Egalware/Extern
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
master
Extern/C3d/Include/mb_placement.h
T
SaraP 827b79f766 Extern : 
- C3d aggiornamento delle librerie ( 117987).
2024-04-16 14:59:59 +02:00

489 lines
27 KiB
C++
Raw Permalink Blame History

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/** \file
\brief \ru Локальная система координат в двумерном пространстве.
\en Local coordinate system in two dimensional space. \~
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef __MB_PLACEMENT_H
#define __MB_PLACEMENT_H
#include <mb_cart_point.h>
#include <mb_matrix.h>
//----------------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Типы локальных систем координат в двумерном пространстве.
\en Types of local coordinate systems in two dimensional space. \~
\details \ru Типы локальных систем координат в двумерном пространстве.
\en Types of local coordinate systems in two dimensional space. \~
\ingroup Mathematic_Base_2D
*/
// ---
enum MbeLocalSystemType {
ls_CartesSystem, ///< \ru Декартова система координат. \en Cartesian coordinate system.
ls_PolarSystem, ///< \ru Полярная система координат. \en Polar coordinate system.
};
//----------------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Локальная система координат в двумерном пространстве.
\en Local coordinate system in two dimensional space. \~
\details \ru Локальная система координат в двумерном пространстве. \n
В большинстве случаев система координат (СК) является правой, а векторы системы ортонормированы.
С помощью преобразований система координат может стать левой и не ортонормированной.
Локальная система координат является декартовой,
Точка в декартовой системе координат определяется двумя координатами x, y.
\en Local coordinate system in two dimensional space. \n
Local coordinate system is described by the initial point and two non-parallel vectors.
In most cases the system of coordinates is right, and vectors of system are orthonormalized.
A coordinate system can become left and not orthonormalized via transformations.
Local coordinate system is Cartesian,
Point in the Cartesian coordinate system is defined by two coordinates x, y. \~
\ingroup Mathematic_Base_2D
*/
// ---
class MATH_CLASS MbPlacement {
private:
MbCartPoint origin; ///< \ru Положение начала локальной системы координат. \en Origin of coordinate system.
MbVector axisX; ///< \ru Направление первой оси. \en Direction of first axis.
MbVector axisY; ///< \ru Направление второй оси. \en Direction of second axis.
private:
/**
\brief \ru Состояние локальной системы координат.
\en State of local coordinate system. \~
\details \ru Состояние локальной системы координат определяется установкой битовых полей: \n
MB_TRANSLATION - начало координат не ноль \n
MB_ROTATION - система координат не единичная \n
MB_LEFT - признак левой системы координат \n
MB_ORTOGONAL - ортогональная система координат, взводится только в случае аффинной системы координат \n
MB_AFFINE - система координат произвольная аффинная \n
MB_UNSET - битовые флаги не установлены \n
При изменении системы координат flag должен быть сброшен в неустановленное состояние MB_UNSET. \n
Если flag == MB_UNSET, то при использовании системы координат происходит определение её состояния.\n
\en State of local coordinate system is defined by setting-up of bit fields: \n
MB_TRANSLATION - origin of coordinate system is not zero \n
MB_ROTATION - coordinate system is not unit \n
MB_LEFT - attribute of left coordinate system \n
MB_ORTOGONAL - orthogonal coordinate system, it is set-up only if coordinate system is affine \n
MB_AFFINE - any affine coordinate system \n
MB_UNSET - bit flags not set \n
'flag' has to be reset to unspecified MB_UNSET state while changing the coordinate system. \n
if 'flag' == MB_UNSET then the state of coordinate system is specified while it is being used.\n \~
*/
mutable uint8 flag;
public :
/// \ru Конструктор по умолчанию. \en Default constructor.
MbPlacement();
/// \ru Конструктор по точке и нормализованному вектору направления. \en Constructor by point and normalized direction vector.
MbPlacement( const MbCartPoint &, const MbDirection &, bool l = false );
/// \ru Конструктор по точке и двум векторам. \en Constructor by point and two vectors.
MbPlacement( const MbCartPoint &, const MbVector &, const MbVector & );
/// \ru Конструктор по точке и знакам направления осей X и Y. \en Constructor by point and signs of X-axis and Y-axis directions.
MbPlacement( const MbCartPoint &, bool, bool );
/// \ru Конструктор по точке и углу. \en Constructor by point and angle.
MbPlacement( const MbCartPoint &, double angle, bool l = false );
/// \ru Конструктор по координатам начала ЛСК и углу. \en Constructor by angle and coordinates of local coordinate system origin.
MbPlacement( double x, double y, double angle );
/// \ru Конструктор по двум точкам. \en Constructor by two points.
MbPlacement( const MbCartPoint & p1, const MbCartPoint & p2 );
/// \ru Конструктор копирования. \en Copy-constructor.
MbPlacement( const MbPlacement & );
/// \ru Конструктор по матрице. \en Constructor by matrix.
MbPlacement( const MbMatrix & matr );
/// \ru Деструктор. \en The destructor.
~MbPlacement();
public: // \ru Функции инициализации \en Initialization functions.
/// \ru Сделать совпадающей с мировой СК. \en Make coincident with global coordinate system.
void Init();
/// \ru Инициализировать по заданной ЛСК. \en Initialize by given local coordinate system.
void Init( const MbPlacement & init );
/// \ru Инициализировать по точке и вектору направления. \en Initialize by a point and direction vector.
void Init( const MbCartPoint & initOrigin, const MbDirection & initDir, bool l = false );
/// \ru Инициализировать по точке и углу. \en Initialize by a point and an angle.
void Init( const MbCartPoint & initOrigin, double angle, bool l = false );
/// \ru Инициализировать по точке и двум векторам. \en Initialize by a point and two vectors.
void Init( const MbCartPoint &, const MbVector &, const MbVector & );
public: // \ru Функции доступа к данным. \en Getters and Setters.
/// \ru Дать начало ЛСК. \en Get the origin of local coordinate system.
const MbCartPoint & GetOrigin() const { return origin; }
/// \ru Дать ось X. \en Get the X-axis.
const MbVector & GetAxisX() const { return axisX; }
/// \ru Дать ось Y. \en Get the Y-axis.
const MbVector & GetAxisY() const { return axisY; }
/// \ru Дать начало ЛСК. \en Get the origin of local coordinate system.
void GetOrigin( MbCartPoint & pc ) const { pc = origin; }
/// \ru Перевести точку и первые три производные из локальной в глобальную систему координат. \en Transform a point and the first three derivatives from a local coordinate system to the global coordinate system.
void GetPointAndDerivesFrom( MbCartPoint & point, MbVector & firstDer,
MbVector & secondDer, MbVector & thirdDer,
MbeLocalSystemType type = ls_CartesSystem ) const;
// \ru Установить новое значение \en Set the new value
/// \ru Дать начало ЛСК. \en Get the origin of local coordinate system.
MbCartPoint & SetOrigin() { flag = MB_UNSET; return origin; }
/// \ru Дать ось X. \en Get the X-axis.
MbVector & SetAxisX() { flag = MB_UNSET; return axisX; }
/// \ru Дать ось Y. \en Get the Y-axis.
MbVector & SetAxisY() { flag = MB_UNSET; return axisY; }
/// \ru Задать начало ЛСК. \en Set the origin of local coordinate system.
void SetOrigin( const MbCartPoint & p );
/// \ru Задать ось X. \en Set the X-axis.
void SetAxisX ( const MbDirection & v );
/// \ru Задать ось Y. \en Set the Y-axis.
void SetAxisY ( const MbDirection & v );
/// \ru Задать ось X. \en Set the X-axis.
void SetAxisX ( const MbVector & v );
/// \ru Задать ось Y. \en Set the Y-axis.
void SetAxisY ( const MbVector & v );
/// \ru Дать матрицу преобразования в локальную СК: r=R*into (обратная матрица). \en Get the matrix of transformation to the local coordinate system: r=R*into (inverse matrix).
void GetMatrixInto( MbMatrix & m ) const;
/// \ru Дать матрицу преобразования из локальной СК: R=r*from (прямая матрица). \en Get the matrix of transformation from the local coordinate system: R=r*from (direct matrix).
void GetMatrixFrom( MbMatrix & m ) const;
public: // \ru Функции доступа к данным. \en Getters and Setters.
