SaraP
365 lines
28 KiB
C++
365 lines
28 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Поверхность, проходящая через заданное семейство кривых, с направляющей.
|
|
\en Lofted surface with guide curve. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __SURF_ELEVATION_SURFACE_H
|
|
#define __SURF_ELEVATION_SURFACE_H
|
|
|
|
#include <surf_lofted_surface.h>
|
|
#include <surf_spine.h>
|
|
|
|
|
|
class MATH_CLASS MbContourOnPlane;
|
|
|
|
const VERSION ELEVATION_SURFACE_VERSION = 0x0B000000L; ///< \ru Версия активации поверхности по сечениям с направляющей. \en Start using version.
|
|
const VERSION ELEVATION_SURFACE_VERSION1 = 0x0F001003L; ///< \ru Расчёт точки на поверхности аналогично Lofted-поверхности. \en Calculation of points on the surface is similar to Lofted surface.
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Поверхность, проходящая через заданное семейство кривых, с направляющей.
|
|
\en Lofted surface with guide curve. \~
|
|
\details \ru Поверхность, построенная на совокупности сечений и направляющей кривой.
|
|
Поверхность является аналогом поверхности MbLoftedSurface, построенной по набору сечений,
|
|
но отличающаяся от нее наличием направляющей кривой, задающей форму перехода от одного сечения к другому.
|
|
Первый параметр поверхности изменяется вдоль сечений.
|
|
Второй параметр поверхности изменяется вдоль направляющей кривой.
|
|
\en Surface constructed by set of sections and guide curve.
|
|
The surface is analog of MbLoftedSurface surface constructed on a set of sections,
|
|
but differs from it by existence of the guide curve which is determining a form of transition from one section to another.
|
|
The first parameter of the surface is changed along sections.
|
|
The second parameter of the surface is changed along guide curve. \~
|
|
\ingroup Surfaces
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbElevationSurface : public MbLoftedSurface {
|
|
private:
|
|
MbCurve3D * spine; ///< \ru Направляющая кривая (не nullptr). \en Guide curve (not nullptr).
|
|
RPArray<MbSpine> mSpines; ///< \ru Множество указателей на направляющие кривые (на основе spine). \en Set of pointers to guide curves (based on 'spine').
|
|
bool isSimToEvol; ///< \ru Способ расчёта точек на поверхности. \en Way of calculating of points on the surface.
|
|
|
|
public:
|
|
/** \brief \ru Конструктор поверхности.
|
|
\en Constructor of surface. \~
|
|
\details \ru Конструктор поверхности по набору задающих кривых и направляющей кривой.
|
|
\en Constructor of lofted with guide curve surface by the set of driving curves and guide curve. \~
|
|
\param[in] initCurves - \ru Множество задающих кривых.
|
|
\en Set of driving curves. \~
|
|
\param[in] sameCurves - \ru Определяет, надо ли копировать задающие кривые: true - использовать полученные кривые без копирования, false - использовать копии.
|
|
\en Determines whether to copy driving curves: true - use obtained curves without copying, false - use copies. \~
|
|
\param[in] initSpine - \ru Направляющая кривая.
|
|
\en The spine (guide) curve. \~
|
|
\param[in] sameSpine - \ru Определяет, надо ли копировать направляющую кривую: true - использовать полученную кривую без копирования, false - использовать копию.
|
|
\en Determines whether to copy guide curve: true - use obtained curve without copying, false - use copy. \~
|
|
\param[in] simToEvol - \ru Определяет способ расчёта точек на поверхности: true - аналогично кинематической поверхности, false - поверхности по сечениям.
|
|
\en Determines how to calculate points on the surface: true - similarly to evolution surface, false - lofted surface. \~
|
|
\param[in] version - \ru Версия модели. По умолчанию текущая версия математики.
|
|
\en Version of model. Current version of mathematics by default. \~
|
|
*/
|
|
MbElevationSurface( const RPArray<MbCurve3D> & initCurves, bool sameCurves,
|
|
const MbCurve3D & initSpine, bool sameSpine,
|
|
bool simToEvol = true,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion() );
|
|
/** \brief \ru Конструктор поверхности.
|
|
\en Constructor of surface. \~
|
|
\details \ru Конструктор поверхности по набору задающих кривых, массиву параметров для них и направляющей кривой.
|
|
\en Constructor of lofted with guide curve surface by the set of driving curves, array of parameters for driving curves and guide curve. \~
|
|
\param[in] initVParams - \ru Множество параметров для задающих кривых.
