EgtGeomKernel/Tree.h

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//  EgalTech 2023
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// File : Tree.h         Data : 21.04.23          Versione : 
// Contenuto : Implementazione della classe Cell di un albero binario Tree.
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// Modifiche : 21.04.23 DB Creazione modulo.
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#pragma once

//--------------------------- Include ----------------------------------------
#include <map>
#include "SurfBezier.h"
#include "GeoConst.h"
#include "CurveLine.h"

struct Inters {
   int nIn ;
   PNTVECTOR vpt ;
   int nOut ;
   bool bCCW ;
   int nChunk ;
   // riordino le intersezioni per lato in senso antiorario dal top
   // se ho più intersezioni che entrano in un lato le riordino considerando che percorro i lati in senso antiorario a partire da ptTR
   bool operator < ( Inters& b) {  
      bool bEqIn = ( nIn == b.nIn) ;
      return nIn < b.nIn ||
         ( bEqIn  &&  nIn == 0  &&  vpt[0].x > b.vpt[0].x)  ||
         ( bEqIn  &&  nIn == 1  &&  vpt[0].y > b.vpt[0].y)  ||
         ( bEqIn  &&  nIn == 2  &&  vpt[0].x < b.vpt[0].x)  ||
         ( bEqIn  &&  nIn == 3  &&  vpt[0].y < b.vpt[0].y)
         ; }
} ;
// nIn e nOut sono flag che indicano da quale lato ho l'ingresso e l'uscita a partire dal lato top in senso antiorario
// oltre il 3 sono le celle adiacenti in diagonale al vertice-> 4 corrisponde al ptTl e da lì in senso antiorario
// -1 se la curva è sempre dentro la cella

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class Cell
{
   public :
      ~Cell( void) ;
      Cell( void) ;
      Cell( Point3d& ptBL, Point3d& ptTR) ;
      inline bool IsSame( const Cell& cOtherCell) const ;
      void SetBottomLeft( Point3d ptBL) { m_ptPbl = ptBL ; }
      void SetTopRight( Point3d ptTR) { m_ptPtr = ptTR ; }
      void SetSplitDirVert( bool bVert) { m_bSplitVert = bVert ; }
      void SetParent( int nParent) { m_nParent = nParent ; }
      Point3d GetBottomLeft( void) const { return m_ptPbl ; }
      Point3d GetTopRight( void) const { return m_ptPtr ; }
      double GetSplitValue( void) const { return m_dSplit ; }
      bool IsSplitVert( void) const { return m_bSplitVert ; }           // se true la cella verrebbe splittata verticalmente, sennò orizzontalmente
      bool IsLeaf( void) const ;                                        // flag che indica se la cella ha figli o se è una foglia
      bool IsProcessed( void) const { return m_bProcessed ; }           // flag che indica se tutti i figli della cella, se ce ne sono, sono stati processati
      void SetProcessed( bool bProcessed = true) { m_bProcessed = bProcessed ; }
      static bool minorX ( const Cell& c1, const Cell& c2) { return c1.m_ptPbl.x < c2.m_ptPbl.x ; }
      static bool minorY ( const Cell& c1, const Cell& c2) { return c1.m_ptPbl.y < c2.m_ptPbl.y ; }
      
   public :
      int                  m_nId ;              // Id della cella
      int                  m_nTop ;             // cella adiacente al lato top
      int                  m_nBottom ;          // cella adiacente al lato bottom
      int                  m_nLeft ;            // cella adiacente al lato left
      int                  m_nRight ;           // cella adiacente al lato right
      int                  m_nParent ;          // cella genitore
      int                  m_nDepth ;           // profondità della cella rispetto a root
      double               m_dSplit ;           // parametro a cui è stata splittata la cella
      int                  m_nChild1 ;          // prima cella figlio
      int                  m_nChild2 ;          // seconda cella figlio
      int                  m_nFlag ;            // falg che indica la caratterizzazaione della cella rispetto ai loop di trim
                                                // -1 non categorizzata
                                                // 0 esterna, 1 intersecata, 2 contiene un loop, 3 intersecata e contenente un loop, 4 contenuta in un loop
      int                  m_nRightEdgeIn ;     // 0 right edge fuori, 1 right edge dentro, 2 metà e metà
      INTVECTOR            m_vnLoop ;           // indice dei loop contenuti nella cella
      std::vector<Inters>       m_vInters ;          // vettore delle intersezioni della cella con i loop di trim
                                                // ogni elemento del vettore è l'insieme dei punti che caratterizza un atrtaversamento della cella

   private :
      Point3d          m_ptPbl ;            // punto bottom left
      Point3d          m_ptPtr ;            // punto top right
      bool             m_bProcessed ;       // flag che indica se la cella è stata processata
      bool             m_bSplitVert ;       // flag che indica in quale direzione è stata divisa la cella
} ;

