第二章 Bézier曲线
第二章 Bézier曲线
§1.一般介绍 §2.Bézier曲线的定义及性质 §3.de Casteljau算法 §4.Bézier曲线的其它表示形式及导数 §5.组合Bézier曲线和几何连续性 §6.Bézier曲线修形及升阶
§1.一般介绍
Bézier曲线是分别由法国 Citroën 汽车公司的de Casteljau大约于1959年 和法国Renault汽车公司的Bézier大约 于 1962 年独立研制的.由于以Bézier 方法为基础的 UNISURF 系统首先公开 发表,所以现在这一方法冠以Bézier的 名字.
升阶图例2
形状修改图例
de Casteljau算法图例2
de Casteljau算法图例3
de Casteljau算法图例4
§4.Bézier曲线的其它 表示形式及其导数
用边向量表示的Bézier曲线
Bézier曲线的导数
Bézier曲线的差分表示形式
用边向量表示的Bézier曲线(证明)
Bézier曲线的导数1
图例:三次Bézier曲线
Bézier曲线的定义(现在)
Bernstein多项式的性质(1)
1.单位分解性
2.非负性 3.端点性质
Bernstein多项式的性质(2)
4.对称性
5.递推公式 6.导函数 7.最大值
Bernstein多项式的性质(3)
8.升阶公式 9.分割公式 10.积分公式 11.与幂基的转换公式
P
0 1
P
1 1
P
2 0
P
3 0
P
0 2
P
2 1
P
1 0
P
1 2
贝塞尔曲线B样条NURBS样条学习总结
Bezier曲线、B样条曲线和NURBS曲线0.概述1. 贝塞尔曲线(Bezier Curve):贝塞尔曲线由一组控制点和控制点上的权重组成。
贝塞尔曲线的阶数由控制点的数量决定,阶数为n的贝塞尔曲线需要n+1个控制点。
贝塞尔曲线具有局部控制的特性,即曲线上的一段由相邻的几个控制点决定,不受其他控制点的影响。
贝塞尔曲线的计算相对简单,但在变形过程中可能会出现形状扭曲的问题。
2. B样条(B-Spline): B样条曲线是一种基于分段多项式的曲线表示方法。
与贝塞尔曲线不同,B样条曲线的每个控制点都有一个关联的基函数。
这些基函数决定了曲线上每一点的形状。
B样条曲线的阶数可以是任意的,较高阶的B样条曲线能够更灵活地描述复杂的曲线形状。
B样条曲线具有良好的局部控制性和平滑性,可以很好地避免贝塞尔曲线的形状扭曲问题。
3. NURBS曲线(Non-Uniform Rational B-Spline Curve):NURBS曲线是对B样条曲线的扩展,它引入了有理权重的概念。
NURBS曲线的每个控制点都有一个关联的权重,这些权重可以调节曲线上各个点的影响程度。
NURBS曲线能够表示更复杂的曲线形状,如圆弧和椭圆等。
总的来说Bezier曲线中的每个控制点都会影响整个曲线的形状,而B样条中的控制点只会影响整个曲线的一部分,显然B样条提供了更多的灵活性;Bezier和B样条都是多项式参数曲线,不能表示一些基本的曲线,比如圆,所以引入了NURBS,即非均匀有理B样条来解决这个问题;贝塞尔曲线适用于简单的曲线形状设计,B样条曲线具有更好的局部控制和平滑性,适用于复杂曲线的建模而NURBS曲线在B样条的基础上引入了有理权重,可以更准确地描述各种曲线形状Bezier曲线是B样条的一个特例,而B样条又是NURBS的一个特例1.Bezier曲线1.1 贝塞尔曲线的历史:贝塞尔曲线于 1962 年,由法国工程师皮埃尔·贝济埃(PierreBézier)所广泛发表,他运用贝塞尔曲线来为汽车的主体进行设计,贝塞尔曲线最初由保尔·德·卡斯特里奥于1959年运用德卡斯特里奥算法开发,以稳定数值的方法求出贝塞尔曲线。
Bezier曲线
x(t) a3xt 3 a2xt 2 a1xt a0x
y(t) a3yt3 a2yt2 a1yt a0y z(t) a3zt 3 a2zt 2 a1zt a0z
t [0,1]
• 矢量表示
P(t
)
a3t
3
a2t
2
a1t
a0
t [0,1]
• 已知P(0),P(1),P’(0),P’(1)