|
|
\en Set of parameters for driving curves. \~
|
|
\param[in] initCurves - \ru Множество задающих кривых.
|
|
\en Set of driving curves. \~
|
|
\param[in] sameCurves - \ru Определяет, надо ли копировать задающие кривые: true - использовать полученные кривые без копирования, false - использовать копии.
|
|
\en Determines whether to copy driving curves: true - use obtained curves without copying, false - use copies. \~
|
|
\param[in] initSpine - \ru Направляющая кривая.
|
|
\en The spine (guide) curve. \~
|
|
\param[in] sameSpine - \ru Определяет, надо ли копировать направляющую кривую: true - использовать полученную кривую без копирования, false - использовать копию.
|
|
\en Determines whether to copy guide curve: true - use obtained curve without copying, false - use copy. \~
|
|
\param[in] simToEvol - \ru Определяет способ расчёта точек на поверхности: true - аналогично кинематической поверхности, false - поверхности по сечениям.
|
|
\en Determines how to calculate points on the surface: true - similarly to evolution surface, false - lofted surface. \~
|
|
\param[in] version - \ru Версия модели. По умолчанию текущая версия математики.
|
|
\en Version of model. Current version of mathematics by default. \~
|
|
*/
|
|
MbElevationSurface( const SArray<double> & initVParams,
|
|
const RPArray<MbCurve3D> & initCurves, bool sameCurves,
|
|
const MbCurve3D & initSpine, bool sameSpine,
|
|
bool simToEvol = true,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ); // \ru Конструктор с заданными параметрами для сечений \en Constructor with specified parameters for sections
|
|
protected:
|
|
MbElevationSurface( const MbElevationSurface &, MbRegDuplicate * reg ); ///< \ru Конструктор копирования. \en Copy-constructor.
|
|
private:
|
|
MbElevationSurface( const MbElevationSurface & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
public:
|
|
virtual ~MbElevationSurface();
|
|
|
|
public:
|
|
VISITING_CLASS( MbElevationSurface );
|
|
|
|
/** \ru \name Общие функции геометрического объекта
|
|
\en \name Common functions of a geometric object
|
|
\{ */
|
|
MbeSpaceType IsA() const override; // \ru Тип элемента \en A type of element
|
|
MbSpaceItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = nullptr ) const override; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element
|
|
bool IsSame ( const MbSpaceItem & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override; // \ru Равны ли объекты \en Whether the objects are equal
|
|
bool SetEqual ( const MbSpaceItem & ) override; // \ru Сделать равным \en Make equal
|
|
bool IsSimilar( const MbSpaceItem & ) const override; // \ru Являются ли объекты подобными \en Whether the objects are similar
|
|
void Transform( const MbMatrix3D &, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Преобразовать элемент согласно матрице \en Transform element according to the matrix
|
|
void Move ( const MbVector3D &, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Сдвиг \en Translation
|
|
void Rotate ( const MbAxis3D &, double angle, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Повернуть вокруг оси \en Rotate around an axis
|
|
void Refresh () override;
|
|
|
|
void GetProperties( MbProperties & properties ) override; // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of the object
|
|
void SetProperties( const MbProperties & properties ) override; // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of the object
|
|
void GetBasisItems ( RPArray<MbSpaceItem> & s ) override; ///< \ru Дать базовые объекты. \en Get the base objects.
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции описания области определения поверхности
|
|
\en \name Functions for surface domain description
|
|
\{ */
|
|
size_t GetVCount() const override;
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции для работы в области определения поверхности
|
|
Функции PointOn, Derive... поверхностей корректируют параметры
|
|
при выходе их за пределы прямоугольной области определения параметров.\n
|
|
\en \name Functions for working at surface domain
|
|
Functions PointOn, Derive... of surfaces correct parameters
|
|
when they are out of bounds of rectangular domain of parameters.\n
|
|
\{ */
|
|
void PointOn ( double & u, double & v, MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Точка на поверхности \en Point on the surface
|
|
void DeriveU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная по u \en First derivative with respect to u
|
|
void DeriveV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная по v \en First derivative with respect to v
|
|
void DeriveUU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по u \en Second derivative with respect to u
|
|
void DeriveVV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по v \en Second derivative with respect to v
|
|
void DeriveUV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по uv \en Second derivative with respect to uv
|
|
void DeriveUUU( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по u \en Third derivative with respect to u
|
|
void DeriveUUV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по v \en Third derivative with respect to v
|
|
void DeriveUVV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по uv \en Third derivative with respect to uv
|
|
void DeriveVVV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по uv \en Third derivative with respect to uv
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции для работы внутри и вне области определения поверхности
|
|
функции _PointOn, _Derive... поверхностей не корректируют
|
|
параметры при выходе их за пределы прямоугольной области определения параметров.
