स्प्लाईन (गणित): Difference between revisions

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{{Short description|Mathematical function defined piecewise by polynomials}}
{{Short description|Mathematical function defined piecewise by polynomials}}
{{For|the drafting tool|Flat spline}}
{{For|आलेखन उपकरण|समतल स्प्लाईन}}


[[Image:Parametic Cubic Spline.svg|thumb|1/3 और 2/3 पर सिंगल नॉट सी के साथ मिलने वाले तीन घन बहुपदों की एक पट्टी स्थापित करते हैं<sup>2</sup> निरंतरता। अंतराल के दोनों सिरों पर ट्रिपल समुद्री मील सुनिश्चित करते हैं कि वक्र अंत बिंदुओं को प्रक्षेपित करता है]]गणित में, एक तख़्ता एक विशेष कार्य (गणित) है जिसे [[बहुपद]]ों द्वारा टुकड़े-टुकड़े परिभाषित किया जाता है।
[[Image:Parametic Cubic Spline.svg|thumb|1/3 और 2/3 पर सिंगल नॉट C<sup>2</sup> पैरामीट्रिक सातत्यता के साथ तीन घन बहुपदों की स्प्लाईन स्थापित करते हैं। अंतराल के दोनों सिरों पर ट्रिपल नॉट्स सुनिश्चित करती हैं कि वक्र अंत बिंदुओं को प्रक्षेपित करता है]]गणित में, '''स्प्लाईन''' एक विशेष प्रकार का फलन है जिसे [[बहुपद|बहुपदों]] द्वारा खंडशः परिभाषित किया जाता है। [[प्रक्षेप|अंतर्वेशी]] (इंटरपोलेटिंग) समस्याओं में, [[तख़्ता प्रक्षेप|स्प्लाईन अंतर्वेशन]] (इंटरपोलेशन) को प्रायः बहुपद अंतर्वेशन के लिए अधिमानित किया जाता है क्योंकि यह समान परिणाम प्रदान करता है, यहाँ तक कि निम्न कोटि बहुपद का उपयोग करते समय भी, उच्च कोटि के लिए रँगे की परिघटना से परिहरणित किया जाता है।
[[प्रक्षेप]] की समस्याओं में, [[तख़्ता प्रक्षेप]] को अक्सर बहुपद इंटरपोलेशन के लिए पसंद किया जाता है क्योंकि यह समान परिणाम देता है, यहां तक ​​कि बहुपद बहुपद की कम डिग्री का उपयोग करते समय, उच्च डिग्री के लिए रनगे की घटना से परहेज करते हुए।


कंप्यूटर एडेड डिज़ाइन और [[कंप्यूटर ग्राफिक्स]] के [[कंप्यूटर विज्ञान]] उपक्षेत्रों में, शब्द ''स्पलाइन'' अधिक बार एक टुकड़ावार बहुपद ([[पैरामीट्रिक समीकरण]]) [[वक्र]] को संदर्भित करता है। इन उप-क्षेत्रों में स्प्लाइन उनके निर्माण की सादगी, उनकी आसानी और मूल्यांकन की सटीकता, और [[वक्र फिटिंग]] और इंटरैक्टिव वक्र डिज़ाइन के माध्यम से अनुमानित जटिल आकृतियों की क्षमता के कारण लोकप्रिय वक्र हैं।
संगणक एडेड अभिकल्पना और [[कंप्यूटर ग्राफिक्स|संगणक ग्राफिक्स]] के [[कंप्यूटर विज्ञान|संगणक विज्ञान]] उप-क्षेत्रों में, ''स्प्लाईन'' शब्द अधिक बार एक खंडशः बहुपद ([[पैरामीट्रिक समीकरण|पैरामीट्रिक]]) वक्र को संदर्भित करता है। इन उप-क्षेत्रों में स्प्लाईन प्रचलित वक्र हैं क्योंकि उनके निर्माण की सहजता, उनकी सुगमता और मूल्यांकन की यथार्थता, और [[वक्र फिटिंग|वक्र समंजन]] और संवादात्मक वक्र अभिकल्पना के माध्यम से अनुमानित जटिल आकार प्रकार करने की क्षमता होती है।


स्‍लाइन शब्‍द लचीले [[सपाट तख़्ता]] उपकरणों से आता है जिसका उपयोग शिपबिल्डर्स द्वारा किया जाता है और चिकने आकार बनाने के लिए तकनीकी आरेखण।
स्प्लाईन शब्‍द नम्य [[सपाट तख़्ता|स्प्लाईन]] उपकरणों से आता है जिसका उपयोग पोतनिर्माता (शिपबिल्डर्स) और नक्शानवीसों (ड्राफ्ट्समैन) द्वारा निष्कोण (स्मूथ) आकृति बनाने के लिए किया जाता है।


== परिचय ==
== परिचय ==


स्पलाइन शब्द का उपयोग कार्यों की एक विस्तृत श्रेणी को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जिनका उपयोग उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनके लिए डेटा इंटरपोलेशन और/या स्मूथिंग की आवश्यकता होती है। डेटा या तो एक आयामी या बहु आयामी हो सकता है। इंटरपोलेशन के लिए स्पलाइन फ़ंक्शंस आमतौर पर इंटरपोलेशन बाधाओं के अधीन खुरदरापन के उपयुक्त उपायों (उदाहरण के लिए इंटीग्रल स्क्वायर वक्रता) के मिनिमाइज़र के रूप में निर्धारित किए जाते हैं। स्मूथिंग स्प्लिन्स को इंटरपोलेशन स्प्लिन्स के सामान्यीकरण के रूप में देखा जा सकता है जहां फ़ंक्शन देखे गए डेटा और खुरदरापन माप पर औसत चुकता सन्निकटन त्रुटि के भारित संयोजन को कम करने के लिए निर्धारित किए जाते हैं। खुरदुरेपन की माप की कई अर्थपूर्ण परिभाषाओं के लिए, तख़्ता फलन प्रकृति में परिमित आयामी पाए जाते हैं, जो संगणना और प्रतिनिधित्व में उनकी उपयोगिता का प्राथमिक कारण है। इस खंड के बाकी हिस्सों के लिए, हम पूरी तरह से एक आयामी, बहुपद splines पर ध्यान केंद्रित करते हैं और इस प्रतिबंधित अर्थ में शब्द पट्टी का उपयोग करते हैं।
"स्प्लाईन" शब्द का उपयोग फलनों की एक विस्तृत श्रेणी को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जो डेटा अंतर्वेशन और/या स्मूथिंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं। डेटा एक-विमीय या बहु-विमीय हो सकता है। अंतर्वेशन के लिए स्प्लाईन फलन सामान्य रूप से अंतर्वेशन बाध्यताओं (कंस्ट्रेंट्स) के अधीन अपरिष्कृतता के उपयुक्त उपायों (उदाहरण के लिए अभिन्न वर्ग वक्रता) के न्यूनतमीकारक के रूप में निर्धारित किए जाते हैं। स्मूथिंग स्प्लाईन को अंतर्वेशन स्प्लाईन के सामान्यीकरण के रूप में देखा जा सकता है जहाँ फलन प्रेक्षित डेटा और अपरिष्कृतता माप पर औसत वर्ग सन्निकटन त्रुटि के भारित संयोजन को कम करने के लिए निर्धारित किए जाते हैं। अपरिष्कृतता की माप की कई अर्थपूर्ण परिभाषाओं के लिए, स्प्लाईन फलन प्रकृति में परिमित विमीय पाए जाते हैं, जो संगणना और निरूपण में उनकी उपयोगिता का प्राथमिक कारण है। इस खंड के शेष भागो के लिए, हम पूरी तरह से एक-विमीय, बहुपद विभाजन पर ध्यान केंद्रित करते हैं और इस प्रतिबंधित अर्थ में "स्प्लाईन" शब्द का उपयोग करते हैं।


== परिभाषा ==
== परिभाषा ==
{{Confusing|date=February 2009}}
{{Confusing|date=फरवरी 2009}}
हम अपनी चर्चा को एक चर तक सीमित करके शुरू करते हैं। इस मामले में, एक तख़्ता एक टुकड़ा-वार बहुपद फलन (गणित) है।
हम अपनी चर्चा को एक चर में बहुपदों तक सीमित रखते हुए शुरू करते हैं। इस स्थिति में, स्प्लाईन एक खंडशः बहुपद फलन है। यह फलन, इसे ''S'' से निरूपित किया जाता है, इनके मान अंतराल [''a,b''] से लिए जाते है और उन्हें [[वास्तविक संख्या|वास्तविक संख्याओं]] के समुच्चय <math>\mathbb{R}</math> पर प्रतिचित्रित करता है,
यह फ़ंक्शन, इसे एस कहते हैं, अंतराल [, बी] से मान लेते हैं और उन्हें मैप करते हैं <math>\mathbb{R}</math>, [[वास्तविक संख्या]]ओं का समुच्चय,<br>
:<math>S: [a,b]\to \mathbb{R}.</math>
:<math>S: [a,b]\to \mathbb{R}.</math>
हम चाहते हैं कि S को टुकड़े-टुकड़े परिभाषित किया जाए। इसे पूरा करने के लिए, अंतराल [, बी] को के आदेश से कवर किया जाना चाहिए, डिजॉइंट उपअंतराल सेट करता है,
हम चाहते हैं कि S को खंडश: के अनुसार परिभाषित किया जाए। इसे पूरा करने के लिए, अंतराल [''a,b''] को ''k'' क्रमित से समाविष्ट किया जाना चाहिए, असंयुक्‍त उप-अंतराल,
:<math>[t_i, t_{i+1}] \mbox{ , } i = 0,\ldots, k-1</math>
:<math>[t_i, t_{i+1}] \mbox{ , } i = 0,\ldots, k-1</math>
:<math>[a,b] = [t_0,t_1) \cup [t_1,t_2) \cup \cdots \cup [t_{k-2},t_{k-1}) \cup [t_{k-1},t_k) \cup [t_k]</math>
:<math>[a,b] = [t_0,t_1) \cup [t_1,t_2) \cup \cdots \cup [t_{k-2},t_{k-1}) \cup [t_{k-1},t_k) \cup [t_k]</math>
:<math>a = t_0 \le t_1 \le \cdots \le t_{k-1} \le t_k = b</math>
:<math>a = t_0 \le t_1 \le \cdots \le t_{k-1} \le t_k = b</math>
[a,b] के इन k टुकड़ों में से प्रत्येक पर, हम एक बहुपद को परिभाषित करना चाहते हैं, इसे P कहते हैं<sub>''i''</sub><br>
[''a,b''] के इन k "खंडों" में से प्रत्येक पर, हम एक बहुपद को परिभाषित करना चाहते हैं, इसे ''P<sub>i</sub>'' से निरूपित किया जाता है।
:<math>P_i: [t_i, t_{i+1}]\to \mathbb{R}</math>.
:<math>P_i: [t_i, t_{i+1}]\to \mathbb{R}</math>.
[a,b] के iवें उपअंतराल पर, S को P द्वारा परिभाषित किया गया है<sub>''i''</sub>,<br>
[''a,b''] के ''i''वें उपअंतराल पर, S को ''P<sub>i</sub>'' द्वारा परिभाषित किया गया है,
:<math>S(t) = P_0 (t) \mbox{ , } t_0 \le t < t_1,</math>
:<math>S(t) = P_0 (t) \mbox{ , } t_0 \le t < t_1,</math>
:<math>S(t) = P_1 (t) \mbox{ , } t_1 \le t < t_2,</math>
:<math>S(t) = P_1 (t) \mbox{ , } t_1 \le t < t_2,</math>
:<math>\vdots</math>
:<math>\vdots</math>
:<math>S(t) = P_{k-1} (t) \mbox{ , } t_{k-1} \le t \le t_k.</math>
:<math>S(t) = P_{k-1} (t) \mbox{ , } t_{k-1} \le t \le t_k.</math>
दिए गए k+1 अंक t<sub>''i''</sub> गांठें कहलाती हैं। सदिश
दिए गए ''k+1'' बिंदु ''t<sub>i</sub>'' को '''नॉट''' कहा जाता है। सदिश <math>{\mathbf  t}=(t_0, \dots, t_k)</math> को स्प्लाईन के लिए '''नॉट सदिश''' कहा जाता है। यदि नॉट्स को अंतराल [''a'',''b''] में समान रूप से वितरित किया जाता है, अतः स्प्लाईन को '''एकसमान''' कहा जाता है, अन्यथा हम कहते हैं कि यह '''असमान''' है।
<math>{\mathbf  t}=(t_0, \dots, t_k)</math> स्पलाइन के लिए नॉट वेक्टर कहा जाता है।
यदि गांठों को अंतराल [''a'',''b''] में समान रूप से वितरित किया जाता है, तो हम कहते हैं कि तख़्ता एक समान है, अन्यथा हम कहते हैं कि यह गैर-समान है।


यदि बहुपद के टुकड़े ''P''<sub>''i''</sub> प्रत्येक के पास अधिकतम n डिग्री है, तो तख़्ता को 'डिग्री' का कहा जाता है <math>\leq n</math> (या का
यदि बहुपद के खंड ''P''<sub>''i''</sub> में प्रत्येक की कोटि अधिक से अधिक ''n'' होती है, अतः स्प्लाईन को '''कोटि''' <math>\leq n</math> (या कोटि n+1) कहा जाता है।
आदेश ''एन+1'').