/// \ru Сдвинуть вдоль вектора. \en Translate along a vector.
void Move( const MbVector & );
/// \ru Сдвинуть на заданные приращения. \en Translate by given increments.
void Move( double dx, double dy );
/// \ru Повернуть вокруг точки на угол. \en Rotate at angle around a point.
void Rotate( const MbCartPoint & pnt, double angle );
/// \ru Повернуть вокруг точки на угол, заданный вектором направления. \en Rotate around a point at the angle given by direction vector.
void Rotate( const MbCartPoint & pnt, const MbDirection & angle );
/// \ru Преобразовать согласно матрице. \en Transform according to the matrix.
void Transform( const MbMatrix & matr );
/// \ru Рассчитать СК по начальной и конечной точкам. \en Calculate the coordinate system by the start point and the end point.
void Calculate( const MbCartPoint & from, const MbCartPoint & to );
/// \ru Пересчитать СК по измененным внутренним данным. \en Recalculate the coordinate system by changed internal data.
void Reset();
///< \ru Масштабировать ЛСК. \en Scale the local coordinate system.
void Scale( double sx, double sy, double &lx, double &ly );
/// \ru Являются ли объекты равными? \en Determine whether an object is equal?
bool IsSame( const MbPlacement & other, double accuracy ) const;
/// \ru Инвертировать ось 0X. \en Invert the 0X-axis.
void InvertAxisX();
/// \ru Инвертировать ось 0Y. \en Invert the 0Y-axis.
void InvertAxisY();
/// \ru Проверить на равенство. \en Check for equality.
bool operator == ( const MbPlacement & ) const;
/// \ru Проверить на неравенство. \en Check for inequality.
bool operator != ( const MbPlacement & ) const;
/// \ru Присвоить другую систему координат. \en Assign another coordinate system.
void operator = ( const MbPlacement & );
/// \ru Умножить на локальную систему (как перемножение матриц): P = this * p. \en Multiply by a local coordinate system: P = this * p (as of matrix multiplication).
MbPlacement operator * ( const MbPlacement & p ) const;
/// \ru Перевести точку из глобальной в локальную систему координат. \en Transform point from the global coordinate system to a local coordinate system.
void TransformInto( MbCartPoint & ) const;
/// \ru Перевести точку из локальной в глобальную систему координат. \en Transform point from a local coordinate system to the global coordinate system.
void TransformFrom( MbCartPoint & ) const;
/// \ru Перевести вектор из глобальной в локальную систему координат. \en Transform a vector from the global coordinate system to a local coordinate system.
void TransformInto( MbVector & ) const;
/// \ru Перевести вектор из локальной в глобальную систему координат. \en Transform a vector from a local coordinate system to the global coordinate system.
void TransformFrom( MbVector & ) const;
/// \ru Нормализовать. \en Normalize.
void Normalize() { Reset(); }
public: // \ru Функции получения свойств. \en Properties.
/// \ru Свойство совпадения с мировой системой координат. \en Property of coincidence with global coordinate system.
bool IsSingle () const { return (MB_IDENTITY == CheckFlag()); }
/// \ru Проверить, присутствует ли сдвиг системы координат относительно глобальной. \en Check if a coordinate system is translated relative to the global coordinate system.
bool IsTranslation() const { return !!(CheckFlag() & MB_TRANSLATION); }
/// \ru Проверить, присутствует ли поворот системы координат относительно глобальной. \en Check if the coordinate system is rotated relative to the global coordinate system.
bool IsRotation () const { return !!(CheckFlag() & MB_ROTATION); }
/// \ru Выдать признак лево-ориентированного плейсмента. \en Get attribute of left placement.
bool IsLeft () const { return !!(CheckFlag() & MB_LEFT); }
/// \ru Проверить, является ли СК ортогональной, но ненормированной. \en Check if a coordinate system is orthogonal, but not normalized.
bool IsOrt () const { return !!(CheckFlag() & MB_ORTOGONAL); }
/// \ru Проверить признак ортогональности СК. \en Check orthogonality of a coordinate system.
bool IsOrthogonal () const { CheckFlag(); return ( !(flag & MB_AFFINE) || !!(flag & MB_ORTOGONAL) ); }
/// \ru Проверить, является ли СК аффинной (если нет - то она ортонормированная). \en Check if a coordinate system is affine (otherwise it is orthonormalized).
bool IsAffine () const { return !!(CheckFlag() & MB_AFFINE); }
/// \ru Проверить признак ортонормированности СК. \en Check if a coordinate system is orthonormalized.
bool IsNormal () const { return !IsAffine(); }
/// \ru Проверить, что битовые флаги не установлены. \en Check whether bit flags are not set.
bool IsUnSet () const { return !!( flag & MB_UNSET ); }
/// \ru Вычислить и вернуть признак лево-ориентированного плейсмента. \en Calculate and return attribute of left placement.
