8.3. 8.3. Hermite-féle bikubikus folt

A határoló görbékre eddig nem tettünk semmilyen megszorítást. Most feltételezzük, hogy a határoló görbék harmadrendű görbék. Ebben az esetben ezek felírhatók harmadrendű Hermite-ívként. Ehhez a kezdő- és végpontokra, valamint ezekben a görbe érintővektoraira van szükség. A 2.2. szakasz alapján a , ív

alakban írható fel. Ezzel analóg módon állítható elő , és is.

Az érintőszalagok a négy twist vektor ismeretében ugyancsak Hermite-interpolációval állíthatók elő. Például

Ezzel analóg , és előállítása is.

Ezeket felhasználva a (8.3) kifejezés

alakban írható fel. A felület ezzel analóg módon

formát ölt, a bikubikusan súlyozott Coons-folt pedig

Ezt a felületfoltot Hermite-féle bikubikus foltnak is szokták nevezni. Az Hermite-polinomok mátrixalakjának használatával

Ez a forma akkor lehet hasznos, ha ugyanannak a foltnak több pontját akarjuk kiszámolni. Ebben az esetben ugyanis a középső három mátrix független az paraméterektől, tehát a szorzatukat csak egyszer kell kiszámítani, ami csökkenti a számítási igényt.

8.4. ábra - Hermite-féle bikubikus folt


Az Hermite-féle bikubikus folt a négy csúcsponttal, ezekben a határgörbék érintővektoraival és a twist vektorokkal adható meg, lásd a 8.4. ábrát).

A bikubikus elnevezés – csakúgy mint a bilineáris volt – csak az előállítás módjára utal, nem pedig a kapott felületre. Ugyanis minden bikubikus felület előállítható bikubikusan súlyozott Coons-foltként (például Hermite-féle bikubikus folt), de nem minden bikubikus súlyozással előállított Coons-folt bikubikus felület.

A bilineáris és bikubikus súlyozással előállított Coons-foltokat az , paraméterezéssel vizsgáltuk, vagyis az értelmezési tartomány az egységnégyzet volt. Ennek nincs különösebb oka, kivéve a formulák egyszerűsödését. Ha az egységnégyzetről áttérünk a tetszőleges , téglalap tartományra, akkor az összefüggésekben szereplő tagokat -al, az -t -al, -t pedig -al kell megszorozni.

8.3.1. 8.3.1. A twist vektor előállítása

A bikubikusan súlyozott Coons-folthoz a csúcspontokban szükségesek a vegyes parciális deriváltak, vagyis a twist vektorok. Ezeket többnyire nem ismerjük, így valamilyen módszerrel meg kell adnunk. A twist vektorokra adott becsléseknél szem előtt tartjuk azt, hogy általában nem egyetlen folttal modellezünk egy felületet, hanem több, egymáshoz folytonosan kapcsolódóval. Az ismertetendő módszerek elsőrendben folytonos kapcsolódást tesznek lehetővé, azaz a kapcsolódási pontokban az , illetve szerinti parciális deriváltak megegyeznek.

Zéró twist vektor

Ebben az esetben twist vektorként a nulla vektort adjuk meg, ami mindig használható, egyszerű megoldás. A transzlációs felületek twist vektora bármely pontban a nulla vektor. Ezért, ha a Coons-foltnál zéró twist vektort használunk, akkor a felület lokálisan transzlációs felületként viselkedik. Ez a szakirodalom által lapos területnek (flat spot) nevezett jelenséghez vezethet.

Adini-féle twist vektor

Az Adini-féle twist vektor egyetlen folt esetén a bilineárisan súlyozott Coons-folt twist vektora a csúcspontban. Egymáshoz kapcsolódó foltok hálójára pedig a következőképpen definiáljuk: Tekintsük az , és , egymást páronként metsző görbeseregeket, az és görbék az pontban metszik egymást. A háló egy belső pontjában a twist vektort úgy határozzuk meg, hogy vesszük az , , és pontok által definiált görbevonalú négyszöget; erre illesztünk egy bilineárisan súlyozott Coons-foltot, és ennek meghatározzuk a twist vektorát az pontban.

A súlyfüggvények:

a twist vektor pedig

Bessel-féle twist vektor

Tekintsük az pontban találkozó négy foltot! Ezek határgörbéire egy-egy bilineárisan súlyozott Coons-foltot illesztünk, és meghatározzuk twist vektorukat az pontban, melyeket és -vel jelölünk. A twist vektort pedig ezen vektorok bilineáris interpolációjaként állítjuk elő

alakban.