Egalware/EgtGeomKernel
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EgtGeomKernel/LineTgTwoCurves.cpp
T
Dario Sassi 2ed2a34d55 EgtGeomKernel : 
- modifiche per DistPointLine con interfaccia portata in Include.
2024-05-22 08:19:10 +02:00

371 lines
13 KiB
C++
Raw Blame History

//----------------------------------------------------------------------------
// EgalTech 2013-2014
//----------------------------------------------------------------------------
// File : LineTgTwoCurves.cpp Data : 25.11.14 Versione : 1.5k5
// Contenuto : Implementazione funzioni per calcolo rette tangenti a curve.
//
//
//
// Modifiche : 09.06.14 DS Creazione modulo.
//
//
//----------------------------------------------------------------------------
//--------------------------- Include ----------------------------------------
#include "stdafx.h"
#include "CreateCurveAux.h"
#include "/EgtDev/Include/EGkDistPointLine.h"
#include "/EgtDev/Include/EGkLineTgTwoCurves.h"
#include "/EgtDev/Include/EgtPointerOwner.h"
using namespace std ;
//----------------------------------------------------------------------------
static CurveLine* GetLineTgTwoLines( const CurveLine& crvLine1, const Point3d& ptNear1,
const CurveLine& crvLine2, const Point3d& ptNear2) ;
static CurveLine* GetLineTgLineArc( const CurveLine& crvLine1, const Point3d& ptNear1,
const CurveArc& crvArc2, const Point3d& ptNear2) ;
static CurveLine* GetLineTgTwoArcs( const CurveArc& crvArc1, const Point3d& ptNear1,
const CurveArc& crvArc2, const Point3d& ptNear2) ;
static int CalcLineExtTg2Circles( const Point3d& ptC1, double dRad1, const Point3d& ptC2, double dRad2, BIPNTVECTOR& vBiPnt) ;
static int CalcLineIntTg2Circles( const Point3d& ptC1, double dRad1, const Point3d& ptC2, double dRad2, BIPNTVECTOR& vBiPnt) ;
static int CalcLineTg2Circles( const Point3d& ptC1, double dRad1, const Point3d& ptC2, double dRad2, BIPNTVECTOR& vBiPnt) ;
//----------------------------------------------------------------------------
ICurveLine*
GetLineTgTwoCurves( const ICurve& cCrv1, const Point3d& ptNear1,
const ICurve& cCrv2, const Point3d& ptNear2)
{
switch ( cCrv1.GetType()) {
case CRV_LINE :
{ const CurveLine& crvLine1 = *GetBasicCurveLine( &cCrv1) ;
switch ( cCrv2.GetType()) {
case CRV_LINE :
{ const CurveLine& crvLine2 = *GetBasicCurveLine( &cCrv2) ;
return GetLineTgTwoLines( crvLine1, ptNear1, crvLine2, ptNear2) ; }
case CRV_ARC :
{ const CurveArc& crvArc2 = *GetBasicCurveArc( &cCrv2) ;
return GetLineTgLineArc( crvLine1, ptNear1, crvArc2, ptNear2) ; }
case CRV_BEZIER :
return nullptr ;
case CRV_COMPO :
return nullptr ;
default :
return nullptr ;
}
} break ;
case CRV_ARC :
{ const CurveArc& crvArc1 = *GetBasicCurveArc( &cCrv1) ;
switch ( cCrv2.GetType()) {
case CRV_LINE :
{ const CurveLine& crvLine2 = *GetBasicCurveLine( &cCrv2) ;
CurveLine* pCrvLine = GetLineTgLineArc( crvLine2, ptNear2, crvArc1, ptNear1) ;
if ( pCrvLine != nullptr)
pCrvLine->Invert() ;
return pCrvLine ; }
case CRV_ARC :
{ const CurveArc& crvArc2 = *GetBasicCurveArc( &cCrv2) ;
return GetLineTgTwoArcs( crvArc1, ptNear1, crvArc2, ptNear2) ; }
case CRV_BEZIER :
return nullptr ;
case CRV_COMPO :
return nullptr ;
default :
return nullptr ;
}
}
case CRV_BEZIER :
return nullptr ;
case CRV_COMPO :
return nullptr ;
default :
return nullptr ;
}
}
//----------------------------------------------------------------------------
CurveLine*
GetLineTgTwoLines( const CurveLine& crvLine1, const Point3d& ptNear1,
const CurveLine& crvLine2, const Point3d& ptNear2)
{
// le due linee devono essere allineate ( i punti dell'una devo appartenere all'altra)
if ( ! DistPointLine( crvLine2.GetStart(), crvLine1, false).IsSmall() ||
! DistPointLine( crvLine2.GetEnd(), crvLine1, false).IsSmall())
return nullptr ;
// ricavo i due punti sulle linee più vicini ai rispettivi near
Point3d ptP1 ;
if ( ! DistPointLine( ptNear1, crvLine1).GetMinDistPoint( ptP1))
return nullptr ;
Point3d ptP2 ;
if ( ! DistPointLine( ptNear2, crvLine2).GetMinDistPoint( ptP2))
return nullptr ;
// creo la linea
PtrOwner<CurveLine> pCrvLine( CreateBasicCurveLine()) ;
if ( IsNull( pCrvLine))
return nullptr ;
// costruisco la linea
if ( ! pCrvLine->Set( ptP1, ptP2))
return nullptr ;
// restituisco la linea
return Release( pCrvLine) ;
}
//----------------------------------------------------------------------------
CurveLine*
GetLineTgLineArc( const CurveLine& crvLine1, const Point3d& ptNear1,
const CurveArc& crvArc2, const Point3d& ptNear2)
{
// l'arco deve essere piatto (no elica)
if ( ! crvArc2.IsPlane())
return nullptr ;
// versore della linea
Vector3d vtDir1 ;
if ( ! crvLine1.GetStartDir( vtDir1))
return nullptr ;
// la linea deve giacere nel piano dell'arco o parallelo
if ( ! AreOrthoApprox( vtDir1, crvArc2.GetNormVersor()))
return nullptr ;
// vettore spostamento dal piano linea parallelo al piano arco a questo
Vector3d vtMove = ( crvArc2.GetCenter() - crvLine1.GetStart()) * crvArc2.GetNormVersor() * crvArc2.GetNormVersor() ;
// sposto il centro sul piano della linea parallelo a quello dell'arco
Point3d ptCen = crvArc2.GetCenter() - vtMove ;
// il centro deve distare dalla linea quanto il raggio
DistPointLine dstPL( ptCen, crvLine1, false) ;
double dDist ;
if ( ! dstPL.GetDist( dDist) || abs( dDist - crvArc2.GetRadius()) > EPS_SMALL)
return nullptr ;
// sposto il punto sulla circonferenza e verifico appartenga all'arco
Point3d ptP2 ;
dstPL.GetMinDistPoint( ptP2) ;
ptP2 += vtMove ;
if ( ! crvArc2.IsPointOn( ptP2))
return nullptr ;
// punto sulla linea vicino al desiderato
Point3d ptP1 ;
if ( ! DistPointLine( ptNear1, crvLine1).GetMinDistPoint( ptP1))
return nullptr ;
// creo la linea
PtrOwner<CurveLine> pCrvLine( CreateBasicCurveLine()) ;
if ( IsNull( pCrvLine))
return nullptr ;
// costruisco la linea
if ( ! pCrvLine->Set( ptP1, ptP2))
return nullptr ;
// restituisco la linea
return Release( pCrvLine) ;
}
//----------------------------------------------------------------------------
CurveLine*
