Egalware/Extern
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
develop
Extern/C3d/Include/mb_homogeneous3d.h
T
SaraP 214ae1405f Extern : 
- C3d aggiornamento delle librerie ( 114632).
2021-08-26 14:56:17 +02:00

485 lines
24 KiB
C++
Raw Permalink Blame History

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
\file
\brief \ru Расширенная точка с однородными координатами в трёхмерном пространстве.
\en Extended point with homogeneous coordinates in the three-dimensional space. \~
*/
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef __MB_HOMOGENIUS3D_H
#define __MB_HOMOGENIUS3D_H
#include <mb_cart_point3d.h>
//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Расширенная точка с однородными координатами в трёхмерном пространстве.
\en Extended point with homogeneous coordinates in the three-dimensional space. \~
\details \ru Расширенная точка с однородными координатами в трёхмерном пространстве.
Дополнительная координата точки (вес) вводится для удобства работы с неоднородными
рациональными сплайнами.\n
Определены операции преобразования точки и вектора в однородные координаты.
Определены различные арифметические операции однородной точки с числом, декартовой точкой и однородной точкой.
\en Extended point with homogeneous coordinates in the three-dimensional space.
Additional coordinate of a point (weight) is introduced for the convenience of working with non-uniform
rational splines. \n
Operations of transformation of a point and a vector in homogeneous coordinates are defined.
Various arithmetic operations of a homogeneous point with a number, a cartesian point and a homogeneous point are defined. \~
\ingroup Mathematic_Base_3D
*/
// ---
class MATH_CLASS MbHomogeneous3D {
public :
double x; ///< \ru Первая координата точки. \en A first point coordinate.
double y; ///< \ru Вторая координата точки. \en A second point coordinate.
double z; ///< \ru Третья координата точки. \en A third point coordinate.
double w; ///< \ru Вес точки. \en A point weight.
static const MbHomogeneous3D zero; ///< \ru Нулевая точка. \en Zero point.
public:
/// \ru Конструктор по умолчанию. \en Default constructor.
MbHomogeneous3D() : x( 0.0 ), y( 0.0 ), z( 0.0 ), w( 1.0 ) {}
/// \ru Конструктор по точке и весу. \en The constructor by a point and a weight.
MbHomogeneous3D( const MbVector3D & v, double ww ) : x( v.x * ww ), y( v.y * ww ), z( v.z * ww ), w( ww ) {}
/// \ru Конструктор копирования. \en Copy constructor.
MbHomogeneous3D( const MbHomogeneous3D & v ) : x( v.x ), y( v.y ), z( v.z ), w( v.w ) {}
/// \ru Конструктор по компонентам точки и весу. \en The constructor by point components and weight.
MbHomogeneous3D( double initX, double initY, double initZ, double initW ) : x( initX ), y( initY ), z( initZ ), w( initW ) {}
public:
/// \ru Инициализация по компонентам точки и весу. \en The initialization by point components and weight.
void Init( double xx, double yy, double zz, double ww ) { x = xx; y = yy; z = zz; w = ww; }
/// \ru Инициализация по компонентам точки и весу. \en The initialization by point components and weight.
void Init( const MbCartPoint3D & pnt, double weight ) { x = pnt.x*weight; y = pnt.y*weight; z = pnt.z*weight; w = weight; }
/// \ru Установить вектор нулевой длины. \en Set a vector with null length.
void SetZero() { x = y = z = 0.0; w = 1.0; }
/// \ru Сделать копию элемента. \en Create a copy of the element.
