专利名称：视景仿真中获得b样条曲面的方法
技术领域：
本发明涉及视景仿真技术领域，尤其涉及一种视景仿真中获得B样条曲面的方法。
背景技术：
在视景仿真技术应用过程中需要利用B样条(非均匀的有理B样条)曲面进行图像仿真。而良好的B样条曲面才能够保证图像仿真的最佳效果。
所述的B样条曲面尤其适用于创建复杂的曲面造型，使用B样条可以使以前实体建模难以达到的加油曲面的构建，变得简单、方便。具体可以通过视窗交互调整构成曲面的点来完成复杂曲面造型的构建。
目前，获得B样条曲面方程如下u向p阶、v向q阶的B样条曲面定义为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}为构成曲面控制点网；{ωi，j}为权因子；{Ni，p(u)}、{Nj，q(v)}分别为p阶、q阶B样条基函数，其节点矢量为U＝{0，…，0，up+1，…，ur-p-1，1，…，1}；V＝{0，…，0，vq+1，…，vs-q-1，1，…，1}；这里，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;]]>相应的B样条曲面方程还可为S(u,v)=∑i=0n∑j=0mRi,j(u,v)Pi,j;]]>在现有的B样条曲面方程中，由于U＝{0，…，0，up+1，…，ur-p-1，1，…，1}；V＝{0，…，0，vq+1，…，vs-q-1，1，…，1}。
因此，现有技术对于一阶曲面可以保证其被等分，如图1所示，图1中给出了一个包括9*7个控制点的曲面，整个曲面被16*16个格等分。
然而，随着计算阶数的增长，相应的曲面分别将在水平方向扩充了2(p-1)个点，在垂直方向扩充了2(q-1)个点，因而导致曲面控制域的不等分，如图2所示，外围控制线的间隔越来越大，这显然无法满足视景仿真的要求。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种视景仿真中获得B样条曲面的方法，以便于获得准确的等分的B样条曲面，改善视景仿真的效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明提供了一种视景仿真中获得B样条曲面的方法，包括A、获取初始化时等分曲面时网络线的点坐标V0，由原控制点决定的曲面上网络线的点坐标V1，以及由移动后的控制点决定的曲面上网络线的点坐标值V2；
B、计算V0+(V2-V1)值，并作为视景仿真中的B样样曲面矢量。
所述的初始化时等分曲面时网络线的点坐标V0为根据已有的B样条曲面公式计算获得。
所述的由原控制点决定的曲面上网络线的点坐标V1为根据已有的B样条曲面公式计算获得。
所述的由移动后的控制点决定的曲面上网络线的点坐标值V2为根据已有的B样条曲面公式计算获得。
所述的已有的B样条曲面公式包括u向p阶、v向q阶的B样条曲面公式定义为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}为构成曲面控制点网；{ωi，j}为权因子；{Ni，p(u)}、{Nj，q(v)}分别为p阶、q阶B样条基函数，其节点矢量为U＝{0，…，0，up+1，…，ur-p-1，1，…，1}；V＝{0，…，0，vq+1，…，vs-q-1，1，…，1}；这里，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样条曲面公式包括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}。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明采用V2-V1将获得的B样条曲面的误差消除，同时又保证了B样条曲面的其它特性。本发明的实现可以有效克服现有技术中随着计算阶数的增加出现外围控制线的间隔越来越大的问题。也就是说，基于本发明提供的方法，在任何计算阶数下，均可以获得的准确的等分B样条曲面。
图1为基于现有技术中获得的一阶B样条曲面；图2为基于现有技术获得的二阶B样条曲面；图3为基于本发明获得的二阶B样条曲面；图4为本发明获得的视景仿真中应用的B样条曲面。
具体实施例方式
本发明的核心是对现有的曲面公式进行调整变换，从而获得准确的等分的B样条曲面。
为了保证B样条曲面的其它特性，同时又避免不等分的情况，本发明所述的方法在具体实现过程中采用的B样条曲面的计算公式具体为V3＝V0+(V2-V1))；其中V3为曲面上的任意点矢量，即为最终要获得的曲面矢量；V0为初始化时等分曲面时点坐标，可以采用背景技术中提供的现有的B样条公式计算获得；V1为当前控制点按p*q阶B样条曲面初始化时点坐标，V1计算出的由原来控制点决定的曲面上网络线的点坐标；具体可以采用背景技术中提供的现有的B样条公式计算获得；V2为控制点改变后p*q阶B样条曲面的点坐标，V2是计算出的由移动后的控制点决定的曲面上网络线的点坐标；同样，可以采用背景技术中提供的现有的B样条公式计算获得。
利用上述本发明提供了B样条曲面计算公式获得视景仿真需要的曲面，并基于所述的曲面进行相应的视景仿真处理，这样便可以获得效果较佳的视景仿真效果。
本发明中采用V2-V1将获得的B样条曲面的误差消除，同时又保证了B样条曲面的其它特性。
如图3所示，基于本发明获得的二阶曲面的外围控制线的间隔依然等分，保证了视景仿真的效果。
图4给出了本发明所述的方法的具体应用示意图，可以看出，基于本发明可以获得间隔均匀的B样条曲面，基于这样的B样条曲面可以获得较好的视景仿真效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种视景仿真中获得B样条曲面的方法，其特征在于，包括A、获取初始化时等分曲面时网络线的点坐标V0，由原控制点决定的曲面上网络线的点坐标V1，以及由移动后的控制点决定的曲面上网络线的点坐标值V2；B、计算V0+(V2-V1)值，并作为视景仿真中的B样样曲面矢量。
2.根据权利要求1所述的视景仿真中获得B样条曲面的方法，其特征在于，所述的初始化时等分曲面时网络线的点坐标V0为根据已有的B样条曲面公式计算获得。
3.根据权利要求1所述的视景仿真中获得B样条曲面的方法，其特征在于，所述的由原控制点决定的曲面上网络线的点坐标V1为根据已有的B样条曲面公式计算获得。
4.根据权利要求1、2或3所述的视景仿真中获得B样条曲面的方法，其特征在于，所述的由移动后的控制点决定的曲面上网络线的点坐标值V2为根据已有的B样条曲面公式计算获得。
5.根据权利要求4所述的视景仿真中获得B样条曲面的方法，其特征在于，所述的已有的B样条曲面公式包括u向p阶、v向q阶的B样条曲面公式定义为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}为构成曲面控制点网；{ωi，j}为权因子；{Ni，p(u)}、{Nj，q(v)}分别为p阶、q阶B样条基函数，其节点矢量为U＝{0，...，0，up+1，...，ur-p-1，1，...，1}；V＝{0，...，0，Vq+1，...，Vs-q-1，1，...，1}；这里，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.根据权利要求4所述的视景仿真中获得B样条曲面的方法，其特征在于，所述的已有的B样条曲面公式包括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
本发明涉及一种视景仿真中获得B样条曲面的方法。本发明主要包括首先，获取初始化时等分曲面时网络线的点坐标V0，由原控制点决定的曲面上网络线的点坐标V1，以及由移动后的控制点决定的曲面上网络线的点坐标值V2；然后，计算V0+(V2－V1)值，并作为视景仿真中的B样样曲面矢量。本发明采用V2－V1将获得的B样条曲面的误差消除，同时又保证了B样条曲面的其它特性。本发明的实现可以有效克服现有技术中随着计算阶数的增加出现外围控制线的间隔越来越大的问题。也就是说，基于本发明提供的方法，在任何计算阶数下，均可以获得的准确的等分B样条曲面。
文档编号G06T17/20GK1870056SQ20051007211
公开日2006年11月29日 申请日期2005年5月24日 优先权日2005年5月24日
发明者陈向东, 邓建林, 徐金江 申请人:北京华力创通科技有限公司