1.曲面(ベジェ曲面)はどうやって作る?
  --- ベジェ曲面を作るための数学の知識とプログラミング方法を学びます。---

  A) まず、曲線(ベジェ曲線)の作り方(図を使って理解しよう)。
   ベジェ曲線は、いくつかの制御点を与えることによって描かれる曲線です。
   下の図は、制御点を3点(Q0〜Q2)与えていますが、4点、5点・・・と何点与えても構いません。
   3点の場合は2次曲線になり、4点 では3次曲線、5点では4次曲線になります。
   すなわち、制御点の数から1引いたものが、曲線の次数になります。次数が増えると複雑な曲線を描くことができますが、
   その分 計算量も増えます。
   また、線分を何等分するかによって曲線の滑らかさが変わります。経験から10等分もしくは20等分が良いと 思われます。
   ※下図では、10等分で説明しています。

   ● 曲線(ベジェ曲線:3点の場合)を作図により求めてみる。

image001

図1

1等分目
線分Q0Q1のQ0から1等分目の点Q01を描きます。

次に、線分Q1Q2のQ1から1等分目の点Q12を描きます。

さらに線分Q01Q12のQ01から1等分目の点Q0112を描きます。

これが、曲線上の1等分目の点になります。

image002

図2

2等分目
線分Q0Q1のQ0から2等分目の点Q01を描きます。

次に、線分Q1Q2のQ1から2等分目の点Q12を描きます。

さらに線分Q01Q12のQ01から2等分目の点Q0112を描きます。

これが、曲線上の2等分目の点になります。

image003

図3

3等分目
線分Q0Q1のQ0から3等分目の点Q01を描きます。

次に、線分Q1Q2のQ1から3等分目の点Q12を描きます。

さらに線分Q01Q12のQ01から3等分目の点Q0112を描きます。

これが、曲線上の3等分目の点になります。

image004

図4

4等分目
線分Q0Q1のQ0から4等分目の点Q01を描きます。

次に、線分Q1Q2のQ1から4等分目の点Q12を描きます。

さらに線分Q01Q12のQ01から4等分目の点Q0112を描きます。

これが、曲線上の4等分目の点になります。

   同様に5等分目から9等分目までを繰り返してimage007を求めていきます。出来上がったimage007点をQ0から順番にQ2までつないでいくと曲線が
   出来上がります。
   これが、ベジェ曲線の図形的な作り方です。

   image005

                 図5


 ● 曲線(ベジェ曲線:4点の場合)を作図により求めてみてください。
   制御点を4点(Q0〜Q3)与えて、制御点の位置をいろいろ変えて曲線を描いてみてください。作り方は図1から図4の方法とまったく
   同じです。

   image006

                      参考図

   コンピュータでベジェ曲線を描くには、上図を使って求めた点image007を計算式に直して求めなくてはなりません。
   次回は、上図からベジェ曲線の点を求める計算式を作ってみます。


目次 1.A) 1.B)

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