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法曲率

法曲率是用於描述曲面在某一特定方向的彎曲程度的數學概念,其計算公式和性質如下:

定義:法曲率是曲面第二基本型和第一基本型之比,這個比值依賴於曲面上的一點及其在該點的切方向。直觀上,它可以理解為曲面上經過某點的、與切方向相切的曲線段曲率向量在曲面單位法向量上的投影。

性質:法曲率不僅依賴於曲面的幾何性質,還與所選的切方向有關。對於曲面上的任意曲線C,其法曲率是該曲線在某點的相對曲率,這個曲率與曲線的具體形狀無關,只依賴於曲線在該點的切方向。

計算方法:要計算法曲率,可以考慮過P點的法平面與曲面的交線曲線的曲率。由於法平面有無數個,不同的法平面對應的交線曲線在P點的曲率一般是不一樣的,因此法曲率不是唯一的,它取決於法平面的朝向。在實際套用中,如3D人頭曲率的估算,通常會選定一個方向來計算法曲率,儘管這樣的結果是片面的,但至少是視角無關的。

綜上所述,法曲率是一個重要的幾何量,它幫助我們理解曲面在特定方向的彎曲程度。通過選擇不同的切方向,我們可以得到曲面在不同方向的法曲率,從而全面了解曲面的幾何特性。