Extern/C3d/Include/op_polymesh_parameter.h

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
  \file
  \brief \ru Параметры операций над полигональными сетками с топологией.
         \en Parameters of operations on the polygonal meshes with topology. \~

*/
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#ifndef __OP_POLYMESH_PARAMETERS_H
#define __OP_POLYMESH_PARAMETERS_H

#include <math_define.h>
#include <mb_placement3d.h>
#include <mb_data.h>
#include <templ_sptr.h>
#include <polymesh.h>
#include <curve3d.h>

class MATH_CLASS MbFaceShell;
class MATH_CLASS MbHalfedgeAttrSizetEdge;
class MATH_CLASS MbHalfedgeAttrDoubleEdge;
class MATH_CLASS MbHalfedgeAttrBoolVertex;

//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Параметры операции расчета кривизн полигональной сетки.
           \en Parameters for mesh curvature calculation. \~
    \details \ru Параметры операции расчета кривизн полигональной сетки.
                 Возможны два метода - с помощью дискретного дифференциального оператора, и с помощью вписывания полиномиальной поверхности
                 в окрестность вершины. Количество соседей для второго метода должно быть в пределах от 1 до 10.
             \en Parameters for mesh curvature calculation. 
                 There are two methods are possible - by discrete differential operator and by polynomial surface fitting.
                 Number of neighbors for second method must be in the range from 1 to 10. \~
    \ingroup Polygonal_Objects
*/
// ---
class MATH_CLASS MbMeshCurvatureParams
{
public:
  //------------------------------------------------------------------------------
  /** \brief \ru Перечисление методов расчета кривизн полигональной сетки.
  */
  // ---
  enum class MethodCalcCurvatures
  {
    byDiscrDiffOperators, ///< \ru Дискретный дифференциальный оператор. \en Discrete differential operator.
    byApproxPolynom       ///< \ru Аппроксимация полиномиальной поверхностью. \en Polynomial surface fitting.
  };

private:
  MethodCalcCurvatures _method;        ///< \ru Метод расчета. \en Calculation method.
  size_t               _nNeighborRing; ///< \ru Количество соседей для аппроксимации поверхностью. \en Number of neighbors for surface fitting.

public:
  /// \ru Конструктор. \en Constructor.
  MbMeshCurvatureParams()
    : _method       ( MethodCalcCurvatures::byDiscrDiffOperators )
    , _nNeighborRing( 0                                          )
  {}
  /// \ru Деструктор. \en Destructor.
  ~MbMeshCurvatureParams() {}

  /// \ru Инициализировать метод дискретного оператора. \en Initialize discrete operator method.
  void InitOperatorMethod()
  {
    _method = MethodCalcCurvatures::byDiscrDiffOperators;
    _nNeighborRing = 0;
  }
  /// \ru Инициализировать метод полиномиальной поверхности. \en Initialize polynomial surface method.
  void InitPolynomMethod( size_t nRing )
  {
    _method = MethodCalcCurvatures::byApproxPolynom;
    _nNeighborRing = nRing;
  }

  ///< \ru Получить способ вычисления. \en Get calculation method.
  MethodCalcCurvatures GetMethod() const { return _method; }
  ///< \ru Получить количество соседей. \en Get number of neighbors.
  size_t GetRingsNumber() const { return _nNeighborRing; }

  OBVIOUS_PRIVATE_COPY( MbMeshCurvatureParams )
};


//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Параметры драпировки оболочки тканью.
           \en Parameters for the shell draping. \~
  \details \ru Параметры драпировки оболочки тканью. \n
                 Параметры содержат информацию о положении развёртки и свойствах материала.
           \en Parameters for the shell draping. \n
               Parameters contain information about the scan position and material properties. \~
  \ingroup Shell_Building_Parameters
  \warning \ru В разработке.
           \en Under development. \~
*/
// ---
class MATH_CLASS MbDrapeShellParams
{
public:
  //------------------------------------------------------------------------------
  /** \brief \ru Перечисление для типа констрейна для кривой.
             \en Constraint curve type. \~
    \details \ru Перечисление для типа констрейна для кривой.
             \en Constraint curve type. \~
  */
  // ---
  enum class ConstraintCurveType
  {
    geodesic, ///< \ru Геодезическая. \en Geodesic.
    curve     ///< \ru Заданная кривая. \en Given curve.
  };

