Пример-метафора

Базовые функции

Пример-метафора

В каждый данный момент положение движущейся частицы определяется как весовое усреднение положения всех контрольных точек. При этом контрольные точки, расположенные ближе к частице, оказывают большее влияние (как, например, большая масса небесного тела притягивает сильнее, поскольку сила гравитации у такого тела больше) при определении ее итогового положения в пространстве. Другими словами, для определения положения движущейся частицы необходимо просуммировать положение всех контрольных вершин (точек) с учетом меняющейся "значимости" (гравитации).

Если кому не очень ясен пример с гравитацией, можно предложить другую метафору. Выбор и покупка, скажем, холодильника определяются многими факторами (ценой, объемом, цветом и т. п.). Но эти факторы не равнозначны, каждый фактор имеет свою значимость, например цена важнее цвета, это значит, что у цены больший "вес" в сравнении с цветом. Если просуммировать "веса" всех факторов, то можно формально "вычислить", какой холодильник разумнее приобрести.

Функция, которая определяет, как сильно форма кривой зависит от конкретной контрольной точки Вi, называется базовой функцией (basis function) этой контрольной точки.

Замечание

Собственно, в названии В-сплайнов буква "В" и означает "базовые" (basis).

Значение базовой функции представляет собой вещественное число. Необходимо учесть, что описание NURBS-кривой требует задания базовой функции для каждой контрольной точки.

Можно описать значения функции для выбранного значения параметра t, например, таким образом: 30% положения одной контрольной точки плюс 60% — другой и плюс 10% — третьей. Это, в частности, означает, что когда движущаяся частица удаляется от некоторой контрольной точки, она испытывает все меньшее воздействие. И наоборот, при приближении частицы к контрольной точке ее положение все больше от нее зависит. И такой эффект повторяется всякий раз, когда движущаяся частица проходит все контрольные точки.

Теперь следует сосредоточиться как раз на том, что подобное "влияние" контрольной точки может быть не только выражено числовыми значениями, но и визуализировано на графике (коль скоро это тоже функция). Таким образом, можно построить график базовой функции как зависимость влияния на движущуюся частицу, например в процентах, от значения 1(рис. 12.9).

Максимальный эффект (максимальное влияние) достигается в совершенно определенной точке и постепенно уменьшается по мере удаления. Форма кривой, описывающей эту зависимость, напоминает колокол.

Рис. 12.9. Типичный график базовой функции отдельной контрольной точки

Поскольку каждая контрольная точка "обязана" иметь свою базовую функцию, NURBS-кривая, построенная, например, по пяти контрольным точкам, должна иметь пять таких функций, перекрывающих некоторую область результирующей кривой (рис. 12.10).

Рис. 12.10. Однородные базовые функции для множества контрольных точек

Дата добавления: 2014-01-20