• n+1个控制点构成由n条边组成 的折线集,称为控制多边形
• 控制多边形起点、终点和曲线 起点、终点重合。
• 控制多边形第一条边和最后一 条边表示曲线起点、终点处切 向量方向。
• 曲线形状趋向于控制多边形形 状。
Bezier曲线插值公式
• 给次定Be空zie间r参n+数1个曲点线的上位各置点矢坐量标P的i(插i=值0,公1式,是…:,n),则n
• 由(n+1)个控制点Pi(i=0, 1, ..., n)定义的n次Bezier曲线Pn0 可被定义为分别由前、后n个控制点定义的两条(n-1)次 Bezier曲线P0n-1与P1n-1的线性组合:
Bezier曲线的递推(de Casteljau)算法(IV)
一次Bezier曲线的生成
二次Bezier曲线的生成
例子:n=3时,用de Casteljeu算法 求3次Bezier曲线上的点
当n=3时,de casteljau 算法递推出的Pki呈直 角三角形,对应结果 如右图所示。从左向 右递推,最右边点P30 即为曲线上的点。
• 这一算法可用简单的几何 作图来实现。给定参数t, 就把定义域分成长度为的 两段。依次对原始控制多 边形每一边执行同样的定 比t:(1-t)分割,所得分点 就是第一级递推生成的中 间顶点。
贝塞尔速度曲线
贝塞尔速度曲线贝塞尔速度曲线(Bézier speed curve)是指在贝塞尔曲线上的点在时间上的速度变化的曲线。
贝塞尔速度曲线常用于计算机图形学中,用以实现平滑的运动和动画效果。
在本文中,我将详细介绍贝塞尔速度曲线的原理、应用和计算方法。
贝塞尔速度曲线的原理基于贝塞尔曲线的数学性质。
贝塞尔曲线是一种由一组控制点所定义的曲线,它可以用于描绘平滑的曲线路径。
贝塞尔曲线由多个贝塞尔曲线段连接而成,每个曲线段由两个端点和两个控制点所确定。
控制点的位置和权重决定了曲线的形状和曲率。
在贝塞尔速度曲线中,每个点的速度通过控制点的位置来控制。
速度的变化可通过改变控制点的位置来实现。
具体来说,通过调整控制点的位置,我们可以改变贝塞尔曲线段的切线方向和长度,进而影响贝塞尔曲线上的点在时间上的速度。
贝塞尔速度曲线的应用非常广泛。
在计算机图形学中,它被广泛用于动画和运动的插值。
通过控制贝塞尔曲线上的点在时间上的速度变化,我们可以实现平滑而自然的动画效果。
例如,在图形编辑软件中,我们可以使用贝塞尔速度曲线来控制物体的移动、旋转和缩放的速度。
在游戏开发中,贝塞尔速度曲线可以用来实现粒子系统、相机运动和角色动作的平滑过渡。
计算贝塞尔速度曲线的方法有很多种。
其中一种常用方法是使用二次贝塞尔曲线来表示速度曲线。
具体来说,对于一个贝塞尔曲线上的点P(t),其速度V(t)可以表示为:V(t) = 2(1-t)(P1 - P0) + 2t(P2 - P1)其中,P0、P1、P2是贝塞尔曲线上的三个控制点,t是时间参数。
在上面的公式中,(P1 - P0)和(P2 - P1)分别表示第一个和第二个控制点之间的向量。
通过对t的取值范围进行调整,我们可以控制速度曲线的变化。
除了二次贝塞尔曲线,还有其他一些方法可以计算贝塞尔速度曲线。
例如,我们可以使用三次贝塞尔曲线来表示速度曲线,这样可以获得更高阶的曲线。
此外,还可以通过改变控制点的权重来实现更加复杂的速度曲线变化。
su 赛贝尔曲线
su 赛贝尔曲线
答:贝塞尔曲线(Bézier curve)是应用于二维图形应用程序的数学曲线。
一般的矢量图形软件通过它来精确画出曲线。
贝兹曲线由线段与组成,节点是可拖动的支点,线段像可伸缩的皮筋,在绘图工具上看到的钢笔工具就是来做这种矢量曲线的。
贝塞尔曲线的声名大噪,离不开1962年就职于雷诺的法国工程师皮埃尔·贝塞尔,他使用这种方法来辅助汽车的车体工业设计,并且广泛宣传,因此大家称为贝塞尔曲线。
贝塞尔曲线的数学理论:既然贝塞尔曲线的本质是通过数学计算公式去绘制平滑的曲线,那就可以通过数学工具进行实际求证以及解释说明。
在平面内选3个不同线的点并且依次用线段连接。
bezier曲线
用平常话来说, 阶贝塞尔曲线之间的插值。
一些关于参数曲线的术语,有