यदि <math>S\in C^{r_i}</math> टी के पड़ोस में<sub>''i''</sub>, तो तख़्ता कहा जाता है
यदि ''t<sub>i</sub>'' के पड़ोस में <math>S\in C^{r_i}</math> है, तो ''t<sub>i</sub>'' पर स्प्लाईन [[चिकना कार्य|स्मूथ फलन]] (कम से कम) <math>C^{r_i}</math> का कहा जाता है। अर्थात्, ''t<sub>i</sub>'' पर दो बहुपद खंड ''P<sub>i-1</sub>'' और ''P<sub>i</sub>,'' 0 कोटि (फलन मान) के व्युत्पन्न से क्रम ''r<sub>i</sub>'' (दूसरे शब्दों में, दो आसन्न बहुपद खंड अधिक से अधिक ''n'' - ''r<sub>i</sub>'' की '''स्मूथनेस की हानि''' से जुड़ते हैं) के व्युत्पन्न के माध्यम से साझा व्युत्पन्न मान साझा करते हैं।
[[चिकना कार्य]] (कम से कम) <math>C^{r_i}</math> टी पर<sub>''i''</sub>. वह है,
टी पर<sub>''i''</sub> दो बहुपद टुकड़े पी<sub>''i-1''</sub> और पी<sub>''i''</sub> आम साझा करें
क्रम 0 के व्युत्पन्न से व्युत्पन्न मान (फ़ंक्शन मान)
ऑर्डर आर के व्युत्पन्न के माध्यम से<sub>''i''</sub> (दूसरे शब्दों में, दो आसन्न बहुपद टुकड़े अधिकतम '' n '' - '' r '' की चिकनाई के नुकसान से जुड़ते हैं<sub>''i''</sub>)


:<math>P_{i-1}^{(0)}(t) = P_{i}^{(0)} (t)</math>
:<math>P_{i-1}^{(0)}(t) = P_{i}^{(0)} (t)</math>
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:<math>P_{i-1}^{(r_i)}(t) = P_{i}^{(r_i)} (t)</math>.
:<math>P_{i-1}^{(r_i)}(t) = P_{i}^{(r_i)} (t)</math>.


एक सदिश
सदिश <math>{\mathbf  r}=(r_1, \dots, r_{k-1})</math> इस प्रकार है की स्प्लाईन में <math>i = 1,\ldots, k-1</math> के लिए ''t<sub>i</sub>'' पर <math>C^{r_i}</math> की स्मूथनेस होती है, इसे स्प्लाईन के लिए एक '''स्मूथनेस सदिश''' कहा जाता है।
<math>{\mathbf  r}=(r_1, \dots, r_{k-1})</math> जैसे कि तख़्ता में चिकनाई हो <math>C^{r_i}</math> टी पर<sub>''i''</sub> के लिये <math>i = 1,\ldots, k-1</math> तख़्ता के लिए एक चिकनाई वेक्टर कहा जाता है।


एक गाँठ वेक्टर दिया <math>{\mathbf  t}</math>, एक डिग्री n, और एक चिकनाई वेक्टर <math>{\mathbf  r}</math> के लिये <math>{\mathbf  t}</math>, कोई डिग्री के सभी विभाजनों के सेट पर विचार कर सकता है <math>\leq n</math> गाँठ सदिश होना
नॉट सदिश <math>{\mathbf  t}</math>, ''n'' कोटि, और <math>{\mathbf  t}</math> के लिए एक स्मूथनेस सदिश <math>{\mathbf  r}</math> को देखते हुए, कोई भी कोटि <math>\leq n</math> के सभी स्प्लाईन के समुच्चय पर विचार कर सकता है जिसमें नॉट सदिश <math>{\mathbf  t}</math> और स्मूथनेस सदिश <math>{\mathbf  r}</math> हो। दो फलनों को जोड़ने (बिंदुवार जोड़) और फलनों के वास्तविक गुणकों को लेने के संचालन से सुसज्जित, यह समुच्चय एक वास्तविक सदिश समष्टि बन जाता है। इस '''स्प्लाईन समष्टि''' को सामान्यतः <math>S^{\mathbf  r}_n({\mathbf  t})</math> से दर्शाया जाता है।
<math>{\mathbf  t}</math> और चिकनाई वेक्टर <math>{\mathbf  r}</math>. दो कार्यों को जोड़ने (बिंदुवार जोड़) और कार्यों के वास्तविक गुणकों को लेने के संचालन से लैस, यह सेट एक वास्तविक वेक्टर स्थान बन जाता है। यह तख़्ता स्थान आमतौर पर द्वारा निरूपित किया जाता है <math>S^{\mathbf  r}_n({\mathbf  t})</math>.


बहुपद के गणितीय अध्ययन में इस प्रश्न को विभाजित किया गया है कि क्या होता है जब दो गांठें होती हैं,
यह एक नॉट सदिश की अधिक सामान्य समझ की ओर ले जाता है। किसी भी बिंदु पर सातत्य हानि को उस बिंदु पर स्थित कई विविध नॉट्स का परिणाम माना जा सकता है, और एक स्प्लाईन प्रकार को इसकी कोटि ''n'' और इसके विस्तारित नॉट सदिश द्वारा पूरी तरह से चित्रित किया जा सकता है।
टी कहो<sub>''i''</sub> और टी<sub>''i''+1</sub>,
:<math> S(t) \in C^{n-j_i-j_{i+1}} [t_i = t_{i+1}],</math> जहाँ <math>j_i = n - r_i</math>
एक साथ चले गए हैं एक आसान जवाब है। बहुपद टुकड़ा
यह एक नॉट सदिश की अधिक सामान्य समझ की ओर ले जाता है। किसी भी बिंदु पर सातत्य हानि को उस बिंदु पर स्थित कई विविध नॉट्स का परिणाम माना जा सकता है, और एक स्प्लाईन प्रकार को इसकी कोटि ''n'' और इसके '''विस्तारित''' नॉट सदिश द्वारा पूरी तरह से चित्रित किया जा सकता है
पी<sub>''i''</sub>(टी)
गायब हो जाता है, और टुकड़े
पी<sub>''i''−1</sub>(टी) और पी<sub>''i''+1</sub>(टी)
के लिए निरंतरता घाटे के योग के साथ जुड़ें
टी<sub>''i''</sub> और टी<sub>''i''+1</sub>.
वह है,
:<math> S(t) \in C^{n-j_i-j_{i+1}} [t_i = t_{i+1}],</math> कहाँ पे <math>j_i = n - r_i</math>
इससे नॉट वेक्टर की अधिक सामान्य समझ पैदा होती है।
किसी भी बिंदु पर निरंतरता हानि का परिणाम माना जा सकता है
उस बिंदु पर स्थित कई समुद्री मील, और एक तख़्ता प्रकार पूरी तरह से हो सकता है
इसकी डिग्री 'एन' और इसकी विस्तारित गाँठ वेक्टर द्वारा विशेषता है


:<math>
:<math>
(t_0 , t_1 , \cdots , t_1 , t_2, \cdots , t_2 , t_3 , \cdots , t_{k-2} , t_{k-1} , \cdots , t_{k-1} , t_k)
(t_0 , t_1 , \cdots , t_1 , t_2, \cdots , t_2 , t_3 , \cdots , t_{k-2} , t_{k-1} , \cdots , t_{k-1} , t_k)
</math>
</math>
जहां टी<sub>''i''</sub> दोहराया जाता है जे<sub>''i''</sub> बार
जहाँ ''t<sub>i</sub>'' को <math>i = 1, \dots , k-1</math> के लिए ''j<sub>i</sub>'' बार पुनरावर्तित किया जाता है।
के लिये <math>i = 1, \dots , k-1</math>.


अंतराल [ए, बी] पर एक [[पैरामीट्रिक वक्र]]
अंतराल पर [[पैरामीट्रिक वक्र]] [''a,b'']
:<math>G(t) = ( X(t), Y(t) ) \mbox{ , } t \in [ a , b ]</math>
:<math>G(t) = ( X(t), Y(t) ) \mbox{ , } t \in [ a , b ]</math>
यदि ''X'' और ''Y'' दोनों स्‍लाइन फंक्‍शन हैं तो स्‍पलाइन कर्व है
एक '''स्प्लाईन वक्र''' है यदि ''X'' और ''Y'' दोनों उस अंतराल पर समान विस्तारित नॉट वाले सदिशों के साथ समान कोटि के स्प्लाईन फलन हैं।
उस अंतराल पर समान विस्तारित गाँठ वाले वैक्टर के साथ समान डिग्री।


== उदाहरण ==
== उदाहरण ==
मान लीजिए अंतराल [, बी] [0,3] और उप-अंतराल है
मान लें कि अंतराल [''a,b''] [0,3] है और उप-अंतराल [0,1], [1,2] और [2,3] हैं। मान लीजिए कि बहुपद के खंड की कोटि 2 हैं, और [0,1] और [1,2] पर खंड मूल्य और पहले व्युत्पन्न (''t''=1 पर) में सम्मिलित होना चाहिए जबकि [1,2] और [2,3] पर खंड केवल मूल्य (''t'' = 2 पर) में सम्मिलित हो जाते हैं। यह एक प्रकार की स्प्लाईन ''S(t)'' को परिभाषित करेगा जिसके लिए
[0,1], [1,2], और [2,3] हैं। मान लीजिए कि बहुपद टुकड़े हैं
डिग्री 2 का होना, और [0,1] और [1,2] पर टुकड़े मूल्य और पहले व्युत्पन्न में शामिल होना चाहिए
(टी = 1 पर)
जबकि [1,2] और [2,3] के टुकड़े केवल मूल्य में जुड़ते हैं (टी = 2 पर)
यह एक प्रकार की तख़्ता S(t) को परिभाषित करेगा जिसके लिए
:<math>S(t) = P_0 (t) = -1+4t-t^2 \mbox{ , } 0 \le t < 1</math>
:<math>S(t) = P_0 (t) = -1+4t-t^2 \mbox{ , } 0 \le t < 1</math>
:<math>S(t) = P_1 (t) = 2t \mbox{ , } 1 \le t < 2</math>
:<math>S(t) = P_1 (t) = 2t \mbox{ , } 1 \le t < 2</math>
:<math>S(t) = P_2 (t) = 2-t+t^2 \mbox{ , } 2 \le t \le 3</math>
:<math>S(t) = P_2 (t) = 2-t+t^2 \mbox{ , } 2 \le t \le 3</math>
उस प्रकार का सदस्य होगा, और भी
उसी प्रकार की इकाई होगी, और साथ ही, और साथ ही
:<math>S(t) = P_0 (t) = -2-2t^2 \mbox{ , } 0 \le t < 1</math>
:<math>S(t) = P_0 (t) = -2-2t^2 \mbox{ , } 0 \le t < 1</math>
:<math>S(t) = P_1 (t) = 1-6t+t^2 \mbox{ , } 1 \le t < 2</math>
:<math>S(t) = P_1 (t) = 1-6t+t^2 \mbox{ , } 1 \le t < 2</math>
:<math>S(t) = P_2 (t) = -1+t-2t^2 \mbox{ , } 2 \le t \le 3</math>
:<math>S(t) = P_2 (t) = -1+t-2t^2 \mbox{ , } 2 \le t \le 3</math>
उस प्रकार के सदस्य होंगे।
उसी प्रकार की इकाई होगी। (ध्यान दें: जबकि बहुपद का खंड ''2t'' द्विघात नहीं है, फिर भी परिणाम को द्विघात स्प्लाईन कहा जाता है। यह दर्शाता है कि एक स्प्लाईन की कोटि उसके बहुपद भागों की अधिकतम कोटि होती है।) इस प्रकार के स्प्लाईन के लिए विस्तारित नॉट सदिश (0, 1, 2, 2, 3) होगा।
(ध्यान दें: जबकि बहुपद का टुकड़ा 2t द्विघात नहीं है, फिर भी परिणाम को द्विघात पट्टी कहा जाता है। यह दर्शाता है कि एक पट्टी की डिग्री इसके बहुपद भागों की अधिकतम डिग्री है।)
इस प्रकार की पट्टी के लिए विस्तारित गाँठ वेक्टर (0, 1, 2, 2, 3) होगा।


