專利名稱：視景仿真中獲得b樣條曲面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視景仿真技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種視景仿真中獲得B樣條曲面的方法。
背景技術(shù)：
在視景仿真技術(shù)應(yīng)用過程中需要利用B樣條(非均勻的有理B樣條)曲面進(jìn)行圖像仿真。而良好的B樣條曲面才能夠保證圖像仿真的最佳效果。
所述的B樣條曲面尤其適用于創(chuàng)建復(fù)雜的曲面造型，使用B樣條可以使以前實(shí)體建模難以達(dá)到的加油曲面的構(gòu)建，變得簡(jiǎn)單、方便。具體可以通過視窗交互調(diào)整構(gòu)成曲面的點(diǎn)來完成復(fù)雜曲面造型的構(gòu)建。
目前，獲得B樣條曲面方程如下u向p階、v向q階的B樣條曲面定義為S(u,v)=∑i=0n∑j=0mNi,p(u)Nj,q(v)ωi,jPi,j∑i=0n∑j=0mNi,p(u)Nj,q(v)ωi,j0≤u,v≤1;]]>式中，{Pi，j}為構(gòu)成曲面控制點(diǎn)網(wǎng)；{ωi，j}為權(quán)因子；{Ni，p(u)}、{Nj，q(v)}分別為p階、q階B樣條基函數(shù)，其節(jié)點(diǎn)矢量為U＝{0，…，0，up+1，…，ur-p-1，1，…，1}；V＝{0，…，0，vq+1，…，vs-q-1，1，…，1}；這里，r＝n+p+1，s＝m+q+1；
令Ri,j(u,v)=Ni,p(u)Nj,q(v)ωi,j∑k=0n∑l=0mNk,p(u)Nl,q(v)ωk,l;]]>相應(yīng)的B樣條曲面方程還可為S(u,v)=∑i=0n∑j=0mRi,j(u,v)Pi,j;]]>在現(xiàn)有的B樣條曲面方程中，由于U＝{0，…，0，up+1，…，ur-p-1，1，…，1}；V＝{0，…，0，vq+1，…，vs-q-1，1，…，1}。
因此，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于一階曲面可以保證其被等分，如圖1所示，圖1中給出了一個(gè)包括9*7個(gè)控制點(diǎn)的曲面，整個(gè)曲面被16*16個(gè)格等分。
然而，隨著計(jì)算階數(shù)的增長，相應(yīng)的曲面分別將在水平方向擴(kuò)充了2(p-1)個(gè)點(diǎn)，在垂直方向擴(kuò)充了2(q-1)個(gè)點(diǎn)，因而導(dǎo)致曲面控制域的不等分，如圖2所示，外圍控制線的間隔越來越大，這顯然無法滿足視景仿真的要求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種視景仿真中獲得B樣條曲面的方法，以便于獲得準(zhǔn)確的等分的B樣條曲面，改善視景仿真的效果。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種視景仿真中獲得B樣條曲面的方法，包括A、獲取初始化時(shí)等分曲面時(shí)網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V0，由原控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V1，以及由移動(dòng)后的控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)值V2；
B、計(jì)算V0+(V2-V1)值，并作為視景仿真中的B樣樣曲面矢量。
所述的初始化時(shí)等分曲面時(shí)網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V0為根據(jù)已有的B樣條曲面公式計(jì)算獲得。
所述的由原控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V1為根據(jù)已有的B樣條曲面公式計(jì)算獲得。
所述的由移動(dòng)后的控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)值V2為根據(jù)已有的B樣條曲面公式計(jì)算獲得。
所述的已有的B樣條曲面公式包括u向p階、v向q階的B樣條曲面公式定義為S(u,v)=∑i=0n∑j=0mNi,p(u)Nj,q(v)ωi,jPi,j∑i=0n∑j=0mNi,p(u)Nj,q(v)ωi,j0≤u,v≤1;]]>式中，{Pi，j}為構(gòu)成曲面控制點(diǎn)網(wǎng)；{ωi，j}為權(quán)因子；{Ni，p(u)}、{Nj，q(v)}分別為p階、q階B樣條基函數(shù)，其節(jié)點(diǎn)矢量為U＝{0，…，0，up+1，…，ur-p-1，1，…，1}；V＝{0，…，0，vq+1，…，vs-q-1，1，…，1}；這里，r＝n+p+1，s＝m+q+1。
令Ri,j(u,v)=Ni,p(u)Nj,q(v)ωi,j∑k=0n∑l=0mNk,p(u)Nl,q(v)ωk,l.]]>所述的已有的B樣條曲面公式包括S(u,v)=∑i=0n∑j=0mRi,j(u,v)Pi,j;]]>其中U＝{0，…，0，up+1，…，ur-p-1，1，…，1}；
V＝{0，…，0，vq+1，…，vs-q-1，1，…，1}。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明采用V2-V1將獲得的B樣條曲面的誤差消除，同時(shí)又保證了B樣條曲面的其它特性。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以有效克服現(xiàn)有技術(shù)中隨著計(jì)算階數(shù)的增加出現(xiàn)外圍控制線的間隔越來越大的問題。也就是說，基于本發(fā)明提供的方法，在任何計(jì)算階數(shù)下，均可以獲得的準(zhǔn)確的等分B樣條曲面。


圖1為基于現(xiàn)有技術(shù)中獲得的一階B樣條曲面；圖2為基于現(xiàn)有技術(shù)獲得的二階B樣條曲面；圖3為基于本發(fā)明獲得的二階B樣條曲面；圖4為本發(fā)明獲得的視景仿真中應(yīng)用的B樣條曲面。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心是對(duì)現(xiàn)有的曲面公式進(jìn)行調(diào)整變換，從而獲得準(zhǔn)確的等分的B樣條曲面。
