为什么要获得完美的反射,曲面必须具有G2连续性(A类曲面)?

我想要一个数学答案。

评论

有什么背景吗?或参考您已阅读的内容?因为这对我来说没有意义。另外,如果我没记错的话,Gn连续性仅针对分段多项式曲面定义,没有理由将曲面设为多项式,并且实际上大多数曲面都是分段线性的。

G2仅提及几何n导数,与任何参数无关。

@tom他正在谈论一般的表面设计,例如CAD。不,它们不必是多项式,但实际上它们通常是(除圆弧和漫画外)

@joojaa比起我,我仍然感到困惑,为什么要使用特殊符号Gn。在数学中,有Cn可微流形的标准概念。 Gn和Cn一样吗?我以为Gn流形是分段多项式,所以它是C-infty流形,除了在接缝处。
@tom C连续性是参数连续性,G是地磁连续性,在这种情况下,是2个单独几何上的连续性。

#1 楼

您所看到的反映的是法线的n连续性,它是位置的导数。 ->仅G1的曲面将具有仅G0的法线场,即法线的梯度突然变化(因此,反射),眼睛可以注意到。 G2表面具有G1法线场,足以使您的眼睛光滑。

#2 楼


G0连续性表示单独的表面相交,
G1连续性表示表面以相同的角度相交,
G2连续性表示角度的变化与接触点相匹配。

G2要求并不意味着表面质量良好。只是意味着没有该表面将不会有连续的反射流,因此人类可以看到差异。取决于您想要的东西,这可能是好事,也可能不是好事。

数学上,表面法线是: {\ partial u} \ times f(u,v)\ frac {\ partial} {\ partial v} $

由于导出了两侧,这意味着表面法线的作用域具有一个度小于原始表面。因此,要使反射成为一级连续反射,它必须具有第二级连续性。到目前为止,没有任何证据证明表面反射必须是一级连续的。要了解为什么我们必须退出数学领域并进入生物学领域。

眼睛在视网膜的结构级别配备了边缘检测算法。本质上,这种边缘检测算法可作为输入信号的离散导数。因此,如果您的表面不是连续的G2,则人的边缘检测会启动并显示出来。有关马赫带等的参考,请参见。

由于边缘检测是离散的,所以G2连续性是不够的。这种变化不仅需要局部满足,而且还必须满足视网膜要求。因此,更改应该仍然足够浅,不会引起问题。

评论


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“改变不仅要在本地得到满足,而且要在视网膜上得到满足”是什么意思?
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–丹·赫尔姆
15年11月19日在13:05

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眼睛没有记录连续信号。它是离散的,因此即使您的表面在技术上可能满足数学水平上显示的条件。如果离散的样本间距没有看到变化,可能还不够。因此,坡度仍必须足够大,以使人眼能够注意到。
$ \ endgroup $
– joojaa
15年11月19日在13:38



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听起来您是在说(正常)的导数不仅必须是连续的,而且其导数也必须低于某个限制。如果那是您的意思,我认为答案的最后一段可能会更清楚。
$ \ endgroup $
–丹·赫尔姆
2015年11月19日下午13:45

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@DanHulme它不是极限的导数,它不是坡度的问题,而只是坡度的内壁。因此,这是一个离散采样。因此,非常大的角度但坡度的微小差异似乎是连续的。同样,在短间隔墙下的连续变化可能看起来很尖锐。它与数学无关,而与采样有关。它只是一个生物系统而难以被量化。
$ \ endgroup $
– joojaa
2015年11月19日14:41