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【GAMES101】Bazier曲线的升降阶与Bazier曲面的拼接

佛贝鲁先生 2022-04-13 阅读 77
图形渲染

补充一些Lecture 11老师没讲到的部分

Bezier曲线的升阶

所谓升阶是指保持Bezier曲线的形状与方向不变,增加定义它的控制顶点数,即提高该Bezier曲线的次数
设给定原始控制顶点p0,p1…pn,定义一条n次Bezier曲线
在这里插入图片描述
增加一个顶点后,仍定义同一条曲线的新控制顶点为P0*,P1*,…,Pn+1*,则有:
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

化简即得:
在这里插入图片描述
三次Bezier曲线的升阶实例如下图所示:
在这里插入图片描述
新的多边形更加靠近曲线。在80年代初,有人证明如果一直升阶升下去的话,控制多边形收敛于这条曲线

Bezier曲线的降阶

降阶是升阶的逆过程,可以通过逐次降阶,把曲面化为直线平面,便于求交和曲面绘制,而且降阶处理以后还可以减少存储的信息量
在这里插入图片描述
如果a3不等于0,想找一个二次多项式精确等于它是不可能的。如果一定要降下来,那只能近似逼近

如果把a3t^3扔掉,也不是不可以,但误差太大。必须想办法找到一个二次多项式,尽量逼近这个三次多项式

假定Pi是由Pi*升阶得到,则由升阶公式有:
在这里插入图片描述
从这个方程可以导出两个递推公式:
在这里插入图片描述
可以综合利用上面两个式子进行降解,但仍然不精确

Bazier曲面的拼接

在这里插入图片描述

设两张m×n次Bezier曲面片:
在这里插入图片描述
分别由控制顶点Pij和Qij定义。

如果要求两曲面片达到G0连续,则它们有公共的边界,即:

在这里插入图片描述
于是有:
在这里插入图片描述
如果又要求沿该公共边界达到G1连续,则两曲面片在该边界上有公共的切平面,因此曲面的法向应当是跨界连续的,即:

在这里插入图片描述

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