bool CheckLeft();
/// \ru Проверить ортогональность. \en Check orthogonality.
bool IsCardinalPoint( double eps = Math::AngleEps ) const;
/// \ru Проверить параллелен оси 0X или 0Y. \en Check if parallel to 0X-axis or 0Y-axis
bool IsCardinalStrict( double eps ) const;
/// \ru Являются ли оси СК совпадающими со стандартной (правой ортонормированной СК). \en Check if axes of coordinate system are coincident to a standard one (right orthonormalized coordinate system).
bool IsTranslationStandard() const;
/// \ru Проверить, является ли СК ортогональной с равными по длине осями X,Y (круг остается кругом). \en Check if a coordinate system is orthogonal with axes X and Y of equal length (circle moves to circle).
bool IsCircular() const;
/// \ru Проверить, является ли СК ортогональной с равными по длине осями X,Y (круг остается кругом). \en Check if a coordinate system is orthogonal with axes X and Y of equal length (circle moves to circle).
bool IsCircular( double & lxy ) const;
/// \ru Проверить, является ли СК ортогональной с равными по длине осями X,Y (круг остается кругом). \en Check if a coordinate system is orthogonal with axes X and Y of equal length (circle moves to circle).
bool IsIsotropic() const { return IsCircular(); }
/// \ru Проверить, является ли СК ортогональной с равными по длине осями X,Y (круг остается кругом). \en Check if a coordinate system is orthogonal with axes X and Y of equal length (circle moves to circle).
bool IsIsotropic( double & lxy ) const { return IsCircular( lxy ); }
/// \ru Выдать свойства объекта. \en Get properties of the object.
void GetProperties( MbProperties & properties );
/// \ru Записать свойства объекта. \en Set properties of the object.
void SetProperties( const MbProperties & properties );
private:
/// \ru Выставить флаги. \en Set flags.
uint8 ResetFlag() const;
// Оценить флаги, если оценки не было
uint8 CheckFlag() const { return IsUnSet() ? ResetFlag() : flag; }
// Проверить флаг смещения.
void CheckOrigin() const { uint8 val = flag; ::CheckOrigin( *this, val, true ); flag = val; }
// \ru Проверить флаг вращения. \en Check rotation flag.
void CheckRotation() const { uint8 val = flag; ::CheckRotation( *this, val, true ); flag = val; }
KNOWN_OBJECTS_RW_REF_OPERATORS_EX_BASE( MbPlacement, MATH_FUNC_EX )
DECLARE_NEW_DELETE_CLASS( MbPlacement )
DECLARE_NEW_DELETE_CLASS_EX( MbPlacement )
};
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Конструктор по умолчанию. \en Constructor.
// ---
inline MbPlacement::MbPlacement()
: origin( 0.0, 0.0 )
, axisX ( 1.0, 0.0 )
, axisY ( 0.0, 1.0 )
, flag ( MB_IDENTITY )
{
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Конструктор копирования. \en Copy constructor.
// ---
inline MbPlacement::MbPlacement( const MbPlacement & other )
: origin( other.origin ) // начало координат
, axisX ( other.axisX ) // направление оси 0X
, axisY ( other.axisY ) // направление оси 0Y
, flag ( other.flag )
{
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Конструктор \en Constructor
// ---
inline MbPlacement::MbPlacement( const MbMatrix & matr )
: origin( matr.GetOrigin() )
, axisX ( matr.GetAxisX() )
, axisY ( matr.GetAxisY() )
, flag( MB_UNSET )
{
if ( !matr.IsAffine() ) {
flag = MB_IDENTITY;
if ( matr.IsTranslation() )
flag |= MB_TRANSLATION;
if ( matr.IsRotation() )
flag |= MB_ROTATION;
if ( matr.IsLeft() )
flag |= MB_LEFT;
if ( matr.IsOrt() )
flag |= MB_ORTOGONAL;
}
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Инициализация единичной матрицы (мировая СК). \en Initialize.
// ---
inline void MbPlacement::Init()
{
origin.SetZero();
axisX.Init( 1.0, 0.0 );
axisY.Init( 0.0, 1.0 );
flag = MB_IDENTITY;
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Инициализация по плейсменту. \en Initialize by placement.
// ---
inline void MbPlacement::Init( const MbPlacement & init ) {
*this = init;
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Сдвиг по вектору. \en Move by vector.
