德布尔算法

✍ dations ◷ 2025-04-26 13:02:54 #算法,样条

数学的子领域数值分析中,De Boor算法是快速而且数值上稳定的算法,用于计算B样条形式的样条曲线。这是用于贝兹曲线的de Casteljau算法的一个推广。

一般的情况如下。我们要构造一个穿过一系列个点 d 0 , d 1 , , d p 1 {\displaystyle {\vec {d}}_{0},{\vec {d}}_{1},\dots ,{\vec {d}}_{p-1}} 的函数。要穿过点的序列,曲线必须满足 s ( u 0 ) = d 0 , , s ( u p 1 ) = d p 1 {\displaystyle {\vec {s}}(u_{0})={\vec {d}}_{0},\dots ,{\vec {s}}(u_{p-1})={\vec {d}}_{p-1}} d 0 , d 1 , , d p 1 {\displaystyle {\vec {d}}_{0},{\vec {d}}_{1},\dots ,{\vec {d}}_{p-1}} 阶多项式的曲线。这表示在任意区间上,曲线必须等于次数最多的多项式。它在不同的区间上可以是不同的多项式。多项式必须:当区间和上的多项式在点上相遇,它们必须有同样的值,而且他们的导数必须相等(以保证曲线是光滑的)。

De Boor算法是一个算法,当给定和 d 0 , d 1 , , d p 1 {\displaystyle {\vec {d}}_{0},{\vec {d}}_{1},\dots ,{\vec {d}}_{p-1}} 的值。它采用O(n2)次操作。注意算法的运行时间依赖于多项式的次数,而不是点的个数。

假设我们要计算参数值为 d i = d i {\displaystyle {\vec {d}}_{i}^{}={\vec {d}}_{i}} .现在计算

其中

s ( x ) = d {\displaystyle {\vec {s}}(x)={\vec {d}}_{\ell }^{}} .

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