SMOOTH SURFACE INTERPOLATION OVER ARBITRARY TRIANGULATIONS BY SUBDIVISION ALGORITHMS

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矩形域上有理Bezier曲面的广义离散算法及其应用

本文推广了有理Ｂｅｚｉｅｒ曲面的离散算法，得到了沿非等参数离散矩形域上有理Ｂｅｚｉｅｒ曲面的割角算法，并给出了从有理Ｂｅｚｉｅｒ矩形片到有理Ｂｅｚｉｅｒ三角片的割角转换。     

SHAPE PRESERVING INTERPOLATION USING PIECEWISE CUBIC

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G~1连续任意拓扑曲面的几何重建

文中算法沿用了 C- T分割算法的基本思想 ,从任意拓扑类型的曲面三角剖分 T(P)出发 ,重建一张 G1 连续拼接的分段光滑曲面 ,用以插值 T(P)的顶点集 P及其中各点的法矢 .在插值点的法矢没有给定的情况下 ,引入了“惯量估计”以估算各点的法矢 .与 Farin的 C- T分割算法相比 ,本算法的结果不依赖于顶点的处理顺序 ,因而更为合理 .其次 ,它不需要进行控制顶点的初估及修正 ,而是对多余的自由度进行了合理的分配 ,使各控制顶点的计算一次完成 .由于算法是局部的 ,因此具有较高的效率 .     

有限元方法在变形曲线曲面造型中的应用

变形同线曲面造型方法是将ＣＡＧＤ中参数化几何描述方法与某些力学原理相结合，自动确定曲经曹面的各种控制参数，使满足给定的几何约束条件，克服忆部修改和整体光顺的矛盾，可用于构造具有复杂形状的物体，在曲线曲面插值，光顺和光滑拼接，以及Ｎ边域构造方面有优越性基于能量函数的变形模型是由能量函数，几何约束和外部载葆定义的变分问题，应用有限元技术求解可变形曲线曲面，本文对应用有限元方法时的一些关键技术，如有限元     

平面曲面的曲率表示及其应用

通过平面曲线的曲率函数显式表示,对这种样条曲线及其造型作了研究,并给出了在线性曲率条件下的插值样条曲线生成算法。     

任意曲面的三角形网格划分

把曲面分为可展曲面和不可展曲面，对可展曲面用曲面展开算法展成平面，对不可展曲面用曲面分割算法转化成平面片，在平面上运用Ｄｅｌａｕｎａｙ三角划分法进行网格划分，然后把网格节点反映射到曲面上，从而实现任意曲面的三角形网格划分。     

Interpolation by geometric algorithm

We present a novel geometric algorithm to construct a smooth surface that interpolates a triangular or a quadrilateral mesh of arbitrary topological type formed by n vertices. Although our method can be applied to B-spline surfaces and subdivision surfaces of all kinds, we illustrate our algorithm focusing on Loop subdivision surfaces as most of the meshes are in triangular form. We start our algorithm by assuming that the given triangular mesh is a control net of a Loop subdivision surface. The control points are iteratively updated globally by a simple local point-surface distance computation and an offsetting procedure without solving a linear system. The complexity of our algorithm is O(mn) where n is the number of vertices and m is the number of iterations. The number of iterations m depends on the fineness of the mesh and accuracy required.     

亏格为2的超椭圆曲线上的二分算法及其优化

相对于椭圆曲线密码体制而言,超椭圆曲线密码体制(HECC)具有许多优势,如更短的操作数,更小的带宽,在同等安全条件下所用的基域小,在同样的定义域上亏格越大、曲线越多,等等.HECC中最重要且最耗时的运算是标量乘,二分法是一种比常用的倍点法更为有效的算法.对二分法作了进一步的优化,通过选择合适的曲线参数,减少二分法中域操作运算量,降低其运算复杂度,从而有效地提高了实现效率.     

三次B样条插值曲面及其实现

目前在ＣＡＭ／ＣＡＭ的自由曲面构造方法中，较流行的有Ｂ样条曲面，Ｂｅｚｉｅｒ曲面、Ｂａｌｌ曲面等方法，但由这几种方法和成都是拟合曲面，而百插值曲面，常常不能满足一些工程实际中严格插值的要求，本文构造了一种自由插值曲面生成方法－Ｂ样条母线法，所生成曲面达到Ｃ＾２级光滑，适用机械，模具、汽车、造船等制造加工行业的复杂曲面设计。     

一种精度可控的CAD网格模型及轻量化算法的研究

针对现有三维CAD系统中,CAD网格模型显示精度固定,难以动态调整以及细分后网格数量过多等瓶颈问题,在原始模型基础上,结合CAD模型中边、面等几何与拓扑信息,提出了一种精度可控的三维CAD网格模型.根据该模型的结构特点,采用曲面内部插值与边界曲线插值相结合的轻量化分类细分算法来实现模型精度调整,并有效控制细分后的网格数量,可满足三维CAD系统对模型精度可控、减少网格数量的需要.     

