B样条曲线绘制函数
时间: 2023-09-18 16:13:51 浏览: 105
B样条曲线绘制
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B样条曲线是一种用于曲线和曲面建模的数学工具,它具有局部控制性、弹性和平滑性等优点。在计算机图形学中,B样条曲线经常被用于生成平滑曲线,通常使用以下函数进行绘制:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
def bspline(t, points, degree):
"""
t: 描述曲线的参数向量,一般是0到1之间的一些数
points: 控制点,以二维数组的形式给出,每个点有两个坐标x和y
degree: B样条曲线的次数,一般为3
返回值: 曲线上的点的二维数组,每个点有两个坐标x和y
"""
n = len(points) - 1
m = len(t)
curve = np.zeros((m, 2))
for i in range(m):
x = 0.0
y = 0.0
for j in range(n+1):
basis = basis_function(j, degree, t[i], points)
x += points[j][0] * basis
y += points[j][1] * basis
curve[i] = [x, y]
return curve
def basis_function(i, k, t, points):
if k == 0:
if points[i][0] <= t < points[i+1][0]:
return 1
else:
return 0
else:
c1 = 0.0
if points[i+k][0] != points[i]:
c1 = (t - points[i]) / (points[i+k][0] - points[i][0])
c2 = 0.0
if points[i+k+1][0] != points[i+1][0]:
c2 = (points[i+k+1][0] - t) / (points[i+k+1][0] - points[i+1][0])
return c1 * basis_function(i, k-1, t, points) + c2 * basis_function(i+1, k-1, t, points)
# 示例用法
points = np.array([[0, 0], [1, 1], [2, -1], [3, 0], [4, 1]])
t = np.linspace(0, 1, 100)
degree = 3
curve = bspline(t, points, degree)
plt.plot(points[:,0], points[:,1], 'ro-')
plt.plot(curve[:,0], curve[:,1], 'b.-')
plt.show()
```
在这个实现中,我们定义了一个 `bspline` 函数,它接受一个参数向量 `t`、一组控制点 `points` 和 B样条曲线的次数 `degree`。该函数返回一个二维数组,表示曲线上的点。我们还定义了一个 `basis_function` 函数,它计算B样条基函数的值。
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