Bézier样条曲线的近似弧长参数化方法

提出了Bézier样条曲线近似弧长参数化的方法及相应的算法。通过求出曲线近似二分之一弧长的点及其相应的参数值,可将曲线分割为两条Bézier样条曲线。这两条曲线的弧长近似相等,因此让它们带有相同的权1。对新生成的Bézier样条曲线不断重复上述工作,最终得到一条由多条Bézier样条曲线所构成的新的曲线。将这多条Bézier样条曲线合并为一条Bézier样条曲线,进而通过节点插入技术将其转化为B样条形式的曲线以便得到全局参数,其中各段Bézier曲线在全局参数域中所占子区间的长度与它们所具有的权成比例,这样便得到一条近似弧长参数化曲线。     

近似弧长参数化Bézier曲线的最佳逼近

考虑近似弧长参数化Bézier曲线的逼近问题.当获得Bézier曲线的一个近似弧长参数化之后,这种参数化只能达到C0-连续性.为了增加其参数连续性,利用其带有端点约束的关于L2-模的最佳逼近以得到具有C2-连续性的Bézier样条曲线.实验证明,这种逼近的效果是十分理想的.     

Bézier样条曲线改进的近似弧长参数化方法

提出了Bézier样条曲线利用分割技术近似弧长参数化的一种方法,并给出了相应的算法。通过求出曲线上所谓的‘最坏点’并在相应点处进行分割,可得到两条Bézier样条曲线。让这两条Bézier样条曲线具有与它们的近似弧长成比例的权,并对所得到的新的Bézier样条曲线进行同样的工作最终可得到一条由多条Bézier样条曲线所构成的新曲线。将这多条Bézier样条曲线合并成为一条Bézier样条曲线并通过节点插入技术将所得Bézier样条曲线转化为B-样条曲线的形式可得到全局参数域,其中各条Bézier曲线在全局参数域中所占子区间的长度与它们的权成比例,这样便得到了一条近似弧长参数化曲线。     

Bézier曲线的近似弧长参数化方法

通过求出曲线近似二分之一弧长的点及其相应的参数值,可将曲线分割为2段Bézier曲线,这2段曲线的弧长近似相等,而且都具有单位长度的参数区间;将这2段曲线看作一个整体并对它们的参数进行全局化,可得到一条新曲线,其近似弧长的中点对应于新的全局参数区间的中点;对新生成的Bézier曲线不断重复上述工作,最终得到一条分段Bézier曲线.将该曲线表示为B样条曲线的形式便得到一条近似弧长参数化曲线.     

Bézier样条曲线的近似弧长参数化方法

提出了Bézier样条曲线近似弧长参数化的方法及相应的算法.通过求出曲线近似二分之一弧长的点及其相应的参数值,可将曲线分割为两条Bézier样条曲线.这两条曲线的弧长近似相等,因此让它们带有相同的权1.对新生成的Bézier样条曲线不断重复上述工作,最终得到一条由多条Bézier样条曲线所构成的新的曲线.将这多条Bézier样条曲线合并为一条Bézier样条曲线,进而通过节点插入技术将其转化为B样条形式的曲线以便得到全局参数,其中各段Bézier曲线在全局参数域中所占子区间的长度与它们所具有的权成比例,这样便得到一条近似弧长参数化曲线.     

3个控制顶点的类三次Bézier螺线

目的 为了使得过渡曲线的设计更为简单高效。提出基于3个控制顶点的类三次Bézier螺线。方法 通过对基函数的研究首先构造了3条在一定条件下曲率单调递减的类三次Bézier曲线,并由参数的对称性得另3条曲率单调递增的曲线。它们具有端点性、凸包性、几何不变性等三次Bézier曲线的基本性质,特点是只有3个控制顶点。接着严格地证明了此类曲线曲率单调的充分条件。 结果 有两条曲线比三次Bézier曲线的曲率单调条件范围大,且类三次Bézier螺线与三次Bézier螺线存在一定的位置关系。这6条曲线中有4条曲线的一个端点处曲率为零,可组合成4对类三次Bézier螺线来构造两圆弧间半径比例不受限制的S型和C型G²连续过渡曲线;剩下的两条曲线在两圆弧半径相差较大的情况下都可做不含曲率极值点的过渡曲线。最后用实例表明了此类曲线的有效性。结论 在过渡曲线设计中基于3个控制顶点的类三次Bézier螺线比三次Bézier螺线更为简单高效。     

带形状参数的双曲Bézier曲线

提出了一类带形状参数,的双曲Bézier曲线（简称H-Bézier曲线）,这类曲线与二次Bézier曲线类似,每一段曲线由相继的3个顶点生成,它们不仅具有二次Bézier曲线许多常见的性质,而且利用,的不同取值能够局部或整体调控曲线的形状。当,增大时,曲线能连续逼近控制多边形。此外,它还能精确表示直线和双曲线。     

基于微粒群算法的有理Bézier曲线降阶

从最优化思想出发,把有理Bézier曲线的降阶问题转化为求解优化问题,并基于微粒群算法,给出有理Bézier曲线降阶的一种新方法。该方法可以实现多次降阶,且降阶后的有理Bézier曲线直接以显式给出。最后结合实例,与使用遗传算法进行有理Bézier曲线降阶的结果进行对比,实验结果表明了微粒群算法的有效性。     

