代数双曲B样条曲线升阶问题研究

代数双曲B样条曲线升阶问题研究

论文摘要

代数双曲B样条曲线是针对NURBS的缺陷而构造出的一类新的曲线造型方法,这类曲线可以精确表示一类应用广泛的超越曲线,例如悬链线,双曲螺线。这类曲线有类似于B样条曲线的良好性质,因此有着良好的应用前景。本文针对代数双曲B样条曲线的升阶问题展开讨论。升阶算法是计算机辅助几何设计中的基础算法,本文首先给出代数双曲B样条曲线的升阶问题描述。众所周知Bézier曲线的升阶可以理解为一个割角过程,割角算法可以给出曲线直观地几何构造,且计算简单稳定、效率高.本文的目的就是构造一个代数双曲B样条曲线升阶的割角算法,并且分析升阶后控制多边形的收敛性。为了构造升阶的割角算法,首先通过积分方式构造一组新的样条基函数:双阶代数双曲B样条基函数,这组基函数并不具有统一的阶数,而具有“双阶”性质。本文细致分析了这类“双阶”基函数的性质及相互转化关系。然后利用双阶代数双曲B样条曲线,给出了代数双曲B样条曲线的升阶算法,并且证明了曲线的升阶过程可以直观理解为一个割角过程。对于Bézier曲线和B样条曲线,随升阶次数的升高,曲线的控制多边形收敛到曲线本身。本文通过对代数双曲B样条基函数的积分进行估计,最后证明了当升阶次数趋于无穷时,代数双曲B样条曲线的控制顶点收敛到曲线本身。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 CAGD样条曲线的发展
  • 1.2 CAGD中混合样条的发展
  • 1.3 CAGD中的升阶与割角算法
  • 1.4 本文研究内容
  • 第二章 代数双曲B样条曲线及升阶问题
  • 2.1 代数双曲B样条基函数定义及其性质
  • 2.2 代数双曲B样条曲线定义及其性质
  • 2.3 代数双曲B样条曲线的升阶问题
  • 第三章 双阶代数双曲B样条曲线
  • 3.1 双阶代数双曲B样条基函数的定义
  • 3.2 双阶代数双曲B样条基函数的性质
  • 3.3 双阶代数双曲B样条曲线的定义及其性质
  • 第四章 代数双曲B样条曲线的升阶及割角算法
  • 4.1 代数双曲B样条曲线升阶的割角算法
  • 4.2 代数双曲B样条曲线升阶割角过程实例
  • 第五章 代数双曲B样条曲线升阶控制多边形的收敛性
  • 5.1 代数双曲B样条基函数的积分估计
  • 5.2 代数双曲B样条曲线控制多边形的收敛性
  • 第六章 总结与展望
  • 6.1 本文工作总结
  • 6.2 未来工作展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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