|
|
\en \name Functions for working inside and outside the surface's domain
|
|
functions _PointOn, _Derive... of surfaces don't correct
|
|
parameters when they are out of bounds of rectangular domain of parameters.
|
|
\{ */
|
|
void _PointOn ( double u, double v, MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Точка на поверхности \en Point on the surface
|
|
void _DeriveU ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная по u \en First derivative with respect to u
|
|
void _DeriveV ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная по v \en First derivative with respect to v
|
|
void _DeriveUU ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по u \en Second derivative with respect to u
|
|
void _DeriveVV ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по v \en Second derivative with respect to v
|
|
void _DeriveUV ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по uv \en Second derivative with respect to uv
|
|
void _DeriveUUU( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по u \en Third derivative with respect to u
|
|
void _DeriveUUV( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по v \en Third derivative with respect to v
|
|
void _DeriveUVV( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по uv \en Third derivative with respect to uv
|
|
void _DeriveVVV( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по uv \en Third derivative with respect to uv
|
|
/** \} */
|
|
/** \ru \name Функции доступа к группе данных для работы внутри и вне области определения параметров поверхности.
|
|
\en \name Functions for get of the group of data inside and outside the surface's domain of parameters.
|
|
\{ */
|
|
void Explore( double & u, double & v, bool ext,
|
|
MbCartPoint3D & pnt, MbVector3D & uDer, MbVector3D & vDer,
|
|
MbVector3D * uuDer, MbVector3D * vvDer, MbVector3D * uvDer, MbVector3D * nor ) const override;
|
|
/** \} */
|
|
/** \ru \name Функции движения по поверхности
|
|
\en \name Functions of moving along the surface
|
|
\{ */
|
|
double StepV ( double u, double v, double sag ) const override; // \ru Вычисление шага аппроксимации с учетом радиуса кривизны \en Calculation of step of approximation with consideration of curvature radius
|
|
double DeviationStepV( double u, double v, double sag ) const override; // \ru Вычисление шага по u при пересечении поверхностей \en Calculation of step by u while intersecting surfaces
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Общие функции поверхности
|
|
\en \name Common functions of surface
|
|
\{ */
|
|
MbSplineSurface * NurbsSurface( double, double, double, double, bool bmatch = false ) const override; // \ru NURBS копия поверхности \en NURBS copy of a surface
|
|
MbSurface * Offset( double d, bool same ) const override; // \ru Построить смещенную поверхность \en Create a shifted surface
|
|
|
|
MbCurve3D * CurveV( double u, MbRect1D * pRgn, bool bApprox = true ) const override; // \ru Пространственная копия линии u = const \en Spatial copy of 'u = const'-line
|
|
|
|
// \ru Подобные ли поверхности для объединения (слива) \en Whether the surfaces to union (joining) are similar
|
|
bool IsSpecialSimilarToSurface( const MbSurface & surf, VERSION version, double precision = METRIC_PRECISION ) const override; // \ru Специальный случай \en Special case
|
|
|
|
void ChangeCarrier( const MbSpaceItem & item, MbSpaceItem & init ) override; // \ru Изменение носителя \en Changing of carrier
|
|
// \ru Построить касательные и нормальные плейсменты конструктивных плоскостей \en Construct tangent and normal placements of constructive planes
|
|
bool CreateNormalPlacements ( const MbVector3D & axisZ, double angle, SArray<MbPlacement3D> & places, VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ) const override;
|
|
bool CreateTangentPlacements( const MbVector3D & axisZ, SArray<MbPlacement3D> & places ) const override;
|
|
|
|
size_t GetVMeshCount() const override; // \ru Выдать количество полигонов по v \en Get the count of polygons by v
|
|
|
|
// \ru Нахождение проекции точки на поверхность в направлении вектора. Для внутреннего использования. \en Finding of point projections to the surface in direction of the vector. For internal use only.
