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文章构造了一组带有多个参数的四次多项式基函数,它是二次Bernstein基函数的扩展;分析了这组基的性质,基于这组基函数定义了带多个参数的多项式曲线;所定义的曲线不仅具有Bezier曲线的特性,而且在控制顶点不变的情况下,随着参数取值不同,可产生不同的逼近控制多边形的曲线;另外,经典的二次 Bezier曲线和相关文献中的曲线均是该文所定义的曲线的特例;运用张量积方法,将曲线推广到曲面;实例表明,定义的曲线和曲面为曲线曲面设计提供了一种有效的方法。
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第
34
卷第
1
期
2011
年
1
月
合月巳工业大学学报(自然科学版)
JOURNAL OF HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Vo
l.
34 No. 1
Ja
n.
2011
Doi: 10. 3969
/j.
iss
n.
1003-5060.201
1.
0
1.
035
带多个形状参数的
Bézier
曲线和曲面
范菊娴,
檀结庆
(合肥工业大学数学学院,安徽合肥
230009)
摘
要:文章构造了一组带有多个参数的四次多项式基函数,它是二次Be
mstein
基函数的扩展
5
分析了这组
基的性质,基于这组基函数定义了带多个参数的多项式曲线;所定义的曲线不仅具有Bé
zier
曲线的特性,而且
在控制顶点不变的情况下,随着参数取值不同,可产生不同的逼近控制多边形的曲线;另外,经典的二次
Béz
ier
曲线和相关文献中的曲线均是该文所定义的曲线的特例;运用张量积方法,将曲线推广到曲面;实例表
明,定义的曲线和曲面为曲线曲面设计提供了一种有效的方法。
关键词:计算机应用;曲线设计品也
ler
曲线
;B
臼
ler
曲面;形状参数
中固分类号
:TP39
1.
41
文献标识码
:A
文章编号:
1003-5060(2011)01-0149-04
Bézier curves and surfaces with multiple shape parameters
FAN
Ju-xian
,
TAN
Ji
e-
qing
(Sc
hool
of
Ma
thematics, Hefei University
of
Technology,
Hefei
230009
, China)
Abstra
ct: In this paper, a
c1
ass of
qu
盯
tic
polynomial basis functions
wi
由
multiple
shape
p
盯
ameters
is con-
struct
ed.
1t is the extension of quadric
Bem
stein basis functions.
The
properties of this
c1
ass of basis functions
are analyzed and a polynomial curve with multiple parameters is defined based on i
t.
The
defined curve not on-
ly inherits the
prope
此时
of
Bézi
er
curves,
but
it
is also adjustable in the shape with different parameters under
the same
∞
ntrolling
vertex and fits
c1
0se to
the
control polygo
n.
An
d the
c1
assical
quadratic
监
zier
curve and
the curves
i
n:
the related literature are the
sp
田
ial
cases of this paper. Moreover, the tensor product method is
used to extend the curve to surfac
e.
So
me examples show that the curve and surface defined in this paper pro-
vide an effective method for designing curves and surfaces.
Key words:
computer
application; curve design; Bézier curve; Bézier
surface;
shape
parameter
在计算机辅助几何设计
(CAGD)
中,作为参
数多项式曲线之一的
B
臼
ler
曲线,由于采用一组
独特的多项式基函数构造,受到工业界和
CAGD
学术界的广泛重视。以
Bernstein
基构造的
B
臼
ler
曲线结构简单,性质良好,使其在
CAGD
中应用广泛,然而在控制顶点给定以后,
Bézier
曲
线的形状也就唯一确定了,若需要调整面
zier
曲
线的形状则需要修改曲线的控制多边形
F
有理
Bézier
曲线可以在不改变控制顶点的情况下,通
过引人权因子,利用权因子来对曲线形状进行调
收稿日期:
2010-01-12;
修回日期:
2010-03-11
整,但它也存在一些不足:如权因子对曲线形状
的影响还不明显,权因子的选取方法不确定,求导
后分子与分母次数增加,求积分不方便等等[口。
为了弥补给定控制顶点后
Bézier
曲线唯一
确定这一缺憾,人们开始研究推广
Bézier
曲线。
文献
[2J
对
n+1
个控制顶点,用
m=l(n-
l)
+l
次
Bernstein
基构造了一类可调控的
Bézier
曲
线,但曲线次数过高,参数
1
几何意义不明显,计
算量比较大。文献
[3-8J
通过使用形状参数,对
B
臼
ler
曲线的形状进行调控
z
文献
[3J
通过提高多
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(60773043;60473114);
教育部科学技术研究重大资助项目
(30901
7)
;高等学校搏士学科点
专项科研基金资助项目
(20070359014)
和安徽省教育厅科技创新团队基金资助项目
(2005T
D0
3)
作者简介:范菊娴(1
984
一)
,女,安徽庐江人,合肥工业大学硕士生;
檀结庆(1
962
一)
,男,安徽望江人,博士,合肥工业大学教授,博士生导师.
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