完全な反射の場合、表面にG2連続性が必要なのはなぜですか?


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完全な反射の場合、表面にG2連続性が必要なのはなぜですか(クラスA表面)?

数学的な答えをお願いします。


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どんなコンテキスト?またはそれを読んだ場所を参照しますか?それは私には意味がないからです。さらに、私が間違っていない場合、Gn連続性は区分的多項式サーフェスに対してのみ定義されます。サーフェスが多項式である理由はなく、実際にはほとんどのサーフェスは区分的線形です。
トム・

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G2は、パラメーター化とは無関係に、幾何学的n導関数について言及しています。
Fabrice NEYRET、2015年

@tom彼はCADのような一般的な表面デザインについて話しています。それらは多項式である必要はありませんが、実際にはそれらはしばしば(円弧と円錐を除く)
joojaa

@joojaaよりも、なぜ特別な表記Gnの使用に困惑するのか。数学では、Cn微分可能多様体の標準的な概念があります。GnとCnは同じですか?Gn多様体は区分的多項式であると思ったので、パッチの継ぎ目を除いてC-無限多様体です。
トム2015年

@tom Cの連続性はパラメトリックな連続性であり、Gは地質学的な連続性であり、この場合、2つの別個のジオメトリにわたる連続性です。
joojaa

回答:


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反映されているのは、位置の導関数である法線のn-連続性です。-> G1のみのサーフェスには、G0のみの法線フィールドがあります。つまり、法線の勾配が急に変化する(つまり、反射する)ため、目で確認できます。G2サーフェスにはG1法線フィールドがあり、目にとって十分な滑らかさです。


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  • G0 Continuityは、別々のサーフェスが出会うことを意味します。
  • サーフェスが同じ角度で交わるG1連続性、
  • G2連続性とは、角度の変化が接触点で一致することを意味します。

G2要件は、表面が良質であることを意味するものではありません。これがなければ、表面は連続的な反射フローを持たないため、人間は違いを見ることができます。それは良いことかもしれませんし、そうでないかもしれません。

数学的には、表面の法線は次のとおりです。

f(u,v)u×f(u,v)v

両側が派生しているため、サーフェス法線の関数フィールドは元のサーフェスより1度低くなっています。したがって、反射が1次連続であるためには、2次連続性が必要です。

これまで、表面の連続性と反射の連続性の関係を確立してきました。これまでのところ、表面反射が一次連続である必要があることを証明しているものはありません。数学の領域を出て、生物学の領域に入らなければならない理由を理解するために。

眼には、網膜上の構造レベルでエッジ検出アルゴリズムが装備されています。このエッジ検出アルゴリズムは、本質的に、入力信号の離散微分として機能します。したがって、サーフェスがG2連続ではない場合、人間のエッジ検出が開始され、表示されます。マッハバンドなどの参考文献を読んでください。

エッジ検出は離散G2であるため、連続性は十分ではありません。変化は局所的に満足するだけでなく、網膜上でも満足する必要があります。したがって、変更は問題を引き起こさないように十分浅いはずです。


「変化は局所的に満足するだけでなく、網膜上でも満足する必要がある」とはどういう意味ですか?
Dan Hulme

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目は連続的な信号を記録していません。離散的であるため、表面が技術的に数学レベルで提示された条件を満たす場合でも、個別のサンプル間隔で変化が見られない場合は、十分ではない可能性があります。したがって、傾斜は人間の目が気付くのに十分な大きさでなければなりません。
joojaa

(通常の)導関数は連続的である必要はないが、その導関数はいくつかの制限を下回る必要があると言っているようです。それがあなたの言いたいことがあるなら、私はあなたの答えの最後の段落がより明確になると思います。
Dan Hulme

@DanHulmeは、派生物の制限ではなく、傾斜の問題ではなく、傾斜の壁の間です。つまり、離散サンプリングについてです。したがって、非常に鋭い角度ですが、勾配の小さな差が連続しているように見えることがあります。同様に、短い壁の間の連続的な変化は鋭く見えるかもしれません。数学についてではなく、サンプリングについてです。その生物学的システムとして数量化するのは難しい。
joojaa
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