即多项式
又称作 n 阶的伯恩斯坦基底多项式,定义 00 = 1。
点 Pi 称作贝塞尔曲线的控制点。多边形以带有线的贝塞尔点连接而成,起始于 P0 并以 Pn 终止,称作贝塞尔多边形(或控制多边形)。贝塞尔多边形的凸包(convex hull)包含有贝塞尔曲线。
WS_OVERLAPPEDWINDOW,
CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,
CW_USEDEFAULT,CW_USEDEFAULT,
线性贝塞尔曲线
给定点 P0、P1,线性贝塞尔曲线只是一条两点之间的直线。这条线由下式给出:
且其等同于线性插值。
二次方贝塞尔曲线的路径由给定点 P0、P1、P2 的函数 B(t) 追踪:
。
TrueType 字型就运用了以贝塞尔样条组成的二次贝塞尔曲线。
P0、P1、P2、P3 四个点在平面或在三维空间中定义了三次方贝塞尔曲线。曲线起始于 P0 走向 P1,并从 P2 的方向来到 P3。一般不会经过 P1 或 P2;这两个点只是在那里提供方向资讯。 P0 和 P1 之间的间距,决定了曲线在转而趋进 P3 之前,走向 P2 方向的“长度有多长”。
DeleteObject(SelectObject(hdc,hpen));
PolyBezier(hdc,pt,NUM);
for(k=0; k<50000000;k++);
}
for(i=0; i<100;i++)
,
可以证明,n次Bezier矩阵还可以表示为递推的形式:
(6-3-4)
bezier bezier曲线、b-样条生成原理
贝塞尔曲线(Bezier Curve)和B样条(B-Spline)是计算机图形学中常用的两种曲线生成方法,它们在图形设计、动画制作、CAD软件等领域被广泛应用。
本文将从贝塞尔曲线和B样条的生成原理入手,深入探讨它们的内在机制和应用。
一、贝塞尔曲线的生成原理贝塞尔曲线是一种由法国工程师皮埃尔·贝塞尔(Pierre Bézier)于1962年在汽车工业中首次引入的曲线生成方法。
其生成原理基于一组控制点来描述曲线的形状,这组控制点通过线性插值的方式来确定曲线的路径。
贝塞尔曲线的生成过程可以简要描述如下:1. 定义控制点:从给定的控制点集合中选择若干个点作为曲线的控制点。
2. 插值计算:根据控制点的位置和权重,通过插值计算得到曲线上的点。
3. 曲线绘制:利用插值计算得到的曲线上的点,进行绘制来呈现出贝塞尔曲线的形状。
在具体应用中,贝塞尔曲线的生成可以通过线性插值、二次插值和三次插值等不同插值方式来实现,其中三次插值的贝塞尔曲线应用最为广泛,其生成原理更为复杂,但也更为灵活。
二、B样条的生成原理B样条(B-Spline)是另一种常用的曲线生成方法,在实际应用中具有一定的优势。
B样条的生成原理与贝塞尔曲线不同,它是基于多项式函数的分段插值来描述曲线的形状。
B样条的生成过程可以简要描述如下:1. 定义控制点和节点向量:B样条需要定义一组控制点和一组节点向量(Knot Vector)来描述曲线的形状。
2. 基函数计算:根据节点向量和控制点,计算出关联的基函数(Basis Function)。
3. 曲线计算:利用基函数和控制点的权重,通过计算得到曲线上的点。
相比于贝塞尔曲线,B样条更为灵活,可以更精细地描述曲线的形状,并且能够进行局部编辑,使得曲线的变形更加方便。
三、应用比较与总结贝塞尔曲线和B样条是两种常用的曲线生成方法,它们各自具有一些优势和劣势,在实际应用中需要根据具体情况做出选择。
1. 灵活性比较:B样条相对于贝塞尔曲线更加灵活,能够更精细地描述曲线的形状,并且能够进行局部编辑,使得曲线的变形更加方便。
第2章贝齐尔曲线和B
n(p1 - p 0 )
n! 因:Bk ,n (t ) t k (1- t)n -k k!(n - k)! (n - 1)! 0 当k 1时 Bk -1,n-1 (t ) 0 (1- 0)n -0 1 0!(n - 1)! (n - 1)! k Bk ,n-1 (t ) 0 (1- 0)n -1-k 0 k!(n - 1 - k)!
