【问题标题】:Finding a point on a Bézier curve when given the distance from the start point?给定距起点的距离时,在贝塞尔曲线上找到一个点?
【发布时间】:2011-10-18 01:54:32
【问题描述】:

我创建了一个 4 点贝塞尔曲线和一个距离。从起点开始,如何找到距离起点那么远的点的 x,y 坐标?

我查看了其他示例,据我所知,它们通过将曲线分成数千个点,然后找到最近的点来近似值。这对我不起作用。对于我正在做的事情,我希望只精确到小数点后两位。下面是我必须创建贝塞尔曲线的简单形式。 (y 值是任意的,x 值总是相隔 352 像素)。如果重要的话,我正在使用 Java。

path.moveTo(0, 400);
path.curveTo(352, 480, 704, 590, 1056, 550);

所以假设我的起点是 0,400,我如何找到距离起点 35 距离的点的坐标(沿曲线)? (理想情况下不是处理器密集型的。这可能最终必须每秒运行 200 次)

【问题讨论】:

    标签: java distance bezier


    【解决方案1】:

    对于碰巧发现我的问题的任何人,我解决了我自己的问题。要找到曲线的总距离,请将其分成 1000 块左右(仍然相当准确),找到每个点之间的距离,然后将它们加在一起。 (你应该使用参数公式)

    现在找出沿曲线的百分比。 = 距离/totalLengthOfCurve

    将此百分比用作 x 和 y 的新 t 值,现在您有了新的 x 和 y 位置。

    重要提示:这是一种奇怪的情况,但如果您的 t 值永远大于 1,请使用绝对值。当您将其立方计算时,该值将是负数...=坏事发生。

    丑陋,但相关代码如下所示。

    把曲线分成1000块

        for (double t = 0.00; t < 1.001; t= t + .001) {
             double xValue = Math.pow((1-t), 3) * point1x + 3 * Math.pow((1-t), 2) * t * point2x + 3 * (1-t) * Math.pow(t, 2) * point3x + Math.pow(t, 3) * point4x;
             double yValue = Math.pow((1-t), 3) * point1y + 3 * Math.pow((1-t), 2) * t * point2y + 3 * (1-t) * Math.pow(t, 2) * point3y + Math.pow(t, 3) * point4y;
    

    **现在是计算每个点之间的距离。我建议将上述计算的值放入一个数组并循环遍历。

    计算 x 和 y 位置

        xPos = Math.abs(Math.pow((1 - percenttraveled), 3)) * point1x + 3 * Math.pow((1 - percenttraveled), 2) * percenttraveled * point2x + 3 * Math.abs((1 - percenttraveled)) * Math.pow(percenttraveled, 2) * point3x + Math.abs(Math.pow(percenttraveled, 3)) * point4x;
        yPos = Math.abs(Math.pow((1 - percenttraveled), 3)) * point1y + 3 * Math.pow((1 - percenttraveled), 2) * percenttraveled * point2y + 3 * Math.abs((1 - percenttraveled)) * Math.pow(percenttraveled, 2) * point3y + Math.abs(Math.pow(percenttraveled, 3)) * point4y;
    

    【讨论】:

    • 对于任何同时阅读 cmets 的人来说,所描述的方法实际上在数学上并不合理,因为沿曲线的距离沿曲线线性增加,而 t 值呈多项式增加。通过运行t 值实际上更容易构建LUT,并且对于找到的每个x/y 对,只需将它们的距离记录在{t,x,y,d} 四元组中。查找 d 的 x/y 只需遍历列表(按 d 排序)直到 d_n
    • 使用De Casteljau's algorithm可以得到非常好的贝塞尔曲线估计30-40点,非常容易理解和实现。 1000 分方式太多了。
    【解决方案2】:

    javagraphics 库有 MeasuredShape (https://javagraphics.java.net/doc/com/bric/geom/MeasuredShape.html) 类,它提供了 getPoint 方法来做到这一点。它还有一些非常方便的方法来获取子路径和切线角度。据我所知,他们正在“正确地”实现路径逻辑,而不是诉诸于分解路径。

    我在一个需要这种几何计算的项目中使用了库的这一部分,它似乎工作得很好。

    【讨论】:

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