曲面造型及其应用前景
3Dmax中建模技巧之曲面造型设计
3Dmax中建模技巧之曲面造型设计简介:3Dmax是一款专业的三维建模软件,广泛应用于游戏、电影、广告等领域。
在3Dmax中,曲面造型设计是一种重要的技巧,可以用来创建各种有机物体和复杂的形状。
本文将介绍曲面造型设计的基本概念和常用工具,以及详细的步骤和技巧。
一、曲面造型的基本概念1. 曲面造型是一种基于数学原理的建模方法,通过调整曲线和曲面的形状,来创建各种有机形状。
2. 曲面由多条曲线组成,通过调整曲线的控制点位置和曲线的属性,可以改变曲面的形状。
3. 曲面造型一般分为两种类型:封闭曲面和开放曲面。
封闭曲面可以受到光照和纹理等效果的影响,而开放曲面则只能在一侧显示光照。
二、曲面造型的常用工具1. 曲线工具:通过创建和调整曲线的形状,来构建曲面。
2. 曲面工具:通过选择曲线并应用曲面工具,将曲线转换为曲面。
3. 修整工具:用于调整曲线和曲面的形状,使其更精确符合设计要求。
4. 插值工具:通过在已有的曲面上选择点,然后进行插值操作,来创建新的曲面。
三、曲面造型的步骤1. 确定设计目标:在开始曲面造型之前,首先需要明确设计的目标和需求,包括物体的形状、比例和细节等。
2. 创建基础几何体:可以使用3Dmax中的基础几何体工具,如球体、立方体或圆柱体等,作为曲面的基础。
3. 调整基础几何体:通过调整基础几何体的大小、旋转和位置,使其与设计目标相符合。
4. 使用曲线工具:选择曲线工具,创建出符合设计要求的曲线。
可以通过调整曲线的控制点和属性,来改变曲线的形状。
5. 应用曲面工具:选择曲线,然后应用曲面工具,将曲线转换为曲面。
可以根据实际需要选择不同的曲面工具,如Loft、Extrude和Revolve等。
6. 修整和调整曲面:使用修整工具,对曲面进行调整和修整,使其更精确符合设计要求。
可以通过调整控制点的位置、添加或删除控制点等方式,对曲面进行精细的调整。
7. 创建细节:通过插值工具,在已有的曲面上选择点,然后进行插值操作,来创建新的曲面细节。
隐函数曲面在车身造型中的应用
隐函数曲面在车身造型中的应用
隐函数曲面在车身造型中的应用是非常广泛的。
隐函数曲面是指由一个或多个变量的参数方程定义的曲面,它们不能用显式的函数来表达,但可以用隐函数定理来表述。
在车身造型中,隐函数曲面可以帮助设计师精确地描述车身的曲线、边缘和断面等重要部分,以便在制造过程中得到最佳的结果。
设计师可以使用几何模型和CAD技术将隐函数曲面应用于车身造型。
这些技术使设计师可以进行精确的建模和分析,以便快速而准确地开发出新的车型。
隐函数曲面可以被用来表达车身曲面、车门、引擎盖等重要部分的形状。
这些曲面可以被用来指导金属板材的加工和切割,以便制造出最佳的车身形状。
在车身造型中,隐函数曲面也可以帮助设计师进行结构分析和优化。
例如,在车身的结构设计中,设计师可以使用隐函数曲面来表示弯曲和拉伸的应变,并通过分析曲面的形状和曲率来确定强度和刚度等重要参数。
这种分析可以帮助设计师优化车身的结构,并在制造过程中保障车辆的性能和安全性。
隐函数曲面的应用不仅可以大大提高车身的设计和制造效率,还可以改善车辆的性能和外观。
例如,隐函数曲面可以帮助设计师在车身的外观上创造出流畅的曲线和完美的线条,以提高车辆的视觉吸引力。
这种曲面还可以用来优化车身的空气动力学性能,以降低车辆的风阻和提高燃油效率。
在未来,隐函数曲面和其他CAD技术的应用将在车身设计和制造中发挥越来越大的作用。
随着模拟技术的不断发展和自动化加工的普及,车身设计和制造的效率将得到进一步的提高,并且新的车型将会更加美观、高效和安全。
应用曲面原理的例子有哪些
应用曲面原理的例子有哪些1. 曲面的建模和设计•在计算机图形学中,曲面原理被广泛应用于曲面的建模和设计。
曲面模型可以描述各种复杂的形状,如汽车车身、船体、人体等。
通过使用曲面原理,可以更容易地创建平滑的曲线和曲面,并对其进行编辑和调整。
•曲面建模工具,如Rhino、SolidWorks等,使用曲面原理来生成和编辑三维模型。
这些工具允许用户使用曲面控制点和曲线来创建、修改和调整曲面模型。
2. 三维动画和特效•曲面原理在三维动画和特效领域也得到广泛应用。
通过将曲面原理应用于三维模型的表面,可以实现更加逼真和流畅的动画效果。
例如,使用曲面细分技术可以将简单的模型转换成具有更高细节级别的曲面。
•曲面原理也可以应用于特效制作中,如火焰、水波纹、布料等。
通过对曲面的形变和变形进行控制,可以模拟出各种真实世界中的物理效果,并用于电影、游戏等媒体中。
3. CAD/CAM系统•CAD(计算机辅助设计)和CAM(计算机辅助制造)系统是应用曲面原理的另一个重要领域。
这些系统用于设计和制造各种产品,如机械零部件、汽车零件、航天器等。
•在CAD系统中,曲面原理被用于创建和编辑产品的三维模型。
工程师可以使用曲线和曲面来描述产品的形状,并进行设计分析和优化。
•在CAM系统中,曲面原理被用于生成产品的加工路径。
通过对曲面进行分析和切割,可以生成适合于机床加工的刀具路径。
4. 数字雕刻和虚拟雕塑•曲面原理也在数字雕刻和虚拟雕塑领域得到广泛应用。
这些技术可以模拟出传统雕塑的效果,并利用计算机来进行创作和设计。
•数字雕刻工具使用曲面原理来模拟雕刻刀具对物体表面的切削和雕刻效果。
通过对曲面进行精细调整,可以创建出具有细致纹理和形态的数字雕塑作品。
