本帖最后由 highflybird 于 2021-9-9 00:23 编辑
首先说一下,圆锥曲线在CAD中是有精确画法的。可以不用拟合方式或者很多个顶点的多段线模拟绘制。
这样绘制出来的抛物线是样条曲线,仅仅用三个控制点,就能满足高精度要求。
关于这个精确画法,请参考我的下面的帖子:
圆锥曲线在AutoCAD的精确表达法
因此根据这个画法,在这篇帖子里,对抛物线,我提供了三种画法的LISP程序:
下面是其动画演示:
三点式的核心代码如下:
- ;;;=============================================================
- ;;; 功能: 根据抛物线上三点获取抛物线方程系数
- ;;; 输入: 抛物线上三点p1,p2,p3 (点表,至少二维)
- ;;; 输出: 抛物线方程y=Ax^2+Bx+C的三个系数A,B,C
- ;;;=============================================================
- (defun MATH:GetEquationBy3P (p1 p2 p3 / A B C D DX1 DX2 DX3 DY1
- DY2 DY3 X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3)
- (mapcar 'set '(x1 x2 x3) (mapcar 'car (list p1 p2 p3)))
- (mapcar 'set '(y1 y2 y3) (mapcar 'cadr (list p1 p2 p3)))
- (if (not (GEO:Colinearity p1 p2 p3))
- (setq dx1 (- x1 x2)
- dx2 (- x2 x3)
- dx3 (- x3 x1)
- dy1 (- y1 y2)
- dy2 (- y2 y3)
- dy3 (- y3 y1)
- dx1 (float dx1)
- A (/ (- (* dx1 dy2) (* dx2 dy1)) (* dx1 dx2 dx3))
- B (- (/ dy1 dx1) (* A (+ x1 x2)))
- C (- y1 (* A x1 x1) (* B x1))
- D (list A B C)
- )
- )
- )
- ;;;=============================================================
- ;;; 功能: 根据抛物线系数获取圆锥曲线参数
- ;;; 输入: 抛物线系数a,b,c和上下界m,n以及相对点(插入点)
- ;;; 输出: 抛物线的两端点及其切线交点
- ;;;=============================================================
- (defun MATH:GetArgumentsByEquation (a b c m n p / P1 P2 P3 Q1 Q3)
- (setq p1 (list m (+ (* m m a) (* b m) c) 0.0))
- (setq p3 (list n (+ (* n n a) (* b n) c) 0.0))
- (setq q1 (polar p1 (atan (+ (* 2 a m) b)) 666))
- (setq q3 (polar p3 (atan (+ (* 2 a n) b)) 666))
- (setq p2 (inters p1 q1 p3 q3 nil))
- (setq p1 (mapcar '+ p1 p))
- (setq p2 (mapcar '+ p2 p))
- (setq p3 (mapcar '+ p3 p))
- (list p1 p2 p3 1)
- )
其它具体实现细节请参见附件。
后续: 此程序已经增加了双曲线的画法:
下面我继续介绍如何画双曲线:
经过研究,形成双曲线spline的三点对于P1,P3是容易得到的。对于P2点按照如下方式计算:
其中p2的权重取值为x/a.
其实当x取一些特殊值的时候,容易得到更简易的画法,譬如当x=2a的时候,以a=5,b=3为例,画法如下:
下面是用程序画出双曲线的演示:
代码在附件已经更新了。
注明:此代码开源,不得做商业用途。转载需注明出处。
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