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散乱数据插值是指过一组散乱(又称非均匀)分布的数据采样点在整个区域上拟合一张光滑的曲面(一般的是多个面)的过程.此问题对众多科学和工程领域都有重要的实际价值,因为实际中能够测量或产生的数据经常会是稀疏且不规则分布的.插值的目的是构造一个基本的函数(曲面),以求得区域上除已知散乱点以外任意位置的值,该曲面力争把与散乱点相关的信息光滑的传播于定义域中的所有位置,即使曲面在满足一定的插值条件下尽可能的光滑,反映到插值函数上就是尽可能满足较高的连续性条件.
散乱数据来源主要有三个:(1)实验结果;(2)物理量的测量值;(3)计算结果.它们出现于各种科学和工程应用中,如大气学,地质学,地球物理学,地理学和工程设计等.
这篇文章中,我们首先介绍了几种已有的散乱点插值方法,接着基于层次B样条技术给出了一种能够处理具有任意维定义域和值域的散乱点的多维散乱点插值方法,并依据此方法最终给出能够独立处理此类插值问题的一个完整算法实现.算法可以应用于诸多领域,本文最后将算法应用于计算机图形学的三个领域,并以实例论证了算法的可行性及优越性.其中一个重用的应用是基于散乱点的3D变形,在变形中应用本算法,所得到的变形函数具有C<2>连续性,并且由于算法本身适合于大规模算乱点插值,在处理表面比较复杂的三维物体时会比现有的算法具有更高的效率.