k 0 n
n! n 1 (1- 1)0 p n p n n!0! 可以看出曲线通过控制 多边形的起点和终点。
我们通过对基函数求导 来分析一下曲线在 两端点处的切矢情况 n! B (t ) [kt k 1 (1 t ) n k (n k )t k (1 t ) n k 1 ] k!(n k )! n(n 1)! [kt k 1 (1 t ) n k (n k )t k (1 t ) n k 1 ] k (k 1)!(n k )! (n 1)! n[ t k 1 (1 t ) n k (k 1)!(n k )! (n 1)! (n k )t k (1 t ) n k 1 ] k!(n k 1)! n[ Bk 1,n 1 (t ) Bk ,n 1 (t )] (k 1,2,...n- 1)
(k 1,2,...n- 1)
B'n (p0 , p1 ,...,p n , t ) p k B'k, n (t)
k 0 ' ' ' p 0 B0 ( t ) p B (t) p B k k,n ,n n n , n (t ) k 1 n -1
n
n[-(1 t ) n 1 p 0 p k ( Bk 1,n 1 (t ) Bk ,n 1 (t )) p n t n 1 ]
有理Bézier曲线的自交点
有理Bézier曲线的自交点I. 引言- 简述Bézier曲线概念、应用与意义- 介绍本文研究的问题II. Bézier曲线的性质- 描述Bézier曲线的数学性质- 分析Bézier曲线的运动学性质- 说明Bézier曲线的几何性质III. 自交点的定义和分类- 解释自交点的概念- 研究自交点的分类IV. Bézier曲线的自交现象- 证明Bézier曲线可能出现自交现象- 分析自交现象的原因- 比较不同控制点位置对自交现象的影响V. 自交点的判定和避免- 引入自交点的判定方法- 提出避免自交点的算法- 通过实验验证自交点避免算法的效果VI. 结论- 总结自交点的研究意义和现实意义- 创新地提出进一步的研究方向- 结论注:此提纲可供参考和修改。
实际论文写作时,应具体考虑研究对象和目的制定符合本文需要的章节安排。
I. 引言Bézier曲线是计算机图形学中常用的曲线,其具有简单、高效的优点,被广泛应用于各种图像生成和处理的场景中。
Bézier曲线能够通过给定的控制点和权重,生成具有柔性、平滑和优美的曲线。
它被广泛使用于汽车设计、空气动力学、建筑设计、动画制作等领域。
然而,随着Bézier曲线的应用越来越广泛,因其特殊的曲线形状,Bézier曲线自身存在一些问题,其中之一就是自交。
自交是指曲线自身相交的现象,其会对曲线的视觉效果产生很大影响。
如图1所示的一个自交的示例,虽然曲线仍然具有平滑的特点,但通过视觉效果可以明显感受到其不和谐。
[图1 自交曲线的示例]因此,本文将重点研究Bézier曲线的自交点问题。
本文将逐步讲解Bézier曲线的性质、自交点的定义和分类、自交点的形成原因、自交点的判定和避免等方面。
同时,本文将通过实验验证自交点避免算法的效果,并提出未来研究的方向,为Bézier曲线在实际应用中提供更好的使用体验。
Bézier曲线
t 从0变到1
P01 (1 t )P0 tP1 P11 (1 t )P1 tP2 P02 (1 t )P01 tP11
(1) (2) (3)
抛物线三切线定理
这表明:这二次Bezier曲线P02可以定义为分别由前
在此输入文本内两容个,在顶此点输(文P0本,P内1容)和,后两个顶点(P1,P2)决定的一次
(6)导函数 B'i,n t n Bi1,n1 t Bi,n1 t i 0,1,..., n
(7)最大值
Bin
(t)在t
i n
处达到最大值
(8)升阶公式
(1 t)Bi,n(t) (1 i )Bi, n 1(t) n 1
tBi, n(t) i 1 Bi 1, n 1(t) n 1
如图所示,设P0、P02、P2 是一条抛物线上顺序 三个不同的点。过P0和P2点的两切线交于P1点,在 点成P立02:的切线pp交001ppP0110P1和pp111Ppp1212P1于ppP00120pp101和12 P11 ,则如下比例
这是所谓抛物线的三切线定理 。
图抛物线三切线定理
Bezier曲线的递推(de Casteljau)算法
Cni ti (1 t)ni
(n
n! ti i)!i!
