三次PH曲线偶的C1 Hermite插值

对计算机图形中一类特殊的多项式曲线—— Pythagorean hodograph(PH )曲线的 C1 Herm ite插值问题进行研究 .PH曲线具有诸如有精确的有理 Offset、弧长函数可由多项式函数表示以及几何解释优美等一系列优良性质 .基于复分析方法 ,避免了实分析讨论中出现的复杂表示及繁琐计算 ,构造了满足给定 C1 Hermite插值条件且以C1拼接连续的三次 PH曲线偶 .该曲线偶可灵活处理拐点 ,从而克服了一般三次 PH曲线因恒凸而无法处理拐点的缺陷 .相应的两条 Bézier曲线表示及其控制顶点的计算简单方便 .所得 4条插值曲线中 ,通常有 1条曲线具有很好的几何形状特征 .结果可直接应用于各工业产品设计及加工领域中 .     

五次PH曲线的Hermite插值

应用复分析和曲线积分方法研究了满足Hermite插值的五次PH曲线的构造,导出了其相应的Bézier表示.所得五次PH插值曲线不但具有连续的单位切矢和有向曲率,而且其弧长函数是原参数的多项式函数,具有精确的有理Offset代数表示和优美的几何解释,可灵活处理拐点.     

六次PH 曲线G2 Hermite 插值

以其在弧长计算与等距线表示上的优势,PH 曲线成为近年来计算机辅助几何设计 研究的焦点问题之一。为此讨论了六次PH 曲线的G2 Hermite 插值问题。在指定自由参数下,对 两类六次PH 曲线分别进行复分析曲线求解,得到满足G2 插值条件的六次PH 曲线和控制顶点。 通过弧长、能量积分、绝对旋转数的衡量,选取较好的插值曲线。进一步,讨论了用六次PH 曲 线G2 Hermite 插值逼近90°和67°圆弧的问题。在同一个自由参数下,选择插值最好的曲线,可 实现六次C1 Hermite 插值逼近圆弧的效果,且逼近90°圆弧时,优于五次G2 Hermite 插值逼近的 PH 曲线,而逼近67°圆弧时,与最好的五次PH 曲线达到的效果几乎相同。     

Möbius变换下四次有理抛物-PH曲线的C2 Hermite插值

目的 曲线插值问题在机器人设计、机械工业、航天工业等诸多现代工业领域都有广泛的应用，而已知端点数据的Hermite插值是计算机辅助几何设计中一种常用的曲线构造方法，本文讨论了一种偶数次有理等距曲线，即四次抛物-PH曲线的C² Hermite插值问题。方法 基于M bius变换引入参数，利用复分析的方法构造了四次有理抛物-PH曲线的C² Hermite插值，给出了具体插值算法及相应的Bézier曲线表示和控制顶点的表达式。结果 通过给出"合理"的端点插值数据，以数值实例表明了该算法的有效性，所得12条插值曲线中，结合最小绝对旋转数和弹性弯曲能量最小化两种准则给出了判定满足插值条件最优曲线的选择方法，并以具体实例说明了与其他插值方法的对比分析结果。结论 本文构造了M bius变换下的四次有理抛物-PH曲线的C² Hermite插值，在保证曲线次数较低的情况下，达到了连续性更高的插值条件，计算更为简单，插值效果明显，较之传统奇数次PH曲线具有更加自然的几何形状，对偶数次PH曲线的相关研究具有一定意义。     

一类五次PH曲线Hermite插值的几何方法

推导出了五次毕达哥拉斯速端(PythagoreanHodograph ,PH)曲线的B啨ｚｉｅｒ控制点之间的几何关系,给出了构造符合Hermite插值条件的五次PH曲线的几何方法最终的五次PH曲线以B啨ｚｉｅｒ曲线形式给出 在此基础上,利用B啨ｚｉｅｒ控制点对曲线形状性质的影响,分析了符合Hermite插值条件的4条五次PH曲线与相同插值条件下的普通三次B啨ｚｉｅｒ曲线的相似性,并给出了选择最接近于三次B啨ｚｉｅｒ曲线的方法     

双二次Hermite插值与双二次样条插值

在一维插值问题中,如果给定节点处的函数值和一阶导数值,我们来构造分段插值多项式,其整体具有连续的一阶导数,并且使多项式的次数尽可能低.众所周知,一般采用三次分段Hermite插值函数,其逼近阶对于足够光滑的函数为四阶.然而,对于光滑度较差的函数,三次Hermite插值不但达不到最高的逼近阶,而且容易出现多余的拐点.从保     

平面三次PH曲线偶C1Hermite插值解的构造和形状分析

一般情况下,三次PH曲线偶的C^1 Hemite插值问题有四个不同的解。在这四个解中,只有一条曲线能很好地满足几何设计的要求。已有的插值算法都是依赖于构造出所有四个解,利用绝对旋转指标或弹性弯曲能量来找出这条“好”的插值曲线。本文提出一种新的方法以区分这些解,即用由三次PH曲线偶和惟一经典三次插值曲线的速端曲线形成的闭环的弯曲数来区分。对于“合理”的Hemite数据,本文还给出了不需计算和比较所有的四个解便可直接构造“好”的三次PH曲线偶的方法。     

具有指定多项式重构精度和连续阶的插值曲线构造方法

将数值计算中的函数插值和外形设计中的参数曲线插值相结合,提出构造具有指定多项式重构精度的函数插值和具有指定连续阶的参数曲线插值的一般方法.该方法以Hermite插值的基本形式为桥梁,首先以用于函数插值时达到指定的精度为目标来推导基本形式中的导向量表达式,通过解方程获取导向量中的系数;然后将导向量代入Hermite插值的基本形式,并将其按照插值数据点进行整理,得出插值基函数表达式;最后给出以插值数据点和插值基函数的线性组合形式表达的插值曲线.数值实验结果表明,曲线形状可以固定也可以做局部调整,所给2n+1次Hermite插值多项式的重构精度一般会超过n次.     

一类代数-三角函数表示的空间PH 曲线及其应用

在代数-三角函数空间Ω=span{1,θ ···, θm+1, sinθ, cosθ, θsinθ, ···, θn cosθ}定义了一类 空间曲线。通过选取合适的积分核函数,该曲线在xy-平面上的投影具有内蕴表示或整条曲线是 PH 曲线。曲线的笛卡尔坐标可由预定义的核函数通过积分计算得到。此外,给出了不同核函数 表示的积分曲线的Hermite 插值算法。对给定的边界条件,积分核函数系数可通过求解方程组 得到。最后,利用PH 曲线设计了一族标架,并用于构造有理形式的扫掠曲面。实验表明,分 片定义的扫掠曲面在脊线处G1 连续,在其余连接处达到近似G1 连续。     

计算机辅助几何设计中的保形插值理论及应用

本文主要研究计算机辅助几何设计中的分段多项式保形插值理论与算法 ,分段参数多项式保形插值方法及GHI问题 ,参数曲线弧长参数化的混合数值算法与近似方法 ,与给定任意切线多边形相切的保形逼近样条曲线 ,Bézier曲线和 NURBS曲线的等距线生成以及一般参数曲线等距线的保形逼近曲线。本文首先系统地研究了分段多项式的保形插值 ,建立了分段多项式的保形插值理论框架 ,导出了分段三次Hermite插值保形的充要条件 ,构造了一个 C1 连续的分段三次多项式保形插值算法 ,导出了 2 k+1次或 2 k次多项式保凸的充要条件 ,给出了插入内结点的区域…