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38 Capítulo 3. Antecedentes, Estado de la CuestiónLos puntos P (0), ..., P (1) que determinan una curva de Bézier, se denominan puntosde control y la poligonal que los une se llama polígono de control de curva (verfigura p untos c ontrol).Veamos las propiedades de la curva:Si los puntos P i están alineados, la curva será una recta. La curva es linealmente recta.Comienza en P 0 y termina en P n−1 .El vector tangente a la curva P (t) en el punto P 0 , tiene la dirección del vector −−→ P 0 P 1 .El vector tangente a la curva P (t) en el punto P n , tiene la dirección del vector −−−−→ P n−1 P n .La modificación de un punto de control afecta a toda la curva definida.P 0P 1P 2P 3Figura 3.8: Curva cúbica de Bézier donde se aprecian los puntos o nodos de anclaje P 1 yP 2 .3.2.1.8 Curvas B-SplinesLas curvas de Bézier tienen algunas desventajas. Algunas de ellas son:El grado de la curva es dado por el número de puntos de control.No posee control local.
3.2. Técnicas de representación 3D 39Para solventar este problema se pueden utilizar varios splines de Bézier e ir uniéndolos.El problema es que cuando el número de splines de Bézier utilizados es elevado, los cálculosse complican. Otra posible solución es emplear las B-splines que permiten definir de unavez todas las divisiones de curvas que formarán la curva global. La ecuación que define laB-Spline es:P (t) =n∑N i,k (t)P i (3.3)i=0Se determina la curva compuesta por varios tramos que son splines cúbicas. Para poder parametrizarde una sola vez la curva global, es necesario un intervalo de definición del parámetro.Las ecuaciones de cada intervalo están influenciadas tan sólo por k vértices del polígono decontrol, 2 ≤ k ≤ n+1. Cada P i son los n+1 vértices del polígono y N i,k (t) son las funcionesmezcla:N k i (t) = (t − x i)N i,k−1 (t)x i+k−1 − x k+ (x i+k − t)N i+1,k−1 (t)x i+k − x k+1(3.4)Al aumentar k aumenta también el grado de los polinomios, siendo k el orden de la curva, quecumple:2 ≤ k ≤ n + 1 (3.5)La secuencia de valores de x se denominan nodos y definen una partición del intervalo en elque varía el parámetro. De esta forma se puede ajustar la región de influencia de cada puntode control. Al conjunto de nodos se le denomina vector de nodos y cumple:x k ≤ x k+10 ≤ x ≤ n + kt min = x k−1t max = x k+1El vector de nodos permite delimitar la zona de influencia de cada punto de control relacionandola variable paramétrica t con los puntos de control P i .Se habla de B-Spline uniforme y periódico cuando todos los elementos del vector denodos están equiespaciados. Esta configuración es la más utilizada en curvas cerradas, la curva
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3.2. Técnicas <strong>de</strong> representación 3D 39Para solventar este problema se pue<strong>de</strong>n utilizar varios splines <strong>de</strong> Bézier e ir uniéndolos.El problema es que cuando el número <strong>de</strong> splines <strong>de</strong> Bézier utilizados es elevado, los cálculosse complican. Otra posible solución es emplear las B-splines que permiten <strong>de</strong>finir <strong>de</strong> unavez todas las divisiones <strong>de</strong> curvas que formarán la curva global. La ecuación que <strong>de</strong>fine laB-Spline es:P (t) =n∑N i,k (t)P i (3.3)i=0Se <strong>de</strong>termina la curva compuesta por varios tramos que son splines cúbicas. Para po<strong>de</strong>r parametrizar<strong>de</strong> una sola vez la curva global, es necesario un intervalo <strong>de</strong> <strong>de</strong>finición <strong>de</strong>l parámetro.Las ecuaciones <strong>de</strong> cada intervalo están influenciadas tan sólo por k vértices <strong>de</strong>l polígono <strong>de</strong>control, 2 ≤ k ≤ n+1. Cada P i son los n+1 vértices <strong>de</strong>l polígono y N i,k (t) son las funcionesmezcla:N k i (t) = (t − x i)N i,k−1 (t)x i+k−1 − x k+ (x i+k − t)N i+1,k−1 (t)x i+k − x k+1(3.4)Al aumentar k aumenta también el grado <strong>de</strong> los polinomios, siendo k el or<strong>de</strong>n <strong>de</strong> la curva, quecumple:2 ≤ k ≤ n + 1 (3.5)La secuencia <strong>de</strong> valores <strong>de</strong> x se <strong>de</strong>nominan nodos y <strong>de</strong>finen una partición <strong>de</strong>l intervalo en elque varía el parámetro. De esta forma se pue<strong>de</strong> ajustar la región <strong>de</strong> influencia <strong>de</strong> cada punto<strong>de</strong> control. Al conjunto <strong>de</strong> nodos se le <strong>de</strong>nomina vector <strong>de</strong> nodos y cumple:x k ≤ x k+10 ≤ x ≤ n + kt min = x k−1t max = x k+1El vector <strong>de</strong> nodos permite <strong>de</strong>limitar la zona <strong>de</strong> influencia <strong>de</strong> cada punto <strong>de</strong> control relacionandola variable paramétrica t con los puntos <strong>de</strong> control P i .Se habla <strong>de</strong> B-Spline uniforme y periódico cuando todos los elementos <strong>de</strong>l vector <strong>de</strong>nodos están equiespaciados. Esta configuración es la más utilizada en curvas cerradas, la curva