(1 t)ni , (i
0,1,...,
n)
Bernstein基函数的性质
(1)正性
Bi,n (t) 0 (t (0,1), i 1,2, , n 1)
(2)端点性质
Bi,n(0) =
1, i = 0 0, i ≠ 0
Bi,n(0) =
贝塞尔曲线(Bezier曲线)
贝塞尔曲线(Bezier曲线)贝塞尔曲线(Bézier curve),⼜称贝兹曲线或贝济埃曲线,是应⽤于⼆维图形应⽤程序的数学曲线。
⼀般的⽮量图形软件通过它来精确画出曲线,贝兹曲线由线段与节点组成,节点是可拖动的⽀点,线段像可伸缩的⽪筋,我们在绘图⼯具上看到的钢笔⼯具就是来做这种⽮量曲线的。
贝塞尔曲线是计算机图形学中相当重要的参数曲线。
贝塞尔曲线上的所有控制点、节点均可编辑。
贝塞尔曲线就是这样的⼀条曲线,它是依据四个位置任意的点坐标绘制出的⼀条光滑曲线。
在历史上,研究贝塞尔曲线的⼈最初是按照已知曲线参数⽅程来确定四个点的思路设计出这种⽮量曲线绘制法。
贝塞尔曲线的有趣之处更在于它的“⽪筋效应”,也就是说,随着点有规律地移动,曲线将产⽣⽪筋伸引⼀样的变换,带来视觉上的冲击。
它的主要意义在于⽆论是直线或曲线都能在数学上予以描述。
线性公式给定点P0、P1,线性贝兹曲线只是⼀条两点之间的直线。
这条线由下式给出:且其等同于线性插值。
⼆次⽅公式⼆次⽅贝兹曲线的路径由给定点P0、P1、P2的函数B(t)追踪:TrueType字型就运⽤了以贝兹样条组成的⼆次贝兹曲线。
三次⽅公式P0、P1、P2、P3四个点在平⾯或在三维空间中定义了三次⽅贝兹曲线。
曲线起始于P0⾛向P1,并从P2的⽅向来到P3。
⼀般不会经过P1或P2;这两个点只是在那⾥提供⽅向资讯。
P0和P1之间的间距,决定了曲线在转⽽趋进P3之前,⾛向P2⽅向的“长度有多长”。
曲线的参数形式为:现代的成象系统,如PostScript、Asymptote和Metafont,运⽤了以贝兹样条组成的三次贝兹曲线,⽤来描绘曲线轮廓。
简述bezier曲线的性质
简述bezier曲线的性质
B样条方法是在保留Bezier方法的优点,同时克服其由于整体表示带来不具有局部性质的缺点,及解决在描述复杂形状时带来的连接问题下提出来的.
常用的cad设计中之所以选用3次B样条而不用更高次是因为次数越高,控制点影响的曲线段数就越多,不利于局部控制;而三次Bezier曲线意味着必须有4个控制顶点.
他们的区别主要有以下4点:
1、Bezier曲线的基函数次数等于控制顶点数减1.B样条曲线基函数次数与控制顶点数无关;
2、Bezier曲线的基函数是Beinstein基函数,它是个多项式函数.B样条曲线的基函数是多项式样条.
3、Bezier曲线是一种特殊表示形式的参数多项式曲线.B样条曲线则是一种特殊表示形式的参数样条曲线.
4、Bezier曲线缺乏局部性质,即修改任意一个控制顶点都会对曲线整体产生影响.B样条曲线具有性质,即修改一个控制顶点只会对几段曲线产生影响.。
第2章贝齐尔曲线和B
f(
k n
)(
n k
)t(k 1-t)n-k
n
f(
k=0
k n
)Bk,n
(t)
(0 t 1)
为f(t)的n次Bernstein多项式
其中
Bk ,n (t )
n k
t k (1 t ) nk
称为n次Bernstein多项式的基函数,贝齐 尔曲线是以Bernstein多项式的基函数构造 而成的。
(n
1 1)!
