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討論:非均勻有理B樣條

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這個部分是從英文翻譯過來的。翻譯的不錯。不過我覺得有點問題。

我的專業是CAGD。不謙虛的說,比較了解樣條這塊。我覺得樣條這部分,包括這個非均勻有理B樣條條目不應當這樣組織。因為樣條並不是脫離實際憑空想像出來的,它的原形就是在船體、汽車或太空飛行器的設計中模線設計人員使用的彈性均勻的窄木條。1946年,數學家I. J. Schoenberg 給出了不少有關樣條的結果。但由於那時計算機都是軍方用拉計算彈道的,根本不可能拿來用來產品外形設計,所以這些理論就束之高閣了。後來隨著計算機的普及,樣條才逐漸顯露出他的作用。

在這個過程中,貝塞爾樣條和B樣條是兩個很特殊的例子。

文摘開始

貝塞爾是法國雷諾汽車公司的工程師,他於1962年提出了這種獨創的構造曲線曲面的方法,並以這種方法為基礎,發展了一套設計製造系統,稱之為UNISURF系統,八十年代中後期,國際知名的法國達索(Dassault)飛機公司研製的CATIA系統,也廣泛使用貝塞爾方法。貝塞爾方法較之以前的方法有許多優良的性質,其中一個很受設計人員青睞的性質是它是一個非常幾何化的方法,設計人員不必關心曲線曲面的數字表示形式,只要在空間定義好控制多邊形的形狀就能大致確定曲線曲面的形狀,使人能直觀地交互式地控制設計對象。

......

儘管Bézier方法是形狀設計中一個強有力的工具,但它還是存在著自身難以克服的缺點,其中一個最大的缺點是不具有局部性,當修改某個控制頂點的位置時,整個曲線曲面的形狀就會發生改變,另外由於曲線曲面次數不太高會帶來不穩定性,當表示變化較大的形狀時,必須分成許多面片表示,這又將會帶來曲面拼接、光順等一系列的問題。

......

在20世紀七十年代初,Gordon與Riesenfeld等人在研究了貝塞爾方法以後引入了B樣條方法。該方法具備了貝塞爾方法的一切優點,同時克服了整體表示的局限具有局部性質,而且B樣條有一套非常統一、通用、有效的 標準算法及強有力的配套技術(如插入節點、升階與降階等),使之成為一種強大的自由曲線曲面的設計工具。

......

儘管B樣條方法在表示與設計自由型曲線曲面形狀時顯示了強大的威力,然而在表示與設計二次曲線曲面(如:圓弧、橢圓弧、雙曲線等)與平面構成的初等曲面時卻遇到了麻煩,因為B樣條曲線、曲面及其特例的貝塞爾曲線、曲面都不能精確地表示除拋物面以外的二次曲線曲面,而只能給出近似的表示,使本來簡單問題複雜化,還帶來了設計誤差。人們為了解決這個問題,對B樣條方法進行了改造,在保留其描述自由型形狀的長處的同時,擴充其統一表示二次曲線與曲面的能力。這種新型的方法稱為非均勻有理B樣條(Non-Uniform Rational B-spline,NURBS)技術。目前NURBS已被國際標準化組織定義為工業產品形狀表示的國際標準方法。

以上文字摘自 http://202.192.168.54/3dcai/dshz/dlj.htm


在這中間,還應當穿插以下內容。比如,De Boor算法等。還有就是,我們是不是應當談談樣條作為一項技術在中國的成功應用呢?居所所知,中國長春第一汽車製造廠的老解放車的改型過程中的凸輪改造,就是B樣條應用的一個成功案例!

另外,還可以在最後談一談樣條現在的發展。80年代後期開始,細分小波等技術不斷湧現。但他們的思想,都和樣條,特別是B樣條有著千絲萬縷的聯繫。so on...

英文維基裡面條目確實很多。但我覺得,如果有條件,中文維基裡面的條目還是自己寫比較好。畢竟語言不同,材料的組織,取捨等等都有很大差別。我文筆不好。希望看到這段文字的朋友能夠一起來把這個條目寫好!

偏左

修改的內容主要在在樣條的定性介紹及解釋部分,該部分由英文翻譯過來,有些地方翻得可能不是很確切。 同時增加了部分樣條和CAD的聯繫,這部分是從百度百科上看到的。