,<" !( , !’, !) 7*H "( , "’ , ") 7*H $86%9C"+ ,<" I9G*H"H =9*H$,$9*+ 9: ,<" ") =9*,$*G$,D J :$+ ;"0)9: !"#$"% +G%C"; !"%*+,"$* I7+$= :G*=,$9*; 67%78",%$= =9*,$*G$,D; ?"98"*,%$= =9*,$*G$,D
!! (!)" !% (!)"
% #( # $# & ! ’ $# # # & !) # $# & ! ’ $# # ( # & !) #!! (!)# " " $ $ (!) # !" # #$# # # # # $# # $
% #!% &( # ’! ’ ’% # & & !) # ’ ! ’ ’ % # ( & & !) (!)# " $ " (() # %" # # &’ ! # $ & # ’! # $ 如图 $ 所示设矢量 $# & ! 和 $# 之间夹角为", ’ ! 和 ’ % 之间的夹角为 #, (!, ( % 分别为 )# & % 和 %% 到 公切线的距离。则有:
[!]苏步青 5 计算几何 [6] 上海科学技术出版社, 5 上海: !41! 5 !(% & !(7 5 [%]王 飞 5 计算机图形学基础 [6] 北京邮电大学出版社, 5 北京: %((( 5 1% & 1$ 5 勇, 陈 铁 5 给定两端点及端点处切矢方向和曲率的空间 -89*8: 曲线的插值问题 [ ;] 5 数值计算与计算机应用, %((!, % [$]孙家广 5 计算机图形学 (第三版) [6] 清华大学出版社, 5 北京: !441 5 $(3 & $(0 5 [7]徐良宏 5 孟 (3) : 1! & 17 5
( #) ( (!)1 # 级连续的充要条件为两段曲线在连接点处不仅达到 1" 级连续, 且 -& ( ") (& %" " 1 ") 根据端点性质: (#) (") (& % !*! , -& % /0 # ! ()) 即 0 # %" ・ *! %"&・*( & 1 ") ! " / 这意味着 (! & # , 此时不仅具有上述性 (! % - " , -# 三点共线且顺序排列。当"& % # 时达到 2# 连续, 质, 而且 (! 为 (! & # 和 - " 两点连线的中点。如图 ! 所示该线就是公共连接点 (! % -" 处的切线。
还需要满足的条件是曲率相等。 对于 ! ( 1) 和% ( 1) 说来, 如要达到 -% 连续, ( # & !) & 即: ・. (4) .! " $ " !, ( & & !) % # $ ( ! % ( !) 若 & " #, 则 .! " .% " . 或 # " ’! (% 欲使公共点有相同的曲率矢, 不仅曲率值应该相同, 还应有公共的密切平面, 这将导致 !# & % , !# & ! , 且 !# & % , %!, %% 五个顶点必须公面, %% 在另外三个顶点所在公切线的同侧。 !# " % ( , 参考文献:
% #2 % ( ( , )% , L " %#’ ’ 2 ’) " %# L # ’)
[’] 边形称为 !"#$"% 多边形, 或特征多边形 。
上单参数的 # 次代数多项式全体组成 # K ’ 维线性空间 *# 。因为 ( )) 式中的 # K ’ 个 在区间 [(, ’] # 函数 )% , ( ( % L (, …, 是线性无关的, 所以它们恰好构成空间 * 的一组基底, 每个函数 )% , ( 叫 ’, #) # ’) # ’) 做 !"%*+,"$* 基函数。
( ( )(, L )# , L’ # () # ’) ( ( )(, L )# , L( # ’) # () ( , ( ( N )(, )# , N’ # ’) # ’)
万方数据 作者简介: 芦殿军 (’.O(—) , 男, 甘肃永昌人, 讲师。
第)期 芦殿军: +,-.,/ 曲线的拼接及其连续性 2( $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $
’
’J’
定义及性质
定义 给定 # K ’ 个空间向量 $ ( …, , 称 # 次参数曲线段为 !"#$"% 曲线。 ’, #) % % L (,
#
( ’) & L 其中
! %((
( $%)% , # ’)
(" ’ "’
(’)
#! ( % L (, …, ()) ’, #) ( # 2 %) ! %! 依次用线段连接 $ ( …, 中相邻两个向量的终点, 组成的 # 边折线多 在取定原点 ( 以后, ’, #) % % L (,
!
(!)权性 ($)对称性 (’)导函数 (()最大值
! "#"
( $" , "#, ! %)
[", %# #] ($)
( ( ( " % ", …, % $! & " , #, ! & #) $" , ! %) ! # & %) ( } ( " % ", …, $& " , % !{$" & #, & $" , #, !) ! %) ! &( # %) ! &( # %) ( 在 %% $" , ! %)
第 )) 卷
第1期
青海大学学报 (自然科学版)
Q9AR)) @9R1
)((3 年 ’) 月 P9G%*7A 9: >$*?<7$ B*$C"%+$,D 5"=R)((3 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $