平滑进度曲线为什么起终点速度为零:十一次时间取样的平滑位移(实例09)

2026-11-06

界面移动若匀速启动和停止,速度会在两端突然改变。一条自定三次曲线可以让归一化进度仍从零走到一,同时使两端的变化率为零。

固定规则与输入

把时间除以总时长并限制到零至一,记为t。进度使用3t平方减2t立方,位置由起点加位移乘进度得到。区间外固定在端点,不继续外推。

起点6,终点1,总时长4

逐步观察结果

时刻-1,限制后的归一化时间0,平滑进度0,位置6,对实际时间的变化率0。

时刻0,限制后的归一化时间0,平滑进度0,位置6,对实际时间的变化率0。

时刻1,限制后的归一化时间1/4,平滑进度5/32,位置167/32,对实际时间的变化率-45/32。

时刻2,限制后的归一化时间1/2,平滑进度1/2,位置7/2,对实际时间的变化率-15/8。

时刻3,限制后的归一化时间3/4,平滑进度27/32,位置57/32,对实际时间的变化率-45/32。

时刻4,限制后的归一化时间1,平滑进度1,位置1,对实际时间的变化率0。

时刻5,限制后的归一化时间1,平滑进度1,位置1,对实际时间的变化率0。

时刻17/8,限制后的归一化时间17/32,平滑进度8959/16384,位置53509/16384,对实际时间的变化率-3825/2048。

时刻5/8,限制后的归一化时间5/32,平滑进度1075/16384,位置92929/16384,对实际时间的变化率-2025/2048。

时刻2,限制后的归一化时间1/2,平滑进度1/2,位置7/2,对实际时间的变化率-15/8。

时刻7/4,限制后的归一化时间7/16,平滑进度833/2048,位置8123/2048,对实际时间的变化率-945/512。

负时刻与结束之后都固定在端点。位移为负时,位置变化率也相应为负,但归一化进度仍从零增加到一;方向与进度的单调性应分别理解。

独立复核

在有效区间,进度变化率为6t乘1减t;位置的时间变化率还要乘总位移并除以总时长。中点进度恰好一半,两端速度为零,但中间不是匀速运动。

复核时先保留本例输入,再自己写出中间状态。若结果不同,应从最早出现差异的位置检查,尤其留意边界是否包含、索引从哪里开始、取整何时发生,以及是否使用了尚未更新的旧状态。计算得到的结论仅适用于已经说明的规则,修改规则后需要重新验证。

适用范围

本例控制的是标量位置,不自动处理碰撞和路径拐弯。曲线在区间内单调,不会越过端点;若用于角度或循环坐标,还需要先明确插值方向与坐标的表示方式。