GetLineTgTwoArcs( const CurveArc& crvArc1, const Point3d& ptNear1,
const CurveArc& crvArc2, const Point3d& ptNear2)
{
// verifico che i due archi abbiano lo stesso piano intrinseco e siano piatti
if ( ! AreSameOrOppositeVectorApprox( crvArc1.GetNormVersor(), crvArc2.GetNormVersor()) ||
! crvArc1.IsPlane() || ! crvArc2.IsPlane())
return nullptr ;
// calcolo il riferimento intrinseco del primo arco (Z->DirNorm e X->DirStart)
Frame3d frIntr ;
if ( ! frIntr.Set( crvArc1.GetCenter(), crvArc1.GetNormVersor(), crvArc1.GetStartVersor()))
return nullptr ;
// porto il secondo arco nel riferimento intrinseco del primo
CurveArc crvArc2Loc = crvArc2 ;
crvArc2Loc.ToLoc( frIntr) ;
// calcolo le linee di tangenza alle due circonferenze
BIPNTVECTOR vBiPnt( 4) ;
int nSol = CalcLineTg2Circles( ORIG, crvArc1.GetRadius(), crvArc2Loc.GetCenter(), crvArc2Loc.GetRadius(), vBiPnt) ;
if ( nSol == 0)
return nullptr ;
// porto i punti nel riferimento standard dell'arco
for ( size_t i = 0 ; i < vBiPnt.size() ; ++ i) {
vBiPnt[i].first.ToGlob( frIntr) ;
vBiPnt[i].second.ToGlob( frIntr) ;
}
// elimino le soluzioni che non stanno sull'arco
for ( int i = 3 ; i >= 0 ; -- i) {
if ( nSol > i) {
if ( ! crvArc1.IsPointOn( vBiPnt[i].first) ||
! crvArc2.IsPointOn( vBiPnt[i].second)) {
-- nSol ;
for ( int j = i ; j < nSol ; ++ j)
vBiPnt[j] = vBiPnt[j+1] ;
}
}
}
// se non sono rimaste soluzioni, esco
if ( nSol == 0)
return nullptr ;
// scelgo la soluzione più vicina ai punti di riferimento
int nIdOk = 0 ;
double dMinDist = INFINITO ;
for ( int i = 0 ; i < nSol ; ++ i) {
double dDist = Dist( vBiPnt[i].first, ptNear1) + Dist( vBiPnt[i].second, ptNear2) ;
if ( dDist < dMinDist) {
dMinDist = dDist ;
nIdOk = i ;
}
}
// creo la linea
PtrOwner<CurveLine> pCrvLine( CreateBasicCurveLine()) ;
if ( IsNull( pCrvLine))
return nullptr ;
// costruisco la linea corrispondente alla soluzione scelta
if ( pCrvLine->Set( vBiPnt[nIdOk].first, vBiPnt[nIdOk].second))
return Release( pCrvLine) ;
else
return nullptr ;
}
//----------------------------------------------------------------------------
int
CalcLineExtTg2Circles( const Point3d& ptC1, double dRad1, const Point3d& ptC2, double dRad2, BIPNTVECTOR& vBiPnt)
{
// deve essere dRad2 >= dRad1
if ( dRad2 < dRad1)
return 0 ;
// inizializzo il numero di soluzioni
int nSol = 0 ;
// tangenti p.to - circonf. riducendo le circonferenze della differenza dei raggi
BIPNTVECTOR vAuxBiPnt( 2) ;
int nSol1 = CalcLinePointTgCircle( ptC1, ptC2, ( dRad2 - dRad1), vAuxBiPnt) ;
// offsetto i risultati di dRad1
if ( nSol1 == 1) {
Vector3d vtDir ;
Point3d ptT1, ptT2 ;
// direzione della retta
vtDir = ptC2 - ptC1 ;
vtDir.Normalize() ;
vtDir.Rotate( Z_AX, 0, 1) ;
vtDir *= dRad1 ;
// offset a sinistra
ptT1 = ptC1 + vtDir ;
ptT2 = ptC2 + vtDir ;
vBiPnt.emplace_back( ptT1, ptT2) ;
++ nSol ;
// offset a destra
ptT1 = ptC1 - vtDir ;
ptT2 = ptC2 - vtDir ;
vBiPnt.emplace_back( ptT1, ptT2) ;
++ nSol ;
}
else if ( nSol1 == 2) {
Vector3d vtDir ;
Point3d ptT1, ptT2 ;
// direzione di offset della prima retta
