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曲线曲面的表示和构造是CAGD的主要研究任务之一,B样条曲线几乎继承了Bézier曲线的所有优点和几何特性,且具有局部可调以及连续阶可调等Bézier曲线没有的特征,是表示和设计曲线曲面的重要工具。但要调整B样条曲线的形状,传统的方法只有通过调整控制顶点的位置来达到这一目的。为了能在不改变控制顶点的情况下更加灵活地调整控制曲线的形状,人们开始研究带形状参数的B样条曲线。以往文献中带形状参数的B样条曲线的节点向量仅限于均匀节点向量的情况,且节点重数只能是一重。本文基于B样条曲线升阶的思想,采用对节点逐一加重的方法,将带形状参数的B样条曲线推广到了非均匀的情况,且不需限制节点的重数。引入的形状参数的个数随着控制顶点和曲线次数的增加而增多,具有很强的造型能力。
本文的主要贡献可以概括为以下三点:
1.本文定义了多形状参数非均匀B样条(non-uniform B-spline with multiple shape parameters)基函数,简称NUBMP基函数,在基函数中引入调整曲线形状的形状参数,以往带形状参数的B样条曲线的文章多讨论的是带形状参数的均匀B样条曲线,且只考虑单节点的情况,本文研究的NUBMP曲线,不仅推广到了非均匀的情形,且对于重节点的情况也仍然适用。该曲线继承了B样条曲线的性质,随着控制顶点个数和曲线次数的增加,形状参数的个数也随之增多,通过改变形状参数的取值可以得到更多更灵活丰富的曲线.
2.证明了NUBMP基函数及其曲线的性质,着重证明了NUBMP基函数的全正性,用全正基函数构造的曲线具有变差缩减性,拥有良好的保形性。
3.通过编程,用NUBMP基函数构造出了不同阶的NUBMP曲线,用实例验证了NUBMP曲线在曲线造型上的优势。