•虚拟雕塑工具使用曲面原理来模拟手指或工具在虚拟空间中对虚拟物体进行雕塑的过程。
通过对曲面的控制和调整,可以实现对虚拟物体的精准雕塑和塑造。
5. 医学和生物学模拟•曲面原理也被应用于医学和生物学领域的模拟和仿真。
几何常见曲面以及用途
几何常见曲面以及用途几何中的曲面是指由曲线移动而产生的曲面。
几何常见的曲面有球面、圆锥曲面、圆柱曲面、双曲面、抛物面、椭球面、超曲面等。
每种曲面都有其独特的几何特性和应用领域。
首先,球面是最常见的曲面之一。
球面是以一个点为中心,到该点的距离相等的所有点组成的曲面。
球面在几何学中是最重要和最基本的曲面之一。
在现实生活中,球面具有广泛的应用,比如地球就是一个近似球面,球体在地理学中被用来描述地球的形状和表面特征。
此外,球面也广泛应用于建筑设计、光学、计算机图形学等领域。
第二,圆锥曲面是由一条直线沿着固定点不断旋转所生成的曲面。
具体来说,圆锥曲面是由一条生成线和一个顶点组成的,例如圆锥体的表面就是一个圆锥曲面。
在现实中,圆锥曲面广泛应用于建筑设计、航空航天工程等领域。
比如,高速公路的交叉口通常会设计成圆锥形状,以实现车辆的平稳转弯。
第三,圆柱曲面是由一条直线沿着与其垂直的固定直线不断平移所生成的曲面。
圆柱曲面可分为无限高圆柱曲面和有限高圆柱曲面两种。
无限高圆柱曲面在几何学中是最基本的曲面之一,有许多重要的应用。
在现实中,圆柱曲面广泛应用于建筑设计、工程制图等领域。
比如,很多建筑物的柱子、水管等都可以近似看作圆柱曲面。
第四,双曲面是一类重要的曲面,它由两个嵌入空间的直线族所生成。
双曲面具有许多独特的几何特性,如双曲面上的任意两点之间的最短曲线是双曲线。
双曲面广泛应用于物理学、工程学等领域。
比如,太阳能反射器就常常采用双曲面的形状,以实现对太阳光的聚集。
第五,抛物面是由一条直线沿着固定点不断平移所生成的曲面。
抛物面在几何学中具有重要的地位,有许多重要的应用。
比如,卫星天线常常采用抛物面的形状,以实现对信号的接收和发送。
第六,椭球面是由一个椭圆沿着两个垂直于其平面的固定直线不断旋转所生成的曲面。
椭球面在几何学和物理学中都有着重要的应用。
在几何学中,椭球面是椭球的表面,广泛应用于建筑设计、航空航天工程等领域。
曲面化原理的应用案例
曲面化原理的应用案例案例介绍曲面化原理是数学和计算机图形学领域中的重要概念,它描述了如何将平面或曲线变换成曲面或曲线的过程。
曲面化原理在计算机辅助设计(CAD)、影视特效、游戏开发等领域具有广泛的应用。
本文将介绍曲面化原理在电子产品设计中的应用案例。
应用案例1. 手机屏幕曲面化设计•曲面化原理的应用使得手机屏幕能够呈现出弯曲的外观,以提供更好的用户体验。
•曲面化设计可以使手机屏幕更加贴合用户的手掌形状,增加握持的稳定性。
•曲面化屏幕能够减少光的折射,提高屏幕的可视性,减少眩光。
2. 电视机背部曲面化设计•曲面化原理的应用使得电视机背部可以呈现出曲面设计,提高电视机的美观性。
•曲面化的背部设计可以提供更好的散热效果,提高电视机的性能稳定性。
•曲面化背部可以使电视机在墙壁上安装更加紧凑,减少空间占用。
3. 汽车外观曲面化设计•曲面化原理的应用使得汽车外观可以呈现出流线型和动感的曲面造型。
•曲面化设计可以减少汽车行驶时的风阻,提高汽车的燃油经济性。
•曲面化外观能够提供更好的车身稳定性,提高汽车的安全性能。
4. 家具设计的曲面化应用•曲面化原理的应用使得家具设计可以呈现出曲线造型,提供更加优雅的外观。
•曲面化设计可以增加家具的舒适性,提高用户的使用体验。
•曲面化的家具设计可以符合人体工程学原理,减少对身体的压力,提高健康性。
5. 医疗设备曲面化设计•曲面化原理的应用使得医疗设备可以呈现出曲线造型,更符合人体工程学原理。
•曲面化设计可以提高医疗设备的舒适性,减少对患者的伤害。
•曲面化的医疗设备设计可以减少器械与患者身体之间的摩擦,提高操作的精确性。
总结曲面化原理的应用案例涵盖了电子产品、家具、医疗设备等各个领域。
曲面化设计可以改善产品的美观性,提高用户的使用体验,同时还可以减少风阻、改善散热效果、增加稳定性等。
在未来的发展中,曲面化原理将继续发挥重要作用,为各个领域的设计带来更多的创新和可能性。
自由曲线曲面造型技术
自由曲线曲面造型技术自由曲线曲面造型技术是一种用于制作3D图形的先进技术。
它可以让设计师轻松地将自己的想法转化成真实的3D模型。
该技术旨在为设计师提供更高的创作自由度,使其能够以更自然、更流畅的方式来表现自己的创意。
下面我们来详细了解一下自由曲线曲面造型技术。
一、基础知识1. 什么是自由曲线曲面造型技术?自由曲线曲面造型技术是一种用于编辑多边形网格模型的技术。
它允许设计师自由地绘制曲线和曲面,以创建具有复杂形状和曲率变化的物体。
2. 自由曲线曲面造型技术的应用范围自由曲线曲面造型技术广泛应用于艺术设计领域、工业设计领域、建筑设计领域和汽车设计领域等。
它可以用于设计和制造车身、雕塑、建筑立面和自然景观等。
二、自由曲线曲面造型技术的基本原理自由曲线曲面造型技术的基本原理是“控制点—曲线/曲面—几何体”的过程。
它的主要思想是通过控制点操纵曲线/曲面的形状,最终得到所需的几何体。
三、自由曲线曲面造型技术的工具和实现方式1. 曲线工具曲线工具允许设计师创建用于控制曲面形状的曲线。
这些曲线可以是贝塞尔曲线、NURBS曲线等,设计师可以自由选择。
2. 曲面工具曲面工具是将曲线连接起来形成的曲面。
