导数振荡与应变能极小的平面分段三次参数Hermite插值

由于分段三次参数Hermite插值的切矢往往被作为变量,故可对其进行优化以使得构造的插值曲线满足特定的要求.为了构造兼具保形性与光顺性的平面分段三次参数Hermite插值曲线,给出了一种通过同时极小化导数振荡和应变能来确定切矢的方法.首先以导数振荡函数和应变能函数为双目标建立了切矢满足的方程系统;然后证明了方程系统存在唯一解,并给出了解的具体表达式;最后给出了误差分析,并通过数值算例表明方法的有效性.结果表明,相对于导数振荡极小化方法和应变能极小化方法,所提出的导数振荡和应变能极小化方法同时兼顾了平面分段三次参数Hermite插值曲线的保形性和光顺性.     

分段三次保形插值法

1 引言 计算机图形学的一个基本问题就是寻找一条光滑曲线过一组型值点{x_i,y_i}(i=0,1,…n+1),解决这一问题最简单的办法是用分段三次Hermite插值,这种插值构造容易,绘图简单. 分段三次Hermite插值的关键是估计型值点处的导数,只要估计出一组导数值,就对应一个分段三次Hermite插值.但在实际应用中,必须考虑插值曲线对型值点组某些特征的继承性,如曲线的保凸性,保形性等. [1—2]研究了分段三次Hermite插值的保单调性.[3]导出了分段三次Hermite插值保形的一个充要条件,这一条件表明并非任何型值点组都存在保形插值.正因为如此,许多文献采用了不同的方法解决保形插值问题.[4—5]用分段有理三次,但计算量增加较大;[6]     

一类收敛的线性Hermite重心权有理插值

众所周知, Hermite有理插值比Hermite多项式插值具有更好的逼近性, 特别是对于插值点序列较大时, 但很难解决收敛性问题和控制实极点的出现. 本文建立了一类线性Hermite重心有理插值函数$r(x)$,并证明其具有以下优良性质: 第一, 在实数范围内无极点; 第二, 当$k=0,1,2$时,无论插值节点如何分布, 函数$r^{(k)}(x)$具有$O(h^{3d+3-k})$的收敛速度; 第三, 插值函数$r(x)$仅仅线性依赖于插值数据.     

Lagrange插值和Hermite插值的内在统一理论

基于线性空间的有关理论,建立Lagrange插值和Hermite插值的统一形式,揭示它们内在的一致性,并对更为广泛的一类线性空间上的插值问题研究插值函数的存在性、唯一性以及插值函数的表示形式.     

基于面积约束的统计直方图曲线拟合

我们提出用分段三次Hermite插值曲线拟合统计直方图的新方法.先根据统计直方图的特点选取Hermite插值曲线在插值点处的导数值和可调整的插值点,然后根据面积约束确定调整值,从而得到拟合曲线.所得拟合曲线与统计直方图有面积相等的约束,并且拟合曲线是C1连续的光滑曲线.所给方法简单、实用.     

函数分段有理二次Bézier插值与逼近

依据几何特征对函数进行合理分段,定义了函数的分段三角形凸包,给出了控制多边形的确定方案,详细地讨论了函数的分段有理二次Bézier插值算法.定义了一种便于计算的新型误差,在此误差意义之下,插值算法的精度高于已有的逼近算法.数值实验结果表明了算法的可行性和有效性.     

伪二元函数的Hermite插值

将一元函数的Hermite插值方法与伪二元函数结合,得到了伪二元函数的Hermite插值函数,并对插值函数进行了误差分析,最后给出了一个实例.     

一类带参数的有理三次三角Hermite插值样条

给出一种带有参数的有理三次三角Hermite插值样条,具有标准三次Hermite插值样条相似的性质.利用参数的不同取值不但可以调控插值曲线的形状,而且比标准三次Hermite插值样条更好地逼近被插曲线.此外,选择合适的控制点,该种插值样条可以精确表示星形线和四叶玫瑰线等超越曲线.     

利用近似能量极小构造平面C1三次Hermite插值曲线

研究了利用近似能量极小构造平面$C^1$三次Hermite插值曲线的方法.该方法的主要的目是求出$C^1$三次Hermite插值曲线的最佳切矢.通过将应变能、曲率变化能和组合能的近似函数极小化,得到了求解最佳切矢的线性方程组.通过求解发现,近似曲率变化能极小不存在唯一解, 而近似应变能极小和近似组合能极小由于方程系统的系数矩阵为严格对角占优故都存在唯一解.最后, 通过实例表明了本文方法构造平面$C^1$三次Hermite插值曲线的有效性.     

构造Hermite插值“基函数”的方法

给出了一种构造Hermite插值"基函数"的方法,画出了"基函数"的构造图.借助于这组"基函数"的线性组合来求Hermite插值多项式,计算过程非常简单.之后,把这种求"基函数"的方法推广到了二元Hermite插值中,为二元Hermite插值"基函数"的构造提供了一种简单实用的方法.