Кривые Безье

Кривые Безье были разработаны в 60-х годах XX века независимо друг от друга Пьером Безье из автомобилестроительной компании «Рено» и Полем де Касталье (Кастельжо) из компании «Ситроен», где применялись для проектирования кузовов автомобилей. Благодаря простоте задания и манипуляции, кривые Безье нашли широкое применение в компьютерной графике для представления гладких линий.

Построение кривых Безье является решением задачи аппроксимации, то есть построения кривой по узловым точкам. При этом кривая не обязательно проходит через данные точки. В случае кривых Безье, кривая проходит через первую и последнюю точку, а промежуточные точки играют роль рычагов, задающих форму кривой.

Кривая Безье это параметрическая кривая, задаваемая выражением:

где Piфункция компонент векторов опорных вершин, а bi,n(t) базисные функции кривой Безье, называемые также полиномами Бернштейна.

 

 

где n – степень полинома, i – порядковый номер опорной вершины.

Наглядный метод построения этих кривых, предложенный де Кастелье, основан на разбиении отрезков, соединяющих исходные точки в отношении t (значение параметра), а затем в рекурсивном повторении этого процесса для полученных отрезков:

 

Нижний индекс – номер опорной точки, верхний индекс – уровень разбиения. Уравнение n-ого порядка задается

Вид кривой зависит от количества опорных точек. Наиболее часто используются линейные, квадратные, кубические и кривые четвертого порядка.