设计师可以通过调整控制点、曲线和曲面的参数,来控制曲面的形状。
3. 几何体工具几何体工具是将曲面转换成带有体积的3D模型,如球体、立方体、圆柱体等。
设计师可以通过这些工具来创建真实的3D模型。
四、自由曲线曲面造型技术的优点1. 创意自由度高自由曲线曲面造型技术可以允许设计师非常灵活地表达自己的想法。
它可以让设计师轻松创建复杂形状和曲率变化的物体。
2. 精度高自由曲线曲面造型技术具有非常高的精度,可以帮助设计师创建精细的3D模型,并且不会出现几何失真的问题。
3. 可控性强自由曲线曲面造型技术基于控制点和曲线,具有非常强的可控性。
这意味着设计师可以精确地控制曲线和曲面的形状,从而创造出高质量的3D模型。
五、自由曲线曲面造型技术的应用案例自由曲线曲面造型技术已经被应用于许多领域,以下是一些典型的应用案例:1. 工业设计中的3D模型制作自由曲线曲面造型技术广泛应用于工业设计领域,例如汽车、飞机、手机等产品。
曲面加工的数学原理及应用
曲面加工的数学原理及应用1. 引言曲面加工是一种重要的制造工艺,广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
本文将介绍曲面加工的数学原理和应用,包括曲线与曲面的表示方法、曲面加工的数学模型、以及常见的曲面加工方法。
2. 曲线与曲面的表示方法在曲面加工中,曲线和曲面的表示方法是一项基础工作。
以下是常见的曲线与曲面的表示方法:•参数方程表示:曲线或曲面上的点的坐标可以用参数表示。
例如,对于二维曲线,可以使用参数方程x=f(t), y=g(t)来表示,其中t是参数,f(t)和g(t)是关于t的函数。
对于三维曲面,可以使用参数方程x=f(u,v), y= g(u,v), z=ℎ(u,v)来表示,其中u和v分别是两个参数,f(u,v)、g(u,v)和ℎ(u,v)是关于u和v的函数。
•隐式方程表示:曲线或曲面上的点的坐标满足一个方程。
例如,对于二维曲线,可以使用方程y=f(x)来表示,其中f(x)是关于x的函数。
对于三维曲面,可以使用方程F(x,y,z)=0来表示,其中F(x,y,z)是关于x、y和z的函数。
•参数化曲线表示:曲线上的点可以通过参数化表示。
例如,对于二维曲线,可以使用一个参数t表示曲线上的点的位置,并通过t的变化得到曲线上不同点的坐标。
对于三维曲线,可以使用两个参数t和s表示曲线上的点的位置。
3. 曲面加工的数学模型曲面加工的数学模型是描述曲面加工过程中曲线和曲面变化的一种数学模型。
常见的曲面加工数学模型有以下几种:•曲线插值:在曲面加工中,经常需要在给定的点之间插值出曲线。
常用的曲线插值方法包括线性插值、样条插值、贝塞尔曲线等,通过这些方法可以产生平滑的曲线。
•曲线拟合:曲面加工通常需要将给定的数据拟合成曲线。
拟合曲线的方法有最小二乘法、最小二乘多项式拟合、最小二乘样条拟合等,通过这些方法可以得到最接近给定数据的曲线。
•曲面拟合:曲面加工中,经常需要将给定的数据拟合成曲面。
常用的曲面拟合方法有最小二乘法、最小二乘多项式拟合、最小二乘样条拟合等,通过这些方法可以得到最接近给定数据的曲面。
双曲面结构的建筑设计及应用
双曲面结构的建筑设计及应用双曲面结构在建筑设计领域中是一种非常常见的造型形式,与欧几里得几何图形中的圆柱体和球体相似,但双曲面结构具有更多的优势和特点。
在现代建筑中,双曲面结构的设计被广泛运用于建筑、桥梁、雕塑、游乐场设施等领域。
双曲面结构的优势首先,双曲面结构的造型具有美观的视觉效果。
相较于传统建筑结构的单调线条,双曲面结构的造型可以通过改变曲度和倾斜角度来创造出富有层次感的线条,增强建筑的美学感受。
其次,双曲面结构具有优秀的物理性能。
双曲面设计可以更加高效地分散荷载,并且其曲面形态有助于降低风险,增强建筑物的稳定性。
其次,双曲面结构可以有效的提高建筑物的日照和通风,增强了建筑物的舒适性和节能性。
基于以上的优点,双曲面结构的应用越来越广泛。
从景观到建筑,从室内到外部公共空间,都可以看到双曲面结构的影子。
常见的双曲面结构在建筑领域,常见的双曲面结构包括单曲面和复双曲面。
首先是单曲面:单曲面是一种由一条双曲线围成的曲面。
在建筑设计中,单曲面的设计主要有以下几个步骤:1. 选择双曲线。
可以使用计算机图形程序来制作曲面。
设计者还可以基于另一个曲面来设计新的曲面。
计算机图形程序也可以用于检查曲面的几何限制。
2. 检查曲面的法向量。
曲面的法向量是曲面的每个点在曲面上的方向向量。
曲面必须在每个点上具有相同的法向量,以确保曲面均匀地反射光线。
3. 定义曲面的柔软度。
曲面的柔软度是指曲面的硬度或柔软度。
硬曲面可以支持重量,但容易变形;柔软曲面可以更好地承受冲击,但不能支持重量。
其次是复双曲面:复双曲面可以看作是两个单曲面的结合形成的。
复双曲面非常适合在大面积建筑中使用,因为其能够有效地分散荷载吸收重量,并且可以带来更好的空气流通。
它在建筑领域中的设计可以追求极致的简约,以致内部结构可以完全隐藏在曲面之内。
结语双曲面结构是建筑领域中常见的结构形式之一,具有美观、稳定、节能等优点。
其应用范围涵盖了从桥梁、建筑、雕塑到游乐场设施等领域,发挥越来越重要的作用。
解析曲面屏发展现状和未来发展趋势
解析曲面屏发展现状及未来趋势2015-04-06随着三星S6及S6 edge新机国行发布,曲面屏又成一大热议话题,这一次承载着三星诸多期望和心血的曲面代表之作闪耀登场,是王者归来还是殊死一搏?OLED曲面屏是否能真正成为科技又一新风潮呢?接下来OFweek显示网小编带着大家一起来围观下。
Galaxy S6以及S6 edge作为今年MWC上关注度最高、风评最好的手机,凭借设计上的优势以及硬件上优秀表现强势回归。
若论最与众不同,也最具科技感的,应该算是双曲面屏幕了。
2013年全球首款曲面OLED屏幕手机--三星Galaxy Round正式发布,同一时期的曲面屏手机还有LG的G Flex。
虽然同为曲面屏,但是相比较如今我们评测的Note Edge,两款屏幕只是"弯了",但相较平常的触屏手机并无区别。
时隔一年,Galaxy Note Edge整装出发,"曲面+双面操作",瞬间科技感满溢,但单单一句"我是左撇子",就让手机的全部优势都化为流水,而三星今年发布的双曲面屏新机信心满满,希望可以弥补到用户体验上考虑到的不足。
曲面屏能带来什么不同说曲面屏能"带来产业革新"其实这的从视觉和功能两个方面来说明,一方面,视觉上讨喜毕竟是广大用户的追求之一;但同样的,能够解决应用中的痛点,才是真的全球好设计。
先来说视觉方面,无边框手机作为每年概念产品上一定会出现的特征,其实已经有几年了。
但是由于屏幕边缘肯定会用来放置电路的设计,让"无边界视觉"一直停留在幻想阶段。
而当曲面屏推出以后,这种正面视觉无线延伸的感觉无疑是"无边框效果的"的另外一种展现形式。
功能上,要想视觉和操作同步,就需要一块左右对称的双曲面屏。
一面主要负责视觉,一面主要负责日常的固定操作按键。
如果将左侧的显示屏幕的触控能力继续延伸,我们还可以指定随时唤醒的手势解锁功能、快速拍照功能。
《曲面造型》课件
1
曲线
曲线是曲面造型的基础,通过曲线的运用打造出各种曲面造型的形状。
2
曲面
曲面是曲面造型的关键要素,不同的曲面形态可以赋予设计作品不同的视觉效果。
3
体态
曲面造型需要考虑物体的整体形态和姿态,包括大小、比例、姿势等因素。
曲面造型的创意发想
提供曲面造型的创意发想方法,包括自然灵感、艺术启发等,在设计中获得灵感和创造性的发挥。
古埃及
古埃及艺术中曲面造型体现了统一和神性的观念。
古希腊 现代主义
古希腊建筑中体现了曲面造型的完美比例和对称 美。
现代主义运动中曲面造型成为表现力和创新性的 重要手段。
自然灵感
从自然界中汲取灵感,探索自然中各种曲面造型的形态和结构。
艺术启发
通过艺术作品欣赏和研究,寻找艺术家们对曲面形态的创造性表现。
实验与探索
通过实验和探索,尝试新的构成方式和造型手法,寻找创意的面造型的历史背景,包括不同文化中曲面造型的发展和演变,以及它们对当代设计的影响。
《曲面造型》PPT课件
这个PPT课件将带你深入探索曲面造型的奇妙世界,探讨其与平面造型的区 别、应用对象和应用领域。同时,我们将了解曲面造型的历史背景、构成要 素、设计原则和创意发想。
曲面造型的设计方法
通过充满创意和灵感的设计方法,了解如何将曲面造型应用于产品设计和建筑设计中。我们将讨论其实现方式、 制作工具、生产技术以及表现形式。
了解曲面造型在产品设计中的运 用,探讨如何通过曲面造型设计 打造独特的产品。
建筑设计
探索曲面造型在建筑设计中的应 用,了解其对建筑风格和空间体 验的影响。
艺术创作
探讨曲面造型在艺术创作中的表 现形式,展示艺术家如何通过曲 面造型创造视觉冲击力。
建筑双曲率曲面结构设计与应用研究
建筑双曲率曲面结构设计与应用研究在建筑设计领域,双曲率曲面结构是一种非常有吸引力的设计理念。
它不仅能够提供独特的外观,还具有优异的结构性能和空间适应能力。
本文将探讨建筑双曲率曲面结构的设计原理、应用领域以及未来研究方向。
首先,我们来了解一下双曲率曲面结构的设计原理。
双曲线是一种数学曲线,其特点是曲率在切点处具有相反方向。
当将多个双曲线组合在一起时,就可以形成双曲率曲面。
这种曲面结构能够在空间中自由组合,形成丰富多样的形态。
双曲率曲面结构的设计过程需要综合考虑多个因素,如结构力学性能、材料可行性、制造工艺等。
在结构力学方面,曲面的双曲率能够在承受外力的情况下实现自稳定,从而减少材料的使用量,提高结构的稳定性。
同时,双曲率曲面还具有较高的刚度和抗震性能,使得其在地震活跃地区的建筑设计中具有潜在的应用前景。
其次,建筑双曲率曲面结构在实际应用中具有广泛的领域。
首先是大跨度建筑。
双曲率曲面结构能够提供较大的内部空间,减少柱子和墙壁的使用,从而实现自由开放的空间布局。
这一特点使得双曲率曲面结构成为体育馆、会展中心以及航站楼等建筑类型的理想选择。
其次是景观建筑。
双曲率曲面结构能够与自然环境相融合,创造出独特的景观效果。
例如,在公园、广场等场所中,使用双曲率曲面结构的建筑能够营造出流线型的形态,增强人们对于自然环境的感知和体验。
此外,双曲率曲面结构还可以用于桥梁、雨棚、室内装饰等领域,为建筑景观设计带来更多的可能性。
然而,虽然双曲率曲面结构在建筑设计领域具有广泛的应用潜力,但目前还存在一些挑战和待解决的问题。
首先是制造工艺的复杂性。
双曲率曲面结构的制造需要高精度的工艺和先进的技术支持。
传统的建筑施工方法可能无法满足曲面结构的要求,因此需要开发出新的制造方法,并完善相应的施工工艺。
其次是材料的选择和性能。
双曲率曲面结构对材料的性能要求较高,如耐候性、抗腐蚀性以及可塑性等。
因此,研究人员需要对各种材料进行测试和评估,以确保其在双曲率曲面结构中能够发挥最佳性能。
曲面造型.
曲面造型(Surface Modeling)曲面造型(Surface Modeling)是计算机辅助几何设计(Computer Aided Geometric Design,CAGD)和计算机图形学(Computer Graphics)的一项重要内容,主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。
它起源于汽车、飞机、船舶、叶轮等的外形放样工艺,由Coons、Bezier等大师于二十世纪六十年代奠定其理论基础。
如今经过三十多年的发展,曲面造型现在已形成了以有理B样条曲面(Rational B-spline S urface)参数化特征设计和隐式代数曲面(Implicit Algebraic Surface)表示这两类方法为主体,以插值(I nterpolation)、拟合(Fitting)、逼近(Approximation)这三种手段为骨架的几何理论体系。
1. 对曲面造型的简要回顾形状信息的核心问题是计算机表示,即要解决既适合计算机处理,且有效地满足形状表示与几何设计要求,又便于形状信息传递和产品数据交换的形状描述的数学方法。
1963年美国波音飞机公司的Ferguson首先提出将曲线曲面表示为参数的矢函数方法,并引入参数三次曲线。
从此曲线曲面的参数化形式成为形状数学描述的标准形式。
1964年美国麻省理工学院的Coons发表一种具有一般性的曲面描述方法,给定围成封闭曲线的四条边界就可定义一块曲面。
但这种方法存在形状控制与连接问题。
1971年法国雷诺汽车公司的Bezier提出一种由控制多边形设计曲线的新方法。
这种方法不仅简单易用,而且漂亮地解决了整体形状控制问题,把曲线曲面的设计向前推进了一大步,为曲面造型的进一步发展奠定了坚实的基础。
但Bezier方法仍存在连接问题和局部修改问题。
到1972年,de-Boor总结、给出了关于B样条的一套标准算法,1974年Gordon和Riesenfeld又把B样条理论应用于形状描述,最终提出了B样条方法。
基于双曲面构造的建筑空间设计方法
基于双曲面构造的建筑空间设计方法建筑设计是一门充满创意和艺术性的行业,随着科技和数学的不断发展,建筑空间设计也变得越来越复杂和精细。
其中双曲面构造的运用在建筑空间设计中受到了越来越多的关注和应用。
本篇文章将介绍基于双曲面构造的建筑空间设计方法,并探讨其优缺点以及未来的应用方向。
一、双曲面构造的基本概念双曲面是一种以双曲线为母线,生成的曲面,它具有独特的形态和几何特征。
在建筑空间设计中,双曲面结构可以用来构建独特的外观,同时也具有良好的结构稳定性和抗震性能。
双曲面构造技术通常应用于大型建筑空间,如球场、展馆和剧院等。
二、双曲面构造的应用与优势双曲面构造技术的应用非常灵活,可用于多种类型的建筑空间设计。
例如,在球场建筑中,双曲面结构可以兼顾舒适性和观赏性,带来更好的观赛体验。
在展馆和剧院等场馆中,双曲面结构可以加强建筑的视觉效果,突出其独特性和个性化。
另外,相较于传统的结构构造技术,双曲面结构在建筑空间设计中具有很多优势。
首先,双曲面结构可以化简建筑部件和构造,提高建筑效率,降低建筑成本。
其次,双曲面结构具有更好的空间感和视觉效果,能够使建筑更加美观和实用。
再次,双曲面结构可以加强建筑的稳定性和抗震性能,增强建筑的安全性。
三、双曲面构造的缺点和挑战双曲面结构虽然在建筑空间设计中具有很多优势,但也存在一些缺点和挑战。
首先,双曲面结构的制造和施工难度较大,需要高水平的技术和经验。
其次,双曲面结构需要更高的维护和保养成本,以确保其长期稳定性和使用寿命。
再次,双曲面结构需要更高的安全性和耐久性要求,以应对自然灾害和人为破坏等风险。
四、双曲面构造的未来发展方向双曲面结构在建筑空间设计中具有很大的应用前景和发展空间。
随着科技和数学的不断进步,双曲面结构的应用也将不断拓展和深化。
未来,双曲面结构可以运用于更广泛的建筑空间设计领域,如机场、体育馆和高铁站等。
同时,双曲面结构还可以和其他技术和构造方法相结合,创造出更有意义和价值的建筑空间。
建筑造型设计曲面分析报告
建筑造型设计曲面分析报告1. 引言建筑造型设计是一项将艺术与技术相结合的创作过程。
在建筑设计中,曲面是一种常见的造型元素,能够为建筑提供丰富的形式和动感。
本报告将对建筑造型设计中曲面的应用进行详细分析。
2. 曲面的定义与特点曲面是指在三维空间中由无数个三角面或多边形拼接而成的表面。
相比于直线和平面,曲面具有更复杂的形态和更灵活的变化。
曲面的特点包括光滑性、变化性、连续性和表现力。
3. 曲面在建筑设计中的应用曲面在建筑设计中有广泛的应用,以下是几个典型的应用场景:3.1 立面设计曲面可以通过变化的曲线和面来打破传统立面的单调和刚性,增添建筑的艺术性和动感。
例如,通过将立面设计成波浪形状,可以给建筑带来流动感和柔和的外观。
3.2 顶盖设计曲面能够创造出丰富多样的屋顶造型,使建筑具有标志性和独特性。
例如,将顶部设计成曲线状,可以使建筑在整体上呈现出舒展和流线型的感觉,提升建筑的视觉吸引力。
3.3 内部空间设计曲面的运用还可以在内部空间中产生丰富的形式和空间感。
通过使用曲面的天花板、墙面和地板,可以给人一种流畅、连续的感觉。
此外,曲面的运用还能够导引光线的流动,增加空间的亮度和通透感。
3.4 建筑结构设计在建筑结构设计中,曲面可以作为结构体系的一部分,提供稳定性和支撑力。
例如,采用曲面的拱形结构,能够在支撑建筑的同时增加美观性和独特性。
4. 曲面分析方法在建筑造型设计中,曲面的准确分析是非常重要的。
以下是几种常用的曲面分析方法:4.1 数字模型与三维建模通过数字模型和三维建模软件,可以将曲面形态转化为计算机可识别的模型。
这样可以对曲面进行准确建模、分析和优化,以满足设计需求。
4.2 曲面平滑与细化在曲面建模的过程中,为了使曲面具有更好的光滑性和连续性,常常需要对曲面进行平滑和细化处理。
常用的方法包括Bezier曲线、B-Spline曲线和NURBS曲线等。
4.3 曲面可视化分析通过曲面可视化分析工具,可以将曲面转化为可视化的模型,以便更直观地观察曲面形态的变化和特点。
自由曲线曲面造型技术
2、简单技术 (插值与拟合)
2.1曲 线 拟 合 问 题 的 提 法
已知一组(二维)数据,即平面上 n个点(xi,yi) i=1,…n, 寻求一个函数(曲线)y=f(x), 使 f(x) 在某种准则下与所 有数据点最为接近,即曲线拟合得最好。
y
+
+
+
+ + (xi +i,yi)
+
+
y=f(x) +
但人们并不安于现状,继续探索新的造型方法。相继 出现了自由变形造型、偏微分方程造型、能量法造型、 小波技术等。这些方法目前还处于深入研究阶段,有 望于21世纪得到广泛的应用。
插值(interpolation)、拟合(fitting)和
逼近(approximation),一直是曲线曲面 造型基本的方法。
问题:给定一批数据点,需确定满足特定要求的曲线或曲面 解决方案: •若要求所求曲线(面)通过所给所有数据点,就是插值问题; •若不要求曲线(面)通过所有数据点,而是要求它反映对象 整体的变化趋势,这就是数据拟合,又称曲线拟合或曲面拟合。
函数插值与曲线拟合都是要根据一组数据构造一个函数作 为近似,由于近似的要求不同,二者的数学方法上是完全不同 的。 实例:下面数据是某次实验所得,希望得到X和 f之间的关系?