n k 0
(1)k
(
n k
)(
x
n 2
k
)
n1
当n 1时
M 1 ( x)
11 (11)! k0
(1)k (1k
)(x
1 2
k
)11
(x
1 2
)0
-
(x
-
1 2
)0
当x 1 时 2
M1(x)
(x
1 2
)0
- (x
-
1 2
)0
11
0
当x 1 时 2
M1(x)
(x
1 2
)0
- (x
-
1 2
)0
1 0
1
当 1 x 1时
2
2
M1(x)
(x
1 2
)
0
- (x
-
1 2
)0
1
0
1
当x 1 时 2
M1(x)
(x
1 2
)
0
- (x
-
1 2
)0
00
0
所以
M
1
(
x)
2条有理三次Bézier曲线的部分重合条件
2条有理三次Bézier曲线的部分重合条件提纲:第一章:绪论介绍Bézier曲线的基本概念及其应用,以及本文将要讨论的问题——如何判断两条有理三次Bézier曲线的部分是否重合。
第二章:有理三次Bézier曲线的表示方式介绍有理三次Bézier曲线的数学表达式和几何表达式,并分析其性质和特点。
第三章:判断两条有理三次Bézier曲线的部分是否重合的方法介绍几种判断两条有理三次Bézier曲线的部分是否重合的方法,包括几何方法和代数方法,并分析它们的优缺点。
第四章:两条有理三次Bézier曲线的部分重合条件的推导以代数方法为例,推导出两条有理三次Bézier曲线的部分重合条件,并给出其具体的计算公式。
第五章:实验验证与结论通过实验验证上一章节推导出的两条有理三次Bézier曲线的部分重合条件,并结合实际应用场景,得出结论和建议。
结论:本文提出了几种判断两条有理三次Bézier曲线的部分是否重合的方法,并以代数方法为例,推导出了两条有理三次Bézier曲线的部分重合条件及其计算公式。
这些方法和条件对于计算机图形学、CAD、动画制作等领域具有重要的理论和实际意义。
第一章:绪论在计算机图形学、CAD、动画制作等领域中,Bézier曲线是一种非常重要的数学工具,它可以用来描述二维或三维的几何形状,而且在绘制平滑曲线等领域应用广泛。
其中,有理三次Bézier曲线是最常见的一种曲线,因为它可以用一条线段连接多个控制点,从而方便地描绘复杂形状。
然而,在实际应用中,有时需要判断两条有理三次Bézier曲线的部分是否重合,以便进行合并、分割、编辑等操作,这就需要针对有理三次Bézier曲线设计合理的判断方法和条件。
因此,本文将讨论如何判断两条有理三次Bézier曲线的部分是否重合,为后续应用提供基础理论支持。
有理二次Bézier曲线的极限性质
有理二次Bézier曲线的极限性质1. 简介- 介绍Bézier曲线的基本概念和特性。
- 引出有理Bézier曲线的概念,并介绍其表示方法和性质。
2. 极限性质的定义和推导- 定义有理Bézier曲线的极限性质。
- 推导出有理Bézier曲线的极限点和渐进方向的表达式。
3. 极限性质的应用- 探讨有理Bézier曲线的极限点和渐进方向对曲线形状的影响。
- 运用极限性质推导出有理Bézier曲线的渐进几何形状。
4. 极限性质的局限- 分析有理Bézier曲线极限性质的局限性。
- 介绍常见缺陷问题,并提供解决方法。
5. 结论- 总结有理Bézier曲线的极限性质和应用。
- 展望有理Bézier曲线的未来发展,提出建议。
1. 简介Bézier曲线是计算机图形学中的一种基本曲线结构,具有广泛的应用。
最初是由法国数学家Pierre Bézier于20世纪50年代末提出的,用于汽车设计领域的车身曲面建模。
随着计算机技术的不断发展,Bézier曲线被广泛应用于三维建模、计算机动画、游戏开发等领域。
Bézier曲线的特点是可以通过一系列控制点来描述曲线的形状,而控制点的位置和数量对曲线形状有重要影响。
Bézier曲线的插值形式由一组参数控制,这些参数称为Bézier曲线的权值。
而有理Bézier曲线则在此基础上增加了称为权重的另一个因素,使得曲线可以更加灵活地描述复杂的形状。
有理Bézier曲线由于可以描述更加复杂的曲线形状,具有更加广泛的应用。
但是,它也具有一些特殊的特性和限制。
本论文将深入探讨有理Bézier曲线的极限性质,评估其适用范围,并提出一些应对措施。
在下一章节中,我们将详细介绍有理Bézier曲线的基本概念和表示方法,以加深对该曲线的理解。
quadto 贝塞尔曲线
quadto 贝塞尔曲线
贝塞尔曲线(Bézier curve),又称贝兹曲线或贝济埃曲线,是应用于二维图形应用程序的数学曲线。
贝塞尔曲线由线段与节点组成,节点是可拖动的支点,线段像可伸缩的皮筋,一般的矢量图形软件通过它来精确画出曲线。
其中,quadTo()是二阶贝塞尔曲线的一种实现方式,它通常用于计算机图形学和动画中,以创建平滑的曲线和弯曲的路径。
quadTo()方法需要指定一个控制点和一个结束点,以生成从当前位置到结束点的贝塞尔曲线。
具体来说,quadTo(x1,y1,x2,y2)中的(x1,y1)是控制点的坐标,(x2,y2)是结束点的坐标。
