Інтерполювання сплайнами Мета інтерполювання – отримати ефективний алгоритм обчислення значень f(x) для будь-яких значень x на [a, b], які не збігаються з вузлами інтерполювання.
Інтерполювання сплайнами Лінійний сплайн
Квадратичний сплайн
Кубічний поліном
Кубічний сплайн Функція S(x), яка задовільняє такі умови: 1. На кожному інтервалі функція є многочленом третього степеня 2. Функція S(x) а також її похідні є неперервні на інтервалі [al, bl]. 3. Умова інтерполювання
Функція S(x) повинна бути неперервною на кінцях інтервалів
Позначимо
Похибка інтерполяції кубічним сплайном
f=sin(4 x) h=0. 5 h=0. 25
Сплайн Акіми
Cплайнові параметричні криві Криві і поверхні можуть бути представлені явно, неявно і параметрично. • явний спосіб (explicit curves) • неявний спосіб (implicit) • Параметричний спосіб (parametric curves)
Cплайнові параметричні криві Параметричне представлення дуже широко застосовується в комп'ютерній графіці через простоту та універсальність представлення. P 0 P 4 R 0 R 2 P 5 P 6 P 1 R 3 P 2 R 1 P 3 P 7
Cплайнові параметричні криві Криві і поверхні можуть бути представлені явно, неявно і параметрично. Параметричне представлення дуже широко застосовується в комп'ютерній графіці через простоту та універсальність представлення. Типова крива при побудові сплайна за трьома точками і значенням похідної в середній точці
Cплайнові параметричні криві Типова крива при побудові сплайна за трьома точками і значенням похідної в середній точці Спершу побудуємо криву для змінної x(t)
Cплайнові параметричні криві
Криві Без’є (Bezier Curves) • Лінійні криві Без’є – Лінійна інтерполяція між кінцевими точками
• Квадратичні криві Без’є – Композиція декількох лінійних кривих:
• Кубічні криві Без’є
• Кубічні криві Без’є – матричний запис Чотири опорні точки P 0, P 1, P 2 і P 3, задані в 2 -х або 3 -мірному просторі визначають форму кривої.
• Кубічні криві Без’є – матричний запис Лінія бере початок з точки P 0 прямуючи до P 1 і закінчується в точці P 3 підходячи до неї з боку P 2. Тобто крива не проходить через точки P 1 і P 2, вони використовуються для визначення її напрямку. Довжина відрізка між P 0 і P 1 визначає, як скоро крива поверне до P 3.
Q 0 Q 4 P 0 P 2 Q 5 Q 6 Q 1 P 3 Q 2 P 1 Q 3 Q 7