SaraP
241 lines
20 KiB
C++
241 lines
20 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Поверхность на ограничивающем контуре.
|
|
\en The surface on the bounding contour. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __SURF_GREGORY_SURFACE_H
|
|
#define __SURF_GREGORY_SURFACE_H
|
|
|
|
|
|
#include <surface.h>
|
|
#include <curve3d.h>
|
|
#include <math_define.h>
|
|
#include <templ_dptr.h>
|
|
|
|
|
|
class MATH_CLASS MbContour3D;
|
|
class MbTriWorkingData;
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Поверхность на ограничивающем контуре.
|
|
\en The surface on the bounding contour. \~
|
|
\details \ru Поверхность, построенная на замкнутом контуре.
|
|
Поверхность определяется замкнутым контуром из n, n>1, пространственных кривых и состоит из n патчей,
|
|
G1-гладко стыкующихся между собой. Каждый патч является модификацией четырехугольной поверхности Грегори.
|
|
В вершинах патча нарушается равенство смешанных производных.
|
|
\en The surface defined by closed contour.
|
|
The surface is defined by closed contour of n, n>1, spacial curves and consists of n patches connected in such
|
|
a way to satisfy G1-continuity. Every patch is the modification of quadrilateral Gregory surface.
|
|
At the vertex of patch the equality of mixed derivatives is not fulfilled. \~
|
|
\ingroup Surfaces
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbGregorySurface : public MbSurface {
|
|
class MbGregoryWorkingData;
|
|
private:
|
|
size_t sn; ///< \ru Количество сторон многоугольника. \en The sides count of polygon.
|
|
RPArray<MbCurve3D> contour; ///< \ru Границы многоугольника. \en The polygon boundaries.
|
|
SArray<MbeMatingType> conjug; ///< \ru Тип сопряжения вдоль границы. \en Conjugation type along the curve.
|
|
RPArray<MbCurve3D> radial; ///< \ru Кривые от заданной точки до сторон многоугольника. \en Curves from given point to polygon sides.
|
|
DPtr<MbGregoryWorkingData> gd; ///< \ru Расчетные данные поверхности. \en Surface computational data.
|
|
|
|
public:
|
|
/** \brief \ru Конструктор поверхности.
|
|
\en Constructor of surface. \~
|
|
\details \ru Конструктор поверхности на ограничивающем контуре.
|
|
\en Constructor of surface on the bounding contour. \~
|
|
\param[in] initContour - \ru Контур.
|
|
\en The contour. \~
|
|
*/
|
|
MbGregorySurface( const MbContour3D & initContour, const SArray<MbeMatingType> * conj = nullptr );
|
|
protected:
|
|
/// \ru Конструктор-копия. \en Copy constructor.
|
|
MbGregorySurface( const MbGregorySurface &, MbRegDuplicate * );
|
|
public:
|
|
virtual ~MbGregorySurface();
|
|
|
|
public:
|
|
VISITING_CLASS( MbGregorySurface );
|
|
|
|
/** \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 Make a copy of element.
|
|
bool IsSame( const MbSpaceItem & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override; // \ru Является ли объект копией. \en Whether the object is a copy.
|
|
bool SetEqual( const MbSpaceItem & init ) override; // \ru Сделать равным. \en Make equal.
|
|
bool IsSimilar( const MbSpaceItem & init ) const override; // \ru Являются ли объекты подобными. \en Whether the objects are similar.
|
|
void Transform( const MbMatrix3D & matr, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Преобразовать элемент согласно матрице. \en Transform element according to the matrix
|
|
void Move( const MbVector3D &to, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Сдвиг. \en Translation
|
|
void Rotate( const MbAxis3D &axis, double angle, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Повернуть вокруг оси. \en Rotate around an axis
|
|
void Refresh() override; // \ru Сбросить все временные данные. \en Flush all the temporary data.
|
|
|
|
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> & ) 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 описания области определения поверхности.
|
|
\en \name Functions for surface domain description.
|
|
\{ */
|
|
double GetUMin() const override;
|
|
double GetVMin() const override;
|
|
double GetUMax() const override;
|
|
double GetVMax() const override;
|
|
|
|
bool IsUClosed() const override; // \ru Замкнута ли гладко поверхность по параметру u без учета граничного контура. \en Whether the surface is smoothly closed by parameter u without regard to the boundary contour.