MbHomogeneous3D & Duplicate() const;
/// \ru Преобразовать элемент согласно матрице. \en Transform element according to the matrix.
void Transform( const MbMatrix3D & matr );
/// \ru Дать вес точки. \en Get a point weight.
double GetWeight() const { return w; }
/// \ru Вычислить декартовы координаты, как точки. \en Calculate cartesian coordinates as point.
void GetCartPoint( MbCartPoint3D & pnt ) const;
/// \ru Вычислить декартовы координаты, как вектора. \en Calculate cartesian coordinates as vector.
void GetVector ( MbVector3D & vect ) const;
/// \ru Преобразовать точку в однородные координаты. \en Transform a point to homogeneous coordinates.
void Set( const MbCartPoint3D & pnt );
/// \ru Преобразовать точку в однородные координаты. \en Transform a point to homogeneous coordinates.
void Set( const MbCartPoint3D & pnt, double weight );
/// \ru Преобразовать вектор в однородные координаты. \en Transform a vector to homogeneous coordinates.
void Set( const MbVector3D & vect, double weight );
/**
\brief \ru Установить по точкам.
\en Set by points. \~
\details \ru Координаты точки равны сумме однородных координат исходных точек, а вес - сумме весов.
\en Coordinates of a point are equal to the sum of homogeneous coordinates of initial points, and weight is equal to the sum of the weights. \~
\param[in] pnt1, pnt2 - \ru Исходные точки.
\en Initial points. \~
\param[in] weight1, weight2 - \ru Весы точек.
\en Weights of points. \~
*/
void Set( const MbCartPoint3D & pnt1, double weight1,
const MbCartPoint3D & pnt2, double weight2 );
/**
\brief \ru Добавить точку.
\en Add a point. \~
\details \ru Увеличить координаты на значения однородных координат точки.
\en Increase coordinates by values of homogeneous coordinates of a point. \~
\param[in] pnt - \ru Исходная точка.
\en The initial point. \~
\param[in] weight - \ru Вес точки.
\en A point weight. \~
*/
void Add( const MbCartPoint3D & pnt, double weight );
/**
\brief \ru Добавить точки.
\en Add points. \~
\details \ru Увеличить координаты на значения однородных координат двух исходных точек.
\en Increase coordinates by values of the homogeneous coordinates of two initial points. \~
\param[in] pnt1, pnt2 - \ru Исходные точки.
\en Initial points. \~
\param[in] weight1, weight2 - \ru Весы точек.
\en Weights of points. \~
*/
void Add( const MbCartPoint3D & pnt1, double weight1,
const MbCartPoint3D & pnt2, double weight2 ); ///< \ru Добавить точки. \en Add points.
/// \ru Разность p2 - p1 умножить на kk. \en Subtract p2 - p1 multiple by kk.
void Dec( const MbHomogeneous3D & p1, const MbHomogeneous3D & p2, double kk );
/// \ru Приравнять координаты вектора координатам точки v1, умноженных на t1. \en Equate coordinates of vector with coordinates of point v1 multiplied by t1.
void Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1 );
/// \ru Приравнять координаты вектора координатам суммы точек v1 и v2, умноженных на t1 и t2 соответственно. \en Equate vector coordinates with sum of points v1 and v2 multiplied with t1 and t2 correspondingly.
void Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1, const MbHomogeneous3D & v2, double t2 );
/// \ru Приравнять координаты вектора координатам суммы точек v1, v2 и v3, умноженных на t1, t2 и t3 соответственно. \en Equate vector coordinates with coordinates of sum of vectors v1, v2 and v3 multiplied with t1, t2 and t3 correspondingly.
void Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1, const MbHomogeneous3D & v2, double t2,
const MbHomogeneous3D & v3, double t3 );
/// \ru Приравнять координаты вектора координатам суммы точек v1, v2, v3 и v4, умноженных на t1, t2, t3 и t4 соответственно. \en Equate vector coordinates with coordinates of sum of points v1, v2, v3 and v4 multiplied with t1, t2, t3 and t4 correspondingly.
void Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1, const MbHomogeneous3D & v2, double t2,
const MbHomogeneous3D & v3, double t3, const MbHomogeneous3D & v4, double t4 );
/// \ru Приравнять координаты вектора координатам суммы точек v1, v2, v3, v4 и v5, умноженных на t1, t2, t3 t4 и t5 соответственно. \en Equate vector coordinates with coordinates of sum of points v1, v2, v3 and v4 multiplied with t1, t2, t3, t4, t5 correspondingly.
void Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1, const MbHomogeneous3D & v2, double t2,
const MbHomogeneous3D & v3, double t3, const MbHomogeneous3D & v4, double t4, const MbHomogeneous3D & v5, double t5 );
/// \ru Добавить вектор p, умноженный на kk. \en Add vector p multiplied by kk.
void Add( const MbHomogeneous3D & v, double t );
/**
\ru \name Перегрузка арифметических операций.
