CAGD中带形状参数的曲线曲面的拼接技术研究

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带形状参数的Bezier曲线曲面如今已成为CAGD中研究的热点问题,这类曲线曲面的应用十分广泛,在描述曲线曲面方面起着非常重要的作用,且有形状参数可供设计人员选择。然而,在CAD/CAM中常常会遇到复杂曲线曲面的造型问题,而复杂的曲线曲面往往又难以用单一的曲线曲面来表示,所以要解决的关键问题是如何实现曲线曲面间的光滑拼接,这是它们方便、灵活应用于曲线曲面造型的关键。本文的研究工作主要围绕几类带参Bézier曲线曲面的光滑拼接问题展开,重点研究了带形状参数的CE-Bézier曲线曲面、H-Bézier曲线以及C-Bézier曲线曲面的光滑拼接方法。主要研究内容包括:   1.为了进一步发展CE-Bézier曲线的相关理论,针对CE-Bézier曲线无法精确表示指数曲线、悬链线等超越曲线的缺点,利用CE-Bézier曲线与H-Bézier曲线间的光滑拼接技术,解决了CE-Bézier曲线造型中指数曲线、悬链线等超越曲线的表示问题,并给出了一些具体的应用实例。理论分析和造型实例表明了该方法有效性。   2.研究了一种带多形状参数的CE-Bézier曲面的拼接技术。在对CE-Bézier曲线基函数及其性质分析的基础上,运用张量积的方法给出了CE-Bézier曲面的几何模型;同时,分析了两相邻CE-Bézier曲面片间G1、G2光滑拼接的几何条件,并通过合理地选取形状参数,进一步简化了该曲面的拼接条件。最后,给出了CE-Bézier曲面光滑拼接的几何造型实例。实例结果表明,所提方法直观、易实现,有效地增强了CE-Bézier方法表达复杂曲面的能力。   3.在C-Bézier曲面片间G1光滑拼接的基础上,进一步研究了C-Bézier曲面片间G2光滑拼接的技术。给出了两张C-Bézier曲面片间u向与u向、u向与v向、v向与v向G2光滑拼接的一般条件。所得的拼接条件不仅几何意义明显、结构简单、便于实际操作,而且为C-Bézier曲面连续阶的判断、光滑拼接曲面的构造以及计算机的实现都带来了很大的方便。
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