7.2. Bézier-Kurven history menue

Die von dem franz. Mathematiker P. Bézier entwickelte Möglichkeit, eine beliebige n-dimaensionale Kurve durch n+1 Punkte zu definieren. Die von  Bézier entwickelte Technik ist eine Vorform der Spline-Technik, die für die Entwicklung und Beschreibung beliebig gekrümmter Oberflächenformen, vor allem im rechnerunterstützten Entwurf, große Bedeutung erlangt hat.
Bézier-Flächen haben komplizierte Oberflächenformen, die nicht mit den analytischen Methoden der Kegelschnitte beschrieben werden können. Sie werden mit Hilfe dreidimensionaler Darstellungen, die auf Polynomen beruhen, abgebildet. Vor allem im Flugzeug- und Automobilbau wird diese Technik heute vielfach verwendet.

B-Splines

... sind Verfahren der Interpolation zur Darstellung von Funktionen höheren Grades. Dabei wird eine Funktion n-ten Grades durch n+1 Punkte definiert. Die auf diese Weise erzeugten Kurven werden als Spline-Kurven bezeichnet. Es handelt sich um eine Form der Approximation, die vor allem im Bereich der numerischen Steuerung von Werkzeugmaschinen und in der grafischen Datenverarbeitung angewendet wird.

1. Bézier-Kurven und B-Splines
2. Erstellen einer Bézier-Kurve
3. Bearbeiten einer Bézier-Kurve
4. Einsatzmöglichkeiten der Béziers
5
. Einsatzbeispiele
6. Tipps'n Tricks zur Knotenbearbeitung
Bevor das eigentliche Setzen beginnen kann, soll zunächst die Satzumgebung mit ihren Elementen, Fenstern und Funktionen beschrieben werden.


1. Bézier-Kurven und B-Splines history menue scroll up

 

geschlossene Kurve (Anfangsknoten nicht markiert)

 

offene Kurve  (Anfangsknoten nicht markiert)

zu jedem Knoten (außer zum Anfangsknoten) gibt es einen korrespondierenden Abschnitt (das Kurvenstück vor dem Knoten!!!)
Markierung eines Knotens bewirkt dessen Markierung und Einblendung der Kontrollpunkte des markierten Knotens sowie jeweils eines Kontrollpunktes der beiden benachbarten, wenn vorhanden
Markierung mehrerer Knotens bewirkt ausschließlich deren Markierung ohne Einblendung der Kontrollpunkte - sie wird durch Markieren bei gedrückter SHIFT-Taste bewirkt
SHIFT- und CTRL-Taste gedrückt bewirkt die Markierung aller Knoten einer Kurve

 

ein Knoten markiert

 

mehrere Knoten markiert

nur den Anfangsknoten markiert man durch HOME-Taste, wohingegen der Endknoten mit der END-Taste erreichbar ist

2. Erstellen einer Bézier-Kurve history menue scroll up

Hilfsmittel "Bézier" aufrufen

Werkzeugpalette nach dem Umschalten auf das Hilfsmittel "Bézier"

mit gedrückter linkeer Maustaste Linie ziehen

mit Klick linke Maustaste Operation abschließen

bewirkt eine Veränderung der Form und der Länge der beiden benachbarten Abschnitte
die Krümmung der Kurve wird dabei konstant gehalten
nur wenn mehrere Knoten verschoben werden, so bleibt der Abstand zwischen diesen unverändert

 

mit gedrückter CTRL-Taste werden markierte Konten nur horizontal oder vertikal verschoben


3. Kontrollpunkte verschieben history menue scroll up

Beziér-Linie

eine Verlagerung der Kontrollpunkte ergibt eine mathematisch beschreibbare Veränderung des Verlaufes der Kurve
nichtsichtbare Kontrollpunkte erreicht man
  • kein Knoten darf markiert sein
  • SHIFT-Taste drücken
  • Kontrollpunkt unter dem Knoten „hervorziehen“

kein Knoten markiert

SHIFT-Taste gedrückt und aus Knoten heraus „gezogen“

geringer Abstand - schwache Krümmung

großer Abstand - starke Krümmung

Winkel unbearbeitet

Winkel bearbeitet

 
Veränderung des Winkels des Kontrollpunktes beeinflusst den Kurvenverlauf
mit gedrückter CTRL-Taste wird der markierte Kontrollpunkt nur horizontal oder vertikal verschoben
der Abstand des Kontrollpunktes zum zugehörigen Knoten beeinflusst proportional die Krümmung der Kurve

4. Einsatzmöglichkeiten der Béziers history menue scroll up
Bézier-Kurven lassen sich besonders vorteilhaft im Zusammenwirken mit  Power-Lines einsetzen
wenn man einen der Kontrollpunkte verschiebt, ändert auch der zweite seine Lage, d. h. die Kurve verläuft an einem glatten Knoten stetig (enthält keinen „Knick“)

vorher

nachher

Symmetrische Knoten

vorher

wie glatte Knoten mit dem Zusatz, dass beide Kontrollpunkte den gleichen Abstand vom Knoten haben

Spitze Knoten

linker Knoten glatt

Kontrollpunkt nach oben gezogen

zusätzlich rechter Kontrollpunkt gezogen

die Kontrollpunkte und Knoten liegen nicht zwangsläufig auf einer Geraden
die Kontrollpunkte lassen sich unabhängig voneinander bewegen
eine Kurve mit spitzen Knoten muss nicht stetig sein, kann aber, wenn dies durch Knotenbearbeitung erzwungen wurde

5. Knotenbearbeitung history menue scroll up

Das Popup-Menü Knotenbearbeitung

Kombination von Knoten
Knoten-Kombination aufheben
Knoten einfügen

Knoten löschen  

Der Quelltexteditor "versteckt" sich beim Start von Delphi zunächst hinter dem Formularfenster, so dass wir ihn erst einmal in den Vordergrund rücken müssen.
Im Quelltexteditor erfolgt das eigentliche Programmieren. Obwohl Delphi ursprünglich auf der Programmiersprache Turbo Pascal basiert, ist es aber inzwischen weit mehr als das.
Der Quelltext (Quellcode) enthält die Befehle (Anweisungen), die dann während der Programmausführung abgearbeitet werden.
Man erkennt hier bereits einige Befehlszeilen, die von Delphi selbst eingetragen werden.
6. Tipps'n Tricks zur Knotenbearbeitung history menue scroll up

Das Popup-Menü Knotenbearbeitung

Kombination von Knoten
Knoten-Kombination aufheben
Knoten einfügen

Knoten löschen  

Der Quelltexteditor "versteckt" sich beim Start von Delphi zunächst hinter dem Formularfenster, so dass wir ihn erst einmal in den Vordergrund rücken müssen.
Im Quelltexteditor erfolgt das eigentliche Programmieren. Obwohl Delphi ursprünglich auf der Programmiersprache Turbo Pascal basiert, ist es aber inzwischen weit mehr als das.
Der Quelltext (Quellcode) enthält die Befehle (Anweisungen), die dann während der Programmausführung abgearbeitet werden.
Man erkennt hier bereits einige Befehlszeilen, die von Delphi selbst eingetragen werden.