这个方法会根据当前位置、控制点和结束点计算出一条二阶贝塞尔曲线,并将其添加到图形路径中。
二阶贝塞尔曲线的形状由起始点、控制点和结束点共同决定。
起始点是曲线开始的位置,控制点用于控制曲线的弯曲程度和方向,结束点是曲线结束的位置。
通过调整这些点的位置,可以创建出各种不同形状的曲线。
在图形界面中,使用quadTo()方法可以创建出更加平滑和自然的路径,使图形看起来更加美观和真实。
同时,它也可以用于生成动画效果,例如在动画中创建物体的运动轨迹等。
总的来说,quadTo()方法是实现二阶贝塞尔曲线的一种常用方式,它在计算机图形学和动画中具有重要的应用价值。
圆域有理Bézier曲线
圆域有理Bézier曲线研究圆域有理Bézier曲线是计算机图形学领域中的重要问题之一。
本文提出一个圆域有理Bézier曲线的解析性构建方法,该方法能够在保证曲线平滑的情况下得到具有更高度可控性的圆域有理Bézier曲线。
本文主要分为五个章节。
第一章:绪论简要介绍圆域有理Bézier曲线的背景和研究意义,阐述本文的研究目的和意义。
第二章:圆域有理Bézier曲线的数学模型详细阐述圆域有理Bézier曲线的数学模型,并通过具体实例进行示范和分析。
同时,介绍了圆域有理Bézier曲线的性质和特点,为后续章节的研究做铺垫。
第三章:圆域有理Bézier曲线的构建方法提出一种解析性构建方法,通过对圆域有理Bézier曲线的控制多项式进行变换,得到更具可控性的曲线。
详细阐述该方法的理论依据和计算流程,并通过实例说明其优越性。
第四章:圆域有理Bézier曲线的应用将本文所提出的构建方法应用于实际问题中,具体实现和展示圆域有理Bézier曲线在图形处理中的应用效果。
同时,分析和比较不同构建方法的优缺点,为进一步研究提供参考。
第五章:总结与展望总结本文的研究工作,概括其创新性和实用性。
同时,提出未来圆域有理Bézier曲线研究的方向和重点,为相关研究提供参考和借鉴。
第一章:绪论计算机图形学中,曲线的表示对于生成和编辑图形都是至关重要的。
Bézier曲线作为最早应用的一种曲线表示方法,已经成为标准的二维图形的表示方法之一。
在Bézier曲线的基础上,有理控制点的引入更进一步扩展了其应用范围,形成了有理Bézier曲线。
有理Bézier曲线不仅能够表示圆弧、椭圆等常规曲线,还能表示NURBS曲线、三次样条曲线等,因此在各种图形软件中广泛应用。
然而,由于Bézier曲线和有理Bézier曲线都是定义在欧几里得空间中的,因此无法准确地表示和刻画圆和圆弧。
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二次B zier曲线拼接图例2 zier曲线拼接图例 二次Bézier曲线拼接图例2
二次B zier zier曲线等分作图 二次Bézier曲线等分作图
三次Bernstein基函数 三次Bernstein基函数 Bernstein
四次Bernstein基函数 四次Bernstein基函数 Bernstein
zier曲线修形及升阶 §6.Bézier曲线修形及升阶 6.B zier
Bézier 曲线的形状修改
Bézier 曲线的升阶 zier
有理B zier zier曲线 有理Bézier曲线
升阶图例1 升阶图例1
升阶图例2 升阶图例2
形状修改图例
zier曲线的导数 Bézier曲线的导数1 zier曲线的导数1
zier曲线的导数 Bézier曲线的导数2 zier曲线的导数2
zier曲线的差分表示形式 Bézier曲线的差分表示形式 zier
边向量表示形式的证明1
边向量表示形式的证明2
边向量表示形式的证明3 边向量表示形式的证明3
空间三次Bézier曲线图例 曲线图例 空间三次
平面三次Bézier曲线图例 曲线图例 平面三次
§3.de Casteljau算法 3.de Casteljau算法
Casteljau算法图例 算法图例1 de Casteljau算法图例1
Casteljau算法图例 算法图例2 de Casteljau算法图例2
zier曲线 第二章 Bézier曲线 zier
§1.一般介绍 §2.Bézier曲线的定义及性质 §3.de Casteljau算法 §4.Bézier曲线的其它表示形式及导数 §5.组合Bézier曲线和几何连续性 §6.Bézier曲线修形及升阶
§1.一般介绍
Bézier曲线是分别由法国 Citroën zier曲线是分别由法国 Citroë 汽车公司的de Casteljau大约于1959年 汽车公司的de Casteljau大约于1959年 和法国Renault汽车公司的B zier大约 和法国Renault汽车公司的Bézier大约 于 1962 年独立研制的.由于以Bézier 年独立研制的.由于以B 方法为基础的 UNISURF 系统首先公开 发表,所以现在这一方法冠以B zier的 发表,所以现在这一方法冠以Bézier的 名字. 名字.
