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  • 判断点是否在贝塞尔曲线(Bézier curve)上的方法


    要判断一个点是否在某一条曲线上,只需要把点代入曲线方程,满足方程即可。但贝塞尔曲线(Bézier curve)并不是y关于x的方程,而是(x,y)关于一个参数t的方程。

    例如,对于二次贝塞尔曲线,它的路径由给定点P0、P1、P2构成,方程如下:

     而对于三次贝塞尔曲线,其路径由给定点P0、P1、P2、P3构成,方程如下:

     现在,如果我们需要判断一个点P(x,y)是否在贝塞尔曲线上,就要找到一个t,代入方程中,求出(x,y)跟P一致。

    这实际上是一个解方程的问题。下面的讲述以三次贝塞尔曲线为例。

    假设贝塞尔曲线经过点P0(x0,y0)、P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3),现在要判断点P(x,y)是否在曲线上。

    我们先使用x代入方程,有:

    x=x_{0}(1-t)^{3}+3x_{1}t(1-t)^{2}+3x_{2}t^{2}(1-t)+x_{3}t^{3}

    化为以t为未知数的形式:

    (x_{3}-3x_{2}+3x_{1}-x_{0})t^{3}+(3x_{2}-6x_{1}+3x_{0})t^{2}+(3x_{1}-3x_{0})t+(x_{0}-x)=0

    这是一个关于t的一元三次方程。求解源代码可参考:

    方程求解源代码,一元二次方程,一元三次方程,一元四次方程-算法与数据结构文档类资源-CSDN文库

    利用同样的方法,我们也可以使用y求出若干个t。然后比较用x求出的t和用y求出的t,如果都在[0,1]范围内,而且是接近的,那我们可以认为点P就在贝塞尔曲线上。

    或者(而且是更合理的方法),当我们利用x求出t之后,将其代入方程中,求出若干个y。若这些y有跟P点的y是接近的,那么就可以认为点P在贝塞尔曲线上。

    当我们要求解的是二次贝塞尔曲线时,情况更简单,因为要解的是一元二次方程。

    而对于更高次的贝塞尔曲线,由于解方程已越来越复杂,只能使用迭代试点的方法。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/lweiyue/article/details/126247815
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