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国产工业软件算法专家之中科大李新教授——T样条(T-spline)

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1.简介

李新,中国科学技术大学数学科学学院的教授,博士生导师。2008年获得中科大博士学位并于同年在科大数学学院工作至今。先后获得全国优秀博士论文,教育部科技二等奖,中国工业与应用数学学会青年学者奖,并入选首届中科院创新促进会优秀会员,主要研究领域为计算机辅助设计、等几何分析,尤其关注CAD几何引擎中的底层几何表示理论以及设计分析一体化相关技术。在数学会认定的T1期刊发表论文40余篇,论文SCI他引1200多次,在研或完成国家自然科学基金项目重点、面上、973、军科委以及国家重点研发计划等多个项目,相关成果在多个国内外企业中得到直接应用。



http://staff.ustc.edu.cn/~lixustc/

T样条是一种完全兼容非均匀有理B样条的新型造型技术。它可以表示任意拓扑的自由曲面,同时具有局部细分能力,从而在几何造型和物理仿真中都得到广泛应用。

T-splines, 作为NURBS细分形式补充的新建模方式,是由T-Splines公司领导开发的一种全新建模技术,它结合了Nurbs和细分表面建模技术的特点,虽然和Nurbs很相似,不过它极大地减少了模型表面上的控制点数目,可以进行局部细分和合并两个Nurbs面片等操作·使你的建模操作速度和渲染速度都得到提升。

T-splines也是将T-样条曲面建模商业化的公司的名称· 该公司于2011年被Autodesk公司收购。

T-Splines最初出现于2003年。2007年,美国专利局将专利号7274364授予T样条相关技术。之后2004年T-spline Inc公司成立并开始商业化该技术. 它主要通过为Rhino和SolidWorks实现插件的方式提供T-样条的建模能力.

T-spline公司于2011年被世界领先的三维设计公司Autodesk公司收购. T-Splines建模也随之集成在Autodesk的下一代三维设计软件Fusion 360中.

Autodesk收购后 T-splines后继续提供对Rhino和SolidWorks中T-Splines插件的支持, 但很多新的特性将在Fusion 360中的T-Splines环境中实现. 在Rhino中T-Splines是一种单独的格式T-Spline Surface存在。在Fusion 360中, T-splines已经可以和其它类型的实体或曲面相互转换. Fusion 360的重要特色就是直接建模, 所以T-splines的优势在Fusion 360中得以发挥的淋漓尽致。

中国科大九韶团队由鄂维南院士领衔,2018年策划布局工业软件的国产自主研发,围绕破解我国研发设计类工业软件CAX卡脖子难题的总体目标,构建三维设计、分析、制造一体化的数学理论和高效算法,取得最前沿理论和原创算法突破,研发了国产自主可控的下一代工业软件内核(科大九韶内核)。科大九韶内核具备如下原始创新特色:复杂造型敏捷化、设计分析一体化、工程设计智能化,作为重要科技成果入选中国科大首批知识产权赋权试点项目。

目前中科大九韶内核:T-Spline NURBS样条(国内实现)

在计算机图形学中,T 样条是定义自由曲面的数学模型。 T 样条曲面是一种由控制点网络定义的曲面,其中允许一行控制点在不遍历整个曲面的情况下终止。终止行的控制网类似于字母“T”。

与NURBS曲面相比,使用 T 样条建模曲面可以减少控制点的数量,并使碎片更容易合并,但会增加记录不规则连接的工作量。T-样条可以通过插入节点转换为 NURBS 曲面,并且 NURBS 可以表示为没有 T 的 T-样条曲线或通过移除节点。因此,理论上,T-splines 可以做 NURBS 可以做的所有事情。在实践中,需要大量的编程才能使 NURBS 像它们一样工作,而创建等效的 T 样条功能也需要类似的努力。为了在三个以上曲面相交的点处平滑连接,T 样条已与几何连续3×3(双三次)的构造,最近,4×4(双四次)的构造。

细分曲面、NURBS 曲面和多边形网格是替代技术。细分曲面以及添加几何连续构造的 T 样条和 NURBS 曲面可以表示任何连接和拓扑的无处不在的平滑曲面,例如孔、分支和手柄。但是,T 样条、细分曲面或 NURBS 曲面都不能始终准确地表示同一曲面表示中两个曲面的(精确的、代数的)交集。多边形网格可以表示精确的交叉点,但缺乏工业设计所需的形状质量。细分曲面在动画行业中被广泛采用。 皮克斯的细分曲面变体具有边缘权重的优势。T 样条还没有边权重。

T-Splines 最初是在 2003 年定义的。2007 年,美国专利局授予了与 T-Splines 相关的技术专利号 7,274,364。T-Splines, Inc. 成立于 2004 年,旨在将技术商业化,并于 2011 年被Autodesk, Inc.收购。


来源:RationalDMIS测量技术
SolidWorks理论控制渲染曲面
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首次发布时间:2023-07-31
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