总览

  • Bézier 曲线是一种用于计算机图形学的参数曲线。

  • 在本次作业中,你需要实现de Casteljau 算法来绘制由4 个控制点表示的Bézier 曲线(当你正确实现该算法时,你可以支持绘制由更多点来控制的Bézier 曲线)。

  • 你需要修改的函数在提供的main.cpp 文件中。

    • bezier:该函数实现绘制Bézier 曲线的功能。

      它使用一个控制点序列和一个OpenCV::Mat 对象作为输入,没有返回值。它会使t 在0 到1 的范围内进行迭代,并在每次迭代中使t 增加一个微小值。对于每个需要计算的t,将调用另一个函数recursive_bezier,然后该函数将返回在Bézier 曲线上t处的点。最后,将返回的点绘制在OpenCV ::Mat 对象上。
    • recursive_bezier:该函数使用一个控制点序列和一个浮点数t 作为输入,实现de Casteljau 算法来返回Bézier 曲线上对应点的坐标。

实现

  • naive_bezier

    • 数学公式

    • 代码

      void AActor_BezierCuve::naive_bezier()
      {
      FVector& p_0 = m_points[0];
      FVector& p_1 = m_points[1];
      FVector& p_2 = m_points[2];
      FVector& p_3 = m_points[3];
      FVector& p_4 = m_points[4];
      for (double t = 0.0; t <= 1.0; t += 0.001)
      {
      auto point = std::pow(1 - t, 4) * p_0 + 4 * t * std::pow(1 - t, 3) * p_1 +
      6 * std::pow(t, 2) * std::pow((1 - t), 2) * p_2 + 4 * std::pow(t, 3) * (1 - t) * p_3 + std::pow(t, 4) * p_4;
      DrawDebugPoint(GetWorld(), point, 2.0f, FColor::Green,true,5.0f);
      //UKismetSystemLibrary::PrintString(GetWorld(), point.ToString());
      } }
  • recursive_bezier

    • De Casteljau 算法说明如下:

      1. 考虑一个p0, p1, ... pn 为控制点序列的Bézier 曲线。首先,将相邻的点连接起来以形成线段。
      2. 用t : (1 − t) 的比例细分每个线段,并找到该分割点。
      3. 得到的分割点作为新的控制点序列,新序列的长度会减少一。
      4. 如果序列只包含一个点,则返回该点并终止。否则,使用新的控制点序列并转到步骤1。使用[0,1] 中的多个不同的t 来执行上述算法,你就能得到相应的Bézier 曲线。
    • 代码

      void AActor_BezierCuve::bezier()
      {
      for (double t = 0.0; t <= 1.0; t += 0.001)
      {
      FVector point = recursive_bezier(m_points, t);
      DrawDebugPoint(GetWorld(), point, 2.0f, FColor(10,214,255,255),true,5.0f);
      }
      } // De Casteljau 算法,递归
      FVector AActor_BezierCuve::recursive_bezier(TArray<FVector>& points, float t)
      {
      if (points.Num() < 3) {
      return (1 - t) * points[0] + t * points[1];
      } TArray<FVector> newPoint;
      for (int i = 0; i < points.Num() - 1; i++) {
      newPoint.Add((1 - t) * points[i] + t * points[i + 1]);
      }
      return recursive_bezier(newPoint, t);
      }
  • 最终效果

附录

所有代码

  • Actor_BezierCuve.h

    点击查看代码
      ```cpp
    UCLASS()
    class GAMES101_API AActor_BezierCuve : public AActor
    {
    GENERATED_BODY() public:
    // Sets default values for this actor's properties
    AActor_BezierCuve(); protected:
    // Called when the game starts or when spawned
    virtual void BeginPlay() override; public:
    // Called every frame
    virtual void Tick(float DeltaTime) override; UFUNCTION(BlueprintCallable)
    void naive_bezier(); UFUNCTION(BlueprintCallable)
    void bezier(); UFUNCTION(BlueprintCallable)
    FVector recursive_bezier(TArray<FVector>& points,float t); public:
    UPROPERTY(VisibleAnywhere)
    USceneComponent* root;
    UPROPERTY(VisibleAnywhere)
    UStaticMeshComponent* point0;
    UPROPERTY(VisibleAnywhere)
    UStaticMeshComponent* point1;
    UPROPERTY(VisibleAnywhere)
    UStaticMeshComponent* point2;
    UPROPERTY(VisibleAnywhere)
    UStaticMeshComponent* point3;
    UPROPERTY(VisibleAnywhere)
    UStaticMeshComponent* point4; UPROPERTY();
    TArray<FVector> m_points; UPROPERTY(EditAnywhere);
    bool m_bUseRecursiveBezier; };
    ```
  • AActor_BezierCuve.cpp

