关于三次参数样条曲线的一些注记

在曲线、曲面的拟合和光顺理论中有两种三次参数样条曲线插值是经常遇到的:一种是以连接各有序型值点的累加弦长为其参数值的三次多项式表示,一种是所谓基样条的函数插值,这两种插值法在各分段曲线两端曲率的符号相同的情况下都有可能产生这段曲线上不应该出现的、即所谓多余的拐点,以致引起整条曲线的不光顺,本文是经过船体数学放样的一些实践写成的,其中作出了一些准则,用来检查多余的拐点是否出现,提出了如何消除这种现象的具体措施,并纠正了以前文献中的某些错误。     

样条曲线拟合与双圆弧逼近

§1.引言 在造船,航空等工业中都需要很好地解决样条曲线拟合的问题。即对于给定的一组离散的有序点列要求连出适当的曲线使得保持光顺,而且要便于数控绘图的数据处理,本文目的是提供一种曲线拟合和数控绘图方法,即采用转轴三次样条(样条为二阶连续可微)拟合,再用双圆弧逼近,从而把样条曲线看作为一连串直线或圆弧的组合,称为圆弧样     

在有限区间上的简单双曲样条

在插值和曲线拟合中,简单双曲样条和三次样条相比,由前者得到的曲线更好些.因为把三次样条用作“流线型”的内插曲线,在某些应用中,特别是船线的光顺中,会产生多余的拐点.而简单双曲样条则不会产生这种情况.     

样条曲线光顺概念及指标回弹法的应用

<正> 一、引言一般样条曲线光顺的通常提法是:C~2级连续,没有多余拐点,曲率比较均匀.可是把它用于实际放样时仍然有不足的地方.由于对弯势的提法不确切,因而对曲线的局部臌瘪现象消除得不够有力,也就是还有一定程度的多余臌瘪存在.在船体放样中,三组剖面线(水线、纵剖线、站线)对定出船壳面而言仅是粗网格,加密插值出的实际肋骨是细网格.如果粗网格光顺性不够,细网格就可能出现多余拐点,这无疑意味着数学放样方法尚不完善,因此必须对粗网格提出严密的光顺要求——把消除多余臌瘪做得很彻底.     

插值样条的光顺方法

<正> 在三次样条的实际应用中,一般是给定一组型值点,要求作出插值于这组型值点的样条曲线.这时,样条的光顺性是个很突出的问题.影响样条光顺性的主要因素是多余的拐点,许多文章曾致力于这方面的工作.其次,一些文章也考虑曲率变化的均匀性与否,或者近似地,考虑二阶导数变化的均匀性.     

样条曲线光顺的数学模型分析

采用函数三次样条光顺曲线,证明在样条曲线局部转角小,总转角不超过120°情况下,曲线的光顺指示函数y″(1+y′2)3/2可以简化为二阶导数曲线y″(x).由于y″(x)对x是分段折线函数,对y是线性泛函,因而定出不光顺之处及用叠加原理计算调整公式均变得很简单.此样条函数曲线光顺能够采用电脑自动化进行.     

带形状参数控制的三次B样条曲线曲面的光顺

三次B样条曲线是一种广泛应用于计算机辅助几何设计中的非常重要的曲线.本文在以曲线的最小应变能作为衡量曲线光顺性的基础上,采用带调节控制参数的方法分别对三次B样条曲线和双三次B样条曲面进行了光顺处理.由所提供的方法以及实例可以看出,本方法可在曲线曲面光顺的基础上通过修改参数大小以达到控制曲线曲面形状的目的,且修改后的点的位置与原坏点的距离是由参数的大小控制决定的,这样就使得我们的光顺处理可以控制在数据测量的误差范围内.     

GC^3连续的γ—样条

1.引言在计算机辅助几何设计中,γ-样条是构造GC~2(曲率)连续曲线的有效手段(见文[1],[2]).因为它是满足GC~2连续的最低次的分段多项式参数曲线,其由型值点{d_j}     

连续区间上积分值的二次样条拟插值

在实际问题中,某些插值点处的函数值往往是未知的,而仅仅已知一些连续等距区间上的积分值.如何利用连续区间上积分值信息来解决函数重构是一个有意义的问题.首先,文章利用连续等距区间上的积分值信息直接构造了一类二次样条拟插值,它称之为积分值型二次样条拟插值.然后,给出了积分值型二次样条拟插值的多项式再生性和逼近节点处函数值的超收敛性.最后,给出了一类改进的积分值型二次样条拟插值及其性质.实验结果表明,与已有的积分值型三次样条拟插值相比,文章提出的拟插值更简单和有效,并且可以推广到积分值型高次样条拟插值.     

非均匀的二次三角双曲加权样条曲线

提出一种基于三角和双曲多项式加权的二次混合样条曲线,这种曲线具有二次非均匀B样条曲线相似性质.这里的权系数也是形状参数,称之为权参数,取值范围从区间[0,1]扩大到区间[-2.6482,3.9412].权参数的不同取值可以整体或局部地调整曲线的形状,并且权参数能像开关那样,使得曲线的各段能非常方便地在三角样条、双曲样条之间自由转换.不需要用重节点方法或解方程组,而只要令某个或某些权参数取-2.6482,曲线就能接插值于控制点或控制边.此外,还能精确表示椭圆(圆)和双曲线.     

三次拟Bézier曲线的光顺逼近

利用 Friedman的 URN模型构造出带有参数的调配函数 ,用其生成三次拟Bézier曲线 .通过对这种新曲线进行分析 ,利用最小二乘法和非线性泛函的极小值优化计算 ,来对平面数据点进行光顺逼近 ,得到最优的光顺逼近曲线 .     