  //------------------------------------------------------------------------------
  /** \brief \ru Перечисление для угла между основой ткани и кривой-кострейна.
             \en Fiber angle from a constraint curve. \~
    \details \ru Перечисление для угла между основой ткани и кривой-кострейна.
             \en Fiber angle from a constraint curve. \~
  */
  // ---
  enum class AngleFromCurveType
  {
    degrees0,      ///< \ru Ноль градусов. \en Zero degrees.
    degreesPlus45, ///< \ru 45 градусов. \en 45 degrees.
    degreesMinus45 ///< \ru Минус 45 градусов. \en Minus 45 degrees.
  };

private:
  double                _epsSew;              ///< \ru Точность сшивки сетки. \en Sew tolerance. \~
  double                _cellSize;            ///< \ru Размер ячейки ткани. \en Fiber cell size. \~
  ConstraintCurveType   _constraintCurveType; ///< \ru Тип кривой-констрейна. \en Constraint curve type. \~
  AngleFromCurveType    _angleFromCurveType;  ///< \ru Угол между основой ткани и кривой. \en Fiber angle from a curve. \~
  MbPlacement3D         _place;               ///< \ru Локальная система координат развернутой поверхности. \en The local coordinate system for the result surface. \~
  MbStepData            _stepData;            ///< \ru Данные для расчета шага. \en Data for the step calculation. \~
  SPtr<MbPolymesh>      _mesh;                ///< \ru Линеаризация оболочки. \en Shell linearization. \~
  SPtr<const MbCurve3D> _firstStageRegion;    ///< \ru Кривая для приоритетной области. \en First stage region curve. \~
  SPtr<const MbCurve3D> _constrainCurve;      ///< \ru Кривая-констрейн. \en Constraint curve. \~

public:
  /// \ru Конструктор (только для внутреннего использования ). \en Constructor ( for internal usage only ).
  MbDrapeShellParams();

public:
  /// \ru Конструктор по параметрам. \en Constructor by parameters.
  MbDrapeShellParams( const MbFaceShell & shell, const MbStepData & stepData, double epsSew = METRIC_EPSILON );
  /// \ru Деструктор. \en Destructor.
  ~MbDrapeShellParams();

public:
  // \ru Валидны ли данные. \en Is data valid.
  bool IsValid() const;
  // \ru Инициализировать данные. \en Initialize data.
  void Init( const MbPlacement3D &     place, 
                   ConstraintCurveType constrCurveType, 
                   AngleFromCurveType  angFromCurveType, 
                   double              cellSize, 
             const MbCurve3D *         pConstraintCurve = nullptr,
             const MbCurve3D *         pFirstStageRegion = nullptr);

  // \ru Получить линеаризацию оболочки. \en Get shell linearization. \~
  const SPtr<MbPolymesh> & GetMesh() const { return _mesh; }
  // \ru Получить приоритетную область. \en Get the first stage region. \~
  const SPtr<const MbCurve3D> & GetFirstStageRegion() const { return _firstStageRegion; }
  // \ru Получить для изменения приоритетную область. \en Get first stage region. \~
  SPtr<const MbCurve3D> & SetFirstStageRegion() { return _firstStageRegion; }
  // \ru Получить кривую-констрейн. \en Get constraint curve. \~
  const SPtr<const MbCurve3D> & GetConstraintCurve() const { return _constrainCurve; }
  // \ru Получить для изменения кривую-констрейн. \en Get constraint curve. \~
  SPtr<const MbCurve3D> & SetConstraintCurve() { return _constrainCurve; }
  // \ru Получить данные для расчета шага. \en Get data for step calculation. \~
  const MbStepData & GetStepData() const { return _stepData; }
 