|
|
bool IsVClosed() const override; // \ru Замкнута ли гладко поверхность по параметру v без учета граничного контура. \en Whether the surface is smoothly closed by parameter v without regard to the boundary contour.
|
|
bool IsUTouch() const override; // \ru Замкнута ли фактически поверхность по параметру u независимо от гладкости. \en Whether the surface is actually closed by parameter u regardless of the smoothness.
|
|
bool IsVTouch() const override; // \ru Замкнута ли фактически поверхность по параметру v независимо от гладкости. \en Whether the surface is actually closed by parameter v regardless of the smoothness.
|
|
bool IsUPeriodic() const override; // \ru Замкнута ли гладко поверхность по параметру u. \en Whether the surface is smoothly closed by parameter u.
|
|
bool IsVPeriodic() const override; // \ru Замкнута ли гладко поверхность по параметру v. \en Whether the surface is smoothly closed by parameter v.
|
|
double GetUPeriod() const override; // \ru Вернуть период для замкнутой поверхности или 0. \en Return period for closed surface or 0.
|
|
double GetVPeriod() const override; // \ru Вернуть период для замкнутой поверхности или 0. \en Return period for closed surface or 0.
|
|
|
|
size_t GetUCount() const override;
|
|
// \ru Существует ли полюс на границе параметрической области. \en Whether there is pole on boundary of parametric region.
|
|
bool GetPoleUMin() const override;
|
|
bool GetPoleUMax() const override;
|
|
bool GetPoleVMin() const override;
|
|
bool GetPoleVMax() const override;
|
|
bool IsPole( double u, double v, double paramPrecision = PARAM_PRECISION ) const override; // \ru Является ли точка особенной \en Whether the point is special
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \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 & p ) const override; // \ru Точка на поверхности \en Point on the surface
|
|
void DeriveU ( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Первая производная по u \en First derivative with respect to u
|
|
void DeriveV ( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Первая производная по v \en First derivative with respect to v
|
|
void DeriveUU ( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Вторая производная по u \en Second derivative with respect to u
|
|
void DeriveVV ( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Вторая производная по v \en Second derivative with respect to v
|
|
void DeriveUV ( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Вторая производная по uv \en Second derivative with respect to uv
|
|
void DeriveUUU( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
void DeriveUUV( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
void DeriveUVV( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
void DeriveVVV( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
void Normal ( double & u, double & v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Нормаль \en Normal
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \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 & p ) const override; // \ru Точка на поверхности \en Point on the surface
|
|
void _DeriveU ( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Первая производная по u \en First derivative with respect to u
|
|
void _DeriveV ( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Первая производная по v \en First derivative with respect to v
|
|
void _DeriveUU ( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Вторая производная по u \en Second derivative with respect to u
|
|
void _DeriveVV ( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Вторая производная по v \en Second derivative with respect to v
|
|
void _DeriveUV ( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Вторая производная по uv \en Second derivative with respect to uv
|
|
void _DeriveUUU( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
void _DeriveUUV( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
void _DeriveUVV( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
void _DeriveVVV( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
void _Normal ( double u, double v, MbVector3D & p ) const override; // \ru Нормаль \en Normal
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \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 параметра u по по величине прогиба. \en Calculation of parameter u step by the value of sag.
|
|
//virtual double StepV ( double u, double v, double sag ) const override; // \ru Вычисление шага параметра v по по величине прогиба. \en Calculation of parameter v step by the value of sag.
|
|
double DeviationStepU( double u, double v, double ang ) const override; // \ru Вычисление шага параметра u по углу отклонения нормали \en Calculation of parameter u step by the angle of deviation of normal
|
|
//double DeviationStepV( double u, double v, double ang ) const override; // \ru Вычисление шага параметра v по углу отклонения нормали \en Calculation of parameter v step by the angle of deviation of normal
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Общие функции поверхности.
|
|
\en \name Common functions of surface.
|
|
\{ */
|
|
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.
|
|
/** \} */
|
|
|
|
private:
|
|
// \ru Проверить параметры и в случае выхода за пределы загнать в область определения. // \en Check parameters and if it is out of limits, then move it to domain.
