插值逼近细分格式的构造及改进

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细分方法是初始数据按照一定的细分规则快速生成曲线曲面的一类方法,其处理过程比较简单,是计算机辅助几何设计中曲线曲面造型的一类很有效的方法。插值逼近细分格式在生成极限曲线过程中可选择性插值于一些给定控制点,逼近其他控制点的细分方法。本文对四点插值逼近细分格式和六点插值逼近细分格式进行构造和改进。研究内容主要分两个方面:一方面是在对四点插值逼近细分格式深入研究的基础上,为了使极限曲线有更好的曲率和保形效果,本文构造了五种改进的四点插值逼近细分格式。改进格式一是在四点插值逼近细分格式插值边上增加一步四点插值细分格式,第一步迭代新生成的奇顶点设为插值点,所以插值边上的极限曲线更具有四点插值细分格式极限曲线特点,并且一定程度上避免改进前极限曲线在插值点附近波动太大的情况。根据两种不同的切线选取方法,对四点插值逼近细分格式和改进四点插值逼近细分格式一进行改进,得到三种改进四点插值逼近细分格式。这三种细分格式在保形效果上更优。根据四点插值细分格式减小曲线曲率波动方法对四点插值逼近细分格式改进得到改进四点插值逼近细分格式五。在保证极限曲线连续性的同时曲率波动比改进前小,并且在视觉效果上也更好。这五种改进格式仍为插值逼近型细分格式,细分规则的生成保证细分矩阵特征值分析满足C2连续的必要条件。另一方面是六点插值逼近细分格式的构造及改进。首先给出六点插值细分格式和三次B样条逼近细分格式结合的六点插值逼近细分格式。对应插值边上奇顶点生成规则为六点插值细分格式奇顶点生成方法。相对于四点插值逼近细分格式,插值边对应参数在更小的范围内保证了连续性,并且在取相同的参数值时六点插值逼近细分格式的极限曲线形状更好曲率波动更小。进而对六点插值逼近细分格式插值边上边顶点的生成规则进行改进,增加一步六点插值细分迭代,也增加了插值点,使其生成的极限曲线更具有六点插值细分格式极限曲线特点,保形效果比改进前更好。
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