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Kurvendarstellungen
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Kurvendarstellungen

Übersicht

 
 
Einleitung

Grafik VW-Kaefer

Abbildung 1

 

Grafik VW-Kaefer-Drahtmodell

Abbildung 2

 

Die folgenden Hypertexte sollen Euch mit verschiedenen Methoden der mathematischen Darstellung von Kurven vertraut machen, die dann algorithmisch mit einem Computer angewandt werden können.

Die Fähigkeit der Darstellung von Abbildern reeller Gegenstände (siehe Abbildung 1,2) wie auch die Erschaffung völlig neuer "Dinge" im Computer erfordern, daß dieser mehr als nur einfache waagerechte und senkrechte Linien darstellen kann, wie es die Beschaffenheit der darstellenden Hardware nahelegt. Für immer realistischer wirkende Abbildungen (die Ansprüche auf dem Gebiet der Computergraphik sind in den letzten Jahren in unvorstellbarem Maße gestiegen) wird zum Beispiel versucht, dreidimensionale Ebenen so auf das zweidimensionale Ausgabegerät zu projizieren, daß ein echt wirkendes Objekt sichtbar wird. Grundvoraussetzung für die Visualisierung dieser Ebenen ist die Darstellung von Kurven, die auf dem i.A. gerasterten Ausgabegerät (z.B. Bildschirmspeicher) natürlich nur angenähert werden können. Dazu werden einzelne Bildpunkte (Pixel) dann gesetzt, wenn sie dem mathematischen Kurvenverlauf am nahesten kommen.

  

Ein Kurvensegment

 

Wie aber kennt das Programm oder dessen Autor den Kurvenverlauf?
Um einen Algorithmus zur Kurvenberechnung erstellen zu können, wird erst ein mathematisches Modell benötigt. Als effektiv, flexibel und sinnvoll implementierbar hat sich das Modell der parametrisierten kubischen Kurven erwiesen: insbesondere bietet es Vorteile bei der Erstellung komplexerer Kurvenverläufe durch Aneinanderreihung mehrerer Kurvensegmente. Die verschiedenen Kurventypen, die auf dem Prinzip der parametrisierten kubischen Kurven beruhen, sollen Euch im folgenden gezeigt werden. Um einen kleinen Einblick in die Funktionalität eines Kurvensegmentes zu bekommen, kannst Du mit dem Applet ein wenig experimentieren.

 

 
 
Mathematische Grundlagen

Mathematische Grundlagen der Kurvendarstellungen:
Dieses Kapitel führt einige wesentlichen Grundlagen zum Verständnis ein und liefert damit die Basis für das Studium der verschiedenen Kurventypen. Ihr könnt jedoch mit dem eigentlichen Inhalt beginnen und bei eventuellen mathematischen Schwächen wieder hierher zurückkommen.  

 
 
Inhalt

Im einzelnen werden wir folgende Themen behandeln:
  
Bézierkurven
Hier wird ein populärer Kurventyp vorgestellt.
  

  
Hermite-Kurven
Eine weitere Methode, parametrisierte kubische Kurven darzustellen, wird hier beschrieben.
  

  
B-Splines
Dieses Kapitel erläutert vor allem Unterschiede zu den obigen Kurventypen.
  

  
Vergleich der Kurventypen
Abschliessend zeigen wir tabellarisch die Vor- und Nachteile der verschiedenen Kurventypen, was auch zur Verdeutlichung ihrer Unterschiede dient.
  
 


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Abteilung Computergrafik und Softwareergonomie Zum Seitenanfang Nächste Seite

Letzte Änderung 20. Januar 2001 © Copyright Sefan Volbers, Roman Mülchen