|
|
void CheckParams( double & u, double & v ) const;
|
|
// \ru Проверить параметры и в случае захода за полюс или выходе за период загнать в область определения. // \en Check parameters and if it is out of pole or it is out of period, then drive it to the domain region.
|
|
void CheckParamsEx( double & u, double & v ) const;
|
|
|
|
// \ru Определить местные координаты области поверхности. \en Determine local coordinates of surface region.
|
|
void LocalCoordinate( double u, double v, double & ul, double & vl, size_t & i, MbTriWorkingData * pd ) const;
|
|
// \ru Вычислить вспомогательные векторы производных в узлах кривых. \en Calculate auxiliary vectors of derivatives at nodes of curves.
|
|
void CalculateVertex( const size_t & i, MbTriWorkingData * pd ) const;
|
|
// \ru Вычислить вспомогательные вектора производных вдоль кривых патча. \en Calculate auxiliary vectors of derivatives along curves of patch.
|
|
void CalculateAlong0( const double & ul, const double & vl, const size_t & patch, MbTriWorkingData * pd ) const;
|
|
void CalculateAlong1( const double & ul, const size_t & patch, MbTriWorkingData * pd ) const;
|
|
void CalculateAlong2( const double & vl, const size_t & patch, MbTriWorkingData * pd ) const;
|
|
// \ru Производные в локальных координатах. \en Derivatives in the local coordinates.
|
|
void DerU ( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Первая производная по u. \en First derivative with respect to u.
|
|
void DerV ( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Первая производная по v. \en First derivative with respect to v.
|
|
void DerUU ( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Вторая производная по u. \en Second derivative with respect to u.
|
|
void DerVV ( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Вторая производная по v. \en Second derivative with respect to v.
|
|
void DerUV ( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Вторая производная по uv. \en Second derivative with respect to uv.
|
|
void DerUUU( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Третья производная. \en Third derivative.
|
|
void DerUUV( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Третья производная. \en Third derivative.
|
|
void DerUVV( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Третья производная. \en Third derivative.
|
|
void DerVVV( const double & ul, const double & vl, MbTriWorkingData * pd, MbVector3D & vect ) const; // \ru Третья производная. \en Third derivative.
|
|
// \ru Вычислить нормаль. \en Normal calculation.
|
|
void ExactNormal( double u, double v, const MbVector3D & derU, const MbVector3D & derV, MbVector3D & norm ) const;
|
|
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbGregorySurface )
|
|
OBVIOUS_PRIVATE_COPY( MbGregorySurface )
|
|
}; // MbGregorySurface
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbGregorySurface )
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверить параметры и в случае выхода за пределы загнать в область определения. \en Check parameters and if it is out of limits, then move it to domain.
|
|
// ---
|
|
inline void MbGregorySurface::CheckParams( double & u, double & v ) const
|
|
{
|
|
if ( (u > -EXTENT_EPSILON && u < 0.0) || (u >= static_cast<double>(sn) && u < static_cast<double>(sn) + EXTENT_EPSILON) )
|
|
u = 0.0;
|
|
else if ( (u < 0.0) || (u >= static_cast<double>(sn)) )
|
|
u -= ::floor( u / static_cast<double>(sn) ) * static_cast<double>(sn);
|
|
if ( v < 0.0 )
|
|
v = 0.0;
|
|
else if ( v > 1.0 )
|
|
v = 1.0;
|
|
}
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверить параметры и в случае захода за полюс или выходе за период загнать в область определения. \en Check parameters and if it is out of pole or it is out of period, then drive it to the domain region.
|
|
// ---
|
|
inline void MbGregorySurface::CheckParamsEx( double & u, double & v ) const
|
|
{
|
|
if ( (u > -EXTENT_EPSILON && u < 0.0) || (u >= static_cast<double>(sn) && u < static_cast<double>(sn) + EXTENT_EPSILON) )
|
|
u = 0.0;
|
|
else if ( (u < 0.0) || (u >= static_cast<double>(sn)) )
|
|
u -= ::floor( u / static_cast<double>(sn) ) * static_cast<double>(sn);
|
|
if ( v < 0.0 )
|
|
v = 0.0;
|
|
}
|
|
|
|
|
|
#endif // __SURF_GREGORY_SURFACE_H
|