İçeriğe atla

Bézier eğrisi

Kübik Bézier eğrisi

Bézier eğrisi, özellikle bilgisayar grafikleri ve ilgili alanlarda sıklıkla kullanılan parametrik eğri biçimidir. Eğri, seçilen kontrol noktaları esas alınarak oluşturulur.[1] İlk ve son noktalar eğri ile kesişirken, seçilen diğer noktalar genellikle eğrinin üzerinde yer almaz (interpolasyon eğrisi).

Günümüzde modelleme uygulamalarından, yazı tipi oluşturma tekniklerine kadar sayısız alanda kullanılmaktadır.[2]

Tarih

Fikrin temelleri, ilk olarak, 1959 yılında, Paul de Faget de Casteljau (en) isminde, Citroën'de çalışan bir Fransız otomotiv mühendisi tarafından atılmıştır. Aynı yıllarda, Renault'da silindir parçalarının kesişimi üzerinde incelemeler yapan bir başka Fransız otomotiv mühendisi Pierre Bézier (en) de benzer bir yaklaşımla araştırmalarını sürdürmüştür.[3]

İki çalışan da birbirlerinden ayrı olarak aynı sonuçları elde etmesine karşın, konu hakkında yayınlanan ilk makale Bézier tarafından yazıldığından, günümüzde bu eğri, Bézier eğrisi olarak bilinmektedir.

Tanım

Bézier eğrisi, kontrol noktaları ve onları inşa edecek bir temel fonksiyon ile tanımlanır.[4] Seçilen ilk ve son kontrol noktası, eğrinin başı ve sonunu oluşturur. Aradaki diğer noktalar ise eğrinin yapısını belirlemek için kullanılır. Bu bağlamda bu noktalar, genellikle eğrinin üzerinde yer almaz.

Temel fonksiyon

Bézier eğrisi, matematiksel olarak, genellikle Bernstein polinomu (en) baz alınarak ifade edilir. Buna göre, 'inci dereceden temel fonksiyon, kontrol noktalari ile parametrize edilmek üzere, aşağıdaki şekilde gösterilir.

Genel formül

Eğri, cebirsel olarak, 'nci kontrol noktası ve ilgili temel fonksiyon olmak üzere, şu şekilde formulize edilir.

Türevi

Genel formülün türevi alınmasıyla aşağıdaki eşitlik elde edilir.

Yaygın türleri

Lineer Bézier eğrileri

Lineer Bézier eğrisi örneği

İki nokta ile belirtilen lineer Bézier eğrileri, eğim faktörü içermediğinden, başı ve sonu ilk ve son nokta ile belirtilen bir doğru parçası oluştururlar.

Karesel Bézier eğrileri

Karesel Bézier eğrisi örneği

Üç nokta ile belirtilen karesel Bézier eğrileri, ikinci dereceden denklem meydana getirdiklerinden parabolik bir şekil oluştururlar.

Kübik Bézier eğrileri

Kübik Bézier eğrisi örneği

Kübik Bézier eğrileri, dört nokta ile belirtilir. Basit yapılarına karşın, büküm (en) özelliğine sahip olmaları dolayısıyla uygulamalarda en yaygın kullanılan Bézier eğrileridir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Şadi Evren Şeker (31 Ekim 2009). "Bezier Eğrileri (Bezier Curves)". 14 Nisan 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Aralık 2013. 
  2. ^ Ömer Çakır. "BOYAMA VE KATI CİSİM ÜRETİMİ" (PDF) (Ders notu). 26 Kasım 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Aralık 2013. 
  3. ^ M. A. Yükselen. "2.7 Bezier eğrileri, B-spline eğrileri" (PDF) (Ders notu). 27 Aralık 2013 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 25 Aralık 2013. 
  4. ^ Andersson, Fredrik. "Bezier and B-Spline Technology" (Yüksek lisans tezi). Umeâ Universitet. 2003. http://www.cs.umu.se/education/examina/Rapporter/461.pdf 11 Eylül 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Üçgen</span> üçgen düzlemde birbirine doğrusal olmayan üç noktayı birleştiren üç doğru parçasının birleşimi

Bir üçgen düzlemde birbirine doğrusal olmayan üç noktayı birleştiren üç doğru parçasının birleşimidir. Üçgene müselles ve üçbucak da denir.

<span class="mw-page-title-main">Türev</span> Fonksiyonun grafiğine çizilen teğetin eğimini hesaplama tekniğidir.