\en \name Overload of arithmetic operations.
\{ */
/// \ru Сложить две точки. \en Add two points.
MbHomogeneous3D operator + ( const MbHomogeneous3D & with ) const;
/// \ru Вычесть из точки точку. \en Subtract a point from the point.
MbHomogeneous3D operator - ( const MbHomogeneous3D & with ) const;
/// \ru Разделить координаты точки на число. \en Divide point coordinates by a number.
MbHomogeneous3D operator / ( double factor ) const;
/// \ru Присвоить значение. \en Assign a value.
void operator = ( const MbHomogeneous3D & );
/// \ru Умножить координаты точки на число. \en Multiply point coordinates by a number.
void operator *= ( double factor );
/// \ru Разделить координаты точки на число. \en Divide point coordinates by a number.
void operator /= ( double factor );
/// \ru Прибавить координаты точки. \en Add coordinates of the point.
void operator += ( const MbHomogeneous3D & with );
/// \ru Проверить на равенство. \en Check for equality.
bool operator == ( const MbHomogeneous3D & ) const;
/// \ru Проверить на неравенство. \en Check for inequality.
bool operator != ( const MbHomogeneous3D & ) const;
/// \ru Являются ли объекты равными? \en Are the objects equal?
bool IsSame( const MbHomogeneous3D & other, double accuracy ) const;
/** \} */
/// \ru Функция чтения по ссылке. \en Reading function by reference.
friend MATH_FUNC (reader &) operator >> ( reader & in, MbHomogeneous3D & ref );
/// \ru Функция записи по ссылке. \en Writing function by reference.
friend MATH_FUNC (writer &) operator << ( writer & out, const MbHomogeneous3D & ref );
/// \ru Функция записи по ссылке. \en Writing function by reference.
friend MATH_FUNC (writer &) operator << ( writer & out, MbHomogeneous3D & ref ) { return operator << ( out, (const MbHomogeneous3D &)ref ); }
}; // MbHomogeneous3D
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Вычисление декартовых координат как точки \en Calculation of the cartesian coordinates as point
// ---
inline void MbHomogeneous3D::GetCartPoint( MbCartPoint3D & pnt ) const {
if ( w != 0 ) { //-V550
double r = 1.0 / w;
pnt.x = x * r;
pnt.y = y * r;
pnt.z = z * r;
}
else {
pnt.x = x;
pnt.y = y;
pnt.z = z;
}
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Вычисление декартовых координат как точки \en Calculation of the cartesian coordinates as point
// ---
inline void MbHomogeneous3D::GetVector( MbVector3D & v ) const {
v.x = x;
v.y = y;
v.z = z;
if ( w != 0 ) { //-V550
double k = 1.0 / w;
v.x *= k;
v.y *= k;
v.z *= k;
}
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Преобразовать точку в однородные координаты \en Transform a point to homogeneous coordinates
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbCartPoint3D & pnt ) {
x = pnt.x * w;
y = pnt.y * w;
z = pnt.z * w;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Преобразовать точку в однородные координаты \en Transform a point to homogeneous coordinates
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbCartPoint3D & pnt, double weight ) {
x = pnt.x * weight;
y = pnt.y * weight;
z = pnt.z * weight;
w = weight;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Преобразовать вектор в однородные координаты \en Transform a vector to homogeneous coordinates
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbVector3D & vect, double weight ) {
x = vect.x * weight;
y = vect.y * weight;
z = vect.z * weight;
w = weight;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Преобразовать точки в однородные координаты \en Transform points to homogeneous coordinates
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbCartPoint3D & pnt1, double weight1,
const MbCartPoint3D & pnt2, double weight2 ) {