  /// \ru Установить локальную систему координат развернутой поверхности сетки. \en Set the local coordinate system for a mesh unwrapping. \~
  void SetPlacement( const MbPlacement3D & pl ) { _place.Init( pl ); }
  // \ru Получить локальную систему координат развернутой поверхности сетки. \en Get the local coordinate system for a mesh unwrapping. \~
  const MbPlacement3D & GetPlacement() const { return _place; }
  /// \ru Установить размер ячейки. \en Set cell size. \~
  void SetCellSize( double cellSize ) { _cellSize = cellSize; }
  // \ru Получить размер ячейки. \en Get cell size. \~
  double GetCellSize() const { return _cellSize; }
  /// \ru Установить тип кривой-констрейна. \en Set constraint curve type. \~
  void SetConstraintCurveType( ConstraintCurveType type ) { _constraintCurveType = type; }
  // \ru Получить тип кривой-констрейна. \en Get constraint curve type. \~
  ConstraintCurveType GetConstraintCurveType() const { return _constraintCurveType; }
  /// \ru Установить угол между основой ткани и кривой. \en Set fiber angle from the curve. \~
  void SetAngleFromCurveType( AngleFromCurveType type ) { _angleFromCurveType = type; }
  // \ru Получить угол между основой ткани и кривой. \en Get fiber angle from the curve. \~
  AngleFromCurveType GetAngleFromCurveType() const { return _angleFromCurveType; }

  // \ru Функции только для внутреннего использования. \en Functions for the internal usage only. 

  // \ru Получить для изменения линеаризацию оболочки. \en Get the shell linearization. \~
  SPtr<MbPolymesh> & SetMesh() { return _mesh; }
  // \ru Получить для изменения данные для расчета шага. \en Get data for the step calculation. \~
  MbStepData & SetStepData() { return _stepData; }
  // \ru Инициализировать линеаризацию оболочки. \en Initialize the shell linearization. \~
  void InitMesh( const MbFaceShell & shell, const MbStepData & stepData, double epsSew );
  /// \ru Установить точность сшивки. \en Set sew tolerance. \~
  void SetSewTolerance( double epsSew ) { _epsSew = epsSew; }
  // \ru Получить точность сшивки. \en Get sew tolerance. \~
  double GetSewTolerance() const { return _epsSew; }
  
  OBVIOUS_PRIVATE_COPY( MbDrapeShellParams );
}; // MbDrapeShellParams


//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Результаты драпировки оболочки тканью.
           \en Shell draping results. \~
  \details \ru Результаты драпировки оболочки тканью. \n
               Содержат информацию о ячейках ткани в 3D и развертки в 2D.
           \en Shell draping results. \n
               Results contain information about 3D fiber cells and 2D unwrapping. \~
  \ingroup Shell_Building_Parameters
  \warning \ru В разработке.
           \en Under development. \~
*/
// ---
class MATH_CLASS MbDrapeShellResults
{
private:
  SPtr<MbPolymesh>                    _mesh;      ///< \ru Результат. \en The result. \~
  std::vector<c3d::SpacePointsVector> _sides;     ///< \ru Полилинии сторон ячеек. \en Cell sides polylines. \~
  std::vector<c3d::SpacePointsVector> _warp;      ///< \ru Полилинии для нулевой нити основы. \en Warp polylines. \~
  std::vector<c3d::SpacePointsVector> _weft;      ///< \ru Полилинии для нулевой нити утка. \en Weft polylines. \~
  MbHalfedgeAttrSizetEdge *           _pAttrId;   ///< \ru Атрибут индексов сторон ячеек. \en An attribute for cell sides indices. \~
  MbHalfedgeAttrDoubleEdge *          _pAttrAng;  ///< \ru Атрибут углов сторон ячеек. \en An attribute for cell sides angles. \~
  MbHalfedgeAttrBoolVertex *          _pAttrNode; ///< \ru Атрибут флагов узлов ткани. \en An attribute for the fiber nodes. \~

public:
  /// \ru Конструктор. \en Constructor.
  MbDrapeShellResults();
  /// \ru Деструктор. \en Destructor.
  ~MbDrapeShellResults();

  /// \ru Очистить данные. \en Clear data.
  void Clear();
  // \ru Получить результат. \en Get the result. \~
  const SPtr<MbPolymesh> & GetMesh() const { return _mesh; }
  // \ru Получить результат. \en Get the result. \~
  SPtr<MbPolymesh> & SetMesh() { return _mesh; }