单拐曲线样条函数

本文给出单拐曲线弧(和三次参曲线段)不含拐点的充分必要条件,并且在处理参数间的非线性关系时,用控制边界参数的一个较简单和切实可行的计算方法,作出一个构造性的证明:用单拐曲线弧恒能拚出点点通过所给型值点的没有多余拐点的二阶光滑曲线,而这一点是用平常的三次多项式拚成的样条曲线有时所不能做到的。在讨论单拐曲线弧的弯曲程度与边界参数的关系以后,就使用这类样条函数作曲线填充时的新算法,除了能保证没有多余拐点以外,还能使算出曲线的曲率的大小跳跃控制到比较小的程度,以适应曲线光顺的要求。     

有理B样条曲线的光顺拟合法

研究了用三次均匀有理Ｂ样条样曲线光顺拟合一组平面点列的问题,其中光顺性由曲线的能量积分与扰动的权平均来确定。     

二元三次样条空间S_3~(1,2)(△_(mn)~(2))的样条拟插值

本文首先利用由两组具有局部最小支集的样条所组成的基函数,构造非均匀2型三角剖分上二元三次样条空间S1,23(△(2)mn)的若干样条拟插值算子.这些变差缩减算子由样条函数B1ij支集上5个网格点或中心和样条函数B2ij支集上5个网格点处函数值定义.这些样条拟插值算子具有较好的逼近性,甚至算子Vmn(f)能保持近最优的三次多项式性.然后利用连续模,分析样条拟插值算子Vmn(f)一致逼近于充分光滑的实函数.最后推导误差估计.     

一种四次有理插值样条及其逼近性质

1引言有理样条函数是多项式样条函数的一种自然推广,但由于有理样条空间的复杂性,所以有关它的研究成果不象多项式样条那样完美,许多问题还值得进一步的研究．近几十年来,有理插值样条,特别是有理三次有理插值样条,由于它们在曲线曲面设计中的应用,已有许多学者进行了深入研究,取得了一系列的成果(见[1]-[7])．但四次有理插值样条由于其构造所花费的计算量太大以及在使用上很不方便而让人们忽视了其重要的应用价值,因此很少有人研究他们．实际上,在某些情况下四次有理插值样条有其独特的应用效果,如文[8]建立的一种具有局部插值性质的分母为二次的四次有理样条,即一个剖分     

高阶C-B样条曲线曲面的显式形式

1引言基于多项式空间span{1,t,t~2,…,t~k}的B样条和Bézier曲线(面)是构造自由曲线、曲面强有力的工具,但是它们不能精确表示圆弧、椭圆等,也不能精确地表示正弦曲线和二次曲面,于是文献[1]提出了一种新的三次曲线(面)模型,称为C曲线(面),它们是低次多项式样条曲线(面)的拓广,具有很多B样条的良好性质,如对称性、保凸性等,不仅能精确表示二次曲线和曲面和某些超越曲线,而且克服了NURBS求导求积复杂的困难,因此引起了国内外广泛的关注,近年来涌现了大量的文献.文[5]将其三次C-B样条推广到了高阶的情形,给出了任意阶C-B样条曲线(面)的积分递推公式,并发展了许多诸     

圆弧样条的单圆弧逼近

<正> 长期以来奇次样条在实践中有广泛的应用,在生产上有显著的成效,而偶次样条在某种程度上受到了忽视.实际上偶次样条有着自己的特点。对此有许多文章做了详细的论述.例如,在生产实践中(如用数控线切割机进行金属切割),往往需拟合一些非圆曲线或拟合一些离散点,当然三次(或三次以上的)多项式可以拟合非圆曲线及离散点,但三次曲线本身却不能直接用简单的工具准确地绘出,数控线切割机的基本加工轨迹也仅是圆与直线,因此在加工非圆曲线时,往往还沿用原始的方法——用直线段(一次样条)逼近.其缺点是显然的.(1)易产生角点,即在两条直线段的衔接处(节点处)不光滑;(2)在     

一类四次有理插值样条的点控制

构造了一种有理四次插值样条,其分子为四次多项式分母为二次多项式.该有理插值样条是有界的、保单调且C~2连续的,仅带有一个调节参数δ_i.研究了有理四次插值样条的性质,同时给出了相应的函数值控制、导数值控制方法,这种方法的优点在于能够根据实际设计需要简单地选取适宜的参数,达到对曲线的形状进行局部调控的目的.     

奇异积分的广义Hermite插值样条逼近

§1.引言 本文利用广义Hermite插值样条讨论如下形式的奇异积分:的逼近,其中w(t)为权函数,积分理解为Cauchy主值积分. 以带权正交多项式作为逼近工具的奇异积分逼近方法,在实际应用中常会遇到许多困难,如确定权函数相应的正交多项式及其零点、计算过程的不稳定性等.用样条函数作     

计算几何

在造船工业、航空工业和汽车制造工业中经常遇到几何外形设计问题。譬如说,当设计者对于船体的肋骨线进行设计时,他必须根据平面上若干个点画出一条曲线进行贴近拟合;当制造汽车时,先做一个手塑粘土模型,然后把模型的各块曲面分成曲线网进行设计,如此等等。“计算几何”这个术语最初是由Minsky和Papert(1969)作为模型识别的代用词被提出来的,到了A.R.Forrest(1972)才有了正式的定义:“对几何外形信息的计算机表示、分析和综合”。几何外形信息是指那些确定某些几何外形如平面曲线或空间曲面的型值点或特征多角形,船体数学放样中所用的样条曲线在各端点的几阶函数导数