Matematikte türev, bir fonksiyonun tanımlı olduğu herhangi bir noktada değişim yönünü veya hızını veren temel bir kavramdır. Tek değişkenli bir fonksiyonun tanım kümesinin belli bir noktasında türevi, fonksiyonun grafiğine bu noktada karşılık gelen değerde çizilen teğet doğrunun eğimidir. Teğet doğru, tanım kümesinin bu noktasında fonksiyonun en iyi doğrusal yaklaşımıdır. Bu nedenle türev genellikle anlık değişim oranı ya da daha açık bir ifadeyle, bağımlı değişkendeki anlık değişimin bağımsız değişkendeki anlık değişime oranı olarak tanımlanır. Bir fonksiyonun türevini teorik olarak bulmaya türev alma denilir. Eğer bir fonksiyonun tanım kümesindeki her değerinde hesaplanan türev değerlerini veren başka bir fonksiyon varsa, bu fonksiyona eldeki fonksiyonun türevi denir.

<span class="mw-page-title-main">Normal dağılım</span> sürekli olasılık dağılım ailesi

Normal dağılım, aynı zamanda Gauss dağılımı veya Gauss tipi dağılım olarak isimlendirilen, birçok alanda pratik uygulaması olan, çok önemli bir sürekli olasılık dağılım ailesidir.

Köklerin yer eğrisi, kontrol teorisinde, bir kapalı çevrim transfer fonksiyonunun kutuplarının sistemin kazancına göre değişimini gösteren çizimlerdir.

<span class="mw-page-title-main">Kalıntı teoremi</span>

Karmaşık analizdeki kalıntı teoremi veya bilinen bir diğer adıyla rezidü teoremi, analitik fonksiyonların kapalı eğriler üzerindeki çizgi integrallerini bulmak için kullanılan önemli bir araçtır ve ayrıca sık bir şekilde gerçel integralleri bulmak için de kullanılır. Cauchy integral teoremini ve Cauchy integral formülünü genelleştirir.

<span class="mw-page-title-main">Çizgi integrali</span>

Matematikte bir çizgi integrali, integrali alınan fonksiyonun bir eğri boyunca değerlendirildiği integraldir. Çeşitli farklı çizgi integralleri kullanılmaktadır. Kapalı eğrinin kullanıldığı durumlarda integrale kontür integrali denildiği de olmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Cebirsel topoloji</span>

Cebirsel topoloji, topolojik uzayları cebirsel gereç ve yöntemlerle inceleyen matematik dalı. Matematikte bir kümenin üzerine döşenecek yapı, yönelinen matematik dalını belirler. Bir kümeye bir ya da birkaç işlem konarak sayılar kuramı ya da cebir yapmaya başlanabilir. Kümenin üzerine bir topoloji koyaraksa topoloji ve, ayrıca uzunluk koyarsak, geometri yapmaya başlanır. Üzerine topoloji konmuş bir uzayı incelemek için kimi cebirsel, aritmetik veya topolojik değişmezler tanımlanır; bunlar aracılığıyla topolojik uzayın özellikleri ayırdedilir. Örneğin tıkızlık, bağlantılılık, sayılabilirlik bu tür değişmezlerdir. Topolojik eşyapısal iki uzaydan biri bu değişmeze sahipse diğeri de buna sahip olmalıdır. Yani, eğer iki uzay için ayrı ayrı bakılan bir değişmez aynı değilse, bu iki uzay eşyapısal olmayacaktır. Yukarıda anılan en eski değişmezlerin hemen ardından inşa edilen klasik değişmezler cebirsel olanlardır.

<span class="mw-page-title-main">Eğim</span>

Matematikte bir doğrunun eğimi ya da gradyanı o doğrunun dikliğini, eğimliliğini belirtir. Daha büyük eğim, daha dik bir doğru demektir.

Aşağıdaki iyi-tanımlanmış bazı matematiksel şekillerin listesidir.

<span class="mw-page-title-main">Bağ interpolasyonu</span>

Spline fonksiyonu, farklı parçaların birleştirilmesi ile oluşan sürekli karakterli fonksiyonlara verilen addır. Parçalar farklı eğilimli doğru parçaları olabilecekleri gibi, doğrusal olmayan fonksiyonlar da olabilirler. Fonksiyon parçaların birleşme noktalarında kırılma gösterir. Yapısal değişikliğin incelenmesinde kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Eliptik eğri kriptografisi</span>

Eliptik Eğri Kriptolojisi, sonlu cisimler üzerindeki eliptik eğrilerin cebirsel topolojisine dayanan bir açık anahtar şifrelemesidir. Eliptik Eğri Kriptolojisi, diğer şifrelemeler göre daha küçük anahtar boyuna ihtiyaç duyar.