सरलतम स्पलाइन की डिग्री 0 होती है। इसे [[समारोह की ओर कदम बढ़ाएं]] भी कहा जाता है।
सरलतम स्प्लाईन की कोटि 0 होती है। इसे [[समारोह की ओर कदम बढ़ाएं|सोपानी फलन]] (स्टेप फंक्शन) भी कहा जाता है। अगली सबसे साधारण स्लाइन की कोटि 1 है। इसे '''रैखिक स्प्लाईन''' भी कहा जाता है। समतल में एक संवृत रैखिक स्प्लाईन (अर्थात, पहली नॉट और अंतिम समान हैं) केवल एक [[बहुभुज]] होता है।
अगली सबसे सरल स्‍लाइन की डिग्री 1 है। इसे 'लीनियर स्‍लाइन' भी कहा जाता है। विमान में एक बंद रैखिक पट्टी (यानी, पहली गाँठ और आखिरी समान हैं) सिर्फ एक [[बहुभुज]] है।


एक सामान्य तख़्ता निरंतरता सी के साथ डिग्री 3 का 'प्राकृतिक घन तख़्ता' है<sup>2</उप>
एक सामान्य स्प्लाईन सातत्यता ''C''<sup>2</sup> के साथ कोटि 3 की '''प्राकृतिक घनाकार स्प्लाईन''' है। "प्राकृतिक" शब्द का अर्थ है कि स्प्लाईन बहुपदों का दूसरा व्युत्पन्न प्रक्षेप के अंतराल के अंत बिंदुओं पर शून्य के बराबर समुच्चय किया गया है।
प्राकृतिक शब्द का अर्थ है कि दूसरा डेरिवेटिव
तख़्ता बहुपद
इंटरपोलेशन के अंतराल के अंत बिंदुओं पर शून्य के बराबर सेट होते हैं


:<math>S''(a) \, = S''(b) = 0.</math>
:<math>S''(a) \, = S''(b) = 0.</math>
यह तख़्ता को अंतराल के बाहर एक सीधी रेखा होने के लिए मजबूर करता है, जबकि इसकी चिकनाई को बाधित नहीं करता है।
यह स्प्लाईन को अंतराल के बाहर एक सीधी रेखा होने के लिए मजबूर करता है, जबकि इसकी स्मूथनेस को बाधित नहीं करता है।


=== प्राकृतिक क्यूबिक स्प्लिन की गणना के लिए एल्गोरिद्म ===
=== प्राकृतिक घनाकार स्प्लाईन की गणना के लिए एल्गोरिद्म ===


क्यूबिक स्प्लाइन फॉर्म के होते हैं <math>{S}_{j} \left ( x  \right ) =  a_j + b_j \left ( x-x_j \right ) +  c_j  {\left ( x-x_j \right ) }^{2} + d_j {\left ( x-x_j \right ) }^{3}</math><br />
घनाकार स्प्लाईन निम्नलिखित रूप <math>{S}_{j} \left ( x  \right ) =  a_j + b_j \left ( x-x_j \right ) +  c_j  {\left ( x-x_j \right ) }^{2} + d_j {\left ( x-x_j \right ) }^{3}</math> में होता है।<br />निर्देशांक <math>C=  \left[    \left ( {x}_{0},{y}_{0}  \right ) ,  \left ( {x}_{1},{y}_{1}  \right ) , .... ,  \left ( {x}_{n},{y}_{n}  \right ) \right ]</math> के दिए गए समुच्चय को हम <math>n \,</math> के समुच्चय को खोजना चाहते हैं, <math>i = 0 , \ldots , n-1</math> के लिए <math>{S}_{i} \left ( x  \right )</math> को विभाजित करते हैं।
दिए गए निर्देशांक का सेट <math>C=  \left[    \left ( {x}_{0},{y}_{0}  \right ) ,  \left ( {x}_{1},{y}_{1}  \right ) , .... ,  \left ( {x}_{n},{y}_{n}  \right ) \right ]</math> हम का सेट खोजना चाहते हैं <math>n \,</math> splines <math>{S}_{i} \left ( x  \right )</math> के लिये <math>i = 0 , \ldots , n-1.</math>
इन्हें संतुष्ट करना चाहिए:
*<math> S_i \left (x_i \right) = y_i = S_{i-1}\left (x_i \right ), i = 1 , \ldots , n-1.</math>
*<math> S_i \left (x_i \right) = y_i = S_{i-1}\left (x_i \right ), i = 1 , \ldots , n-1.</math>
*<math> S_{0}\left (x_0 \right ) = y_0 .</math>
*<math> S_{0}\left (x_0 \right ) = y_0 .</math>
Line 120: Line 83:
*<math>{S''}_0 \left (x_0 \right) = {S''}_{n-1} \left (x_n \right ) =0</math>.
*<math>{S''}_0 \left (x_0 \right) = {S''}_{n-1} \left (x_n \right ) =0</math>.


आइए हम एक क्यूबिक स्पलाइन परिभाषित करें <math>S \,</math> 5-टपल के रूप में <math>(a,b,c,d,x_t) \,</math> कहाँ पे <math>a,b,c \,</math> तथा <math>d \,</math> पहले दिखाए गए फॉर्म में गुणांक के अनुरूप और <math>x_t \,</math> के बराबर है <math>x_j. \,</math>
आइए हम एक घनाकार स्प्लाईन <math>S \,</math> को 5-टपल <math>(a,b,c,d,x_t) \,</math> के रूप में परिभाषित करते हैं जहाँ <math>a,b,c \,</math> और <math>d \,</math>, पहले दिखाए गए रूप में गुणांक के अनुरूप हैं और <math>x_t \,</math> <math>x_j \,</math> के बराबर है।
नेचुरल क्यूबिक स्प्लाइन कंप्यूटिंग के लिए एल्गोरिद्म:<br />
 
इनपुट: निर्देशांक का सेट <math>C \,</math>, साथ <math>\left | C  \right | =n+1</math><br />
==== प्राकृतिक घनाकार स्प्लाईन संगणना के लिए एल्गोरिद्म: ====
आउटपुट: सेट स्प्लाइन जो n 5-ट्यूपल्स से बना है।
इनपुट: <math>\left | C  \right | =n+1</math> के साथ <math>C \,</math> निर्देशांक का समुच्चय
# आकार n + 1 और के लिए एक नया सरणी बनाएँ <math>i = 0 , \ldots , n</math> समूह <math>a_i = y_i \,</math>
 
# n आकार की नई सरणियाँ b और d बनाएँ।
आउटपुट: समुच्चय स्प्लाईन जो n 5-टुपल्स से बना है।
# आकार n और के लिए नया सरणी h बनाएँ <math>i = 0 , \ldots , n-1</math> समूह <math>h_i = x_{i+1} - x_i \,</math>
# माप ''n + 1'' और के लिए एक नई सरणी बनाएँ <math>i = 0 , \ldots , n</math> समुच्चय  <math>a_i = y_i \,</math>
# आकार n और के लिए नया सरणी α बनाएँ <math>i = 1 , \ldots , n-1</math> समूह <math>{ \alpha }_{i}= \frac{3 }{{h}_{i} }  \left (  {a}_{i+1}-{a}_{i} \right )  -  \frac{3 }{{h}_{i-1} }  \left (  {a}_{i}-{a}_{i-1} \right ) </math>.
# ''n'' माप की नई सरणियाँ ''b'' और ''d'' बनाएँ।
# नई सरणियाँ c, l, μ, और z प्रत्येक आकार बनाएँ <math>n+1 \,</math>.
# माप ''n'' और के लिए नई सरणी ''h'' बनाएँ <math>i = 0 , \ldots , n-1</math> समुच्चय  <math>h_i = x_{i+1} - x_i \,</math>
# समूह <math> l_0 = 1, {\mu}_0 = z_0 = 0 \,</math>
# माप ''n'' और के लिए नई सरणी ''α'' बनाएँ <math>i = 1 , \ldots , n-1</math> समुच्चय  <math>{ \alpha }_{i}= \frac{3 }{{h}_{i} }  \left (  {a}_{i+1}-{a}_{i} \right )  -  \frac{3 }{{h}_{i-1} }  \left (  {a}_{i}-{a}_{i-1} \right ) </math>
# नई सरणियाँ ''c, l, μ'', और ''z'' प्रत्येक <math>n+1 \,</math> माप बनाएँ
# समुच्चय  <math> l_0 = 1, {\mu}_0 = z_0 = 0 \,</math>
# के लिये <math> i = 1 , \ldots , n-1 \,</math>
# के लिये <math> i = 1 , \ldots , n-1 \,</math>
## समूह  <math>{ l}_{i } =2 \left ( {x}_{i+1}-{x}_{i-1}  \right ) - {h}_{i-1}{\mu}_{i-1}</math>.
## समुच्चय <math>{ l}_{i } =2 \left ( {x}_{i+1}-{x}_{i-1}  \right ) - {h}_{i-1}{\mu}_{i-1}</math>
## समूह <math>{\mu}_{i}= \frac{ {h}_{i}}{{l}_{i} } </math>.
## समुच्चय <math>{\mu}_{i}= \frac{ {h}_{i}}{{l}_{i} } </math>.
## समूह <math>{z}_{i} =  \frac{ {\alpha}_{i}-{h}_{i-1}{z}_{i-1}}{{l}_{i} } </math>.
## समुच्चय  <math>{z}_{i} =  \frac{ {\alpha}_{i}-{h}_{i-1}{z}_{i-1}}{{l}_{i} } </math>
# समूह <math> l_n = 1; z_n = c_n = 0. \,</math>
# समुच्चय <math> l_n = 1; z_n = c_n = 0. \,</math>
# के लिये <math> j = n-1 , n-2 , \ldots , 0 </math>
# के लिये <math> j = n-1 , n-2 , \ldots , 0 </math>
## समूह <math> c_j = z_j - {\mu}_j c_{j+1} \,</math>
## समुच्चय <math> c_j = z_j - {\mu}_j c_{j+1} \,</math>
## समूह <math> b_j = \frac{{a}_{j+1}-{a}_{j} }{{h}_{j} } -  \frac{ {h}_{j} \left ( {c}_{j+1} +2{c}_{j}  \right ) }{ 3} </math>
## समुच्चय <math> b_j = \frac{{a}_{j+1}-{a}_{j} }{{h}_{j} } -  \frac{ {h}_{j} \left ( {c}_{j+1} +2{c}_{j}  \right ) }{ 3} </math>
## समूह <math> d_j = \frac{{c}_{j+1}-{c}_{j} }{3{h}_{j} } </math>
## समुच्चय <math> d_j = \frac{{c}_{j+1}-{c}_{j} }{3{h}_{j} } </math>
# नया सेट स्प्लाइन बनाएं और इसे आउटपुट_सेट कहें। इसे n splines S से आबाद करें।
# नई समुच्चय स्प्लाईन बनाएं और इसे आउटपुट_समुच्चय कहें। इसे n splines S से आबाद करें।
# के लिये <math>i = 0 , \ldots , n-1</math>
# के लिये <math>i = 0 , \ldots , n-1</math>
## सेट एस<sub>''i'',''a''</sub> = <sub>''i''</sub>
## समुच्चय ''S<sub>i</sub>''<sub>,''a''</sub> = ''a<sub>i</sub>''
## सेट एस<sub>''i'',''b''</sub> = <sub>''i''</sub>
## समुच्चय ''S<sub>i</sub>''<sub>,''b''</sub> = ''b<sub>i</sub>''
## सेट एस<sub>''i'',''c''</sub> = सी<sub>''i''</sub>
## समुच्चय ''S<sub>i</sub>''<sub>,''c''</sub> = ''c<sub>i</sub>''
## सेट एस<sub>''i'',''d''</sub> = <sub>''i''</sub>
## समुच्चय ए''S<sub>i</sub>''<sub>,''d''</sub> = ''d<sub>i</sub>''
## सेट एस<sub>''i'',''x''</sub> = एक्स<sub>''i''</sub>
## समुच्चय ''S<sub>i</sub>''<sub>,''x''</sub> = ''x<sub>i</sub>''
# आउटपुट आउटपुट_सेट
# आउटपुट आउटपुट_समुच्चय


==टिप्पणियाँ==
==टिप्पणियाँ==
It might be asked what meaning more than ''n'' multiple knots in a knot vector have, since this would lead to continuities like
यह पूछा जा सकता है कि एक नॉट सदिश में ''n'' एकाधिक नॉट्स से अधिक का क्या अर्थ है, क्योंकि इससे सातत्यता बनी रहेगी
:<math>S(t) \in C^{-m} \mbox{ , } m > 0</math>
:<math>S(t) \in C^{-m} \mbox{ , } m > 0</math>
at the location of this high multiplicity. By convention, any such situation indicates a simple discontinuity between the two adjacent polynomial pieces. This means that if a knot ''t''<sub>''i''</sub> appears more than ''n'' + 1 times in an extended knot vector, all instances of it in excess of the (''n'' + 1)th can be removed without changing the character of the spline, since all multiplicities ''n'' + 1, ''n'' + 2, ''n'' + 3, etc. have the same meaning. It is commonly assumed that any knot vector defining any type of spline has been culled in this fashion.
इस उच्च बहुलता के स्थान पर। परिपाटी के अनुसार, ऐसी कोई भी स्थिति दो निकटस्थ बहुपद खंडों के बीच एक साधारण विच्छिन्नता को इंगित करती है। इसका अर्थ यह है कि यदि एक विस्तारित नॉट सदिश में एक नॉट ''t<sub>i</sub>, n + 1'' बार से अधिक दिखाई देती है, तो इसके सभी उदाहरण (''n + 1'')वें से अधिक होने पर सभी गुणकों के बाद से स्प्लाईन के भूमिका को बदले बिना हटाया जा सकता है। ''n'' + 1, ''n'' + 2, ''n'' + 3, इत्यादि का एक ही अर्थ है। यह सामान्यतः माना जाता है कि किसी भी प्रकार की स्प्लाईन को परिभाषित करने वाले किसी भी नॉट सदिश का इस प्रकार चयन किया जा सकता है।


The classical spline type of degree ''n'' used in numerical analysis has continuity
संख्यात्मक विश्लेषण में उपयोग की जाने वाली कोटि ''n'' के पारम्परिक स्प्लाईन प्रकार में सातत्यता होती है
:<math>S(t) \in \mathrm{C}^{n-1} [a,b],\,</math>
:<math>S(t) \in \mathrm{C}^{n-1} [a,b],\,</math>
which means that every two adjacent polynomial pieces meet in their value and first ''n'' - 1 derivatives at each knot. The mathematical spline that most closely models the [[flat spline]] is a cubic (''n'' = 3), twice continuously differentiable (''C''<sup>2</sup>), natural spline, which is a spline of this classical type with additional conditions imposed at endpoints ''a'' and ''b''.
जिसका अर्थ है कि प्रत्येक दो आसन्न बहुपद खंड उनके मान में मिलते हैं और प्रत्येक नॉट पर पहले ''n - 1'' डेरिवेटिव। गणितीय स्प्लाईन जो [[flat spline|चपटी स्प्लाईन]] को सबसे नज़दीकी से प्रतिरूपित करता है, एक घन (''n = 3''), दो बार लगातार भिन्न होने योग्य (''C''<sup>2</sup>), प्राकृतिक स्प्लाईन है, जो इस शास्त्रीय प्रकार का एक स्प्लाईन है जिसमें समापन बिंदु ''a'' और ''b'' पर लगाए गए अतिरिक्त शर्तें हैं।


Another type of spline that is much used in graphics, for example in drawing programs such as [[Adobe Illustrator]] from [[Adobe Systems]], has pieces that are cubic but has continuity only at most
एक अन्य प्रकार की स्प्लाईन जो ग्राफिक्स में बहुत अधिक उपयोग की जाती है, उदाहरण के लिए [[Adobe Systems|एडोब सिस्टम्स]] से [[Adobe Illustrator|एडोब इलस्ट्रेटर]] जैसे ड्राइंग प्रोग्राम में, ऐसे खंड होते हैं जो घनाकार होते हैं लेकिन सातत्यता केवल अधिकतम होती है
:<math>S(t) \in \mathrm{C}^{1} [a,b].</math>
:<math>S(t) \in \mathrm{C}^{1} [a,b].</math>
This spline type is also used in [[PostScript]] as well as in the definition of some computer typographic fonts.
इस स्प्लाईन प्रकार का उपयोग [[PostScript|पोस्टस्क्रिप्ट]] के साथ-साथ कुछ संगणक टाइपोग्राफिक फोंट की परिभाषा में भी किया जाता है।
 
Many computer-aided design systems that are designed for high-end graphics and animation use extended knot vectors,
for example [[Autodesk Maya]].
Computer-aided design systems often use an extended concept of a spline known as a [[Nonuniform rational B-spline]] (NURBS).


If sampled data from a function or a physical object is available, [[spline interpolation]] is an approach to creating a spline that approximates that data.
कई संगणक-एडेड अभिकल्पना सिस्टम जो उच्च-अंत ग्राफिक्स और एनीमेशन के लिए अभिकल्पना किए गए हैं, विस्तारित नॉट सदिश का उपयोग करते हैं, उदाहरण के लिए [[Autodesk Maya|ऑटोडेस्क माया]]। संगणक-एडेड डिजाइन सिस्टम प्रायः एक [[Nonuniform rational B-spline|गैर-समान तर्कसंगत बी-स्प्लाईन]] (एनयूआरबीएस) के रूप में जाने वाली एक स्प्लाईन की एक विस्तारित अवधारणा का उपयोग करते हैं।


 
यदि किसी फलन या भौतिक वस्तु से नमूनाकृत डेटा उपलब्ध है, तो [[spline interpolation|स्प्लाईन अंतर्वेशन]] एक स्प्लाईन बनाने की एक विधि है जो उस डेटा का अनुमान लगाता है।
== सी के लिए सामान्य अभिव्यक्ति<sup>2</sup> इंटरपोलेटिंग क्यूबिक स्पलाइन ==
== ''C''<sup>2</sup> अंतर्वेशी घनाकार स्प्लाईन के लिए सामान्य व्यंजक ==
    
    
Ith सी के लिए सामान्य अभिव्यक्ति<sup>2</sup> सूत्र का उपयोग करके प्राकृतिक स्थिति के साथ एक बिंदु x पर क्यूबिक स्पलाइन को इंटरपोल करते हुए पाया जा सकता है
प्राकृतिक स्थिति के साथ एक बिंदु ''x'' पर ''i''वें ''C''<sup>2</sup> प्रक्षेपित घन स्प्लाईन के लिए सामान्य अभिव्यक्ति सूत्र का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है


:<math>S_i(x)= \frac{z_i(x-t_{i-1})^3}{6h_i} +\frac{z_{i-1}(t_i-x)^3}{6h_i}+\left[ \frac{f(t_i)}{h_i}-\frac{z_ih_i}{6}\right](x-t_{i-1})+\left[ \frac{f(t_{i-1})}{h_i}-\frac{z_{i-1}h_i}{6}\right](t_i-x)</math>
:<math>S_i(x)= \frac{z_i(x-t_{i-1})^3}{6h_i} +\frac{z_{i-1}(t_i-x)^3}{6h_i}+\left[ \frac{f(t_i)}{h_i}-\frac{z_ih_i}{6}\right](x-t_{i-1})+\left[ \frac{f(t_{i-1})}{h_i}-\frac{z_{i-1}h_i}{6}\right](t_i-x)</math>
कहाँ पे
जहाँ
* <math>z_i = f^{\prime\prime}(t_i)</math> iवें गाँठ पर दूसरे अवकलज के मान हैं।
* <math>z_i = f^{\prime\prime}(t_i)</math> ''i''वें नॉट पर द्वितीय व्युत्पन्न के मान हैं।
* <math> h_i^{} = t_i-t_{i-1} </math>
* <math> h_i^{} = t_i-t_{i-1} </math>
* <math> f(t_i^{}) </math> iवें गाँठ पर फलन के मान हैं।
* <math> f(t_i^{}) </math> ''i''वें नॉट पर फलन के मान हैं।


== प्रतिनिधित्व और नाम ==
== निरूपण और नाम ==
किसी दिए गए अंतराल [, बी] और उस अंतराल पर दिए गए विस्तारित गाँठ वेक्टर के लिए, डिग्री एन के स्प्लिन एक वेक्टर स्थान बनाते हैं। संक्षेप में इसका मतलब यह है कि किसी दिए गए प्रकार के किसी भी दो स्प्लिन को जोड़ने से उस दिए गए प्रकार के स्पलाइन का उत्पादन होता है, और किसी दिए गए टाइप के स्पलाइन को किसी स्थिरांक से गुणा करने से उस दिए गए प्रकार का स्पलाइन बनता है। का [[हेमल आयाम]]
किसी दिए गए अंतराल के लिए [''a,b''] और उस अंतराल पर दिए गए विस्तारित नॉट सदिश, कोटि ''n'' के स्प्लाईन एक [[सदिश स्थल|सदिश समष्टि]] बनाते हैं। संक्षेप में इसका अर्थ यह है कि किसी दिए गए प्रकार के किसी भी दो स्प्लाईन को जोड़ने से उस दिए गए प्रकार के स्प्लाईन का उत्पादन होता है, और किसी दिए गए प्रकार के स्प्लाईन को किसी भी स्थिरांक से गुणा करने से उस दिए गए प्रकार का एक स्प्लाईन बनता है। एक निश्चित प्रकार के सभी स्प्लाईन युक्त स्थान का आयाम विस्तारित नॉट सदिश से गिना जा सकता है:
एक निश्चित प्रकार के सभी स्प्लिन वाले स्थान को विस्तारित गाँठ [[सदिश स्थल]] गिना जा सकता है:
:<math>
:<math>
a = t_0
a = t_0
Line 191: Line 151:
j_i \le n+1 ~,~~ i=1,\ldots,k-2.
j_i \le n+1 ~,~~ i=1,\ldots,k-2.
</math>
</math>
आयाम डिग्री और गुणकों के योग के बराबर है
आयाम कोटि के योग के साथ-साथ गुणकों के बराबर है
:<math>d = n + \sum_{i=1}^{k-2} j_i.</math>
:<math>d = n + \sum_{i=1}^{k-2} j_i.</math>
यदि किसी प्रकार के स्पलाइन पर अतिरिक्त रैखिक स्थितियां लागू होती हैं, तो परिणामी स्पलाइन एक उप-स्पेस में स्थित होगी। उदाहरण के लिए, सभी प्राकृतिक क्यूबिक स्प्लिनों का स्थान, सभी क्यूबिक सी के स्थान का एक उप-स्थान है<sup>2</sup> स्प्लिन।
यदि किसी प्रकार के स्प्लाईन पर अतिरिक्त रैखिक शर्तें लागू होती हैं, तो परिणामी स्प्लाईन एक उपसमष्टि में होगी। उदाहरण के लिए, सभी प्राकृतिक घनाकार स्प्लाईनों का स्थान, सभी घनाकार ''C''<sup>2</sup> स्प्लाईनों के स्थान का एक उपसमष्टि है।


