一类带形状参数的拟有理Bézier曲线曲面的研究

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在计算机辅助几何设计中,参数曲线曲面造型方法被广泛的运用于几何造型工业中,其中带形状参数的Bézier(贝齐尔)曲线的扩展是广大学者们研究的热点问题之一。随着曲线几何造型中需求的日益增长,原有的Bézier方法、有理Bézier方法、B样条方法、NURBS方法等越来越难以满足这些需求,特别是在曲线的灵活性、逼近性和形状可调性等方面提出了更高层次的要求。本文通过在基函数中引入一个或多个形状参数,对已有的方法进行了扩展,这样一来通过改变参数的值不仅可以改变曲线的位置或形状,而且还可以对曲线的灵活性、逼近性和形状可调性进行有效地调控。另外,本文在前人研究的基础上,对一类拟有理Bzier曲线即BBC(Bernstein-Bézier Class)曲线理论进行了进一步的完善,运用张量积的方法将曲线的构造方法推广到曲面上,并简单分析了BBC曲面的拼接原理。本文一共包含五章内容:  第一章中介绍了本文的选题背景、研究意义、国内外研究现状、主要的研究内容、拟重点解决的问题和技术路线。  第二章中首先给出了BBC基函数的定义,并证明了该基函数的性质;然后基于BBC基函数定义了BBC曲线和附加权因子的BBC曲线,并对BBC曲线的性质进行了相应的分析。不难发现,该类曲线以一般Bézier曲线为特例,它不仅是Bézier曲线的推广形式,而且还弥补了Bézier曲线重新参数化方法的不足,但是该类曲线不具有对称性。  第三章中通过不但增加形状参数,利用德卡斯特里奥(de Casteljau)递推算法,构造出了带一个、两个或多个形状参数的BBC曲线,并对这些曲线的性质进行了相应的分析和证明。此外,还简单讨论了该类BBC扩展曲线的拼接,并给出了一些简单的应用。研究发现,形状参数的引入,使得BBC曲线的形状不仅能作整体调整,而且还可以作局部调整。  第四章中运用张量积方法,将曲线推广到曲面,给出了矩形域上BBC曲面、附加权因子的BBC曲面和带形状参数的BBC曲面的定义,介绍了它们的一些性质,并通过图形展示了形状参数对曲面的调节作用。最后,以双三次BBC曲面为例说明了BBC曲面拼接的原理。  第五章中对全文进行了总结,并指出该类带形状参数的拟有理Bézier曲线存在的一些问题以及以后的研究方向。
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