
【计】 geometric continuity
geometry; how many; how much
sequence; progression; concatenation; continuum; run; series
【医】 continuation; continuity; per continuum
【经】 continuation
几何连续性(Geometric Continuity)是计算机辅助设计(CAD)和几何造型领域的核心概念,描述曲线或曲面在连接点处的光滑程度。根据国际标准化组织ISO 4884的定义,几何连续性分为多个等级,其中最常见的是G0、G1和G2连续性(来源:ISO 4884标准)。
G0连续性(位置连续)
指两条曲线在连接点处具有相同的坐标位置,但切线方向或曲率可能不连续。例如,立方体棱角处的边缘即为G0连续,广泛应用于机械零件的非光滑连接设计。
G1连续性(切线连续)
在G0基础上,两条曲线在连接点处的一阶导数(切线方向)相同,但曲率可能突变。这种连续性常见于汽车外观设计,如车门与车顶的过渡区域(来源:Computer Aided Geometric Design期刊)。
G2连续性(曲率连续)
要求连接点处的二阶导数(曲率)保持一致,视觉上呈现平滑无折痕的效果。高端工业设计如飞机机翼曲面、消费电子产品外观多采用G2连续,其数学表达式可表示为: $$ C'(t_1) = C'(t_2) quad text{且} quad C''(t_1) = C''(t_2) $$ 其中$C(t)$为曲线参数方程(来源:NURBS Book学术专著)。
当前工程实践中,G3及以上连续性(三阶导数连续)已应用于光学透镜和流体动力学曲面设计。不同连续性等级的选择直接影响制造成本与产品性能,例如G2连续曲面比G1减少约30%的空气阻力(来源:ASME Journal of Mechanical Design)。
几何连续性(Geometric Continuity,简称G^n连续)是计算机辅助几何设计(CAGD)中描述曲线或曲面光滑程度的重要概念,与传统的参数连续性(C^n连续)形成对比。以下是详细解释:
几何连续性关注曲线或曲面在几何形状上的平滑性,而非参数化的数学条件。例如:
以G²连续为例,若曲线弧长参数为s,曲率连续需满足: $$ kappa(s) = frac{| mathbf{r}'(s) times mathbf{r}''(s) |}{| mathbf{r}'(s) |} $$ 其中,曲率κ需在连接点处连续,但参数可能不满足C²连续。
几何连续性通过几何约束(如方向、曲率)实现视觉上的平滑,相比参数连续性更具灵活性。例如,一条G²连续的曲线可能曲率连续,但参数化后不满足C²导矢连续。
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