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曲线曲面造型(Curve/SurfaceModeling)是计算机辅助几何设计(CAGD)和计算机图形学(CG)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线曲面的表示、设计、显示和分析。曲线曲面造型中的一项重要技术就是细分造型方法,所谓细分方法是指对初始多边形或网格依据一定的规则通过不断细化产生光滑极限曲线或者曲面。细分方法是人们在寻求用样条方法解决任意拓扑造型问题过程中提出的一种新的造型方法,它最大的优点是能够很好的控制任意给定的拓扑结构,同时又不失高效性。因此细分曲线曲面造型技术已成为一种强大的、应用比较广泛的曲线曲面造型工具。
曲线曲面的参数化在散乱数据拟合、纹理映射、样条曲面逼近、计算机动画、多分辨分析等方面起着重要的作用,已成为CAGD中广为关注的课题。不同的参数化方法将导致不同的逼近结果。
本文对文献[1]中的细分曲线参数化方法进行了深入研究。细分曲线参数化方法首先要确定一个初始控制多边形{Pio}n-o,然后选用某一种细分方法来进行K次细分,得到逼近曲线段C的细分极限曲线,然后在此细分极限曲线上搜索距离被参数化的点最近的点,细分极限曲线上该点的参数就是所求的参数值。
为了更深入地理解该方法,本文先是对细分方法的产生背景、发展概况、优点及其应用做了综合评述,并扼要介绍了目前常用的几种经典的细分方法及其细分规则。接着介绍了曲线曲面的参数化表示,重点介绍了曲线的参数化、常用的曲线参数化方法以及二阶参数连续(C2)的参数三次样条曲线。最后本文选取了六例典型的平面和空间曲线把细分曲线参数化跟一直被认为是最佳参数化方法的累加弦长参数化做了全面的数值比较。