给定一个具有固定端点的三次贝塞尔曲线,当给定要检查的y位置时,如何找到沿它的点的x位置?

假设我有一条贝塞尔曲线,有两个固定端点,一个在x(0), y(1),一个在x(1), y(0)(左下角和右上角) 现在假设我有两个控制点,可以在 x(0), x(1) 之间的任何位置)、y(0) 和 y(1)。对于这个问题,我只会说控制点 #1 在 x(0.1) y(0.6) 处,控制点 #2 在 x(0.9) 和 y(0.4) 处。(这假设一个“从左上角”坐标系)

这是我们曲线的一个小插图:

现在假设我的 y 位置为 0.7。计算出对应的 x 位置到 y(0.7) 点的数学公式是什么?我该怎么做?


对不起,如果这个问题不属于这里,但我认为这是编码中面临的一个常见问题,而且你们中的许多人可能都有我正在寻找的答案。

回答

你有功能三次方程X(t)Y(t)其中t是曲线参数(范围0..1为在曲线点)。在伯恩斯坦多项式基础(曲线定义的通常形式)中:

X(t) = P0.X*(1-t)^3+3*P1.X*(1-t)^2*t+3*P2.X*(1-t)*t^2+P3.X*t^3
Y(t) = P0.Y*(1-t)^3+3*P1.Y*(1-t)^2*t+3*P2.Y*(1-t)*t^2+P3.Y*t^3

有了Y值,我们就可以找到相应的t参数——注意 range 中可能有 0 到 3 个可能的根0..1。以幂为基础的 Y 分量的表示:

Y(t) = P0.Y*(1-t)^3+3*P1.Y*(1-t)^2*t+3*P2.Y*(1-t)*t^2+P3.Y*t^3 = 
       t^3*(P3Y-3P2Y+3P1Y-P0Y) + t^2*(3P2Y-6P1Y+3P0Y) + t^2*(3P1Y-3P0Y) + (P0Y) = 
       t^3*a + t^2*b + t^2*c + d' = y_position 

最后三次方程是:

t^3*a + t^2*b + t^2*c + d = 0
   where
a = P3.Y-3*P2.Y+3*P1.Y-P0.Y
b = 3*P2.Y-6*P1.Y+3*P0.Y
c = 3*P1.Y-3*P0.Y
d = P0.Y - y_position

 

求解三次方程来计算t(也许是波浪曲线的一些值)

然后对于给定的t计算相应的X值:

X(t) = P0.X*(1-t)^3+3*P1.X*(1-t)^2*t+3*P2.X*(1-t)*t^2+P3.X*t^3


以上是给定一个具有固定端点的三次贝塞尔曲线,当给定要检查的y位置时,如何找到沿它的点的x位置?的全部内容。
THE END
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