    点击查看代码
    #include "Actor_BezierCuve.h"
    #include "DrawDebugHelpers.h"
    #include <cmath>
    #include "Kismet/KismetSystemLibrary.h" // Sets default values
    AActor_BezierCuve::AActor_BezierCuve()
    {
    // Set this actor to call Tick() every frame. You can turn this off to improve performance if you don't need it.
    PrimaryActorTick.bCanEverTick = true;
    root = CreateDefaultSubobject<USceneComponent>(TEXT("root"));
    SetRootComponent(root); point0 = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("point0"));
    point1 = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("point1"));
    point2 = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("point2"));
    point3 = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("point3"));
    point4 = CreateDefaultSubobject<UStaticMeshComponent>(TEXT("point4")); point0->SetupAttachment(root);
    point1->SetupAttachment(root);
    point2->SetupAttachment(root);
    point3->SetupAttachment(root);
    point4->SetupAttachment(root);
    m_points.Init(FVector::ZeroVector, 5); m_bUseRecursiveBezier = false;
    } // Called when the game starts or when spawned
    void AActor_BezierCuve::BeginPlay()
    {
    Super::BeginPlay();
    m_points[0] = point0->GetComponentLocation();
    m_points[1] = point1->GetComponentLocation();
    m_points[2] = point2->GetComponentLocation();
    m_points[3] = point3->GetComponentLocation();
    m_points[4] = point4->GetComponentLocation(); if (!m_bUseRecursiveBezier)
    naive_bezier();
    else
    bezier();
    } // Called every frame
    void AActor_BezierCuve::Tick(float DeltaTime)
    {
    Super::Tick(DeltaTime); } // 多项式
    void AActor_BezierCuve::naive_bezier()
    {
    FVector& p_0 = m_points[0];
    FVector& p_1 = m_points[1];
    FVector& p_2 = m_points[2];
    FVector& p_3 = m_points[3];
    FVector& p_4 = m_points[4];
    for (double t = 0.0; t <= 1.0; t += 0.001)
    {
    auto point = std::pow(1 - t, 4) * p_0 + 4 * t * std::pow(1 - t, 3) * p_1 +
    6 * std::pow(t, 2) * std::pow((1 - t), 2) * p_2 + 4 * std::pow(t, 3) * (1 - t) * p_3 + std::pow(t, 4) * p_4;
    DrawDebugPoint(GetWorld(), point, 2.0f, FColor::Green,true,5.0f);
    //UKismetSystemLibrary::PrintString(GetWorld(), point.ToString());
    } } void AActor_BezierCuve::bezier()
    {
    for (double t = 0.0; t <= 1.0; t += 0.001)
    {
    FVector point = recursive_bezier(m_points, t);
    DrawDebugPoint(GetWorld(), point, 2.0f, FColor(10,214,255,255),true,5.0f);
    }
    } // De Casteljau 算法,递归
    FVector AActor_BezierCuve::recursive_bezier(TArray<FVector>& points, float t)
    {
    if (points.Num() < 3) {
    return (1 - t) * points[0] + t * points[1];
    } TArray<FVector> newPoint;
    for (int i = 0; i < points.Num() - 1; i++) {
    newPoint.Add((1 - t) * points[i] + t * points[i + 1]);
    }
    return recursive_bezier(newPoint, t);
    }

【UE4】GAMES101 图形学作业4:贝塞尔曲线的更多相关文章

  1. 【UE4】GAMES101 图形学作业2:光栅化和深度缓存

    总览 在上次作业中,虽然我们在屏幕上画出一个线框三角形,但这看起来并不是那么的有趣.所以这一次我们继续推进一步--在屏幕上画出一个实心三角形,换言之,栅格化一个三角形.上一次作业中,在视口变化之后,我 ...

  2. 【UE4】GAMES101 图形学作业5:光线与物体相交(球、三角面)

    总览 在这部分的课程中,我们将专注于使用光线追踪来渲染图像.在光线追踪中最重要的操作之一就是找到光线与物体的交点.一旦找到光线与物体的交点,就可以执行着色并返回像素颜色. 在这次作业中,我们要实现两个 ...

  3. 【UE4】GAMES101 图形学作业3:Blinn-Phong 模型与着色

    总览 在这次编程任务中,我们会进一步模拟现代图形技术.我们在代码中添加了Object Loader(用于加载三维模型), Vertex Shader 与Fragment Shader,并且支持了纹理映 ...

