带有形状参数的八次Bezier曲线
Eighth Times Bezier Curve with a Shape Parameter
摘要: 为了有效地改进Bezier曲线的形状,给出了一组带有形状参数β的八次多项式基函数,是七次Bernstein基函数的拓展;分析了这组基的性质,基于该组基定义了带有形状参数β的八次多项式曲线。该曲线不仅具有七次Bezier曲线的特性,如:端边相切、凸包性、保凸性、变差缩减性等,而且具有形状的可调性和更好的逼近性。在控制多边形顶点不变的情况下,通过调整形状参数β,可以产生逼近多边形的不同曲线。当β=0时,曲线退化为七次Bezier曲线。应用实例表明,本文定义的曲线为曲线/曲面的设计提供了一种可行的方法。
Abstract: In order to effectively improve the shape of Bezier curve. In this paper, a set of eighth times polynomial basis function with shape parameter β is given, this is an extension of the seventh times Bernstein basis function. Next, properties of thebasis are analyzed, and a polynomial curve with a shape parameter β is defined based on it. This curve not only has the characteristics of the seventh times Bezier curve, such as tangent of end-edge, convex envelope, convexity-preserving and variation-reducing, but also has the shape adjustability and better approximation. Under the condition that the vertices of the control polygon are invariable, different curves approximating the polygon can be produced by adjusting the shape parameter β. When β=0, the curve degenerates into a seventh times Bezier curve. At last, some examples illustrate that the curves defined in this paper provide a feasible method for the design of curves/surfaces.
文章引用:邓廷鹏, 张贵仓. 带有形状参数的八次Bezier曲线[J]. 理论数学, 2022, 12(5): 776-783. https://doi.org/10.12677/PM.2022.125088

参考文献

[1] Pottmann, H. and Wagner, M.G. (1944) Helix Splines as an Example of Affine Tchebycheffian Splines. Advances in Computational Mathematics, 2, 123-142. [Google Scholar] [CrossRef
[2] 施法中. 计算机辅助几何设计与非均匀有理B样条[M]. 北京: 高等教育出版社, 2001: 306-454.
[3] 汪凯, 张贵仓, 王敏. 带两个参数的非均匀三次三角B样条曲线[J]. 图学学报, 2019, 40(2): 395-402.
[4] 徐梦豪, 严兰兰. 形状可调3次三角域Bézier曲面及其几何迭代[J]. 江西科学, 2020, 38(6): 811-819+842.
[5] 胡钢, 秦新强, 韩西安, 段现报. 拟三次Bézier曲线曲面的拼接技术[J]. 西安交通大学学报, 2010, 44(11): 46-50+60.
[6] 葸海英, 张贵仓. 带两个参数的拟Bézier曲线[J]. 计算机科学, 2014, 41(S2): 100-102+122.
[7] 吴晓勤, 韩旭里. 三次Bézier曲线的扩展[J]. 工程图学学报, 2005(6): 98-102.
[8] 张贵仓, 拓明秀, 苏金凤, 孟建军, 韩根亮. 一种带形状参数的奇异混合拟Bézier曲线[J]. 计算机工程与科学, 2021, 43(5): 897-906.
[9] 姜岳道, 植物. Bézier曲线的扩展种类[J]. 内蒙古民族大学学报(自然科学版), 2011, 26(4): 378-381.
[10] Marnar, E., Peña, J.M. and Sánchez-Reyes, J. (2001) Shape Preserving Alternatives to the Rational Bezier Model. Computer Aided Geometric Design, 18, 37-60. [Google Scholar] [CrossRef
[11] 齐从谦, 邬弘毅. 一类可调控Bezier曲线及其逼近性[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 1996(6): 16-20.
[12] 吴晓勤, 韩旭里, 罗善明. 四次Bézier曲线的两种不同扩展[J]. 工程图学学报, 2006, 27(5): 59-64.
[13] 潘庆云, 陈素根. 五次Bézier曲线的三种不同扩展[J]. 安庆师范学院学报(自然科学版), 2008, 14(2): 69-73.
[14] 植物, 姜岳道, 白根柱. 六次Bézier曲线的新扩展[J]. 内蒙古民族大学学报(自然科学版), 2012, 27(2): 140-141.
[15] 陈发来, 邓建松, 徐晨东. 几何设计与计算的新进展[M]. 合肥: 中国科学技术大学出版社, 2005.
[16] 胡钢, 吉晓民, 秦新强, 沈晓芹. 4次带参Bézier可展曲面的设计[J]. 上海交通大学学报, 2012, 46(4): 601-606.