|
|
MbeNewtonResult DirectPointProjectionNewton( const MbCartPoint3D & p, const MbVector3D & _vect, size_t iterLimit,
|
|
double & u, double & v, double & w, bool ext ) const override;
|
|
/** \} */
|
|
/** \ru \name Функции поверхности, проходящей через заданное семейство кривых, с направляющей.
|
|
\en \name Functions lofted surface with guide curve.
|
|
\{ */
|
|
|
|
/// \ru Вернуть направляющую кривую. \en Return spine (guide) curve.
|
|
const MbCurve3D & GetSpineCurve() const { C3D_ASSERT( spine != nullptr ); return *spine; }
|
|
|
|
/// \ru Вернуть способ расчёта точек на поверхности. \en Return way of calculating of points on the surface.
|
|
bool IsSimilarToEvolution() const { return isSimToEvol; }
|
|
/** \} */
|
|
|
|
private:
|
|
void Init( VERSION version ); // \ru Инициализация данных \en Data initialization
|
|
void SpineInit();
|
|
void ProfilePoint( ptrdiff_t i, double v, bool pole, // \ru Полюс. \en Pole.
|
|
const MbCartPoint3D & sPoint,
|
|
const MbVector3D & point,
|
|
MbVector3D & derives0 ) const;
|
|
void ProfileExplore( ptrdiff_t i, double v, bool pole, // \ru Полюс. \en Pole.
|
|
const MbCartPoint3D & sPoint,
|
|
const MbVector3D & sFirst,
|
|
const MbVector3D * sSecond,
|
|
const MbVector3D * points,
|
|
MbVector3D * derives0,
|
|
MbVector3D * derives1,
|
|
MbVector3D * derives2 ) const;
|
|
void ProfileSurface( ptrdiff_t i, double v, bool pole, // \ru Полюс. \en Pole.
|
|
uint uDeg, uint vDeg,
|
|
const MbCartPoint3D & spinePoint,
|
|
const MbVector3D & spineFirst,
|
|
const MbVector3D & spineSecond,
|
|
const MbVector3D & spineThird,
|
|
const MbVector3D * points,
|
|
MbVector3D * derives0,
|
|
MbVector3D * derives1,
|
|
MbVector3D * derives2,
|
|
MbVector3D * derives3 ) const; // \ru Определение массива производных для i-го сечения \en Determination of array of derivatives for i-th section
|
|
void CalculatePoint( double & u, double & v, bool ext, MbCartPoint3D & point ) const;
|
|
void CalculateExplore( double & u, double & v, bool ext,
|
|
MbCartPoint3D & pnt, MbVector3D & uDer, MbVector3D & vDer,
|
|
MbVector3D * uuDer, MbVector3D * vvDer, MbVector3D * uvDer ) const;
|
|
void CalculateSurface( double & u, double & v, bool ext, uint uDeg, uint vDeg,
|
|
MbVector3D & der ) const;
|
|
void CalculateLikeLofted( double & u, double & v, bool ext,
|
|
size_t uDer, size_t vDer, MbCartPoint3D & point ) const;
|
|
void ExploreLikeLofted( double & u, double & v, bool ext,
|
|
MbCartPoint3D & pnt, MbVector3D & uDer, MbVector3D & vDer,
|
|
MbVector3D * uuDer, MbVector3D * vvDer, MbVector3D * uvDer ) const;
|
|
inline void CheckParam( double & u, double & v, bool ext ) const;
|
|
void CheckParam( double & u, bool ext ) const;
|
|
|
|
void operator = ( const MbElevationSurface & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbElevationSurface )
|
|
};
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbElevationSurface )
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверить параметры. \en Check parameters.
|
|
// ---
|
|
inline void MbElevationSurface::CheckParam( double & u, double & v, bool ext ) const
|
|
{
|
|
if ( !ext ) { // \ru Внутри параметрического прямоугольника. \en Inside of the region of parameters.
|
|
if ( (u < umin) || (u > umax) ) {
|
|
if ( uclosed ) {
|
|
double uRgn = umax - umin;
|
|
u -= ::floor((u - umin) / uRgn) * uRgn;
|
|
}
|
|
else {
|
|
if ( u < umin )
|
|
u = umin;
|
|
else
|
|
u = umax;
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
if ( (v < vmin) || (v > vmax) ) {
|
|
if ( vclosed ) {
|
|
double vRgn = vmax - vmin;
|
|
v -= ( ::floor((v - vmin) / vRgn) * vRgn );
|
|
}
|
|
else {
|
|
if ( v < vmin )
|
|
v = vmin;
|
|
else
|
|
v = vmax;
|
|
}
|
|
}
|
|
}
|
|
else { // \ru Вне параметрического прямоугольника. \en Outside of the region of parameters.