x = pnt1.x * weight1 + pnt2.x * weight2;
y = pnt1.y * weight1 + pnt2.y * weight2;
z = pnt1.z * weight1 + pnt2.z * weight2;
w = weight1 + weight2;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Добавить точку \en Add a point
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Add( const MbCartPoint3D & pnt, double weight ) {
x += pnt.x * weight;
y += pnt.y * weight;
z += pnt.z * weight;
w += weight;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Добавить точки \en Add points
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Add( const MbCartPoint3D & pnt1, double weight1,
const MbCartPoint3D & pnt2, double weight2 ) {
x += pnt1.x * weight1 + pnt2.x * weight2;
y += pnt1.y * weight1 + pnt2.y * weight2;
z += pnt1.z * weight1 + pnt2.z * weight2;
w += weight1 + weight2;
}
//------------------------------------------------------------------------------
/// \ru Разность p2 - p1 умножить на kk. \en Subtract p2 - p1 multiple by kk.
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Dec( const MbHomogeneous3D & p1, const MbHomogeneous3D & p2,
double kk ) {
x = ( p2.x - p1.x ) * kk;
y = ( p2.y - p1.y ) * kk;
z = ( p2.z - p1.z ) * kk;
w = ( p2.w - p1.w ) * kk;
}
//------------------------------------------------------------------------------
/// \ru Приравнять вектору вектор p, умноженному на kk. \en Equate vector with vector p multiplied by k.
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1 )
{
x = v1.x * t1;
y = v1.y * t1;
z = v1.z * t1;
w = v1.w * t1;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Присвоить вектору значения. \en Assign values to vector.
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1, const MbHomogeneous3D & v2, double t2 )
{
x = v1.x * t1 + v2.x * t2;
y = v1.y * t1 + v2.y * t2;
z = v1.z * t1 + v2.z * t2;
w = v1.w * t1 + v2.w * t2;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Присвоить вектору значения. \en Assign values to vector.
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1, const MbHomogeneous3D & v2, double t2,
const MbHomogeneous3D & v3, double t3 )
{
x = v1.x * t1 + v2.x * t2 + v3.x * t3;
y = v1.y * t1 + v2.y * t2 + v3.y * t3;
z = v1.z * t1 + v2.z * t2 + v3.z * t3;
w = v1.w * t1 + v2.w * t2 + v3.w * t3;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Присвоить вектору значения. \en Assign values to vector.
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1, const MbHomogeneous3D & v2, double t2,
const MbHomogeneous3D & v3, double t3, const MbHomogeneous3D & v4, double t4 )
{
x = v1.x * t1 + v2.x * t2 + v3.x * t3 + v4.x * t4;
y = v1.y * t1 + v2.y * t2 + v3.y * t3 + v4.y * t4;
z = v1.z * t1 + v2.z * t2 + v3.z * t3 + v4.z * t4;
w = v1.w * t1 + v2.w * t2 + v3.w * t3 + v4.w * t4;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Приравнять координаты вектора координатам суммы точек v1, v2, v3, v4 и v5, умноженных на t1, t2, t3 t4, t4 и t5 соответственно. \en Equate vector coordinates with coordinates of sum of points v1, v2, v3 and v4 multiplied with t1, t2, t3, t4, t5 correspondingly.
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Set( const MbHomogeneous3D & v1, double t1, const MbHomogeneous3D & v2, double t2,
const MbHomogeneous3D & v3, double t3, const MbHomogeneous3D & v4, double t4, const MbHomogeneous3D & v5, double t5 )
{
x = v1.x * t1 + v2.x * t2 + v3.x * t3 + v4.x * t4 + v5.x * t5;
y = v1.y * t1 + v2.y * t2 + v3.y * t3 + v4.y * t4 + v5.y * t5;
z = v1.z * t1 + v2.z * t2 + v3.z * t3 + v4.z * t4 + v5.z * t5;
w = v1.w * t1 + v2.w * t2 + v3.w * t3 + v4.w * t4 + v5.w * t5;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Добавить вектор p, умноженный на kk. \en Add vector p multiplied by kk.