一种参数曲面与隐式曲面的求交算法

提出一种新的参数曲面与隐式曲面的求交算法,即把参数曲面的表达式代入到隐式曲面的方程中去,得到关于两参数的方程,可把求解这个方程的问题视为在第二维标量场抽取参数曲面的参数域的等值线。该等值线在参数曲面上的映射,便是参数曲面与隐式曲面的交线。     

渐变填充的性质和算法

本文着重研究了Jordan数字流形上的渐变填充,设计了紧缩渐变填充算法和分裂渐变填充算法;并证明:如果D是离散网格空间上的Jordan凸集,那么存在O(|D||D|)时间的紧缩算法去做渐变填充.最后,我们对Jordan正方形区域、三角域和圆盘,分别给出了它们各自的O(|D|log_2|D|)时间的分裂渐变填充算法.     

B样条曲线的节点插入问题及两个新算法

Ｂｏｅｈｍ算法和Ｏｓｌｏ算法是Ｂ产条曲线的节点插入的经典算法，它们可以有效地将节眯插入到端点插值（Ｅｎｄｏｐｏｉｎｔ－ｉｎｔｅｒｏｌａｔｉｎｇ）Ｂ样条曲线，但是，对于其它的Ｂ样条曲线而言，当插入靠近节眯矢量两端附近的节点时，所有的经典算法都将出错，本文提出了两个节点插入新算法，它们可以解决节插入的经典算法中的问题，能够将任意节点插入到各种Ｂ样条曲线之中，它们的另一个重要用途是可以用于各种Ｂ样条曲线     

有理q-Bernstein-Bézier曲线的构造及其应用

有理Bernstein-Bézier曲线在计算机辅助设计和计算机图形学上具有广泛的应用。在研究了经典的Bernstein-Bézier曲线及de Casteljau算法的基础上,结合q-Bernstein多项式,给出了有理q-Bernstein-Bézier曲线的构造方法、性质和计算有理曲线的de Casteljau算法,并讨论了曲线的细分和升阶的方法,通过改变q的取值,可以获得有理曲线族,在曲线造型上具有较强的灵活性。最后通过表示圆锥曲线和数字图像插值证明有理q-Bernstein-Bézier曲线的推广是有效的。     

三次Hermite参数曲线与曲面的扩展

在给定插值条件时,标准三次Hermite参数曲线与曲面的形状无法调整。为克服标准三次Hermite参数曲线与曲面的不足,首先通过提高基函数次数的方法给出了一种带形状参数的四次Hermite基函数,然后生成了相应的带形状参数的四次Hermite参数曲线与曲面。所生成的曲线与曲面是标准三次Hermite参数曲线与曲面的扩展,不仅与标准三次Hermite曲线与曲面具有完全相同的性质,而且当插值条件给定时,其形状可通过修改形状参数的取值进行局部或整体调节,为插值曲线与曲面的构造提供了一种新方法。     

测地切割磨光曲线的生成

提出任意拓扑网格模型上离散测地线算法和测地切割磨光曲线算法,研究测地切割磨光曲线的重要性质.通过实例表明,所提出的两个算法正确、稳定、快速且容易实现,具有较好仿真效果.     

非均匀B样条曲面顶点及法向插值

本文以非均匀Catmull-Clark细分模式下的轮廓删除法为基础,通过在细分网格中定义模板并调整细分网格的顶点位置,为非均匀B样条曲面顶点及法向插值给出了一个有效的方法．该细分网格由待插顶点形成的网格细分少数几次而获得．细分网格的顶点被分为模板内的顶点和自由顶点．各个模板内的顶点通过构造优化模型并求解进行调整,自由顶点用能量优化法确定．这一方法不仅避免了求解线性方程组得到控制顶点的过程,而且在调整顶点的同时也兼顾了曲面的光顺性．     

NURBS曲线曲面的显式矩阵表示及其算法

从 B样条的差商定义出发 ,提出差商展开系数的概念 ,通过差商展开系数显式解析表示式的导出 ,得到任意次 NU RBS曲线曲面系数矩阵的显式解析表示式 ,并给出了求差商展开系数和 NURBS曲线曲面系数矩阵的数值算法 .文中给出的方法适用于一切 NU RBS曲线曲面 ,包括有理和非有理的 Bézier、均匀和非均匀的 B样条曲线曲面 .相应的数值算法计算简单 ,易于实现 .差商展开系数解析表示式为 NU RBS曲线曲面的表示、转换和节点插入、升阶等基本运算以及与差商相关的问题的研究提供了一个统一的构造性工具和应用方法 .     

四点插入生成曲线的递归算法及在分形绘图中的应用

本文讨论基于四点插入的曲线生成方法的产发实现问题，说明实现算法可以在分形绘图中得到应用，并给出了一些实例。