स्प्लिनों का साहित्य विशेष प्रकार के स्प्लिनों के नामों से भरा पड़ा है।
स्प्लाईन का साहित्य विशेष प्रकार के स्प्लाईन के नामों से परिपूर्ण है। इन नामों को जोड़ा गया है:
इन नामों को जोड़ा गया है:
* स्प्लाईन को दर्शाने के लिए बनाए गए विकल्प, उदाहरण के लिए:
* [[बी-पट्टी]] का प्रतिनिधित्व करने के लिए किए गए विकल्प, उदाहरण के लिए:
** संपूर्ण स्प्लाईन के लिए [[आधार (रैखिक बीजगणित)|बेसिस]] फलन का उपयोग करना (हमें [[बी-पट्टी|बी-स्प्लाईन]] नाम देना)
** संपूर्ण तख़्ता के लिए [[आधार (रैखिक बीजगणित)]] कार्यों का उपयोग करना (हमें बी-स्पलीन नाम देना)
**प्रत्येक बहुपद खंड का प्रतिनिधित्व करने के लिए पियरे बेज़ियर द्वारा नियोजित [[बर्नस्टीन बहुपद|बर्नस्टीन बहुपदों]] का उपयोग करना (हमें नाम बेज़ियर स्प्लाईन देना)
** प्रत्येक बहुपद टुकड़े का प्रतिनिधित्व करने के लिए पियरे बेज़ियर द्वारा नियोजित [[बर्नस्टीन बहुपद]]ों का उपयोग करना (हमें बेज़ियर स्पलाइन (बहुविकल्पी) नाम देना। बेज़ियर स्प्लिन<!--Intentional link to DAB page-->)
* उदाहरण के लिए, विस्तारित नॉट सदिश बनाने में किए गए विकल्प:
* विस्तारित गाँठ वेक्टर बनाने में किए गए विकल्प, उदाहरण के लिए:
** ''C<sup>n</sup>''<sup>-1</sup> सातत्यता के लिए सिंगल नॉट्स का उपयोग करना और इन नॉट्स को समान रूप से [''a,b''] पर रखना (हमें '''एक समान स्प्लाईन''' देना)
** सी के लिए सिंगल नॉट्स का उपयोग करना<sup>n-1</sup> निरंतरता और इन गांठों को [a,b] पर समान रूप से रखना (हमें 'यूनिफ़ॉर्म स्प्लाइन' देना)
** अंतराल पर बिना किसी प्रतिबंध के नॉट्स का उपयोग करना (हमें '''असमान स्प्लाईन''' देना)
** अंतराल पर बिना किसी प्रतिबंध के गांठों का उपयोग करना (हमें 'गैर-वर्दी स्प्लिन' देना)
* स्प्लाईन पर लगाई गई कोई विशेष शर्तें, उदाहरण के लिए:
* स्पलाइन पर लगाई गई कोई विशेष शर्तें, उदाहरण के लिए:
** ए और बी पर शून्य सेकेंड डेरिवेटिव लागू करना (हमें '''प्राकृतिक स्प्लाईन''' देना)
** ए और बी पर शून्य सेकंड डेरिवेटिव लागू करना (हमें 'प्राकृतिक विभाजन' देना)
** आवश्यकता है कि दिए गए डेटा मान स्प्लाईन पर हों (हमें '''अंतर्वेशी स्प्लाईन''' देना)
** यह आवश्यक है कि दिए गए डेटा मान स्पलाइन पर हों (हमें 'इंटरपोलेटिंग स्प्लिन' दें)
ऊपर दी गई दो या अधिक मुख्य वस्तुओं को संतुष्ट करने वाली एक प्रकार की स्प्लाईन के लिए प्रायः एक विशेष नाम चुना गया था। उदाहरण के लिए, [[साधु तख़्ता|हर्मिट स्प्लाईन]] एक स्प्लाईन है जिसे प्रत्येक व्यक्तिगत बहुपद खंड का प्रतिनिधित्व करने के लिए हर्मिट बहुपद का उपयोग करके व्यक्त किया जाता है। ये सबसे अधिक बार ''n = 3'' के साथ उपयोग किए जाते हैं; वह है, जैसा कि [[क्यूबिक हर्मिट स्पलाइन|घनाकार हर्मिट स्प्लाईन]]इस कोटि में उन्हें अतिरिक्त रूप से केवल स्पर्शरेखा-निरंतर (''C''<sup>1</sup>) के लिए चुना जा सकता है; जिसका अर्थ है कि सभी आंतरिक नॉट द्वैत होती है। दिए गए डेटा बिंदुओं में ऐसे स्प्लाईन्स को फिट करने के लिए कई तरीकों का आविष्कार किया गया है; अर्थात्, उन्हें अंतर्वेशी स्प्लाईन बनाने के लिए, और ऐसा करने के लिए प्रशंसनीय स्पर्शरेखा मूल्यों का अनुमान लगाकर ऐसा करना जहाँ प्रत्येक दो बहुपद खंड मिलते हैं (हमें [[कार्डिनल स्पलाइन|कार्डिनल स्प्लाईन]], [[कैटमुल-रोम स्पलाइन|कैटमुल-रोम स्प्लाईन]] और [[प्रेमी-Bartels पट्टी|कोचनक-बार्टेल्स स्प्लाईन]], प्रयुक्त विधि के आधार पर)।
ऊपर दी गई दो या दो से अधिक मुख्य वस्तुओं को संतुष्ट करने वाली एक प्रकार की पट्टी के लिए अक्सर एक विशेष नाम चुना जाता था। उदाहरण के लिए, [[साधु तख़्ता]] एक स्पलाइन है जिसे प्रत्येक व्यक्तिगत बहुपद टुकड़ों का प्रतिनिधित्व करने के लिए हर्मिट बहुपदों का उपयोग करके व्यक्त किया जाता है। इन्हें अक्सर एन = 3 के साथ प्रयोग किया जाता है; वह है, [[क्यूबिक हर्मिट स्पलाइन]] के रूप में। इस डिग्री में उन्हें अतिरिक्त रूप से केवल स्पर्शरेखा-निरंतर चुना जा सकता है (सी<sup>1</sup>); जिसका तात्पर्य है कि सभी आंतरिक गांठें दोहरी हैं। दिए गए डेटा बिंदुओं में ऐसे स्प्लाइन्स को फ़िट करने के लिए कई विधियों का आविष्कार किया गया है; अर्थात्, उन्हें इंटरपोलेटिंग स्प्लाइन बनाने के लिए, और ऐसा करने के लिए प्रशंसनीय स्पर्शरेखा मूल्यों का अनुमान लगाकर ऐसा करना जहां प्रत्येक दो बहुपद टुकड़े मिलते हैं (हमें उपयोग की जाने वाली विधि के आधार पर [[कार्डिनल स्पलाइन]], [[कैटमुल-रोम स्पलाइन]] और [[प्रेमी-Bartels पट्टी]] देते हैं)।


प्रत्येक अभ्यावेदन के लिए, मूल्यांकन के कुछ साधन खोजे जाने चाहिए ताकि मांग पर स्पलाइन के मूल्यों का उत्पादन किया जा सके। उन निरूपणों के लिए जो प्रत्येक व्यक्तिगत बहुपद टुकड़े पी को व्यक्त करते हैं<sub>''i''</sub>(टी) के संदर्भ में
प्रत्येक अभ्यावेदन के लिए, मूल्यांकन के कुछ साधन अवश्य खोजे जाने चाहिए ताकि माँग पर स्प्लाईन के मूल्यों का उत्पादन किया जा सके। उन निरूपणों के लिए जो कोटि ''n'' बहुपद के लिए कुछ आधार के संदर्भ में प्रत्येक व्यक्तिगत बहुपद ''P<sub>i</sub>''(''t'') को व्यक्त करते हैं, यह वैचारिक रूप से सीधा है:
डिग्री एन बहुपद के लिए कुछ आधार, यह वैचारिक रूप से सीधा है:
* तर्क ''t'' के दिए गए मान के लिए, वह अंतराल ज्ञात कीजिए जिसमें यह <math>t \in [t_i,t_{i+1}]</math> स्थित है
* तर्क t के दिए गए मान के लिए, वह अंतराल ज्ञात करें जिसमें यह निहित है <math>t \in [t_i,t_{i+1}]</math>
*अंतराल <math>P_0, \ldots, P_{k-2}</math> के लिए चुने गए बहुपद के आधार को देखें
* उस अंतराल के लिए चुने गए बहुपद आधार को देखें <math>P_0, \ldots, P_{k-2}</math>
* प्रत्येक आधार बहुपद का मान t: <math>P_0(t), \ldots, P_{k-2}(t)</math> पर ज्ञात कीजिए
* टी पर प्रत्येक आधार बहुपद का मान ज्ञात कीजिए: <math>P_0(t), \ldots, P_{k-2}(t)</math>
* उन आधार बहुपदों के रैखिक संयोजन के गुणांकों को देखें जो उस अंतराल ''c''<sub>0</sub>, ..., ''c<sub>k</sub>''<sub>-2</sub> पर स्प्लाईन देते हैं
* उन आधार बहुपदों के रैखिक संयोजन के गुणांकों को देखें जो उस अंतराल सी पर पट्टी देते हैं<sub>0</sub>, ..., सी<sub>''k''-2</sub>
* ''t'' पर स्प्लाईन का मान प्राप्त करने के लिए आधार बहुपद मानों के उस रैखिक संयोजन को जोड़ें:
* टी पर पट्टी का मान प्राप्त करने के लिए आधार बहुपद मानों के उस रैखिक संयोजन को जोड़ें:
:<math>\sum_{j=0}^{k-2} c_j P_j(t).</math>
:<math>\sum_{j=0}^{k-2} c_j P_j(t).</math>
हालांकि, मूल्यांकन और योग चरणों को अक्सर चतुर तरीके से जोड़ दिया जाता है। उदाहरण के लिए, बर्नस्टीन बहुपद बहुपदों के लिए एक आधार हैं जिनका विशेष पुनरावृत्ति संबंधों का उपयोग करके कुशलतापूर्वक रैखिक संयोजनों में मूल्यांकन किया जा सकता है। यह डी कैस्टेलजौ के एल्गोरिथ्म का सार है, जो बेज़ियर कर्व्स और बेज़ियर स्पलाइन (बहुविकल्पी) में विशेषता है। बेज़ियर स्प्लाइन<!--Intentional link to DAB page-->).
हालांकि, मूल्यांकन और योग के चरणों को प्रायः निपुणता से संयुक्त होते हैं। उदाहरण के लिए, बर्नस्टीन बहुपद बहुपदों के लिए एक आधार हैं जिनका विशेष पुनरावृत्ति संबंधों का उपयोग करके रैखिक संयोजनों में कुशलतापूर्वक मूल्यांकन किया जा सकता है। यह डी कैस्टेलजौ के एल्गोरिथम का सार है, जो बेज़ियर वक्रों और बेज़ियर स्प्लाईन्स में दिखाई देता है)


एक प्रतिनिधित्व के लिए जो आधार विभाजन के एक रैखिक संयोजन के रूप में एक पट्टी को परिभाषित करता है, हालांकि, कुछ अधिक परिष्कृत की आवश्यकता होती है। [[दे बूर अल्गोरिथम]] बी-स्प्लिंस के मूल्यांकन के लिए एक प्रभावी तरीका है।
एक प्रतिनिधित्व के लिए जो आधार स्प्लाईन के एक रैखिक संयोजन के रूप में एक स्प्लाईन को परिभाषित करता है, हालांकि, कुछ अधिक परिष्कृत की आवश्यकता है। [[दे बूर अल्गोरिथम|डी बूर एल्गोरिथम]] बी-स्प्लाईन के मूल्यांकन के लिए एक कुशल विधि है।


== इतिहास ==
== इतिहास ==
कंप्यूटर के उपयोग से पहले, संख्यात्मक गणना हाथ से की जाती थी। हालांकि टुकड़े-टुकड़े-परिभाषित कार्यों जैसे [[साइन समारोह]] या स्टेप फ़ंक्शन का उपयोग किया गया था, बहुपदों को आम तौर पर पसंद किया जाता था क्योंकि उनके साथ काम करना आसान था। कम्प्यूटरों के आगमन से स्प्लाइनों का महत्व बढ़ गया है। वे पहले इंटरपोलेशन में बहुपदों के प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग किए गए थे, फिर कंप्यूटर ग्राफिक्स में चिकनी और लचीली आकृतियों के निर्माण के लिए एक उपकरण के रूप में।
संगणक का उपयोग करने से पहले संख्यात्मक गणना हाथ से की जाती थी। हालांकि खण्डशः परिभाषित फलनों जैसे [[साइन समारोह|साइन फलन]] या सोपानी फलन का उपयोग किया गया था, बहुपदों को सामान्यतः अधिमानित किया जाता था क्योंकि उनके साथ काम करना आसान था। संगणक के आगमन के माध्यम से स्प्लाईन्स को महत्व प्राप्त हुआ है। उन्हें पहले अंतर्वेशन में बहुपदों के प्रतिस्थापन के रूप में इस्तेमाल किया गया था, फिर संगणक ग्राफिक्स में चिकनी और लचीली आकृतियों के निर्माण के लिए एक उपकरण के रूप में।


यह आमतौर पर स्वीकार किया जाता है कि स्प्लिन्स का पहला गणितीय संदर्भ [[इसहाक जैकब स्कोनबर्ग]] द्वारा 1946 का पेपर है, जो संभवत: पहला स्थान है जहां स्पलाइन शब्द का उपयोग चिकनी, टुकड़े-टुकड़े बहुपद सन्निकटन के संबंध में किया जाता है। हालाँकि, विचारों की जड़ें विमान और जहाज निर्माण उद्योगों में हैं। (बार्टेल्स एट अल।, 1987) की प्रस्तावना में, [[रॉबिन फॉरेस्ट]] ने लॉफ्टिंग का वर्णन किया है, [[द्वितीय विश्व युद्ध]] के दौरान ब्रिटिश विमान उद्योग में इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक, लकड़ी की पतली पट्टियों (जिन्हें फ्लैट स्प्लिन कहा जाता है) को बिंदुओं के माध्यम से हवाई जहाज के लिए टेम्प्लेट बनाने के लिए तैयार किया गया था। एक बड़े डिजाइन के [[मचान]] का फर्श, जहाज-पतवार डिजाइन से उधार ली गई तकनीक। सालों से जहाज डिजाइन के अभ्यास ने छोटे में डिजाइन करने के लिए मॉडल को नियोजित किया था। सफल डिजाइन को फिर ग्राफ पेपर पर प्लॉट किया गया और प्लॉट के प्रमुख बिंदुओं को बड़े ग्राफ पेपर पर पूर्ण आकार में फिर से प्लॉट किया गया। पतली लकड़ी की पट्टियों ने प्रमुख बिंदुओं को चिकने वक्रों में प्रक्षेपित किया। स्ट्रिप्स को असतत बिंदुओं पर आयोजित किया जाएगा (फॉरेस्ट द्वारा बतख कहा जाता है; स्कोनबर्ग कुत्तों या चूहों का इस्तेमाल करते हैं) और इन बिंदुओं के बीच न्यूनतम तनाव ऊर्जा के आकार ग्रहण करेंगे। फॉरेस्ट के अनुसार, इस प्रक्रिया के लिए एक गणितीय मॉडल के लिए एक संभावित प्रेरणा एक पूरे विमान के लिए महत्वपूर्ण डिजाइन घटकों की संभावित हानि थी, अगर मचान को दुश्मन के बम से मारा जाना चाहिए। इसने शंक्वाकार लफ्टिंग को जन्म दिया, जो बत्तखों के बीच वक्र की स्थिति को मॉडल करने के लिए शंक्वाकार वर्गों का उपयोग करता था। 1960 के दशक की शुरुआत में [[बोइंग]] में जे.सी. फर्ग्यूसन और (कुछ समय बाद) मैल्कम साबिन द्वारा किए गए काम के आधार पर कॉनिक लॉफ्टिंग को हम स्प्लिन कहेंगे। [[ब्रिटिश विमान निगम]] में साबिन।
यह सामान्यतः स्वीकार किया जाता है कि स्प्लाईन का पहला गणितीय संदर्भ [[इसहाक जैकब स्कोनबर्ग|स्कोनबर्ग]] द्वारा 1946 का पेपर है, जो संभवत: पहला स्थान है जहाँ "स्प्लाईन" शब्द का प्रयोग चिकनी, खंडों के अनुसार बहुपद सन्निकटन के संबंध में किया जाता है। हालांकि, विचारों की जड़ें समतल और जहाज निर्माण उद्योग में हैं। (बार्टेल्स एट अल।, 1987) की प्रस्तावना में, [[रॉबिन फॉरेस्ट]] ने "लोफ्टिंग" का वर्णन किया है, जो [[द्वितीय विश्व युद्ध]] के दौरान ब्रिटिश समतल उद्योग में इस्तेमाल की जाने वाली एक तकनीक है, जो पतली लकड़ी की पट्टियों (जिसे "स्प्लाईन" कहा जाता है) को बिंदुओं के माध्यम से हवाई जहाज के लिए टेम्पलेट बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। एक बड़े डिजाइन के [[मचान]] के तल पर रखी गई, जहाज-पतवार डिजाइन से उधार ली गई एक तकनीक। वर्षों से जहाज डिजाइन के अभ्यास ने छोटे में डिजाइन करने के लिए मॉडल नियोजित किए थे। इसके बाद सफल डिजाइन को ग्राफ पेपर पर प्लॉट किया गया और प्लॉट के मुख्य बिंदुओं को बड़े ग्राफ पेपर पर पूर्ण आकार में फिर से प्लॉट किया गया। लकड़ी की पतली पट्टियों ने प्रमुख बिंदुओं को चिकने वक्रों में प्रक्षेपित किया। स्ट्रिप्स को असतत बिंदुओं (फॉरेस्ट द्वारा "बतख" कहा जाता है; स्कोनबर्ग ने "कुत्तों" या "चूहों" का इस्तेमाल किया) पर रखा जाएगा और इन बिंदुओं के बीच न्यूनतम तनाव ऊर्जा के आकार ग्रहण करेंगे। फॉरेस्ट के अनुसार, इस प्रक्रिया के लिए एक गणितीय मॉडल के लिए एक संभावित प्रेरणा एक पूरे समतल के लिए महत्वपूर्ण डिजाइन घटकों की संभावित हानि थी, अगर मचान दुश्मन के बम से टकरा जाए। इसने "शंकु लफ्टिंग" को जन्म दिया, जो बत्तखों के बीच वक्र की स्थिति को मॉडल करने के लिए शंकु वर्गों का उपयोग करता था। कॉनिक लोफ्टिंग को 1960 के दशक की शुरुआत में [[बोइंग]] में जे.सी. फर्ग्यूसन और (कुछ समय बाद) [[ब्रिटिश विमान निगम|ब्रिटिश एयरक्राफ्ट कॉरपोरेशन]] में एमए सबिन द्वारा काम के आधार पर स्प्लाईन कहा जाएगा।


शब्द तख़्ता मूल रूप से एक पूर्व एंग्लियन अंग्रेजी बोली शब्द था।
"स्प्लाईन" शब्द मूल रूप से एक पूर्व एंग्लियन बोली शब्द था।


ऐसा लगता है कि ऑटोमोबाइल निकायों के मॉडलिंग के लिए स्प्लिन के उपयोग की कई स्वतंत्र शुरुआत हुई है। Citroën में पॉल डे Casteljau, [[Renault]] में Pierre Bézier, और General Motors Corporation में [[Garrett Birkhoff]], [[Garabedian]], और Carl R. de Boor की ओर से क्रेडिट का दावा किया जाता है (देखें Birkhoff और de Boor, 1965), सभी उसी में होने वाले काम के लिए 1960 के दशक की शुरुआत या 1950 के दशक के अंत में। 1959 में डे कास्टलजाऊ का कम से कम एक पेपर प्रकाशित हुआ था, लेकिन व्यापक रूप से नहीं। [[जनरल मोटर्स कॉर्पोरेशन]] में डी बूर के काम के परिणामस्वरूप 1960 के दशक की शुरुआत में कई पेपर प्रकाशित हुए, जिनमें बी-स्पलाइन पर कुछ मौलिक काम भी शामिल थे।
ऐसा प्रतीत होता है कि ऑटोमोबाइल निकायों के मॉडलिंग के लिए स्प्लाईन के उपयोग की कई स्वतंत्र शुरुआत हुई हैं। सीट्रोएन में डी कास्टलजौ, [[Renault|रेनॉल्ट]] में पियरे बेज़ियर, और जनरल मोटर्स में बिरखॉफ, [[Garabedian|गारबेडियन]] और डी बूर की ओर से क्रेडिट का दावा किया जाता है ([[Garrett Birkhoff|बिरखॉफ]] और डी बूर, 1965 देखें), सभी 1960 या 1950 के दशक के अंत में होने वाले काम के लिए। 1959 में डी कास्टलजाऊ का कम से कम एक पेपर प्रकाशित हुआ था, लेकिन व्यापक रूप से नहीं। [[जनरल मोटर्स कॉर्पोरेशन|जनरल मोटर्स]] में डी बूर के काम के परिणामस्वरूप 1960 के दशक की शुरुआत में कई पेपर प्रकाशित हुए, जिनमें बी-स्प्लाईन पर कुछ मौलिक फलन भी सम्मिलित थे।


प्रैट एंड व्हिटनी एयरक्राफ्ट में भी काम किया जा रहा था, जहां (अहल्बर्ग एट अल।, 1967) के दो लेखक - स्प्लिन्स की पहली पुस्तक-लंबाई उपचार - कार्यरत थे, और [[डेविड टेलर मॉडल बेसिन]], फोडोर थेइलहाइमर द्वारा। जनरल मोटर्स कॉर्पोरेशन में काम (बिरखॉफ, 1990) और (यंग, 1997) में अच्छी तरह से विस्तृत है। डेविस (1997) इस सामग्री में से कुछ को सारांशित करता है।
प्रैट एंड व्हिटनी एयरक्राफ्ट में भी काम किया जा रहा था, जहाँ (अहल्बर्ग एट अल।, 1967) के दो लेखक - स्प्लाईन की पहली पुस्तक-लंबाई उपचार - फलनरत थे, और [[डेविड टेलर मॉडल बेसिन]], फियोडोर थिइलहाइमर द्वारा। जनरल मोटर्स में फलन (बिरखॉफ, 1990) और (यंग, 1997) में अच्छी तरह से विस्तृत है। डेविस (1997) इस सामग्री में से कुछ का सार प्रस्तुत करता है।


==संदर्भ==
==संदर्भ==
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*अंक शास्त्र
*अंक शास्त्र
*समारोह (गणित)
*फलन (गणित)
*एक बहुपद की डिग्री
*एक बहुपद की कोटि
*बहुपद प्रक्षेप
*बहुपद प्रक्षेप
*तकनीकी चित्रकारी
*तकनीकी चित्रकारी
*खंड अनुसार
*खंड अनुसार
*कंप्यूटर एडेड डिजाइन
*संगणक एडेड डिजाइन
*univariate
*univariate
*अलग करना सेट
*अलग करना समुच्चय
*पूर्वी एंग्लियन अंग्रेजी
*पूर्वी एंग्लियन अंग्रेजी
*पॉल डी कैस्टेलजौ
*पॉल डी कैस्टेलजौ
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* [http://www.sintef.no/sisl Sisl: Opensource C-library for NURBS], SINTEF
* [http://www.sintef.no/sisl Sisl: Opensource C-library for NURBS], SINTEF
* [http://www.vbnumericalmethods.com/math/ VBA Spline Interpolation], vbnumericalmethods.com
* [http://www.vbnumericalmethods.com/math/ VBA Spline Interpolation], vbnumericalmethods.com
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1/3 और 2/3 पर सिंगल नॉट C2 पैरामीट्रिक सातत्यता के साथ तीन घन बहुपदों की स्प्लाईन स्थापित करते हैं। अंतराल के दोनों सिरों पर ट्रिपल नॉट्स सुनिश्चित करती हैं कि वक्र अंत बिंदुओं को प्रक्षेपित करता है

गणित में, स्प्लाईन एक विशेष प्रकार का फलन है जिसे बहुपदों द्वारा खंडशः परिभाषित किया जाता है। अंतर्वेशी (इंटरपोलेटिंग) समस्याओं में, स्प्लाईन अंतर्वेशन (इंटरपोलेशन) को प्रायः बहुपद अंतर्वेशन के लिए अधिमानित किया जाता है क्योंकि यह समान परिणाम प्रदान करता है, यहाँ तक कि निम्न कोटि बहुपद का उपयोग करते समय भी, उच्च कोटि के लिए रँगे की परिघटना से परिहरणित किया जाता है।

संगणक एडेड अभिकल्पना और संगणक ग्राफिक्स के संगणक विज्ञान उप-क्षेत्रों में, स्प्लाईन शब्द अधिक बार एक खंडशः बहुपद (पैरामीट्रिक) वक्र को संदर्भित करता है। इन उप-क्षेत्रों में स्प्लाईन प्रचलित वक्र हैं क्योंकि उनके निर्माण की सहजता, उनकी सुगमता और मूल्यांकन की यथार्थता, और वक्र समंजन और संवादात्मक वक्र अभिकल्पना के माध्यम से अनुमानित जटिल आकार प्रकार करने की क्षमता होती है।

स्प्लाईन शब्‍द नम्य स्प्लाईन उपकरणों से आता है जिसका उपयोग पोतनिर्माता (शिपबिल्डर्स) और नक्शानवीसों (ड्राफ्ट्समैन) द्वारा निष्कोण (स्मूथ) आकृति बनाने के लिए किया जाता है।

परिचय

"स्प्लाईन" शब्द का उपयोग फलनों की एक विस्तृत श्रेणी को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जो डेटा अंतर्वेशन और/या स्मूथिंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं। डेटा एक-विमीय या बहु-विमीय हो सकता है। अंतर्वेशन के लिए स्प्लाईन फलन सामान्य रूप से अंतर्वेशन बाध्यताओं (कंस्ट्रेंट्स) के अधीन अपरिष्कृतता के उपयुक्त उपायों (उदाहरण के लिए अभिन्न वर्ग वक्रता) के न्यूनतमीकारक के रूप में निर्धारित किए जाते हैं। स्मूथिंग स्प्लाईन को अंतर्वेशन स्प्लाईन के सामान्यीकरण के रूप में देखा जा सकता है जहाँ फलन प्रेक्षित डेटा और अपरिष्कृतता माप पर औसत वर्ग सन्निकटन त्रुटि के भारित संयोजन को कम करने के लिए निर्धारित किए जाते हैं। अपरिष्कृतता की माप की कई अर्थपूर्ण परिभाषाओं के लिए, स्प्लाईन फलन प्रकृति में परिमित विमीय पाए जाते हैं, जो संगणना और निरूपण में उनकी उपयोगिता का प्राथमिक कारण है। इस खंड के शेष भागो के लिए, हम पूरी तरह से एक-विमीय, बहुपद विभाजन पर ध्यान केंद्रित करते हैं और इस प्रतिबंधित अर्थ में "स्प्लाईन" शब्द का उपयोग करते हैं।

परिभाषा

हम अपनी चर्चा को एक चर में बहुपदों तक सीमित रखते हुए शुरू करते हैं। इस स्थिति में, स्प्लाईन एक खंडशः बहुपद फलन है। यह फलन, इसे S से निरूपित किया जाता है, इनके मान अंतराल [a,b] से लिए जाते है और उन्हें वास्तविक संख्याओं के समुच्चय पर प्रतिचित्रित करता है,

हम चाहते हैं कि S को खंडश: के अनुसार परिभाषित किया जाए। इसे पूरा करने के लिए, अंतराल [a,b] को k क्रमित से समाविष्ट किया जाना चाहिए, असंयुक्‍त उप-अंतराल,

[a,b] के इन k "खंडों" में से प्रत्येक पर, हम एक बहुपद को परिभाषित करना चाहते हैं, इसे Pi से निरूपित किया जाता है।

.

