專利名稱：獲取曲線控制頂點、幾何形狀的方法及圖形處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自由曲線領(lǐng)域，特別是涉及獲取曲線控制頂點、幾何形狀的方法及圖形處理裝置。
背景技術(shù)：
非均勻有理B 樣條曲線(Non-Uniform Rational B-Spline, NURBS)為定義工業(yè)產(chǎn)品幾何形狀的數(shù)學(xué)方法且為工業(yè)計算機輔助設(shè)計/制造(Computer Aided Design/Manufacturing, CAD/CAM)幾何造型的標(biāo)準(zhǔn)，NURBS曲線在CAD/CAM系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。NURBS曲線是在B樣條的基礎(chǔ)上引入了權(quán)因子與分母，是B樣條的擴展，它通過操縱控制頂點和權(quán)因子，為設(shè)計各種各樣的形狀提供了極大的靈活性。NURBS曲線在實際應(yīng)用中可以分為兩種形式:一種是已知控制頂點求解曲線上的點，稱為正算問題。另一種是已知曲線上的型值點，求解曲線的控制頂點，稱為反算問題。目前工業(yè)領(lǐng)域中使用最多的是三次NURBS曲線。
本申請發(fā)明人在長期研發(fā)中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有給出如何解決三次NURBS曲線反算問題的方法，即如何根據(jù)三次NURBS曲線的型值點獲取控制頂點，對三次NURBS曲線的實際應(yīng)用造成了影響。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種獲取曲線控制頂點、幾何形狀的方法及圖形處理裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)較簡易地獲得控制頂點，解決三次非均勻有理B樣條曲線的反算問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一方面是:提供一種獲取三次非均勻有理B樣條曲線控制頂點的方法，包括:根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點獲得三次非均勻有理B樣條曲線的節(jié)點矢量；根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點、節(jié)點矢量以及非均勻有理B樣條曲線的曲線方程獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組；根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組以及三次非均勻有理B樣條曲線預(yù)設(shè)的權(quán)因子獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點。
其中，根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點獲得三次非均勻有理B樣條曲線的節(jié)點矢量的步驟具體包括:`
根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值`點獲得三次非均勻有理B樣條曲線的節(jié)點，具體如下式所示:
權(quán)利要求
1.一種獲取三次非均勻有理B樣條曲線控制頂點的方法，其特征在于，包括: 根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點獲得三次非均勻有理B樣條曲線的節(jié)點矢量; 根據(jù)所述三次非均勻有理B樣條曲線的型值點、節(jié)點矢量以及非均勻有理B樣條曲線的曲線方程獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組； 根據(jù)所述三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組以及三次非均勻有理B樣條曲線預(yù)設(shè)的權(quán)因子獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點獲得三次非均勻有理B樣條曲線的節(jié)點矢量的步驟具體包括: 根據(jù)所述三次非均勻有理B樣條曲線的型值點獲得三次非均勻有理B樣條曲線的節(jié)點，具體如下式所示:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點、節(jié)點矢量以及非均勻有理B樣條曲線的曲線方程獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組的步驟具體包括: 將所述型值點Qi (i = l，...，m-l)代入非均勻有理B樣條曲線的曲線方程(3)獲得方程組(4)，所述曲線方程(3)以及方程組(4)分別如下所示: 所述曲線方程(3):
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組以及三次非均勻有理B樣條曲線預(yù)設(shè)的權(quán)因子獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點的步驟具體包括: 根據(jù)所述三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點Cli與型值點qi之間的關(guān)系方程組(10)利用追趕法獲得三次非均勻有理B樣條曲線預(yù)設(shè)的權(quán)因子ω i與三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點(Ii構(gòu)成的矢量,具體如下式所示:jdj, (i = O, I,..., η)(11) 其中，Di為所述權(quán)因子Oi與控制頂點Cli構(gòu)成的矢量； 根據(jù)所述權(quán)因子Qi與控制頂點Cli構(gòu)成的矢量Di以及權(quán)因子Qi獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點屯。
5.一種獲取幾何形狀的方法，其特征在于，包括: 根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點以及三次非均勻有理B樣條曲線預(yù)設(shè)的權(quán)因子獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點； 根據(jù)所述控制頂點以及權(quán)因子獲得非均勻有理B樣條曲線的曲線方程； 根據(jù)所述非均勻有理B樣條曲線的曲線方程獲得預(yù)定的幾何形狀。
6.一種圖形處理裝置，其特征在于，包括: 節(jié)點矢量獲取模塊，用于根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點獲得三次非均勻有理B樣條曲線的節(jié)點矢量； 關(guān)系方程組獲取模塊，用于根據(jù)所述三次非均勻有理B樣條曲線的型值點、節(jié)點矢量以及非均勻有理B樣條曲線的曲線方程獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組； 控制頂點獲取模塊，用于根據(jù)所述三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組以及三次非均勻有理B樣條曲線預(yù)設(shè)的權(quán)因子獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于， 所述裝置包括圖形生成模塊，用于根據(jù)所述非均勻有理B樣條曲線的曲線方程獲得預(yù)定的幾何形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于， 所述裝置包括存儲模塊，用于保存所述預(yù)定的幾何形狀相應(yīng)的圖像文件，以進行后續(xù)所述預(yù)定的幾何形狀的 工件加工處理。
全文摘要
本發(fā)明實施方式公開了一種獲取三次非均勻有理B樣條曲線控制頂點的方法，包括根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點獲得三次非均勻有理B樣條曲線的節(jié)點矢量；根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的型值點、節(jié)點矢量以及非均勻有理B樣條曲線的曲線方程獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組；根據(jù)三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點與型值點之間的關(guān)系方程組以及三次非均勻有理B樣條曲線預(yù)設(shè)的權(quán)因子獲得三次非均勻有理B樣條曲線的控制頂點。本發(fā)明實施方式還公開了一種獲取幾何形狀的方法、圖形處理裝置。通過上述方式，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)較簡易地獲得控制頂點，解決三次非均勻有理B樣條曲線的反算問題。
文檔編號G06T19/00GK103150760SQ20121059364
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者萬波, 黃祥鈞 申請人:深圳市配天數(shù)控科技有限公司