SaraP
367 lines
28 KiB
C++
367 lines
28 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||
/**
|
||
\file
|
||
\brief \ru Поверхность заметания.
|
||
\en The swept surface. \~
|
||
|
||
*/
|
||
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||
|
||
#ifndef __SURF_EVOLUTION_SURFACE_H
|
||
#define __SURF_EVOLUTION_SURFACE_H
|
||
|
||
|
||
#include <surf_swept_surface.h>
|
||
#include <surf_spine.h>
|
||
#include <tool_multithreading.h>
|
||
#include <templ_dptr.h>
|
||
|
||
|
||
class MATH_CLASS MbSurfaceWorkingData;
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Поверхность заметания.
|
||
\en The swept surface. \~
|
||
\details \ru Кинематическая поверхность образуется путем движения образующей кривой curve по направляющей кривой spine->curve.
|
||
В процессе движения вдоль направляющей кривой образующая кривая сохраняет своё положение в движущейся локальной системе координат,
|
||
начало которой совпадает с текущей точкой базовой кривой.
|
||
Одна из осей движущейся локальной системы координат всегда совпадает с касательной направляющей кривой,
|
||
а две другие оси ортогональны ей.
|
||
Первый параметр поверхности совпадает с параметром образующей кривой.
|
||
Второй параметр поверхности совпадает с параметром направляющей кривой.
|
||
\en Sweep with guide curve surface is formed by moving the 'curve' generating curve along spine->curve guide curve.
|
||
While moving along a guide curve the generating curve keeps its position in the moving local coordinate system,
|
||
which origin coincides with the current point of the base curve.
|
||
One of the axes of the moving local coordinate system is always coincident to the tangent of the guide curve,
|
||
and the other two axes are orthogonal to it.
|
||
First parameter of surface coincides with parameter of generating curve.
|
||
Second parameter of surface coincides with parameter of guide curve. \~
|
||
\ingroup Surfaces
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
class MATH_CLASS MbEvolutionSurface : public MbSweptSurface {
|
||
protected:
|
||
MbSpine * spine; ///< \ru Направляющая кривая. \en Spine (guide) curve.
|
||
MbCartPoint3D origin; ///< \ru Начало направляющей кривой. \en Beginning of generating curve.
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Вспомогательные данные.
|
||
\en Auxiliary data. \~
|
||
\details \ru Вспомогательные данные служат для ускорения работы объекта.
|
||
\en Auxiliary data are used for fast calculations. \n \~
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
class MbEvolutionSurfaceAuxiliaryData : public AuxiliaryData {
|
||
public:
|
||
DPtr<MbSurfaceWorkingData> wData; ///< \ru Рабочие данные для расчета поверхности. \en Working data for the calculation of a surface.
|
||
MbCartPoint3D wPnt; ///< \ru Рабочая точка. \en Working point.
|
||
MbVector3D wVect; ///< \ru Рабочий вектор. \en Working vector.
|
||
MbMatrix3D wMatr; ///< \ru Рабочая матрица. \en Working matrix.
|
||
|
||
MbEvolutionSurfaceAuxiliaryData();
|
||
MbEvolutionSurfaceAuxiliaryData( const MbEvolutionSurfaceAuxiliaryData & );
|
||
virtual ~MbEvolutionSurfaceAuxiliaryData();
|
||
|
||
void Init();
|
||
void Init( const MbEvolutionSurfaceAuxiliaryData & );
|
||
void Move( const MbVector3D & );
|
||
};
|
||
|
||
mutable CacheManager<MbEvolutionSurfaceAuxiliaryData> cache;
|
||
|
||
public:
|
||
|
||
/** \brief \ru Конструктор по образующей и направляющей.
|
||
\en Constructor by generating curve and guide curve. \~
|
||
\details \ru Конструктор по образующей и направляющей.
|
||
\en Constructor by generating curve and guide curve. \~
|
||
\param[in] c - \ru Образующая
|
||
\en Generating curve \~
|
||
\param[in] s - \ru Направляющая
|
||
\en Guide curve \~
|
||
\param[in] sameCurve - \ru Признак использования оригинала образующей, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of generating curve, not a copy \~
|
||
\param[in] sameSpine - \ru Признак использования оригинала направляющей, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of guide curve, not a copy \~
|
||
*/
|
||
MbEvolutionSurface( const MbCurve3D & c, const MbSpine & s, bool sameCurve, bool sameSpine = false );
|
||
|
||
/** \brief \ru Конструктор по образующей и направляющей.
|
||
\en Constructor by generating curve and guide curve. \~
|
||
\details \ru Конструктор по образующей, направляющей и её кривой векторa ориентации матрицы преобразования.
|
||
\en Constructor by generating curve, guide curve and its curve of transformation matrix orientation vector. \~
|
||
\param[in] c - \ru Образующая
|
||
\en Generating curve \~
|
||
\param[in] s - \ru Направляющая
|
||
\en Guide curve \~
|
||
\param[in] d - \ru Кривая векторa ориентации матрицы преобразования направляющей
|
||
\en Curve of orientation vector of transformation matrix of guide curve \~
|
||
\param[in] sameCurve - \ru Признак использования оригинала образующей, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of generating curve, not a copy \~
|
||
\param[in] sameSpine - \ru Признак использования оригинала направляющей, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of guide curve, not a copy \~
|
||
\param[in] sameD - \ru Признак использования оригинала кривой d, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of 'd' curve, not a copy \~
|
||
*/
|
||
MbEvolutionSurface( const MbCurve3D & c, const MbCurve3D & s, const MbCurve3D & d,
|
||
bool sameCurve, bool sameSpine, bool sameD );
|
||
|
||
/** \brief \ru Конструктор по радиусу, направляющей и её кривой векторa ориентации матрицы преобразования.
|
||
\en Constructor by radius, guide curve and its curve of transformation matrix orientation vector. \~
|
||
\details \ru Конструктор кинематической поверхности с образующей кривой - дугой окружности.
|
||
Используется только в конвертерах.
|
||
\en Constructor of evolution surface with circular arc as generating curve.
|
||
Used only in converters. \~
|
||
\param[in] r - \ru Радиус образующей
|
||
\en Radius of generating curve \~
|
||
\param[in] s - \ru Направляющая
|
||
\en Guide curve \~
|
||
\param[in] d - \ru Кривая векторa ориентации матрицы преобразования направляющей
|
||
\en Curve of orientation vector of transformation matrix of guide curve \~
|
||
\param[in] pURgn - \ru Область параметра U
|
||
\en Region of U parameter \~
|
||
\param[in] pVRgn - \ru Область параметра V
|
||
\en Region of V parameter \~
|
||
*/
|
||
MbEvolutionSurface( double r, const MbCurve3D & s, const MbCurve3D & d, MbRect1D * pURgn, MbRect1D * pVRgn, VERSION version = Math::DefaultMathVersion() );
|
||
|
||
protected:
|
||
MbEvolutionSurface( const MbEvolutionSurface &, MbRegDuplicate * );
|
||
private:
|
||
MbEvolutionSurface( const MbEvolutionSurface & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
||
public:
|
||
virtual ~MbEvolutionSurface();
|
||
|
||
public:
|
||
VISITING_CLASS( MbEvolutionSurface );
|
||
|
||
/** \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 Determine 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 Move.
|
||
void Rotate ( const MbAxis3D &, double angle, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Повернуть вокруг оси. \en Rotate around an axis.
|
||
|
||
void GetProperties( MbProperties & ) override; // \ru Выдать свойства объекта. \en Get properties of the object.
|
||
void SetProperties( const MbProperties & ) override; // \ru Записать свойства объекта. \en Set properties of the object.
|
||
void GetBasisItems ( RPArray <MbSpaceItem> & ) override; // \ru Дать базовые объекты. \en Get the base objects.
|
||
void GetBasisPoints( MbControlData3D & ) const override; // \ru Выдать контрольные точки объекта. \en Get control points of object.
|
||
void SetBasisPoints( const MbControlData3D & ) override; // \ru Изменить объект по контрольным точкам. \en Change the object by control points.
|
||
|
||
/** \} */
|
||
/** \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 The point on the surface.
|
||
void DeriveU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная по u. \en The first derivative with respect to u.
|
||
void DeriveV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная по v. \en The first derivative with respect to v.
|
||
void DeriveUU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по u. \en The second derivative with respect to u.
|
||
void DeriveVV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по v. \en The second derivative with respect to v.
|
||
void DeriveUV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по uv. \en The second derivative with respect to uv.
|
||
void DeriveUUU( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override;
|
||
void DeriveUUV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override;
|
||
void DeriveUVV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override;
|
||
void DeriveVVV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override;
|
||
void Normal( double & u, double & v, MbVector3D & ) const override;
|
||
/** \} */
|
||
/** \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 расширенной поверхности. \en The point on the extended surface.
|
||
void _DeriveU ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная по u. \en The first derivative with respect to u.
|
||
void _DeriveV ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная по v. \en The first derivative with respect to v.
|
||
void _DeriveUU ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по u. \en The second derivative with respect to u.
|
||
void _DeriveVV ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по v. \en The second derivative with respect to v.
|
||
void _DeriveUV ( double u, double v, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная по uv. \en The second derivative with respect to uv.
|
||
void _DeriveUUU( double u, double v, MbVector3D & ) const override;
|
||
void _DeriveUUV( double u, double v, MbVector3D & ) const override;
|
||
void _DeriveUVV( double u, double v, MbVector3D & ) const override;
|
||
void _DeriveVVV( double u, double v, MbVector3D & ) const override;
|
||
void _Normal( double u, double v, MbVector3D & ) const override;
|
||
/** \} */
|
||
/** \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 StepU ( double u, double v, double sag ) const override; // \ru Вычисление шага по u по заданной стрелке прогиба. \en Calculation of the parameter step in u direction by the sag.
|
||
double StepV ( double u, double v, double sag ) const override; // \ru Вычисление шага по v по заданной стрелке прогиба. \en Calculation of the parameter step in v direction by the sag.
|
||
double DeviationStepU( double u, double v, double angle ) const override; // \ru Вычисление шага по u по заданному углу отклонения. \en Calculation of the parameter step in u direction by the deviation angle.
|
||
double DeviationStepV( double u, double v, double angle ) const override; // \ru Вычисление шага по v по заданному углу отклонения. \en Calculation of the parameter step in v direction by the deviation angle.
|
||
double MetricStepU ( double u, double v, double length ) const override; // \ru Вычисление шага по u по заданной длине. \en Calculation of the parameter step in u direction by the given length.
|
||
double MetricStepV ( double u, double v, double length ) const override; // \ru Вычисление шага по v по заданной длине. \en Calculation of the parameter step in v direction by the given length.
|
||
size_t GetUCount() const override;
|
||
size_t GetVCount() const override;
|
||
/** \} */
|
||
/** \ru \name Общие функции поверхности
|
||
\en \name Common functions of surface
|
||
\{ */
|
||
double CurvatureU ( double u, double v ) const override; // \ru Kривизна линии по u. \en Curvature of line by u.
|
||
bool IsPlanar( double accuracy = METRIC_EPSILON ) const override; // \ru Является ли поверхность плоской. \en Whether the surface is planar.
|
||
|
||
void ChangeCarrier( const MbSpaceItem & item, MbSpaceItem & init ) override; // \ru Изменение носителя. \en Changing of carrier.
|
||
|
||
void CalculateGabarit( MbCube & ) const override; // \ru Выдать габарит. \en Get the bounding box.
|
||
void CalculateLocalGabarit( const MbMatrix3D &, MbCube & ) const override; // \ru Рассчитать габарит относительно л.с.к. \en Calculate bounding box relative to the local coordinate system.
|
||
|
||
MbSplineSurface * NurbsSurface( double, double, double, double, bool bmatch = false ) const override; // \ru NURBS копия поверхности. \en NURBS copy of a surface.
|
||
MbSurface * NurbsSurface( const MbNurbsParameters & uParam, const MbNurbsParameters & vParam ) const override; // \ru NURBS копия поверхности. \en NURBS copy of a surface.
|
||
MbSurface * Offset( double d, bool same ) const override; // \ru Создание эквидистантной поверхности. \en Create an offset surface.
|
||
|
||
// \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
|
||
|
||
MbCurve3D * CurveU( double v, MbRect1D *pRgn, bool bApprox = true ) const override; // \ru Пространственная копия линии v = const. \en Spatial copy of 'v = const'-line.
|
||
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 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;
|
||
// \ru Подобные ли поверхности для объединения (слива). \en Whether the surfaces to union (joining) are similar.
|
||
bool IsSimilarToSurface( const MbSurface & surf, VERSION version, double precision = METRIC_PRECISION ) const override;
|
||
// \ru Дать двумерную матрицу преобразования из своей параметрической области в параметрическую область surf. \en Get two-dimensional transformation matrix from own parametric region to parametric region of 'surf'.
|
||
bool GetMatrixToSurface( const MbSurface & surf, MbMatrix & matr, VERSION version, double precision = METRIC_PRECISION ) const override;
|
||
bool GetCenterLines( std::vector<MbCurve3D *> & clCurves ) const override; // \ru Дать осевые (центральные) линии для поверхности. \en Get center lines of a surface.
|
||
// \ru Определение разбивки параметрической области поверхности вертикалями и горизонталями. \en Determine splitting of parametric region of surface by vertical and horizontal lines.
|
||
void GetTesselation( const MbStepData & stepData,
|
||
double u1, double u2, double v1, double v2,
|
||
SArray<double> & uu, SArray<double> & vv ) const override;
|
||
bool IsSpinePeriodic() const override; // \ru Периодичность направляющей. \en Periodicity of a guide curve.
|
||
|
||
size_t GetUMeshCount() const override; // \ru Выдать количество полигонов по u. \en Get the count of polygons by u.
|
||
size_t GetVMeshCount() const override; // \ru Выдать количество полигонов по v. \en Get the count of polygons by v.
|
||
|
||
// \ru Включить точку в область определения. \en Include a point into domain.
|
||
void IncludePoint( double u, double v ) override;
|
||
/** \} */
|
||
/** \ru \name Функции кинематической поверхности
|
||
\en \name Functions of the evolution surface
|
||
\{ */
|
||
|
||
/** \brief \ru Определение матрицы переноса для образующей.
|
||
\en Determination of translation matrix for generating curve. \~
|
||
\details \ru Определение матрицы переноса для образующей по параметру направляющей.
|
||
\en Determination of translation matrix for generating curve by parameter of guide curve. \~
|
||
\param[in] v - \ru Параметр на направляющей
|
||
\en Parameter on the guide curve \~
|
||
\param[in] matr - \ru Матрица-результат
|
||
\en Matrix-result \~
|
||
*/
|
||
void TransformMatrix( double v, MbMatrix3D & matr ) const;
|
||
|
||
/// \ru Направляющая. \en Guide curve.
|
||
const MbSpine & GetSpine() const { return *spine; }
|
||
|
||
/// \ru Направляющая кривая. \en The spine (guide) curve.
|
||
const MbCurve3D & GetSpineCurve() const { return spine->GetCurve(); }
|
||
/// \ru Центр тяжести образующей. \en Center of gravity of generating curve.
|
||
const MbCartPoint3D & GetOrigin() const { return origin; }
|
||
|
||
/// \ru Дать направляющую кривую для изменения. \en Get guide curve for editing.
|
||
MbCurve3D & SetSpineCurve() { return spine->SetCurve(); }
|
||
/// \ru Задать центр тяжести образующей. \en Set center of gravity of generating curve.
|
||
void SetOrigin( const MbCartPoint3D & p ) { origin = p; SetDirtyGabarit(); }
|
||
/** \} */
|
||
|
||
protected :
|
||
void Init();
|
||
private:
|
||
void operator = ( const MbEvolutionSurface & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
||
|
||
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbEvolutionSurface )
|
||
};
|
||
|
||
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbEvolutionSurface )
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Создать кинематическую поверхность.
|
||
\en Create an evolution surface. \~
|
||
\details \ru Создать кинематическую поверхность.
|
||
\en Create an evolution surface. \~
|
||
\param[in] curve - \ru Образующая кривая
|
||
\en Generating curve \~
|
||
\param[in] spine - \ru Направляющая кривая
|
||
\en Guide curve \~
|
||
\param[in] samec - \ru Признак использования оригинала образующей кривой, а не копии.
|
||
\en Attribute of usage of original of generating curve, not a copy. \~
|
||
\param[in] sames - \ru Признак использования оригинала направляющей кривой spine, а не копии.
|
||
\en Attribute of usage of original of guide curve (spine), not a copy. \~
|
||
\return \ru Возвращает созданную поверхность.
|
||
\en Return the created surface. \~
|
||
\ingroup Surface_Modeling
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
MATH_FUNC (MbSurface &) CreateEvolutionSurface( const MbCurve3D & curve, const MbSpine & spine, bool samec, bool sames = false );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Создать кинематическую поверхность.
|
||
\en Create an evolution surface. \~
|
||
\details \ru Создать кинематическую поверхность.
|
||
\en Create an evolution surface. \~
|
||
\param[in] curve - \ru Образующая кривая
|
||
\en Generating curve \~
|
||
\param[in] spine - \ru Направляющая кривая
|
||
\en Guide curve \~
|
||
\param[in] samec - \ru Признак использования оригинала образующей кривой, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of generating curve, not a copy \~
|
||
\param[in] sames - \ru Признак использования оригинала направляющей кривой, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of guide curve, not a copy \~
|
||
\return \ru Возвращает созданную поверхность.
|
||
\en Return the created surface. \~
|
||
\ingroup Surface_Modeling
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
MATH_FUNC (MbSurface &) CreateEvolutionSurface( const MbCurve3D & curve, const MbCurve3D & spine,
|
||
bool samec, bool sames );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Создать кинематическую поверхность.
|
||
\en Create an evolution surface. \~
|
||
\details \ru Создать кинематическую поверхность.
|
||
\en Create an evolution surface. \~
|
||
\param[in] curve - \ru Образующая кривая
|
||
\en Generating curve \~
|
||
\param[in] spine - \ru Направляющая кривая
|
||
\en Guide curve \~
|
||
\param[in] spineDirection - \ru Направляющая кривая для направляющей кривой
|
||
\en Guide curve for guide curve \~
|
||
\param[in] samec - \ru Признак использования оригинала образующей кривой, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of generating curve, not a copy \~
|
||
\param[in] sames - \ru Признак использования оригинала направляющей кривой, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of guide curve, not a copy \~
|
||
\param[in] samed - \ru Признак использования оригинала кривой spineDirection, а не копии
|
||
\en Attribute of usage of original of spineDirection curve, not a copy \~
|
||
\return \ru Возвращает созданную поверхность.
|
||
\en Return the created surface. \~
|
||
\ingroup Surface_Modeling
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
MATH_FUNC (MbSurface &) CreatePipeSurface( const MbCurve3D & curve, const MbCurve3D & spine,
|
||
const MbCurve3D & spineDirection,
|
||
bool samec, bool sames, bool samed );
|
||
|
||
|
||
#endif // __SURF_EVOLUTION_SURFACE_H
|