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class Tree
{
public :
   ~Tree( void) ;
   Tree( void) ;
   Tree ( const SurfBezier* pSrfBz, bool bSplitPatches = false) ;
   void SetSurf( const SurfBezier* pSrfBz, bool bSplitPatches = true) ;
   bool BuildTree( double dLinTol = LIN_TOL_STD, double dSideMin = 5, double dSideMax = INFINITO) ; // dSideMax è il massimo per la dimensione maggiore di un triangolo della trimesh
                                                                                                    // dSideMin è lunghezza minima del lato di una cella nello spazio reale
   bool GetPolygons( std::vector<POLYLINEVECTOR>& vPolygons) ;
   bool GetPolygonsBasic( POLYLINEVECTOR& vPolygons) ;                                              // restituisce il poligono corrispondente ad ogni cella foglia dell'albero
                                                                                                    // ad ogni poligono sono stati aggiunti tutti i vertici dei vicini posizionati sui suoi lati


private :
   void Split( int nId, double dSplitValue) ;                              // funzione di split di una cella al parametro indicato nella direzione data da bVert
   void Split( int nId) ;                                                  // funzione di split di una cella dell'albero a metà nella direzione data da bVert
   void Balance () ;                                                       // creo rami in modo che tutte tutte le foglie abbiano come adiacenti foglie ad una profonditù di +- 1
   int GetHeightLeaves ( int nId, INTVECTOR& vnLeaves, int d = 0) const ;  // altezza del subtree a partire dal nodo nId
   int GetDepth ( int nId, int nRef) const ;                               // livello del nodo nId
   void GetTopNeigh( int nId, INTVECTOR& vTopNeighs) const ;               // restituisce le celle foglie che sono adiacenti al lato top
   void GetBottomNeigh( int nId, INTVECTOR& vBottomNeighs) const ;         // restituisce le celle foglie che sono adiacenti al lato bottom
   void GetLeftNeigh( int nId, INTVECTOR& vLeftNeighs) const ;             // restituisce le celle foglie che sono adiacenti al lato left
   void GetRightNeigh( int nId, INTVECTOR& vRightNeighs) const ;           // restituisce le celle foglie che sono adiacenti al lato right
   void GetRootNeigh( int nEdge, INTVECTOR& vNeigh) ;                      // restituisce le foglie dell'albero che sono adiacenti al lato nEdge, numerato a partire dal top ( 0) in senso antiorario 
   void ResetTree ( void) ;                                                // resetto m_bProcessed a false per tutti i nodi dell'albero
   int FindCell ( const Point3d& ptToAssign) const ;                        // dato un punto, trova la cella foglia a cui appartiene
   bool TraceLoopLabelCell( void) ;                                        // tracing dei loop e labelling delle celle
   bool FindInters( int& nId, CurveLine& clTrim, PNTVECTOR& vptInters) ;   // trova le intersezioni tra una cella e una linea di trim
                                                                           // resituisce l'id della cella verso cui la curva di trim esce e il vettore delle intersezioni per la cella successiva con il primo punto
   bool CheckIfBefore( PolyLine& pl, int nEdge) const ;
   bool CheckIfAfter( PolyLine& pl, Point3d& ptNextStart, int nEdge) const ;

private :
   const SurfBezier*           m_pSrfBz ;           // superficie di bezier
   DBLVECTOR                   m_vDim ;             // distanze tra i vertici della superficie di bezier in 3d in ordine antiorario a partire da ptP00
   bool                        m_bTrimmed ;         // superficie trimmata
   std::vector<INTVECTOR>      m_vChunk ;           // elenco dei loop divisi per chunk
   std::map<int,int>           m_mChunk ;
   //std::vector<ICurve*>        m_vLoop ;
   ICURVEPOVECTOR              m_vLoop ;            // curve di loop. la 0 è il bordo dello spazio parametrico, le altre sono i loop interni
   bool                        m_bBilinear ;        // superficie bilineare
   bool                        m_bMulti ;           // superficie multi-patch
   bool                        m_bClosed ;          // superficie chiusa
   int                         m_nDegU ;            // grado della superficie nel parametro U
   int                         m_nDegV ;            // grado della superficie nel parametro V
   POLYLINEVECTOR              m_vPolygons ;        // vettore dei poligoni del tree
   //std::map<int,PolyLine>      m_mPolygons ;        // mappa dei poligoni
   std::map<int,Cell>          m_mTree ;            // mappa che contiene tutti i nodi e le foglie dell'albero. -2 è puntatore Null e -1 è root
   std::map<int,PNTVECTOR>     m_mVert ;            // mappa che contiene tutti i vertici 3d delle celle del tree. L'Id è lo stesso che la cella ha in m_mTree
   INTVECTOR                   m_vnLeaves ;         // vettore delle foglie
} ;