4)线性插值
等等
样条插值
比分段线性插值更光滑。
y
a
xi-1 xi
bx
在数学上,光滑程度的定量描述是:函数(曲
线)的k阶导数存在且连续,则称该曲线具有k阶光
滑性。 光滑性的阶次越高,则越光滑。是否存在较低
次的分段多项式达到较高阶光滑性的方法?三次 样条插值就是一个很好的例子。
solidworks曲面造型实例
《深度探析:SolidWorks曲面造型实例》在本文中,我将探讨SolidWorks曲面造型的实际应用,并以此为例,深入解析该技术的原理和特点。
通过此篇文章,我希望读者能够更全面、深刻地理解SolidWorks曲面造型的设计方法和技巧。
1. SolidWorks曲面造型的基本原理在SolidWorks中,曲面造型是一种高级的建模技术,它能够创建出复杂的曲面几何体,使设计师能够更灵活地进行产品设计。
曲面造型可以通过各种曲线和曲面命令进行操作,从而实现对几何形体的精细控制。
这种技术在产品设计领域中具有重要的应用意义。
2. SolidWorks曲面造型的实际应用以汽车外壳设计为例,曲面造型技术可以帮助设计师创建出流线型的车身曲面,使整车外观更加美观和动感。
通过对车身曲面的精细控制,设计师可以实现对汽车外观的个性化设计,满足不同消费者的需求。
3. SolidWorks曲面造型的设计技巧在进行曲面造型设计时,设计师需要掌握一定的技巧,例如控制曲面的连接性、优化曲面的曲率分布等。
设计师还需要对SolidWorks的曲面命令和工具有较为全面的了解,才能更好地应用曲面造型技术进行产品设计。
4. 个人观点和理解从我个人的观点来看,SolidWorks曲面造型是一种非常强大和灵活的建模技术,它能够帮助设计师实现对产品外观和形态的精细控制。
在我多年的设计实践中,我发现曲面造型技术可以有效地解决复杂产品设计中的曲面造型难题,为设计师提供更多的设计可能性。
总结回顾通过本文的探讨,我们全面地了解了SolidWorks曲面造型技术的原理、实际应用和设计技巧。
通过对曲面造型的深入剖析,我们不仅可以更好地掌握SolidWorks曲面造型的操作方法,还能够更深入地理解曲面造型技术在产品设计中的重要作用。
希望读者能够通过本文的阅读,对SolidWorks曲面造型技术有更深入的认识和了解。
感谢您的阅读和支持!【文章总字数超过3000字,为了内容的完整性和深度,未进行字数统计。
简述曲面模型的优缺点
简述曲面模型的优缺点
曲面模型是计算机图形学中的一种建模技术,用于描述三维物体的外表面。
相比于其他建模技术,曲面模型具有以下优点:
1. 逼真性:曲面模型可以更准确地描述物体的表面形状和细节,使得渲染出来的图像更加逼真。
它可以提供更精确的几何形状,能够更好地模拟真实物体的曲线、曲面和纹理。
2. 灵活性:曲面模型具有较高的灵活性,可以通过调整曲线和曲面的参数来修改物体的形状。
这使得设计者可以方便地进行形状的调整和修改,以满足不同的需求。
3. 光滑性:曲面模型可以提供光滑的外观,使得物体的表面看起来更加平滑自然。
相比之下,其他建模技术如多边形模型可能会产生边缘锯齿和角点等不光滑的效果。
尽管曲面模型具有上述优点,但也存在一些缺点:
1. 复杂性:曲面模型的建模过程相对复杂,需要较高的数学和计算机图形学知识。
对于一些简单的物体,使用曲面模型可能会过于复杂,不切实际。
2. 计算资源需求高:曲面模型需要进行大量的计算和存储来表示物体的曲线和
曲面信息。
这会占用较多的计算资源,对计算机性能要求较高。
3. 可编辑性较差:曲面模型在一定程度上限制了物体的可编辑性。
一旦曲线和曲面的参数确定,修改物体的形状可能会比较困难。
相比之下,其他建模技术如多边形模型在编辑上更加灵活。
综上所述,曲面模型具有逼真性、灵活性和光滑性等优点,但也存在复杂性、计算资源需求高和可编辑性较差等缺点。
在实际应用中,需要根据具体需求和场景选择合适的建模技术。
自由曲面加工技术的研究与应用
自由曲面加工技术的研究与应用随着科技的进步和工业的发展,自由曲面加工技术已经成为了现代制造业中不可或缺的一部分。
自由曲面加工技术是一种可以对任意形状的曲面进行加工的技术,它能够满足各种复杂几何形状的加工需求,提高了工业的生产效率和质量。
自由曲面加工技术主要应用于金属加工、陶瓷加工、塑料加工等领域。
现在,随着人们对工业制造质量要求的提高和对自由曲面加工技术不断研究,它的应用范围正在不断扩大,比如在航空航天、汽车制造、船舶制造以及医疗等领域都有着重要的应用。
在这些领域中,自由曲面加工技术的应用可以有效地解决复杂曲面结构的加工难题,提高产品加工精度和工作效率。
在自由曲面加工技术中,数控加工机床是一种很重要的工具。
数控加工机床是一种通过计算机控制的自动化机床,可以对复杂曲面进行加工,实现高效、高质量的制造。
数控加工机床在自由曲面加工技术中的应用已经得到了广泛的认可,其无论在加工质量还是加工效率方面都有很高的评价。
除了数控加工机床,还有一种重要的自由曲面加工技术——激光曲面加工技术。
激光曲面加工技术是利用激光束在工件表面进行加工的一种技术,可以对不同材料的曲面进行高精度、高效率的加工。
激光曲面加工技术已经成为自由曲面加工技术中重要的组成部分,在汽车制造、模具制造、机械制造以及航空航天等领域有着广泛的应用。
自由曲面加工技术在现代制造业中的应用前景是非常广阔的。
未来随着工业制造的不断发展和自由曲面加工技术的不断完善,自由曲面加工技术会在更多的领域得到应用。
作为一种重要的制造技术,自由曲面加工技术将会不断为制造业的发展贡献力量。
在加工技术不断进步的今天,我们需要不断加强对自由曲面加工技术的研究和开发,探索新的加工方法和技术手段,在实践中不断完善自由曲面加工技术,提高其加工质量和效率。
只有这样,才能不断满足人们对工业制造质量的要求,为制造业的发展注入新的活力。
直纹二次曲面在现实生活中的应用分析
直纹二次曲面在现实生活中的应用分析
直纹二次曲面是一种几何形状,它是由一条直线和一个二次曲线组成的。
它在现实生活中
有着广泛的应用,下面我们就来分析一下它在现实生活中的应用。
首先,直纹二次曲面可以用于制造汽车轮胎。
汽车轮胎的表面是由一条直线和一个二次曲线组成的,这就是直纹二次曲面。
这种几何形状可以使轮胎更加耐磨,更加耐用,从而提高汽车的安全性。
其次,直纹二次曲面也可以用于制造飞机机翼。
飞机机翼的表面也是由一条直线和一个二
次曲线组成的,这也是直纹二次曲面。
这种几何形状可以使飞机机翼更加稳定,更加耐用,从而提高飞机的安全性。
此外,直纹二次曲面还可以用于制造建筑物的外墙。
建筑物的外墙也是由一条直线和一个
二次曲线组成的,这也是直纹二次曲面。
这种几何形状可以使建筑物的外墙更加坚固,更
加耐用,从而提高建筑物的安全性。
总之,直纹二次曲面在现实生活中有着广泛的应用,它可以用于制造汽车轮胎、飞机机翼和建筑物的外墙,从而提高汽车、飞机和建筑物的安全性。
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曲面造型及其应用前景【摘要】本文介绍了计算机辅助几何设计和计算机图形学的一项重要内容——曲面造型。
通过对其定义的叙述、参数的矢函数方法,具有一般性的曲面描述方法,由控制多边形设计曲线的新方法,B 样条,非均匀有理B样条等方法的简要回顾,初步了解了曲面造型这一概念。
从图纸造型出发,具体分析了该类型的一般实现步骤。
并从研究领域和表示方法两方面概括了曲面造型的现状与发展趋势。
【关键词】曲面造型;方法;步骤;现状;发展趋势一、引言曲面造型(Surface Modeling)是计算机辅助几何设计(Computer Aided Geometric Design,CAGD)和计算机图形学(Computer Graphics)的一项重要内容,主要研究在计算机图像系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。
它起源于汽车、飞机、船舶、叶轮等的外形放样工艺,由Coons、Bezier等大师于二十世纪六十年代奠定其理论基础。
如今经过三十多年的发展,曲面造型现在已形成了以有理B样条曲面(Rational B-spline Surface)参数化特征设计和隐式代数曲面(Implicit Algebraic Surface)表示这两类方法为主体,以插值(Interpolation)、拟合(Fitting)、逼近(Approximation)这三种手段为骨架的几何理论体系。
二、初步认识1.曲面造型的定义曲面造型是指在产品设计中对于曲面形状产品外观的一种建模方法,曲面造型方法使用三维CAD软件的曲面指令功能构建产品的外观形状曲面并得到实体化模型。
在不同的三维软件比如ProE、UG、CATIA和Solidworks中所使用的指令有所差别,但基本的造型策略都是类似的。
2.对曲面造型的简要回顾形状信息的核心问题是计算机表示,即要解决既适合计算机处理,且有效地满足形状表示与几何设计要求,又便于形状信息传递和产品数据交换的形状描述的数学方法。
1963年美国波音飞机公司的Ferguson首先提出将曲线曲面表示为参数的矢函数方法,并引入参数三次曲线。
从此曲线曲面的参数化形式成为形状数学描述的标准形式。
1964年美国麻省理工学院的Coons发表一种具有一般性的曲面描述方法,给定围成封闭曲线的四条边界就可定义一块曲面。
但这种方法存在形状控制与连接问题。
1971年法国雷诺汽车公司的Bezier提出一种由控制多边形设计曲线的新方法。
这种方法不仅简单易用,而且漂亮地解决了整体形状控制问题,把曲线曲面的设计向前推进了一大步,为曲面造型的进一步发展奠定了坚实的基础。
但Bezier方法仍存在连接问题和局部修改问题。
到1972年,de-Boor总结、给出了关于B样条的一套标准算法,1974年Gordon和Riesenfeld又把B样条理论应用于形状描述,最终提出了B样条方法。
这种方法继承了Bezier方法的一切优点,克服了Bezier方法存在的缺点,较成功地解决了局部控制问题,又轻而易举地在参数连续性基础上解决了连接问题,从而使自由型曲线曲面形状的描述问题得到较好解决。
但随着生产的发展,B样条方法显示出明显不足,不能精确表示圆锥截线及初等解析曲面,这就造成了产品几何定义的不唯一,使曲线曲面没有统一的数学描述形式,容易造成生产管理混乱。
为了满足工业界进一步的要求,1975年美国Syracuse大学的Versprille首次提出有理B样条方法。
后来由于Piegl和Tiller等人的功绩,终于使非均匀有理B样条(NU RBS)方法成为现代曲面造型中最为广泛流行的技术。
NURBS方法的提出和广泛流行是生产发展的必然结果。
NURBS方法的突出优点是:可以精确地表示二次规则曲线曲面,从而能用统一的数学形式表示规则曲面与自由曲面,而其它非有理方法无法做到这一点;具有可影响曲线曲面形状的权因子,使形状更宜于控制和实现;NURBS方法是非有理B 样条方法在四维空间的直接推广,多数非有理B样条曲线曲面的性质及其相应算法也适用于NURBS曲线曲面,便于继承和发展。
由于NURBS方法的这些突出优点,国际标准化组织(ISO)于1991年颁布了关于工业产品数据交换的STEP国际标准,将NURBS方法作为定义工业产品几何形状的唯一数学描述方法,从而使NURBS方法成为曲面造型技术发展趋势中最重要的基础。
三、具体分析曲面造型的基本步骤曲面造型有三种应用类型:一是原创产品设计,由草图建立曲面模型;二是根据二维图纸进行曲面造型,即所谓图纸造型;三是逆向工程,即点测绘造型。
这里介绍第二种类型的一般实现步骤。
图纸造型过程可分为两个阶段:第一阶段是造型分析,确定正确的造型思路和方法。
包括:(1)在正确识图的基础上将产品分解成单个曲面或面组。
(2)确定每个曲面的类型和生成方法,如直纹面、拔模面或扫略面等;(3)确定各曲面之间的联接关系(如倒角、裁剪等)和联接次序;以图1所示的产品图(为清晰起见,图纸仅给出了部分标注)为例,可将其分解为图中所示的9个面或面组。
其中面1为平面(由图纸标注确定),面2、面3分别是两个半径为100和150的倒圆角面。
4、5是两个面组,即由俯视图部分轮廓线(A→B→C 和D→E→F)生成的两度拔模面。
面6是直线段GH生成的零度拔模面。
面7是一个变截面的扫略面。
产品顶部的凸台由一个扫略面(顶面8)和一个拔模面组(面9)组成。
各面和面组之间由倒圆角联接,其中面7与面1、2、3之间的倒圆半径为15,而面4、5与顶面1、2、3之间的倒圆半径为10,因此在其间拐角处(I到A,J到F)有变半径(从15到10)倒角过渡。
第二阶段是造型的实现,包括:(1)根据图纸在CAD软件中画出必要的二维视图轮廓线,并将各视图变换到空间的实际位置。
(2)针对各曲面的类型,利用各视图中的轮廓线完成各曲面的造型。
(3)根据曲面之间的联接关系完成倒角、裁剪等工作。
(4)完成产品中结构部分(实体)的造型;显然,第一阶段是整个造型工作的核心,它决定了第二个阶段的操作方法。
可以说,在CAD软件上画第一条线之前,已经在其头脑中完成了整个产品的造型,做到“胸有成竹”。
第二阶段的工作只不过是第一阶段工作的在某一类CAD软件上的反映而已。
在一般情况下,曲面造型只要遵守以上步骤,再结合一些具体的实现技术和方法,不需要特别的技巧即可解决大多数产品的造型问题。
四、曲面造型的现状与发展趋势随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强,随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢这一趋势的日益明显,随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快,随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬设备的日益完善,曲面造型近几年得到了长足的发展,这主要表现在研究领域的急剧扩展和表示方法的开拓创新。
1.从研究领域看从研究领域来看,曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接,扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面等距性。
1.1曲面变形(Deformation or Shape Blending)传统的NURBS曲面模型仅允许调整控制顶点或权因子来局部改变曲面形状,至多利用层次细化模型在曲面特定点进行直接操作;一些简单的基于参数曲线的曲面设计方法,如扫掠法(Sweeping)、蒙皮法(Skinning)、旋转法和拉伸法也仅允许调整生成曲线来改变曲面形状。
计算机动画业和实体造型业迫切需要发展与曲面表示方式无关的变形方法或形状调配方法,于是产生了自由变形(FFD )法、基于弹性变形或热弹性力学等物理模型的变形法、基于求解约束的变形法、基于几何约束的变形法等曲面变形技术,以及基于多面体对应关系或基于图像形态学中Minkowski和操作的曲面形状调配技术。
1.2曲面重建(Reconstruction)在精致的轿车车身设计或人脸类雕塑曲面的动画制作中,常先用油泥制模,再作三维型值点采样。
在医学图像可视化中,也常用CT切片来得到人体脏器表面的三维数据点。
从曲面上的部分采样信息来恢复原始曲面的几何模型,称为曲面重建。
采样工具为激光测距扫描仪、医学成像仪、接触探测数字转换器、雷达或地震勘探仪器等。
根据重建曲面的形式,它可分为函数型曲面重建和离散型曲面重建。
前者的代表工作有Eck于1996年建立的任意拓扑B样条曲面自动重建法和Sapidis于1995年创造的离散点集拟和法。
后者的常用方法是建立离散点集的平面片逼近模型,如Hoppe于1992年和1994年先后创造的分片线性或分片光滑的曲面模型。
对于离散型重建,要求输出曲面具有正确的拓扑结构并且随着采样密度的增加而收敛到原始曲面。
当重建曲面为闭曲面时,Miller等人发展出一种基于可变形模型的曲面重建方法。
1998年Amenta等人又提出了基于计算几何中Voronoi图和Delaunay三角化的全新的曲面重建算法,称为外壳(Crust)算法。
这种算法的优点在于输出的离散曲面在细节区域具有密集点,而在无特征的区域具有稀疏点。
最近几年,曲面重建的研究形成了热潮,这几年的SIGGRAPH会议上有多篇文章对此进行了专门报告。
1.3曲面简化(Simplification)与曲面重建一样,这一研究领域目前也是国际热点之一。
其基本思想在于从三维重建后的离散曲面或造型软件的输出结果(主要是三角网络)中去除冗余信息而又保证模型的准确度,以利于图形显示的实时性、数据存储的经济性和数据传输的快速性。
对于多分辨率曲面模型而言,这一技术还有利于建立曲面的层次逼近模型,进行曲面的分层显示、传输和编辑。
具体的曲面简化方法有网格顶点剔除法、网格边界删除法、网格优化法、最大平面逼近多边形法以及参数化重新采样法。
1.4曲面转换(Conversion)同一张曲面可以表示为不同的数学形式,这一思想不仅具有理论意义,而且具有工业应用的现实意义。
例如,NURBS这种参数有理多项式曲面虽然包括了参数多项式曲面的一切优点,但也存在着微分运算繁琐费时、积分运算无法控制误差的局限性。
而在曲面拼接及物性计算中,这两种运算是不可避免的。
这就提出了将一张NURBS曲面转化成近似的多项式曲面的问题。
同样的要求更体现在NURBS曲面设计系统与多项式曲面设计系统之间的数据传递和无纸化生产的工艺中。
再如,在两张参数曲面的求交运算中,如果把其中一张曲面的NURBS形式转化为隐式,就容易得到方程的数值解。
近几年来,国际图形界对曲面转换的研究主要集中在以下几方面:NURBS曲面用多项式曲面来逼近的算法及收敛性;Bezier曲线曲面的隐式化及其反问题;CONSURF飞机设计系统的Ball 曲线向高维推广的各种形式比较及互化;有理Bezier曲线曲面的降阶逼近算法及误差估计;NURBS曲面在三角域上与矩形域上的互相快速转换。