有理Bézier曲线的多项式逼近研究

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在CAGD中,有理Bézier曲线更加广泛的用于几何造型这一方面,它实现了圆锥曲线和多项式参数曲线的统一表示。一方面它拥有非有理曲线所具有的性质,另一方面,不需移动控制顶点,而仅通过修改权因子,就很容易改变曲线的形状。但是,有理曲线微分和积分的计算是比较复杂的,甚至可能无法计算出来。同时,想要获得有理曲线的诸如曲率,挠率等几何性质也是很困难的。因此,有理Bézier曲线的多项式逼近在CAD/CAM中是一项重要的、根本的任务。利用多项式曲线去逼近有理Bézier曲线显得越来越重要,找到一种良好的逼近方法,达到较佳的逼近效果,对解决有理曲线中的一些问题具有重要的意义和价值。文章讨论了有理Bézier曲线的多项式逼近问题,采用L2准则作为度量的标准,考虑将有理Bézier曲线表达式中的分母部分‘去掉’,将逼近的式子做变形。这种方法将有理Bézier曲线积分的问题转化为了多项式的积分,降低了运算的难度。通过相应的数值实例可以知道:在无端点限制时具有良好的逼近效果;插值端点时,可以通过提高逼近多项式曲线的次数达到较好的逼近效果。在端点处保持几何连续性时,相同次数的逼近曲线的逼近效果一般比要求在端点处保持同阶参数连续性的效果要好。
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