带双参数的Bézier型三角多项式曲线

给出了带有双参数的三角多项式曲线,称为λT—Bézier曲线。其不但具有Bézier曲线类似的性质,还可以表示二次曲线、超越曲线。对参数的不同设置使得曲线具有较强骘可调性——λ1＋λ2越大曲线越靠近控制多边形：在抖接时可达G^3连续。实例给出了该类曲线的有效性。     

对可调控Bézier曲线的改进

目的 在用Bézier曲线表示复杂形状时,相邻曲线的控制顶点间必须满足一定的光滑性条件。一般情况下,对光滑度的要求越高,条件越复杂。通过改进文献中的“可调控Bézier曲线”,以构造具有多种优点的自动光滑分段组合曲线。方法 首先给出了两条位置连续的曲线G^l连续的一个充分条件,进而证明了“可调控Bézier曲线”在普通Bézier曲线的G^l光滑拼接条件下可达G^l(l为曲线中的参数)光滑拼接。然后对“可调控Bézier基”进行改进得到了一组新的基函数,利用该基函数按照Bézier曲线的定义方式构造了一种新曲线。分析了该曲线的光滑拼接条件,并根据该条件定义了一种分段组合曲线。结果 对于新曲线而言,只要前一条曲线的最后一条控制边与后一条曲线的第1条控制边重合,两条曲线便自动光滑连接,并且在连接点处的光滑度可以简单地通过改变参数的值来自由调整。由新曲线按照特殊方式构成的分段组合曲线具有类似于B样条曲线的自动光滑性和局部控制性。不同的是,组合曲线的各条曲线段可以由不同数量的控制顶点定义,选择合适的参数,可以使曲线在各个连接点处达到任何期望的光滑度。另外,改变一个控制顶点,至多只会影响两条曲线段的形状,改变一条曲线段中的参数,只会影响当前曲线段的形状,以及至多两个连接点处的光滑度。结论 本文给出了构造易于拼接的曲线的通用方法,极大简化了曲线的拼接条件。此基础上,提出的一种新的分段组合曲线定义方法,无需对控制顶点附加任何条件,所得曲线自动光滑,且其形状、光滑度可以或整体或局部地进行调整。本文方法具有一般性,为复杂曲线的设计创造了条件。     

A note on integer subdivision of NURBS

In a recent article [1], Anantakrishnan and Piegl suggest an approximate method for integer subdivision of rational or nonrational splines. Herein is an analysis of the errors inherent in the approximation.     

Geometric algorithm for point projection and inversion onto Bézier surfaces

This paper presents an accurate and efficient method for the computation of both point projection and inversion onto Bézier surfaces. First, these two problems are formulated in terms of solution of a polynomial equation with u and v variables expressed in the Bernstein basis. Then, based on subdivision of the Bézier surface and the recursive quadtree decomposition, a novel solution method is proposed. The computation of point projection is shown to be equivalent to the geometrically intuitive intersection of a surface with the u-v plane. Finally, by comparing the distances between the test point and the candidate points, the closest point is found. Examples illustrate the feasibility of this method.     

Curvature of singular Bézier curves and surfaces

This paper presents a general approach for finding the limit curvature at a singular endpoint of a rational Bézier curve and the singular corner of a rational Bézier surface patch. Conditions for finite Gaussian and mean limit curvatures are expressed in terms of the rank of a matrix.     

Algorithms for rational Bézier curves

A recursive algorithm for the evaluation of rational Bézier curves is presented; it consists of a construction that works with a constant cross ratio. This geometric principle is carried over to other algorithms.     

Using degenerate Bézier triangles and tetrahedra to subdivide Bézier curves

This paper looks at the classical subdivision algorithm for Bézier curves. This algoritm allows the direct construction of the control points of the curve. A generalization of this technique is obtained.     

虚拟手术中肝脏体实时切割系统

在检测二维医学图像的过程中利用医学图像的三维可视化技术有利于医生更加全面地分析图像数据,从而对病情做出准确的应对措施.以肝脏为例,首先提取可视人体数据集中连续横断面图像,采用区域生长的图像分割算法从连续的横断面图像中提取出肝脏轮廓的区域.然后对肝脏轮廓进行层间插值,利用VTK工具包结合面绘制方法构建出肝脏的三维模型.接着对初始模型进行一定程度的网格削减,降低数据冗余度,完成虚拟肝脏体的三维重建.采用CUDA架构进行肝脏体纹理的合成与映射工作,兼顾了体纹理的真实感和虚拟手术系统的实时性,对虚拟肝脏手术的发展有着重要的促进作用.     

Boundary evaluation for interval Bézier curve

The objective of this paper is to provide an efficient and reliable algorithm for representing and evaluating the boundary of the interval Bézier curve in 2- and 3-D. The boundary of the planar Bézier curve is represented by a sequence of Bézier curve segments with same degree and line segments in the order they are encountered when marching counter-clockwise along its boundary. The boundary can also be represented as a single B-spline curve having the same degree with the interval Bézier curve. The boundary of the 3-D interval Bézier curve is made up of trimmed Bézier surface patches and rectangular patches. Some examples illustrate our algorithms.