|
|
if ( u < umin && GetPoleUMin() ) {
|
|
u = umin;
|
|
}
|
|
else if ( u > umax && GetPoleUMax() ) {
|
|
u = umax;
|
|
}
|
|
if ( v < vmin && GetPoleVMin() ) {
|
|
v = vmin;
|
|
}
|
|
else if ( v > vmax && GetPoleVMax() ) {
|
|
v = vmax;
|
|
}
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Cоздать параметр для заданной кривой
|
|
\en Create parameter for specified curve \~
|
|
\details \ru Кривая-профиль должна быть плоской. Если направляющая пересекается с плоскостью профиля,
|
|
в качестве параметра принимается координата вдоль направляющей точки пересечения ее с плоскостью профиля,
|
|
ближайшей к центру масс профильной кривой. \n
|
|
Если направляющая не пересекается с плоскостью профиля, в качестве параметра используется координата на направляющей
|
|
проекции центра масс профильной кривой на направляющую.
|
|
\en Profile curve should be planar. If guide curve intersects with plane of profile,
|
|
then as parameter is used the coordinate along guide curve of intersection point of it with plane of profile
|
|
which is nearest to center of mass of profile curve. \n
|
|
If guide curve not intersects with plane of profile, then as parameter is used the coordinate on guide curve
|
|
of projection of center of mass of profile curve onto guide curve. \~
|
|
\param[in] crvThis - \ru Профильная кривая.
|
|
\en The profile curve. \~
|
|
\param[in] spine - \ru Направляющая.
|
|
\en The spine (guide) curve. \~
|
|
\param[in,out] wcThis - \ru Центр масс профильной кривой.
|
|
\en Center of mass of profile curve. \~
|
|
\param[in,out] ct - \ru Искомый параметр.
|
|
\en Required parameter. \~
|
|
\param[in,out] tau - \ru Производная направляющей в точке с координатой ct. Если в функцию передать nullptr, производная не вычисляется.
|
|
\en Derivative of guide curve at point with 'ct' coordinate. If giving nullptr to function, then derivative isn't calculated. \~
|
|
\return \ru true - если направляющая пересекается с плоскостью профиля, false - если не пересекается.
|
|
\en True - if guide curve intersects with plane of profile, false - if not intersects. \~
|
|
\ingroup Algorithms_3D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
bool CreateElevationParam( const MbCurve3D & crvThis, const MbCurve3D & spine,
|
|
MbCartPoint3D & wcThis, double & ct, MbVector3D * tau );
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Наполнить массив v-параметров и весовых центров заданных кривых.
|
|
\en Fill array of v-parameters and weight centers of given curves. \~
|
|
\details \ru Если все профильные кривые плоские, параметры вычисляются функцией CreateElevationParam.
|
|
Иначе параметр для каждой кривой вычисляется как координата вдоль направляющей проекции центра масс кривой на направляющую.
|
|
\en If all the profile curves are planar, then parameters are calculated by CreateElevationParam function.
|
|
Otherwise parameter for each curve is calculated as coordinate along guide projection of center of mass of curve to guide. \~
|
|
\param[in] uCurves - \ru Множество профильных кривых.
|
|
\en Set of profile curves. \~
|
|
\param[in] vcls - \ru Замкнута ли поверхность по параметру v.
|
|
\en Whether the surface is closed by parameter v. \~
|
|
\param[in] spine - \ru Направляющая.
|
|
\en The spine (guide) curve. \~
|
|
\param[in,out] vParams - \ru Множество параметров.
|
|
\en Set of parameters. \~
|
|
\param[in,out] tiePnts - \ru Множество центров масс профильных кривых. Не заполняется, если в функцию передать nullptr.
|
|
\en Set of centers of mass of profile curves. If giving nullptr to function, then it isn't filled. \~
|
|
\return \ru true - если массив параметров успешно создан.
|
|
\en True - if the array of parameters successfully created. \~
|
|
\ingroup Algorithms_3D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
bool CreateElevationParams( RPArray<MbCurve3D> & uCurves, bool vcls, const MbCurve3D & spine,
|
|
SArray<double> & vParams, SArray<MbCartPoint3D> * tiePnts );
|
|
|
|
|
|
#endif // __SURF_ELEVATION_SURFACE_H
|