这个三次函数可以有环和尖点,而二次函数则不行。这意味着几乎没有简单的解决方案。如果三次函数已经是二次函数,则存在简单的解决方案。通常你需要将三次函数分成二次函数的部分,并决定哪些是用于细分的关键点。
http://fontforge.org/bezier.html#ps2ttf上说:“我在网上阅读的其他资料建议检查三次样条曲线的拐点(二次样条曲线不能有拐点),并在那里强制断点。但在我看来,这实际上使结果更糟糕了,它使用了更多的点,而且近似值看起来不如忽略拐点时那么接近。所以我忽略了它们。”
这是正确的,拐点(三次函数的二阶导数)是不够的。但是,如果你也考虑到局部极值(最小值、最大值),它们是三次函数的一阶导数,并在这些点上强制断点,那么所有的子曲线都是二次的,可以用二次函数表示。
我测试了下面的函数,它们按预期工作(找到三次函数的所有关键点并将其分为下降和上升的三次函数)。当这些子曲线被绘制时,曲线与原始的三次函数完全相同,但出于某种原因,当这些子曲线被绘制为二次函数时,结果接近正确,但并不完全正确。
因此,这个答案并不是严格解决问题的帮助,但这些函数提供了将三次函数转换为二次函数的起点。
为了找到局部极值和拐点,以下
get_t_values_of_critical_points()
应该能够提供它们。
function compare_num(a,b) {
if (a < b) return -1;
if (a > b) return 1;
return 0;
}
function find_inflection_points(p1x,p1y,p2x,p2y,p3x,p3y,p4x,p4y)
{
var ax = -p1x + 3*p2x - 3*p3x + p4x;
var bx = 3*p1x - 6*p2x + 3*p3x;
var cx = -3*p1x + 3*p2x;
var ay = -p1y + 3*p2y - 3*p3y + p4y;
var by = 3*p1y - 6*p2y + 3*p3y;
var cy = -3*p1y + 3*p2y;
var a = 3*(ay*bx-ax*by);
var b = 3*(ay*cx-ax*cy);
var c = by*cx-bx*cy;
var r2 = b*b - 4*a*c;
var firstIfp = 0;
var secondIfp = 0;
if (r2>=0 && a!==0)
{
var r = Math.sqrt(r2);
firstIfp = (-b + r) / (2*a);
secondIfp = (-b - r) / (2*a);
if ((firstIfp>0 && firstIfp<1) && (secondIfp>0 && secondIfp<1))
{
if (firstIfp>secondIfp)
{
var tmp = firstIfp;
firstIfp = secondIfp;
secondIfp = tmp;
}
if (secondIfp-firstIfp >0.00001)
return [firstIfp, secondIfp];
else return [firstIfp];
}
else if (firstIfp>0 && firstIfp<1)
return [firstIfp];
else if (secondIfp>0 && secondIfp<1)
{
firstIfp = secondIfp;
return [firstIfp];
}
return [];
}
else return [];
}
function get_t_values_of_critical_points(p1x, p1y, c1x, c1y, c2x, c2y, p2x, p2y) {
var a = (c2x - 2 * c1x + p1x) - (p2x - 2 * c2x + c1x),
b = 2 * (c1x - p1x) - 2 * (c2x - c1x),
c = p1x - c1x,
t1 = (-b + Math.sqrt(b * b - 4 * a * c)) / 2 / a,
t2 = (-b - Math.sqrt(b * b - 4 * a * c)) / 2 / a,
tvalues=[];
Math.abs(t1) > "1e12" && (t1 = 0.5);
Math.abs(t2) > "1e12" && (t2 = 0.5);
if (t1 >= 0 && t1 <= 1 && tvalues.indexOf(t1)==-1) tvalues.push(t1)
if (t2 >= 0 && t2 <= 1 && tvalues.indexOf(t2)==-1) tvalues.push(t2);
a = (c2y - 2 * c1y + p1y) - (p2y - 2 * c2y + c1y);
b = 2 * (c1y - p1y) - 2 * (c2y - c1y);
c = p1y - c1y;
t1 = (-b + Math.sqrt(b * b - 4 * a * c)) / 2 / a;
t2 = (-b - Math.sqrt(b * b - 4 * a * c)) / 2 / a;
Math.abs(t1) > "1e12" && (t1 = 0.5);
Math.abs(t2) > "1e12" && (t2 = 0.5);
if (t1 >= 0 && t1 <= 1 && tvalues.indexOf(t1)==-1) tvalues.push(t1);
if (t2 >= 0 && t2 <= 1 && tvalues.indexOf(t2)==-1) tvalues.push(t2);
var inflectionpoints = find_inflection_points(p1x, p1y, c1x, c1y, c2x, c2y, p2x, p2y);
if (inflectionpoints[0]) tvalues.push(inflectionpoints[0]);
if (inflectionpoints[1]) tvalues.push(inflectionpoints[1]);
tvalues.sort(compare_num);
return tvalues;
};
当你拥有那些关键的 t 值(范围在 0-1 之间)时,你可以将立方体分成几部分:
function CPoint()
{
var arg = arguments;
if (arg.length==1)
{
this.X = arg[0].X;
this.Y = arg[0].Y;
}
else if (arg.length==2)
{
this.X = arg[0];
this.Y = arg[1];
}
}
function subdivide_cubic_to_cubics()
{
var arg = arguments;
if (arg.length!=9) return [];
var m_p1 = {X:arg[0], Y:arg[1]};
var m_p2 = {X:arg[2], Y:arg[3]};
var m_p3 = {X:arg[4], Y:arg[5]};
var m_p4 = {X:arg[6], Y:arg[7]};
var t = arg[8];
var p1p = new CPoint(m_p1.X + (m_p2.X - m_p1.X) * t,
m_p1.Y + (m_p2.Y - m_p1.Y) * t);
var p2p = new CPoint(m_p2.X + (m_p3.X - m_p2.X) * t,
m_p2.Y + (m_p3.Y - m_p2.Y) * t);
var p3p = new CPoint(m_p3.X + (m_p4.X - m_p3.X) * t,
m_p3.Y + (m_p4.Y - m_p3.Y) * t);
var p1d = new CPoint(p1p.X + (p2p.X - p1p.X) * t,
p1p.Y + (p2p.Y - p1p.Y) * t);
var p2d = new CPoint(p2p.X + (p3p.X - p2p.X) * t,
p2p.Y + (p3p.Y - p2p.Y) * t);
var p1t = new CPoint(p1d.X + (p2d.X - p1d.X) * t,
p1d.Y + (p2d.Y - p1d.Y) * t);
return [[m_p1.X, m_p1.Y, p1p.X, p1p.Y, p1d.X, p1d.Y, p1t.X, p1t.Y],
[p1t.X, p1t.Y, p2d.X, p2d.Y, p3p.X, p3p.Y, m_p4.X, m_p4.Y]];
}
以上代码中的
subdivide_cubic_to_cubics()
通过值t将原始三次曲线分为两部分。由于
get_t_values_of_critical_points()
返回按t值排序的t值数组,因此您可以轻松遍历所有t值并获得相应的子曲线。当您拥有这些分割曲线时,您必须通过下一个t值来分割第二个子曲线。
当所有分裂完成后,您就拥有了所有子曲线的控制点。现在只剩下将三次控制点转换为二次控制点。因为所有子曲线现在都是低阶三次曲线,所以相应的二次控制点很容易计算出来。二次控制点的第一个和最后一个与三次曲线(子曲线)的第一个和最后一个控制点相同,中间的控制点位于P1-P2和P4-P3交叉处的点上。