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B样条曲线曲面广泛应用于计算机辅助几何设计,B样条曲线曲面的形状修改一直是CAGD(Computer Aided Geometric Design)的关键技术之一,对该问题的研究具有十分重要的理论意义和应用价值。众多学者对B样条曲线曲面的形状修改做了研究,提出了许多有效的修改方法。然而由于实际问题的复杂性及操作简便性要求愈来愈高,还有许多工作需要进一步研究解决。鉴于此,本文就B样条曲线曲面的形状修改进行了研究。
本文第一章的“绪论”中,回顾了曲线曲面造型发展的历史过程,针对B样条曲线曲面形状调整这个问题,提出本文主要想法,其主要工作如下:
1、在分析已有曲线修改方法的基础上,给出了加权约束优化B样条曲线几何特征修改方法。通过对B样条曲线控制顶点进行扰动,对控制顶点的扰动量采用加权最小二乘法修改曲线上指定一点处的位置、切矢等几何特征,并讨论了多点几何特征同时修改的情况。
2、针对B样条曲面的几何特征修改,提出了基于加权约束优化的修改方法。通过对B样条曲面控制顶点进行扰动,对控制顶点的扰动量采用加权最小二乘法修改曲面上指定一点和多点处的位置。
本文同时给出了该问题需要的数值结果,用以说明加权约束优化方法解决曲线曲面修改问题的有效性。数值实验表明:采用加权最小二乘的修改方法简单易行,能够得到扰动量的精确显式表示,并且通过改变加权因子,可实现多种形状修改和变形效果,便于交互设计。