為了保證B樣條曲面的其它特性，同時(shí)又避免不等分的情況，本發(fā)明所述的方法在具體實(shí)現(xiàn)過程中采用的B樣條曲面的計(jì)算公式具體為V3＝V0+(V2-V1))；其中V3為曲面上的任意點(diǎn)矢量，即為最終要獲得的曲面矢量；V0為初始化時(shí)等分曲面時(shí)點(diǎn)坐標(biāo)，可以采用背景技術(shù)中提供的現(xiàn)有的B樣條公式計(jì)算獲得；V1為當(dāng)前控制點(diǎn)按p*q階B樣條曲面初始化時(shí)點(diǎn)坐標(biāo)，V1計(jì)算出的由原來控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)；具體可以采用背景技術(shù)中提供的現(xiàn)有的B樣條公式計(jì)算獲得；V2為控制點(diǎn)改變后p*q階B樣條曲面的點(diǎn)坐標(biāo)，V2是計(jì)算出的由移動(dòng)后的控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)；同樣，可以采用背景技術(shù)中提供的現(xiàn)有的B樣條公式計(jì)算獲得。
利用上述本發(fā)明提供了B樣條曲面計(jì)算公式獲得視景仿真需要的曲面，并基于所述的曲面進(jìn)行相應(yīng)的視景仿真處理，這樣便可以獲得效果較佳的視景仿真效果。
本發(fā)明中采用V2-V1將獲得的B樣條曲面的誤差消除，同時(shí)又保證了B樣條曲面的其它特性。
如圖3所示，基于本發(fā)明獲得的二階曲面的外圍控制線的間隔依然等分，保證了視景仿真的效果。
圖4給出了本發(fā)明所述的方法的具體應(yīng)用示意圖，可以看出，基于本發(fā)明可以獲得間隔均勻的B樣條曲面，基于這樣的B樣條曲面可以獲得較好的視景仿真效果。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種視景仿真中獲得B樣條曲面的方法，其特征在于，包括A、獲取初始化時(shí)等分曲面時(shí)網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V0，由原控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V1，以及由移動(dòng)后的控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)值V2；B、計(jì)算V0+(V2-V1)值，并作為視景仿真中的B樣樣曲面矢量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視景仿真中獲得B樣條曲面的方法，其特征在于，所述的初始化時(shí)等分曲面時(shí)網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V0為根據(jù)已有的B樣條曲面公式計(jì)算獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視景仿真中獲得B樣條曲面的方法，其特征在于，所述的由原控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V1為根據(jù)已有的B樣條曲面公式計(jì)算獲得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的視景仿真中獲得B樣條曲面的方法，其特征在于，所述的由移動(dòng)后的控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)值V2為根據(jù)已有的B樣條曲面公式計(jì)算獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視景仿真中獲得B樣條曲面的方法，其特征在于，所述的已有的B樣條曲面公式包括u向p階、v向q階的B樣條曲面公式定義為S(u,v)=Σi=0nΣj=0mNi,p(u)Nj,q(v)ωi,jPi,jΣi=0nΣj=0mNi,p(u)Nj,q(v)ωi,j0≤u,v≤1;]]>式中，{Pi，j}為構(gòu)成曲面控制點(diǎn)網(wǎng)；{ωi，j}為權(quán)因子；{Ni，p(u)}、{Nj，q(v)}分別為p階、q階B樣條基函數(shù)，其節(jié)點(diǎn)矢量為U＝{0，...，0，up+1，...，ur-p-1，1，...，1}；V＝{0，...，0，Vq+1，...，Vs-q-1，1，...，1}；這里，r＝n+p+1，s＝m+q+1；令Ri,j(u,v)=Ni,p(u)Nj,q(v)ωi,jΣk=0nΣl=0mNk,p(u)Nl,q(v)ωk,l.]]>
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的視景仿真中獲得B樣條曲面的方法，其特征在于，所述的已有的B樣條曲面公式包括S(u,v)=Σi=0nΣj=0mRi,j(u,v)Pi,j;]]>其中U＝{0，...，0，up+1，...，ur-p-1，1，...，1}；V＝{0，...，0，vq+1，...，vs-q-1，1，...，1}。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種視景仿真中獲得B樣條曲面的方法。本發(fā)明主要包括首先，獲取初始化時(shí)等分曲面時(shí)網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V0，由原控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)V1，以及由移動(dòng)后的控制點(diǎn)決定的曲面上網(wǎng)絡(luò)線的點(diǎn)坐標(biāo)值V2；然后，計(jì)算V0+(V2－V1)值，并作為視景仿真中的B樣樣曲面矢量。本發(fā)明采用V2－V1將獲得的B樣條曲面的誤差消除，同時(shí)又保證了B樣條曲面的其它特性。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)可以有效克服現(xiàn)有技術(shù)中隨著計(jì)算階數(shù)的增加出現(xiàn)外圍控制線的間隔越來越大的問題。也就是說，基于本發(fā)明提供的方法，在任何計(jì)算階數(shù)下，均可以獲得的準(zhǔn)確的等分B樣條曲面。
文檔編號(hào)G06T17/20GK1870056SQ20051007211
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者陳向東, 鄧建林, 徐金江 申請(qǐng)人:北京華力創(chuàng)通科技有限公司