// ---
inline void MbPlacement::Move( const MbVector & to ) {
origin.Move( to );
CheckOrigin();
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Сдвиг по вектору. \en Move by vector.
// ---
inline void MbPlacement::Move( double dx, double dy ) {
origin.Move( dx, dy );
CheckOrigin();
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Трансформация по матрице. \en Transform by matrix.
// ---
inline void MbPlacement::Transform( const MbMatrix & matr )
{
origin.Transform( matr );
axisX.Transform( matr );
axisY.Transform( matr );
ResetFlag();
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Установить новое начало плейсмента. \en Set new origin.
// ---
inline void MbPlacement::SetOrigin( const MbCartPoint & pc )
{
origin = pc;
CheckOrigin();
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Проверка на равенство \en Check for equality
// ---
inline bool MbPlacement::operator == ( const MbPlacement & with ) const
{
return ( origin == with.origin ) &&
( axisX == with.axisX ) &&
( axisY == with.axisY );
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Проверка на неравенство \en Check for inequality
// ---
inline bool MbPlacement::operator != ( const MbPlacement & with ) const {
return !( *this == with );
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Присвоение другой системы координат \en Assignment of another coordinate system
// ---
inline void MbPlacement::operator = ( const MbPlacement & other )
{
origin = other.origin; // \ru Начало координат \en The origin
axisX = other.axisX; // \ru Направление оси 0X \en Direction of 0X-axis
axisY = other.axisY; // \ru Направление оси 0Y \en Direction of 0Y-axis
flag = other.flag;
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Поворот \en Rotation
// ---
inline void MbPlacement::Rotate( const MbCartPoint & pnt, double angle )
{
MbDirection d( angle );
Rotate( pnt, d );
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Вычислить и вернуть признак лево-ориентированного плейсмента \en Calculate and return attribute of left placement
// ---
inline bool MbPlacement::CheckLeft()
{
if ( !(flag & MB_UNSET) ) {
if ( (axisX | axisY) < 0.0 )
flag |= MB_LEFT;
else
flag &= ~MB_LEFT;
}
else {
ResetFlag();
}
return !!( flag & MB_LEFT );
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Проверка параллелен оси 0X или 0Y \en Check if parallel to 0X-axis or 0Y-axis
// ---
inline bool MbPlacement::IsCardinalPoint( double eps ) const
{
return ( ((::fabs( axisX.y ) < eps) && (::fabs( axisY.x ) < eps)) ||
((::fabs( axisX.x ) < eps) && (::fabs( axisY.y ) < eps)) );
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Проверка параллелен оси 0X или 0Y \en Check if parallel to 0X-axis or 0Y-axis
// ---
inline bool MbPlacement::IsCardinalStrict( double eps ) const {
return ( (::fabs( axisX.y ) < eps) && (::fabs( axisY.x ) < eps) );
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Являются ли оси с.к. совпадающими со стандартной (правой ортонормированной с.к.) \en Check if the axes of a coordinate system are coincident to a standard one (right orthonormalized coordinate system)
// ---
inline bool MbPlacement::IsTranslationStandard() const
{
if ( !IsLeft() && IsNormal() ) {
if ( axisX.Colinear( MbVector::xAxis, ANGLE_EPSILON ) && axisY.Colinear( MbVector::yAxis, ANGLE_EPSILON ) )
return true;
}
return false;
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Является ли с.к. ортогональной с равными по длине осями X,Y (круг остается кругом) \en Whether a coordinate system is orthogonal with the axes X and Y of equal length (circle moves to circle)
// ---
inline bool MbPlacement::IsCircular() const
{
if ( IsNormal() )
return true;
else if ( IsOrthogonal() && c3d::EqualLengths( axisX.Length(), axisY.Length() ) )
return true;
return false;
}
//----------------------------------------------------------------------------------------
// \ru Является ли с.к. ортогональной с равными по длине осями X,Y (круг остается кругом) \en Whether a coordinate system is orthogonal with the axes X and Y of equal length (circle moves to circle)
// ---
inline bool MbPlacement::IsCircular( double & lxy ) const
{
lxy = 1.0;
if ( IsNormal() )
return true;
else if ( IsOrthogonal() ) {
double lx = axisX.Length();
double ly = axisY.Length();
if ( c3d::EqualLengths( lx, ly ) ) {
lxy = 0.5 * (lx + ly);
return true;
}
}
return false;
}
#endif // __MB_PLACEMENT_H
Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink