DSI方法的一般化形式

如题所述

起初,DSI方法被设计用于插值2D图形用来建立3D空间中的曲面。事实上,很容易看出,这种方法可以不加任何修改而用于插值与任何拓扑结构给定的图形节点有关的数值型数据。例如,DSI可用于:

●插值与模拟曲线相联系的多边形线(一维图形)的节点位置,

●插值定义在三维空间某一区域的给定三维图形节点上的参数。

对于要求连续插值的应用,DSI方法也可被用于二级插值的第一阶段:

●第一阶段包括:

○用DSI计算节点位置,

○估计每一节点上正交于曲面的向量(在2D图形的情况下)或估计在曲线上每一节点的正切向量(在1D图形的情况下)。

●第二阶段包括应用节点和法线(二维图形)或切向量(一维图形)进行局部插值。为实现这一目的,可使用由Bezier或样条插值。

方法,像在文献(Mortenson,1985和Farin,J986)中描述的那样。

注释。DSI和三角形参数小平面,例如像Bezier平面的组合在应用中是非常高效的。实际上,惟一要解决的问题是建立DSI和Bezier插值之间间断的桥梁,也就是确定Bezier控制网络。为此,提出如上的有效技术:

●对于每个节点k∈Ω,计算以节点k为共同顶点的平面三角形的滑动平均值N(k),

●对于属于被插值的一个三角形的每条边E(α,β),用下式计算两个正切值T(α,β)和T(β,α)。

地质模型计算机辅助设计原理与应用

●对于被插值的每个三角形T(α,β,γ),以相应边的六个切向量的线性组合来计算Bezier控制网络的节点。

下面给出一些展示DSI方法高效性的曲面(二维图形)和曲线(一维图形)建模实例。在所有这些例子中,使用DSI方程的局部形式来计算自由节点的位置,并且这些方程中系数选取如下:

●系数{vα(α)}按照本章第六节中提出的调和权方案选取;

●系数{μ(k}}对于所有节点都为1;

●所有模糊约束条件的pi系数都为2(见本章第五节)。

从图形的观点出发,在彩图版2.2、图版2.3中选用如下约定:

●向量约束条件以绿色向量表示。

●控制节点以黄色小立体表示。

●模糊控制节点由通过“橡皮筋”缚在曲面的品红小立体表示。

●模糊控制点由通过“橡皮筋”缚于曲面上紫红色双锥体表示。

在一个7Mips/0.5Mflops计算机上,在第3个例子中,用户要求耗时小于1s。在其他例子中用户要求耗时小于5s。这样,DSI方法才能被交互使用。从图形的观点出发,在彩图版2.3中的所有三角形都用平面高洛德明暗多边形来显示。

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