曲面拼接光顺方法研究.docx

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曲面拼接光顺方法研究

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苏红磊雍耀维王婷马维

【摘?要】依据A级曲面的几何连续条件，论文从控制点入手对曲面拼接的连续性进行分析。对于大曲率半径的简单曲面拼接，曲面分段的方法可以有效地提高曲面连续性调整效率和质量;对于复杂的小曲率半径多面拼接，从特征线入手，创建基础曲面，与相交的过渡面倒圆角，再合理地划分曲面片，确保曲面拟合精度和曲率连续过渡。经过实际应用表明，合理地设置控制点，从特征线开始构面，再以圆角面为基础进行曲面拼接，有效地提高了曲面光顺效率和质量，可以得到良好的品质。

【Abstract】AccordingtothegeometricalcontinuityconditionofclassAsurface，thispaperanalyzesthecontinuityofsurfacestitchingfromthecontrolpoints.Forsimplesurfacestitchingwithlargeradiusofcurvature，thesegmentedmethodcaneffectivelyimprovetheefficiencyandqualityofsurfacecontinuityadjustment.Forcomplexmulti-surfacestitchingwithsmallradiusofcurvature，thebasicsurfacewascreatedfromthefeatureline，andtheintersectingtransitionsurfacewasfilled-off，andthenthesurfacepiecesweredividedreasonablytoensurethefittingaccuracyandcontinuoustransitionofcurvature.Thepracticalapplicationshowsthatthereasonablesettingofcontrolpoints，startingfromthefeatureline，andthenusingtheroundedsurfaceasthebasisforsurfacestitching，caneffectivelyimprovethesurfacesmoothingefficiencyandquality，andcangetgoodquality.

【關键词】曲面分段;控制点;圆角面

【Keywords】surfacesegmentation;controlpoint;filletface

U463.82???????????????????????【文献标志码】A?????????????????????????1673-1069（2021）09-0177-05

1引言

汽车曲面品质是影响汽车外观设计以及汽车性能的一个重要环节。车身的A级曲面，是指汽车车身外表面中的高可见区域，包括发动机引擎罩、车门、后背门、顶盖、前后翼子板、前后保险杠等。在A级曲面重构过程中，如何构建曲率连续的拼接曲面是难点。目前，对A级曲面的研究主要从精度和光顺2个方面进行。陈廉清等人（2006）提出自由曲面的控制点数量对曲面重构精度有很大影响，控制顶点的增加，控制网格相应增加，曲面拟合精度提高，没有结合光顺性。孔令德等人（2020）采用NURBS插入节点技术作为实现曲面细分建模，解决了建模中曲面裁剪与拼接的问题，数值计算稳定，算法简单，并可部分细分，但更适合于CG动画和雕刻曲面的设计。王鹏等人（2019）针对汽车车身拼接曲面光顺方法进行研究，提出不同曲率半径拼接曲面的光顺方法，在建模过程中，对曲面阶数的选取进行概括性总结，没有进行深入分析。

本文以Bezier曲面为研究对象，针对现有研究情况，从曲面阶次和控制点的角度，对其合理性进行理论分析，为构建曲率连续的拼接曲面奠定基础。同时从双面拼接和多面拼接的三面圆角、渐消角以及翼子板入手，从光顺实践的方向给出了更具操作性的方法。

2曲面连续几何条件

2.1Bezier曲线

Bezier曲线由端点和控制顶点组成，通过修改点的坐标可以改变曲线的形状，使用Bernstein多项式来表示：

其中，Bi，n（u）=ui（1-u）n-i是Bernstein多项式，是构成Bezier