<span class="mw-page-title-main">Lineer interpolasyon</span> eğri uydurma metodu

Lineer interpolasyon, lineer polinomlar kullanarak, verilerin bilindiği noktalardan yeni verilerin üretilmesini sağlayan bir eğri uydurma metodudur.

Trilineer interpolasyon, 3-boyutlu bir grid üzerinde çok-değişkenli bir interpolasyon metodudur. Trilineer interpolasyon, sıklıkla, nümerik analiz, veri analizi ve bilgisayar grafiklerinde kullanılır.

Montgomery Eğrisi Peter L. Montgomery tarafından 1987'de tanımlanmış, klasik Weierstrass formundan farklı bir eliptik eğri formudur. Belirli hesaplamalar için ve özellikle farklı kriptografi uygulamalarında kullanılır.

Kriptografide Eliptik Eğri Dijital İmza Algoritması (ECDSA), eliptik eğri şifrelemesi kullanan birçok çeşit Dijital İmza Algoritması (DSA) sunar.

<span class="mw-page-title-main">Non-uniform rational B-spline</span>

Düzgün olmayan rasyonel temelli eğri, eğrileri ve yüzeyleri oluşturmak ve temsil etmek için bilgisayar grafiklerinde yaygın olarak kullanılan matematiksel bir modeldir. Hem analitik hem de modellenmiş şekilleri işlemek için büyük esneklik ve hassasiyet sunar. NURBS yaygın olarak bilgisayar destekli tasarım, imalat ve mühendislikte kullanılır ve IGES, STEP, ACIS ve PHIGS gibi çok sayıda endüstri çapında standardın parçasıdır. NURBS araçları ayrıca çeşitli 3B modelleme ve animasyon yazılım paketlerinde de bulunur. NURBS yüzeyleri, üç boyutlu uzayda bir yüzeye eşlenen iki parametrenin işlevleridir. Yüzeyin şekli kontrol noktaları ile belirlenir. NURBS yüzeyleri, kompakt bir biçimde basit geometrik şekilleri temsil edebilir. T-spline'lar ve alt bölme yüzeyleri, NURBS yüzeylerine kıyasla kontrol noktalarının sayısını iki kat azalttığı için karmaşık organik şekiller için daha uygundur. NURBS eğrilerini ve yüzeylerini düzenlemek oldukça sezgisel ve öngörülebilirdir. Kontrol noktaları her zaman doğrudan eğriye / yüzeye bağlanır veya bir lastik bantla bağlanmış gibi davranır. Kullanıcı arayüzünün türüne bağlı olarak, düzenleme, Bézier eğrileri için en açık ve yaygın olan bir elemanın kontrol noktaları aracılığıyla veya spline modelleme veya hiyerarşik düzenleme gibi daha yüksek seviyeli araçlar aracılığıyla gerçekleştirilebilir.

<span class="mw-page-title-main">Bézout teoremi</span> aciklama

Bézout teoremi, cebirsel geometride n değişkenli n polinomun ortak sıfırlarının sayısı ile ilgili bir ifadedir. Orijinal biçiminde teorem, genel olarak ortak sıfırların sayısının, polinomların derecelerinin çarpımına eşit olduğunu belirtir. Adını Fransız matematikçi Étienne Bézout'dan almıştır.

<span class="mw-page-title-main">Parametrik denklem</span>

Matematikte, bir parametrik denklem, bir grup niceliği parametreler olarak adlandırılan bir veya daha fazla bağımsız değişkenin fonksiyonları olarak tanımlar. Parametrik denklemler genellikle bir eğri veya yüzey gibi geometrik bir nesneyi oluşturan noktaların koordinatlarını ifade etmek için kullanılır ve sırasıyla parametrik eğri ve parametrik yüzey olarak adlandırılır. Bu gibi durumlarda, denklemler, toplu olarak nesnenin parametrik temsili veya parametrik sistem, veya parametrelendirilmesi olarak adlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">Düzlemsel eğri</span>

Matematikte, bir düzlem eğrisi veya düzlemsel eğri, bir düzlem içinde yer alan bir eğri olup söz konusu düzlem, bir Öklid düzlemi, bir afin düzlem veya bir projektif düzlem olabilir. En sık çalışılan durumlar, düzgün düzlem eğrileri ve cebirsel düzlem eğrisidir.

Eğrilerin diferansiyel geometrisinde, bir rulet veya yuvarlanma eğrisi, sikloidler, episikloidler, hiposikloidler, trokoidler, epitrokoidler, hipotrokoidler ve gereçleri (involütleri) genelleştiren bir eğri türüdür.