录十六

持之以恒

贝塞尔曲线基本理论

贝塞尔曲线(The Bézier Curves)是一种参数多项式曲线,由于它采用了一组独特的多项式基函数,使得它具有许多优良的性质,在诸多形式的参数多项式曲线中独树一帜,一经问世,就受到了工业界和CAGD学术界的广泛重视,人们对它情有独钟。贝塞尔方法在实践中表现出了强大的生命力。

一、贝赛尔曲线方程

贝赛尔曲线方程

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其中,系数矢量Pi(i=0,1,2,…,n)称为控制点或者贝赛尔点。顺序连成的折线称为贝塞尔控制多边形,又常见成简称控制多边形。基函数

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称为伯恩斯坦基函数。

贝塞尔曲线是定义在规范区间u∈[0,1]上的,一旦控制多边形的边数即贝塞尔曲线的次数n给定,贝塞尔基函数就完全确定。

二、贝塞尔曲线的矩阵形式

贝塞尔曲线方程可改写为矩阵形式:

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根据二项式定理:

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有:

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利用公式(3),可以将伯恩斯坦基函数写成幂基的形式,具体推导过程如下:

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可得伯恩斯坦基函数与幂基的关系:

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下面给出常见的1—5次贝塞尔曲线的变换矩阵:

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