  // \ru Является ли вершина узлом ткани. \en Is vertex a fiber node. \~
  bool IsNode( size_t iVx ) const;
  // \ru Получить угол деформации для ребра сетки. \en Get a deformation angle for the mesh edge. \~
  double GetEdgeAngle( size_t iEd ) const;
  // \ru Получить идентификатор полилинии для этого ребра сетки. \en Get a polyline index for the given mesh edge. \~
  size_t  GetSideId( size_t iEd ) const;
  /** \brief \ru Получить полилинии для главной нити основы.
            \en Get a polyline for the main warp thread. \~
   \details \ru Получить полилинии для главной нити основы.
                Эти полилинии идут от точки приложения в положительном и отрицательном направлении
                оси Х локальной системы координат.
            \en Get polyline for maGet a polyline for the main warp thread.
                Polylines go in a positive and negative direction along the X-axis of the local coordinate system.
 */
  const std::vector<c3d::SpacePointsVector> & GetWarp() const { return _warp; }
  /** \brief \ru Получить полилинии для главной нити утка.
             \en Get a polyline for the main weft thread. \~
    \details \ru Получить полилинии для главной нити утка.
                 Эти полилинии идут от точки приложения в положительном и отрицательном направлении
                 оси Y локальной системы координат.
             \en Get a polyline for the main weft thread.
                 Polylines go in a positive and negative direction along the Y-axis of the local coordinate system.
  */
  const std::vector<c3d::SpacePointsVector> & GetWeft() const { return _weft; }
  /** \brief \ru Получить полилинии для главной нити основы.
           \en Get a polyline for the main warp thread. \~
  \details \ru Получить полилинии для главной нити основы.
               Эти полилинии идут от точки приложения в положительном и отрицательном направлении
               оси Х локальной системы координат.
           \en Get a polyline for the main warp thread.
               Polylines go in a positive and negative direction along the X-axis of the local coordinate system.
*/
  std::vector<c3d::SpacePointsVector> & GetWarp() { return _warp; }
  /** \brief \ru Получить полилинии для главной нити утка.
             \en Get a polyline for the main weft thread. \~
    \details \ru Получить полилинии для главной нити утка.
                 Эти полилинии идут от точки приложения в положительном и отрицательном направлении
                 оси Y локальной системы координат.
             \en Get a polyline for the main weft thread. 
                 Polylines go in a positive and negative direction along the Y-axis of the local coordinate system.
  */
  std::vector<c3d::SpacePointsVector> & GetWeft() { return _weft; }
  /// \ru Получить полилинию для стороны ячейки. \en Get a cell side polyline.
  const std::vector<c3d::SpacePointsVector> & GetCellSides() const { return _sides; }
  /// \ru Получить полилинию для стороны ячейки. \en Get a cell side polyline.
  std::vector<c3d::SpacePointsVector> & GetCellSides() { return _sides; }
  /** \brief \ru Получить грань-развертку.
             \en Get an unwrapped face. \~
    \details \ru Получить грань-развертку.
                 Ее контур получается путем аппроксимации границы сеточной развертки.
             \en Get an unwrapped face.
                 This is a contour calculated by an approximation of the unwrapped mesh border.
    \param[in] tolApprox - \ru Точность аппроксимации.
                           \en An approximation tolerance. \~
    \param[out] unwrapped - \ru Грань-развертка.
                            \en An unwrapped face. \~
  */
  void GetUnwrapped( double tolApprox, c3d::FaceSPtr & unwrapped ) const;
  /** \brief \ru Получить полилинию разреза ткани на поверхности оболочки.
            \en Get a fiber cut polyline on the shell surface. \~
   \details \ru Получить полилинию разреза ткани на поверхности оболочки.
            \en Get a fiber cut polyline on the shell surface.
   \param[in] uv - \ru Начало прямой - линии разреза.
                   \en A cut line beginning. \~
   \param[in] dir - \ru Направление прямой - линии разреза.
                    \en A cut line direction. \~
   \param[out] polys - \ru Полилинии - отображение линии разреза на оболочку.
                       \en Polylines represented a line mapping to the shell. \~
 */
  void GetSplitPolylines( const MbCartPoint & uv, const MbVector & dir, std::vector<c3d::SpacePointsVector> & polys ) const;

  // \ru Инициализировать атрибуты сетки. \en Initialize the mesh attributes. \~
  void InitAttributes();

  OBVIOUS_PRIVATE_COPY( MbDrapeShellResults );
};

#endif // __OP_POLYMESH_PARAMETERS_H