[a,b] के iवें उपअंतराल पर, S को Pi द्वारा परिभाषित किया गया है,

दिए गए k+1 बिंदु ti को नॉट कहा जाता है। सदिश को स्प्लाईन के लिए नॉट सदिश कहा जाता है। यदि नॉट्स को अंतराल [a,b] में समान रूप से वितरित किया जाता है, अतः स्प्लाईन को एकसमान कहा जाता है, अन्यथा हम कहते हैं कि यह असमान है।

यदि बहुपद के खंड Pi में प्रत्येक की कोटि अधिक से अधिक n होती है, अतः स्प्लाईन को कोटि (या कोटि n+1) कहा जाता है।

यदि ti के पड़ोस में है, तो ti पर स्प्लाईन स्मूथ फलन (कम से कम) का कहा जाता है। अर्थात्, ti पर दो बहुपद खंड Pi-1 और Pi, 0 कोटि (फलन मान) के व्युत्पन्न से क्रम ri (दूसरे शब्दों में, दो आसन्न बहुपद खंड अधिक से अधिक n - ri की स्मूथनेस की हानि से जुड़ते हैं) के व्युत्पन्न के माध्यम से साझा व्युत्पन्न मान साझा करते हैं।

.

सदिश इस प्रकार है की स्प्लाईन में के लिए ti पर की स्मूथनेस होती है, इसे स्प्लाईन के लिए एक स्मूथनेस सदिश कहा जाता है।

नॉट सदिश , n कोटि, और के लिए एक स्मूथनेस सदिश को देखते हुए, कोई भी कोटि के सभी स्प्लाईन के समुच्चय पर विचार कर सकता है जिसमें नॉट सदिश और स्मूथनेस सदिश हो। दो फलनों को जोड़ने (बिंदुवार जोड़) और फलनों के वास्तविक गुणकों को लेने के संचालन से सुसज्जित, यह समुच्चय एक वास्तविक सदिश समष्टि बन जाता है। इस स्प्लाईन समष्टि को सामान्यतः से दर्शाया जाता है।

यह एक नॉट सदिश की अधिक सामान्य समझ की ओर ले जाता है। किसी भी बिंदु पर सातत्य हानि को उस बिंदु पर स्थित कई विविध नॉट्स का परिणाम माना जा सकता है, और एक स्प्लाईन प्रकार को इसकी कोटि n और इसके विस्तारित नॉट सदिश द्वारा पूरी तरह से चित्रित किया जा सकता है।

जहाँ

यह एक नॉट सदिश की अधिक सामान्य समझ की ओर ले जाता है। किसी भी बिंदु पर सातत्य हानि को उस बिंदु पर स्थित कई विविध नॉट्स का परिणाम माना जा सकता है, और एक स्प्लाईन प्रकार को इसकी कोटि n और इसके विस्तारित नॉट सदिश द्वारा पूरी तरह से चित्रित किया जा सकता है

जहाँ ti को के लिए ji बार पुनरावर्तित किया जाता है।

अंतराल पर पैरामीट्रिक वक्र [a,b]

एक स्प्लाईन वक्र है यदि X और Y दोनों उस अंतराल पर समान विस्तारित नॉट वाले सदिशों के साथ समान कोटि के स्प्लाईन फलन हैं।

उदाहरण

मान लें कि अंतराल [a,b] [0,3] है और उप-अंतराल [0,1], [1,2] और [2,3] हैं। मान लीजिए कि बहुपद के खंड की कोटि 2 हैं, और [0,1] और [1,2] पर खंड मूल्य और पहले व्युत्पन्न (t=1 पर) में सम्मिलित होना चाहिए जबकि [1,2] और [2,3] पर खंड केवल मूल्य (t = 2 पर) में सम्मिलित हो जाते हैं। यह एक प्रकार की स्प्लाईन S(t) को परिभाषित करेगा जिसके लिए

उसी प्रकार की इकाई होगी, और साथ ही, और साथ ही

उसी प्रकार की इकाई होगी। (ध्यान दें: जबकि बहुपद का खंड 2t द्विघात नहीं है, फिर भी परिणाम को द्विघात स्प्लाईन कहा जाता है। यह दर्शाता है कि एक स्प्लाईन की कोटि उसके बहुपद भागों की अधिकतम कोटि होती है।) इस प्रकार के स्प्लाईन के लिए विस्तारित नॉट सदिश (0, 1, 2, 2, 3) होगा।

सरलतम स्प्लाईन की कोटि 0 होती है। इसे सोपानी फलन (स्टेप फंक्शन) भी कहा जाता है। अगली सबसे साधारण स्लाइन की कोटि 1 है। इसे रैखिक स्प्लाईन भी कहा जाता है। समतल में एक संवृत रैखिक स्प्लाईन (अर्थात, पहली नॉट और अंतिम समान हैं) केवल एक बहुभुज होता है।

एक सामान्य स्प्लाईन सातत्यता C2 के साथ कोटि 3 की प्राकृतिक घनाकार स्प्लाईन है। "प्राकृतिक" शब्द का अर्थ है कि स्प्लाईन बहुपदों का दूसरा व्युत्पन्न प्रक्षेप के अंतराल के अंत बिंदुओं पर शून्य के बराबर समुच्चय किया गया है।

यह स्प्लाईन को अंतराल के बाहर एक सीधी रेखा होने के लिए मजबूर करता है, जबकि इसकी स्मूथनेस को बाधित नहीं करता है।

प्राकृतिक घनाकार स्प्लाईन की गणना के लिए एल्गोरिद्म

घनाकार स्प्लाईन निम्नलिखित रूप में होता है।
निर्देशांक के दिए गए समुच्चय को हम के समुच्चय को खोजना चाहते हैं, के लिए को विभाजित करते हैं।

  • .

आइए हम एक घनाकार स्प्लाईन को 5-टपल के रूप में परिभाषित करते हैं जहाँ और , पहले दिखाए गए रूप में गुणांक के अनुरूप हैं और के बराबर है।

प्राकृतिक घनाकार स्प्लाईन संगणना के लिए एल्गोरिद्म:

इनपुट: के साथ निर्देशांक का समुच्चय

आउटपुट: समुच्चय स्प्लाईन जो n 5-टुपल्स से बना है।

  1. माप n + 1 और के लिए एक नई सरणी बनाएँ समुच्चय
  2. n माप की नई सरणियाँ b और d बनाएँ।
  3. माप n और के लिए नई सरणी h बनाएँ समुच्चय
  4. माप n और के लिए नई सरणी α बनाएँ समुच्चय
  5. नई सरणियाँ c, l, μ, और z प्रत्येक माप बनाएँ
  6. समुच्चय
  7. के लिये
    1. समुच्चय
    2. समुच्चय .
    3. समुच्चय
  8. समुच्चय
  9. के लिये
    1. समुच्चय
    2. समुच्चय
    3. समुच्चय
  10. नई समुच्चय स्प्लाईन बनाएं और इसे आउटपुट_समुच्चय कहें। इसे n splines S से आबाद करें।
  11. के लिये
    1. समुच्चय Si,a = ai
    2. समुच्चय Si,b = bi
    3. समुच्चय Si,c = ci
    4. समुच्चय एSi,d = di
    5. समुच्चय Si,x = xi
  12. आउटपुट आउटपुट_समुच्चय

टिप्पणियाँ

यह पूछा जा सकता है कि एक नॉट सदिश में n एकाधिक नॉट्स से अधिक का क्या अर्थ है, क्योंकि इससे सातत्यता बनी रहेगी

इस उच्च बहुलता के स्थान पर। परिपाटी के अनुसार, ऐसी कोई भी स्थिति दो निकटस्थ बहुपद खंडों के बीच एक साधारण विच्छिन्नता को इंगित करती है। इसका अर्थ यह है कि यदि एक विस्तारित नॉट सदिश में एक नॉट ti, n + 1 बार से अधिक दिखाई देती है, तो इसके सभी उदाहरण (n + 1)वें से अधिक होने पर सभी गुणकों के बाद से स्प्लाईन के भूमिका को बदले बिना हटाया जा सकता है। n + 1, n + 2, n + 3, इत्यादि का एक ही अर्थ है। यह सामान्यतः माना जाता है कि किसी भी प्रकार की स्प्लाईन को परिभाषित करने वाले किसी भी नॉट सदिश का इस प्रकार चयन किया जा सकता है।

संख्यात्मक विश्लेषण में उपयोग की जाने वाली कोटि n के पारम्परिक स्प्लाईन प्रकार में सातत्यता होती है

जिसका अर्थ है कि प्रत्येक दो आसन्न बहुपद खंड उनके मान में मिलते हैं और प्रत्येक नॉट पर पहले n - 1 डेरिवेटिव। गणितीय स्प्लाईन जो चपटी स्प्लाईन को सबसे नज़दीकी से प्रतिरूपित करता है, एक घन (n = 3), दो बार लगातार भिन्न होने योग्य (C2), प्राकृतिक स्प्लाईन है, जो इस शास्त्रीय प्रकार का एक स्प्लाईन है जिसमें समापन बिंदु a और b पर लगाए गए अतिरिक्त शर्तें हैं।

एक अन्य प्रकार की स्प्लाईन जो ग्राफिक्स में बहुत अधिक उपयोग की जाती है, उदाहरण के लिए एडोब सिस्टम्स से एडोब इलस्ट्रेटर जैसे ड्राइंग प्रोग्राम में, ऐसे खंड होते हैं जो घनाकार होते हैं लेकिन सातत्यता केवल अधिकतम होती है

इस स्प्लाईन प्रकार का उपयोग पोस्टस्क्रिप्ट के साथ-साथ कुछ संगणक टाइपोग्राफिक फोंट की परिभाषा में भी किया जाता है।

कई संगणक-एडेड अभिकल्पना सिस्टम जो उच्च-अंत ग्राफिक्स और एनीमेशन के लिए अभिकल्पना किए गए हैं, विस्तारित नॉट सदिश का उपयोग करते हैं, उदाहरण के लिए ऑटोडेस्क माया। संगणक-एडेड डिजाइन सिस्टम प्रायः एक गैर-समान तर्कसंगत बी-स्प्लाईन (एनयूआरबीएस) के रूप में जाने वाली एक स्प्लाईन की एक विस्तारित अवधारणा का उपयोग करते हैं।

यदि किसी फलन या भौतिक वस्तु से नमूनाकृत डेटा उपलब्ध है, तो स्प्लाईन अंतर्वेशन एक स्प्लाईन बनाने की एक विधि है जो उस डेटा का अनुमान लगाता है।

C2 अंतर्वेशी घनाकार स्प्लाईन के लिए सामान्य व्यंजक

प्राकृतिक स्थिति के साथ एक बिंदु x पर iवें C2 प्रक्षेपित घन स्प्लाईन के लिए सामान्य अभिव्यक्ति सूत्र का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है

जहाँ

  • iवें नॉट पर द्वितीय व्युत्पन्न के मान हैं।
  • iवें नॉट पर फलन के मान हैं।

निरूपण और नाम

किसी दिए गए अंतराल के लिए [a,b] और उस अंतराल पर दिए गए विस्तारित नॉट सदिश, कोटि n के स्प्लाईन एक सदिश समष्टि बनाते हैं। संक्षेप में इसका अर्थ यह है कि किसी दिए गए प्रकार के किसी भी दो स्प्लाईन को जोड़ने से उस दिए गए प्रकार के स्प्लाईन का उत्पादन होता है, और किसी दिए गए प्रकार के स्प्लाईन को किसी भी स्थिरांक से गुणा करने से उस दिए गए प्रकार का एक स्प्लाईन बनता है। एक निश्चित प्रकार के सभी स्प्लाईन युक्त स्थान का आयाम विस्तारित नॉट सदिश से गिना जा सकता है:

आयाम कोटि के योग के साथ-साथ गुणकों के बराबर है

यदि किसी प्रकार के स्प्लाईन पर अतिरिक्त रैखिक शर्तें लागू होती हैं, तो परिणामी स्प्लाईन एक उपसमष्टि में होगी। उदाहरण के लिए, सभी प्राकृतिक घनाकार स्प्लाईनों का स्थान, सभी घनाकार C2 स्प्लाईनों के स्थान का एक उपसमष्टि है।

स्प्लाईन का साहित्य विशेष प्रकार के स्प्लाईन के नामों से परिपूर्ण है। इन नामों को जोड़ा गया है:

  • स्प्लाईन को दर्शाने के लिए बनाए गए विकल्प, उदाहरण के लिए:
    • संपूर्ण स्प्लाईन के लिए बेसिस फलन का उपयोग करना (हमें बी-स्प्लाईन नाम देना)
    • प्रत्येक बहुपद खंड का प्रतिनिधित्व करने के लिए पियरे बेज़ियर द्वारा नियोजित बर्नस्टीन बहुपदों का उपयोग करना (हमें नाम बेज़ियर स्प्लाईन देना)
  • उदाहरण के लिए, विस्तारित नॉट सदिश बनाने में किए गए विकल्प:
    • Cn-1 सातत्यता के लिए सिंगल नॉट्स का उपयोग करना और इन नॉट्स को समान रूप से [a,b] पर रखना (हमें एक समान स्प्लाईन देना)
    • अंतराल पर बिना किसी प्रतिबंध के नॉट्स का उपयोग करना (हमें असमान स्प्लाईन देना)
  • स्प्लाईन पर लगाई गई कोई विशेष शर्तें, उदाहरण के लिए:
    • ए और बी पर शून्य सेकेंड डेरिवेटिव लागू करना (हमें प्राकृतिक स्प्लाईन देना)
    • आवश्यकता है कि दिए गए डेटा मान स्प्लाईन पर हों (हमें अंतर्वेशी स्प्लाईन देना)

ऊपर दी गई दो या अधिक मुख्य वस्तुओं को संतुष्ट करने वाली एक प्रकार की स्प्लाईन के लिए प्रायः एक विशेष नाम चुना गया था। उदाहरण के लिए, हर्मिट स्प्लाईन एक स्प्लाईन है जिसे प्रत्येक व्यक्तिगत बहुपद खंड का प्रतिनिधित्व करने के लिए हर्मिट बहुपद का उपयोग करके व्यक्त किया जाता है। ये सबसे अधिक बार n = 3 के साथ उपयोग किए जाते हैं; वह है, जैसा कि घनाकार हर्मिट स्प्लाईन। इस कोटि में उन्हें अतिरिक्त रूप से केवल स्पर्शरेखा-निरंतर (C1) के लिए चुना जा सकता है; जिसका अर्थ है कि सभी आंतरिक नॉट द्वैत होती है। दिए गए डेटा बिंदुओं में ऐसे स्प्लाईन्स को फिट करने के लिए कई तरीकों का आविष्कार किया गया है; अर्थात्, उन्हें अंतर्वेशी स्प्लाईन बनाने के लिए, और ऐसा करने के लिए प्रशंसनीय स्पर्शरेखा मूल्यों का अनुमान लगाकर ऐसा करना जहाँ प्रत्येक दो बहुपद खंड मिलते हैं (हमें कार्डिनल स्प्लाईन, कैटमुल-रोम स्प्लाईन और कोचनक-बार्टेल्स स्प्लाईन, प्रयुक्त विधि के आधार पर)।

प्रत्येक अभ्यावेदन के लिए, मूल्यांकन के कुछ साधन अवश्य खोजे जाने चाहिए ताकि माँग पर स्प्लाईन के मूल्यों का उत्पादन किया जा सके। उन निरूपणों के लिए जो कोटि n बहुपद के लिए कुछ आधार के संदर्भ में प्रत्येक व्यक्तिगत बहुपद Pi(t) को व्यक्त करते हैं, यह वैचारिक रूप से सीधा है:

  • तर्क t के दिए गए मान के लिए, वह अंतराल ज्ञात कीजिए जिसमें यह स्थित है
  • अंतराल के लिए चुने गए बहुपद के आधार को देखें
  • प्रत्येक आधार बहुपद का मान t: पर ज्ञात कीजिए
  • उन आधार बहुपदों के रैखिक संयोजन के गुणांकों को देखें जो उस अंतराल c0, ..., ck-2 पर स्प्लाईन देते हैं
  • t पर स्प्लाईन का मान प्राप्त करने के लिए आधार बहुपद मानों के उस रैखिक संयोजन को जोड़ें:

हालांकि, मूल्यांकन और योग के चरणों को प्रायः निपुणता से संयुक्त होते हैं। उदाहरण के लिए, बर्नस्टीन बहुपद बहुपदों के लिए एक आधार हैं जिनका विशेष पुनरावृत्ति संबंधों का उपयोग करके रैखिक संयोजनों में कुशलतापूर्वक मूल्यांकन किया जा सकता है। यह डी कैस्टेलजौ के एल्गोरिथम का सार है, जो बेज़ियर वक्रों और बेज़ियर स्प्लाईन्स में दिखाई देता है)।

एक प्रतिनिधित्व के लिए जो आधार स्प्लाईन के एक रैखिक संयोजन के रूप में एक स्प्लाईन को परिभाषित करता है, हालांकि, कुछ अधिक परिष्कृत की आवश्यकता है। डी बूर एल्गोरिथम बी-स्प्लाईन के मूल्यांकन के लिए एक कुशल विधि है।

इतिहास

संगणक का उपयोग करने से पहले संख्यात्मक गणना हाथ से की जाती थी। हालांकि खण्डशः परिभाषित फलनों जैसे साइन फलन या सोपानी फलन का उपयोग किया गया था, बहुपदों को सामान्यतः अधिमानित किया जाता था क्योंकि उनके साथ काम करना आसान था। संगणक के आगमन के माध्यम से स्प्लाईन्स को महत्व प्राप्त हुआ है। उन्हें पहले अंतर्वेशन में बहुपदों के प्रतिस्थापन के रूप में इस्तेमाल किया गया था, फिर संगणक ग्राफिक्स में चिकनी और लचीली आकृतियों के निर्माण के लिए एक उपकरण के रूप में।

यह सामान्यतः स्वीकार किया जाता है कि स्प्लाईन का पहला गणितीय संदर्भ स्कोनबर्ग द्वारा 1946 का पेपर है, जो संभवत: पहला स्थान है जहाँ "स्प्लाईन" शब्द का प्रयोग चिकनी, खंडों के अनुसार बहुपद सन्निकटन के संबंध में किया जाता है। हालांकि, विचारों की जड़ें समतल और जहाज निर्माण उद्योग में हैं। (बार्टेल्स एट अल।, 1987) की प्रस्तावना में, रॉबिन फॉरेस्ट ने "लोफ्टिंग" का वर्णन किया है, जो द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान ब्रिटिश समतल उद्योग में इस्तेमाल की जाने वाली एक तकनीक है, जो पतली लकड़ी की पट्टियों (जिसे "स्प्लाईन" कहा जाता है) को बिंदुओं के माध्यम से हवाई जहाज के लिए टेम्पलेट बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। एक बड़े डिजाइन के मचान के तल पर रखी गई, जहाज-पतवार डिजाइन से उधार ली गई एक तकनीक। वर्षों से जहाज डिजाइन के अभ्यास ने छोटे में डिजाइन करने के लिए मॉडल नियोजित किए थे। इसके बाद सफल डिजाइन को ग्राफ पेपर पर प्लॉट किया गया और प्लॉट के मुख्य बिंदुओं को बड़े ग्राफ पेपर पर पूर्ण आकार में फिर से प्लॉट किया गया। लकड़ी की पतली पट्टियों ने प्रमुख बिंदुओं को चिकने वक्रों में प्रक्षेपित किया। स्ट्रिप्स को असतत बिंदुओं (फॉरेस्ट द्वारा "बतख" कहा जाता है; स्कोनबर्ग ने "कुत्तों" या "चूहों" का इस्तेमाल किया) पर रखा जाएगा और इन बिंदुओं के बीच न्यूनतम तनाव ऊर्जा के आकार ग्रहण करेंगे। फॉरेस्ट के अनुसार, इस प्रक्रिया के लिए एक गणितीय मॉडल के लिए एक संभावित प्रेरणा एक पूरे समतल के लिए महत्वपूर्ण डिजाइन घटकों की संभावित हानि थी, अगर मचान दुश्मन के बम से टकरा जाए। इसने "शंकु लफ्टिंग" को जन्म दिया, जो बत्तखों के बीच वक्र की स्थिति को मॉडल करने के लिए शंकु वर्गों का उपयोग करता था। कॉनिक लोफ्टिंग को 1960 के दशक की शुरुआत में बोइंग में जे.सी. फर्ग्यूसन और (कुछ समय बाद) ब्रिटिश एयरक्राफ्ट कॉरपोरेशन में एमए सबिन द्वारा काम के आधार पर स्प्लाईन कहा जाएगा।

"स्प्लाईन" शब्द मूल रूप से एक पूर्व एंग्लियन बोली शब्द था।

ऐसा प्रतीत होता है कि ऑटोमोबाइल निकायों के मॉडलिंग के लिए स्प्लाईन के उपयोग की कई स्वतंत्र शुरुआत हुई हैं। सीट्रोएन में डी कास्टलजौ, रेनॉल्ट में पियरे बेज़ियर, और जनरल मोटर्स में बिरखॉफ, गारबेडियन और डी बूर की ओर से क्रेडिट का दावा किया जाता है (बिरखॉफ और डी बूर, 1965 देखें), सभी 1960 या 1950 के दशक के अंत में होने वाले काम के लिए। 1959 में डी कास्टलजाऊ का कम से कम एक पेपर प्रकाशित हुआ था, लेकिन व्यापक रूप से नहीं। जनरल मोटर्स में डी बूर के काम के परिणामस्वरूप 1960 के दशक की शुरुआत में कई पेपर प्रकाशित हुए, जिनमें बी-स्प्लाईन पर कुछ मौलिक फलन भी सम्मिलित थे।

प्रैट एंड व्हिटनी एयरक्राफ्ट में भी काम किया जा रहा था, जहाँ (अहल्बर्ग एट अल।, 1967) के दो लेखक - स्प्लाईन की पहली पुस्तक-लंबाई उपचार - फलनरत थे, और डेविड टेलर मॉडल बेसिन, फियोडोर थिइलहाइमर द्वारा। जनरल मोटर्स में फलन (बिरखॉफ, 1990) और (यंग, 1997) में अच्छी तरह से विस्तृत है। डेविस (1997) इस सामग्री में से कुछ का सार प्रस्तुत करता है।

संदर्भ

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  • Ahlberg, Nielson, and Walsh, The Theory of Splines and Their Applications, 1967.
  • Birkhoff, Fluid dynamics, reactor computations, and surface representation, in: Steve Nash (ed.), A History of Scientific Computation, 1990.
  • Bartels, Beatty, and Barsky, An Introduction to Splines for Use in Computer Graphics and Geometric Modeling, 1987.
  • Birkhoff and de Boor, Piecewise polynomial interpolation and approximation, in: H. L. Garabedian (ed.), Proc. General Motors Symposium of 1964, pp. 164–190. Elsevier, New York and Amsterdam, 1965.
  • Davis, B-splines and Geometric design, SIAM News, vol. 29, no. 5, 1997.
  • Epperson, History of Splines, NA Digest, vol. 98, no. 26, 1998.
  • Stoer & Bulirsch, Introduction to Numerical Analysis. Springer-Verlag. p. 93-106. ISBN 0387904204
  • Schoenberg, Contributions to the problem of approximation of equidistant data by analytic functions, Quart. Appl. Math., vol. 4, pp. 45–99 and 112–141, 1946.
  • Young, Garrett Birkhoff and applied mathematics, Notices of the AMS, vol. 44, no. 11, pp. 1446–1449, 1997.
  • Chapra, Canale, "Numerical Methods for Engineers" 5th edition.


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