vtDir = vAuxBiPnt[0].second - ptC2 ;
vtDir *= dRad1 / ( dRad2 - dRad1) ;
// punti della prima retta
ptT1 = ptC1 + vtDir ;
ptT2 = vAuxBiPnt[0].second + vtDir ;
vBiPnt.emplace_back( ptT1, ptT2) ;
++ nSol ;
// direzione di offset della seconda retta
vtDir = vAuxBiPnt[1].second - ptC2 ;
vtDir *= dRad1 / ( dRad2 - dRad1) ;
// punti della seconda retta
ptT1 = ptC1 + vtDir ;
ptT2 = vAuxBiPnt[1].second + vtDir ;
vBiPnt.emplace_back( ptT1, ptT2) ;
++ nSol ;
}
return nSol ;
}
//----------------------------------------------------------------------------
int
CalcLineIntTg2Circles( const Point3d& ptC1, double dRad1, const Point3d& ptC2, double dRad2, BIPNTVECTOR& vBiPnt)
{
// inizializzo il numero di soluzioni
int nSol = 0 ;
// tangenti p.to - circonf. riducendo la prima a un punto e aumentando la prima di dRad1
BIPNTVECTOR vAuxBiPnt( 2) ;
int nSol1 = CalcLinePointTgCircle( ptC1, ptC2, ( dRad2 + dRad1), vAuxBiPnt) ;
// non può esserci una sola soluzione
if ( nSol1 == 1) {
nSol = 0 ;
}
// sposto le rette di dRad1
else if ( nSol1 == 2) {
Vector3d vtDir ;
Point3d ptT1, ptT2 ;
// direzione di offset della prima retta
vtDir = ptC2 - vAuxBiPnt[0].second ;
vtDir *= dRad1 / ( dRad1 + dRad2) ;
// punti della prima retta
ptT1 = ptC1 + vtDir ;
ptT2 = vAuxBiPnt[0].second + vtDir ;
vBiPnt.emplace_back( ptT1, ptT2) ;
++ nSol ;
// direzione di offset della seconda retta
vtDir = ptC2 - vAuxBiPnt[1].second ;
vtDir *= dRad1 / ( dRad1 + dRad2) ;
// punti della seconda retta
ptT1 = ptC1 + vtDir ;
ptT2 = vAuxBiPnt[1].second + vtDir ;
vBiPnt.emplace_back( ptT1, ptT2) ;
++ nSol ;
}
return nSol ;
}
//----------------------------------------------------------------------------
int
CalcLineTg2Circles( const Point3d& ptC1, double dRad1, const Point3d& ptC2, double dRad2, BIPNTVECTOR& vBiPnt)
{
// --- si lavora nel piano XY ---
// svuoto il vettore dei risultati (sono coppie di punti)
vBiPnt.clear() ;
// se uno dei due raggi è negativo non ci sono soluzioni
if ( dRad1 < - EPS_SMALL || dRad2 < - EPS_SMALL)
return 0 ;
// se almeno uno dei due raggi è nullo, si cade nel caso di linea per p.to tangente a circonferenza
if ( dRad1 < EPS_SMALL)
return CalcLinePointTgCircle( ptC1, ptC2, dRad2, vBiPnt) ;
else if ( dRad2 < EPS_SMALL) {
int nSol = CalcLinePointTgCircle( ptC2, ptC1, dRad1, vBiPnt) ;
if ( nSol >= 1)
swap( vBiPnt[0].first, vBiPnt[0].second) ;
if ( nSol == 2)
swap( vBiPnt[1].first, vBiPnt[1].second) ;
}
// numero di soluzioni trovate (il numero di punti è il doppio)
int nSol = 0 ;
// calcolo delle tangenti esterne
if ( dRad2 >= dRad1) {
nSol += CalcLineExtTg2Circles( ptC1, dRad1, ptC2, dRad2, vBiPnt) ;
}
else {
nSol += CalcLineExtTg2Circles( ptC2, dRad2, ptC1, dRad1, vBiPnt) ;
if ( nSol >= 1)
swap( vBiPnt[0].first, vBiPnt[0].second) ;
if ( nSol == 2)
swap( vBiPnt[1].first, vBiPnt[1].second) ;
}
// calcolo delle tangenti interne
nSol += CalcLineIntTg2Circles( ptC1, dRad1, ptC2, dRad2, vBiPnt) ;
return nSol ;
}
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