  4. 【UE4】GAMES101 图形学作业1:mvp 模型、视图、投影变换

    总览 到目前为止,我们已经学习了如何使用矩阵变换来排列二维或三维空间中的对象.所以现在是时候通过实现一些简单的变换矩阵来获得一些实际经验了.在接下来的三次作业中,我们将要求你去模拟一个基于CPU 的光 ...

  5. 【UE4】GAMES101 图形学作业0:矩阵初识

    作业描述 给定一个点P=(2,1), 将该点绕原点先逆时针旋转45◦,再平移(1,2), 计算出变换后点的坐标(要求用齐次坐标进行计算). UE4 知识点 主要矩阵 FMatrix FBasisVec ...

  6. 计算机图形学:贝塞尔曲线(Bezier Curve)

    计算机图形学:贝塞尔曲线(Bezier Curve) 贝塞尔能由贝塞尔样条组合而成,也可产生更高维的贝塞尔曲面.

  7. Unity3d游戏中自定义贝塞尔曲线编辑器[转]

    关于贝塞尔曲线曲线我们再前面的文章提到过<Unity 教程之-在Unity3d中使用贝塞尔曲线>,那么本篇文章我们来深入学习下,并自定义实现贝塞尔曲线编辑器,贝塞尔曲线是最基本的曲线,一般 ...

  8. Android 自定义View高级特效,神奇的贝塞尔曲线

    效果图 效果图中我们实现了一个简单的随手指滑动的二阶贝塞尔曲线,还有一个复杂点的,穿越所有已知点的贝塞尔曲线.学会使用贝塞尔曲线后可以实现例如QQ红点滑动删除啦,360动态球啦,bulabulabul ...

  9. 贝塞尔曲线:原理、自定义贝塞尔曲线View、使用!!!

    一.原理 转自:http://www.2cto.com/kf/201401/275838.html Android动画学习Demo(3) 沿着贝塞尔曲线移动的Property Animation Pr ...

随机推荐

  1. 15-SpringCloud Stream

    Stream是什么及Binder介绍 官方文档1 官方文档2 Cloud Stream中文指导手册 什么是Spring Cloud Stream? 官方定义Spring Cloud Stream是一个 ...

  2. 什么是云效持续集成?如何关联Jenkins进行持续集成?

    什么是云效持续集成?如何关联Jenkins进行持续集成?云效流水线 Flow是一款企业级.自动化的研发交付流水线, 提供灵活易用的持续集成.持续验证. 持续发布功能,帮助企业高质量.高效率的交付业务. ...

  3. QT程序打包成多平台可执行文件

    一.简述 QT项目开发完成后,需要打包发布程序,在实际生产中不可能把源码发给别人,所以需要将源码打包正可执行文件或者安装程序. 二.设置应用图标 把 ico 文件放到源代码目录下,在QT项目中的'.p ...

  4. Linux内核中的Workqueue机制分析

    1. 什么是workqueue Linux中的workqueue(工作队列)主要是为了简化在内核创建线程而设计的.通过相应的工作队列接口,可以使开发人员只关心与特定功能相关的处理流程,而不必关心内核线 ...

  5. 缩减Centos7xfs磁盘空间

    问题描述:df -h查看 root目录仅有20G空间,其余300G空间全在home目录下.xfs不可以直接缩减,所以只能删除xfs盘然后重新添加. 解决办法: 1. 注释想要删除的磁盘,此处以cent ...

  6. Android仿QQ空间发表动态

    效果展示图: 功能描述:用户点击+会进入发表动态的界面,发表成功后跳转到个人首页. 后续完善:增加个人头像的上传,对界面进行优化,增加点赞和评论的功能. 主要采用listview对内容进行展示,对sq ...

  7. PHP中用+号连接数组的结果是?

    我们在开发中,有时候会将两个数组合并连接起来,这个时候要注意了,千万不要偷懒直接使用+号哦,为什么呢?我们看看以下代码: $a = [1, 2]; $b = [4, 5, 6]; $c = $a + ...

  8. 微信公众号jssdk分享接口onMenuShareAppMessage自定义的参数无效,微信分享失败原因

    使用jssdk为jweixin-1.4.0.js updateTimelineShareData,安全域名接口也设置正确,可就是分享,转发朋友圈不成功. 解决方案:采用<script src=& ...

  9. php发送邮件方法-亲测可用,email.class.php过期解决办法

    php虽然提供了mail()函数,但并不好用,而PHPMailer是一个不错的邮件发送工具,使用起来也是非常简单!使用PHPMailer发送邮件: <?php header("cont ...

  10. django 内置用户-装饰器

    """ 一.如何给python内置用户添加额外的字段,注意一定义在没有迁移数据之前定义,否则会报错 1.在models中先调用 from django.contrib.a ...