三次B zier zier曲线 三次Bézier曲线
三次B zier曲线等分作图 zier曲线 三次Bézier曲线等分作图 三次Bézier曲线插值 三次Bézier曲线插值 三次Bézier曲线的几何特征 曲线的几何特征 三次
二次B zier zier曲线等分作图 二次Bézier曲线等分作图
三次B zier曲线等分作图 zier曲线 三次Bézier曲线等分作图
三次Bézier 三次Bézier 曲线插值
三次Bézier曲线的几何特征1 曲线的几何特征1 三次 曲线的几何特征
三次Bézier曲线的几何特征2 曲线的几何特征2 三次 曲线的几何特征
三次Bézier曲线的几何特征3 曲线的几何特征3 三次 曲线的几何特征
Bernstein多项式的性质(3)
8.升阶公式 9.分割公式 10.积分公式 11.与幂基的转换公式
递推公式
zier曲线的性质 Bézier曲线的性质 zier
端点性质 对称性 凸包性 几何不变性
二次B zier zier曲线 二次Bézier曲线
等分作图 包络形成的二次 zier曲线 二次B 包络形成的二次Bézier曲线 二次B zier曲线的拼接 二次Bézier曲线的拼接 二次B zier曲线插值 二次Bézier曲线插值
三次Bézier曲线的几何特征4 曲线的几何特征4 三次 曲线的几何特征
三次B zier zier曲线等分作图 三次Bézier曲线等分作图
P 10 P P1 0
2 0 1 P1 3 P0 0 P2
P 12
P1 2
0 P0
0 P3
三次Bézier曲线插值图例1
三次Bézier曲线插值图例2
三次B zier曲线插值图例3 zier曲线插值图例 三次Bézier曲线插值图例3
Bézier所给出的定义
图例:三次Bézier曲线 B zier曲线
zier曲线的定义 Bézier曲线的定义(现在) zier曲线的定义(现在)
Bernstein多项式的性质(1)
1.单位分解性
2.非负性 3.端点性质
Bernstein多项式的性质(2)
4.对称性
5.递推公式 6.导函数 7.最大值
二次B zier曲线插值图例3 zier曲线插值图例 二次Bézier曲线插值图例3
二次B zier曲线插值图例4 zier曲线插值图例 二次Bézier曲线插值图例4
二次B zier曲线拼接图例1 zier曲线拼接图例 二次Bézier曲线拼接图例1
P2
Q1 P4
Q2 P1 P3
Q3
P5
P0
Casteljau算法图例 算法图例3 de Casteljau算法图例3
Casteljau算法图例 算法图例4 de Casteljau算法图例4
§4.Bézier曲线的其它 表示形式及其导数
用边向量表示的Bézier曲线 Bézier曲线的导数 Bézier曲线的差分表示形式
用边向量表示的Bézier曲线(证明)
Bé-1999,11,25)法国 zier(1910,9,1-1999,11,25)法国 Renault汽车公司的工程师. Renault汽车公司的工程师.
§2.Bézier曲线的定义及性质
Bézier曲线的定义 zier曲线的定义 Bernstein多项式的性质 Bernstein多项式的性质 Bézier曲线的性质 zier曲线的性质 二次B zier曲线 二次Bézier曲线 三次B zier曲线 三次Bézier曲线
连接点处的参数连续性(1) 连接点处的参数连续性(1)
连接点处的参数连续性(2) 连接点处的参数连续性(2)
连接点处参数连续性图例
zier曲线的几何连续性 Bézier曲线的几何连续性 zier
组合Bézier 组合Bézier 曲线图例
zier曲线几何连续性图例 Bézier曲线几何连续性图例 zier
递推公式的证明
求导运算
升阶公式的证明一
升阶公式的证明二
分割公式的证明
积分公式的证明
基转化公式的证明
zier曲线递推公式的证明 Bézier曲线递推公式的证明 zier
Bézier曲线递推公式图例1
Bézier曲线递推公式图例2
凸包性
凸包的定义
几何不变性例1 几何不变性例1
几何不变性例2
包络形成的二次 二次Bézier曲线 包络形成的二次Bézier曲线
二次Bézier曲线的拼接 二次Bézier曲线的拼接
二次Bézier曲线插值 二次Bézier曲线插值
二次B zier曲线插值图例1 zier曲线插值图例 二次Bézier曲线插值图例1
二次B zier曲线插值图例2 zier曲线插值图例 二次Bézier曲线插值图例2
注:这里 ff,in, (t( t 又称为Bézier函数 i n ) )
zier函数的性质 Bézier函数的性质 zier
性质1 性质 性质2 性质
性质3 性质
§5.组合Bézier曲线和几何连续性 5.组合B zier 组合 zier曲线和几何连续性
组合Bézier 组合Bézier 曲线