// ---
inline void MbHomogeneous3D::Add( const MbHomogeneous3D & p, double kk )
{
x += p.x * kk;
y += p.y * kk;
z += p.z * kk;
w += p.w * kk;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Присвоение \en Assignment
// ---
inline void MbHomogeneous3D::operator = ( const MbHomogeneous3D & obj ) {
x = obj.x;
y = obj.y;
z = obj.z;
w = obj.w;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Сложение \en Addition
// ---
inline MbHomogeneous3D MbHomogeneous3D::operator + ( const MbHomogeneous3D & with ) const {
return MbHomogeneous3D( x + with.x, y + with.y, z + with.z, w + with.w );
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Вычитание \en Subtraction
// ---
inline MbHomogeneous3D MbHomogeneous3D::operator - ( const MbHomogeneous3D & with ) const {
return MbHomogeneous3D( x - with.x, y - with.y, z - with.z, w - with.w );
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Умножение на число \en Multiplication by a number
// ---
inline MbHomogeneous3D operator * ( const MbHomogeneous3D & vector, double factor ) {
return MbHomogeneous3D( vector.x*factor, vector.y*factor, vector.z*factor, vector.w*factor );
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Умножение на число \en Multiplication by a number
// ---
inline MbHomogeneous3D operator * ( double factor, const MbHomogeneous3D & vector ) {
return vector * factor;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Деление на число \en Division by a number
// ---
inline MbHomogeneous3D MbHomogeneous3D::operator / ( double factor ) const {
if ( factor != 0 ) { //-V550
double r = 1.0 / factor;
return MbHomogeneous3D( x * r, y * r, z * r, w * r );
}
else {
return MbHomogeneous3D( x, y, z, w );
}
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Умножение на число \en Multiplication by a number
// ---
inline void MbHomogeneous3D::operator *= ( double factor ) {
x *= factor;
y *= factor;
z *= factor;
w *= factor;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Деление на число \en Division by a number
// ---
inline void MbHomogeneous3D::operator /= ( double factor ) {
if ( factor != 0 ) { //-V550
x /= factor;
y /= factor;
z /= factor;
w /= factor;
}
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Сложение \en Addition
// ---
inline void MbHomogeneous3D::operator += ( const MbHomogeneous3D & with ) {
x += with.x;
y += with.y;
z += with.z;
w += with.w;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Проверить на равенство. \en Check for equality.
// ---
inline bool MbHomogeneous3D::operator == ( const MbHomogeneous3D & with ) const
{
return IsSame( with, Math::region );
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Проверить на неравенство. \en Check for inequality.
// ---
inline bool MbHomogeneous3D::operator != ( const MbHomogeneous3D & with ) const
{
return !( *this == with );
}
//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Являются ли объекты равными?
\en Are the objects equal? \~
\details \ru Равными считаются объекты, данные которых равны с заданной точностью.
\en The objects are equal if their data are equal with a given accuracy. \~
\param[in] other - \ru Объект для сравнения.
\en The object to compare. \~
\param[in] accuracy - \ru Точность сравнения.
\en The accuracy to compare. \~
\return \ru Равны ли объекты.
\en Whether the objects are equal.
*/
inline bool MbHomogeneous3D::IsSame( const MbHomogeneous3D & other, double accuracy ) const
{
return ( (::fabs(x - other.x) < accuracy) &&
(::fabs(y - other.y) < accuracy) &&
(::fabs(z - other.z) < accuracy) &&
(::fabs(w - other.w) < accuracy) );
}
#endif // __MB_HOMOGENIUS3D_H
Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink