SaraP
777 lines
62 KiB
C++
777 lines
62 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||
/**
|
||
\file
|
||
\brief \ru Функции для анализа нормалей и кривизны поверхностей и кривых.
|
||
\en Functions for normals and curvature analysis of surfaces and curves. \~
|
||
|
||
*/
|
||
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||
|
||
#ifndef __ACTION_CURVATURE_ANALYSIS_H
|
||
#define __ACTION_CURVATURE_ANALYSIS_H
|
||
|
||
|
||
#include <surface.h>
|
||
#include <cur_surface_intersection.h>
|
||
#include <topology.h>
|
||
|
||
|
||
class MbCurveMinMaxCurvatureParams;
|
||
class MbCurveMinMaxCurvatureResults;
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Алгоритмы поиска экстремумов на поверхности.
|
||
\en Algorithms for finding extremes on the surface. \~
|
||
\details \ru Константы, задающие вызываемый алгоритм поиска экстремальных значений функции на поверхности.
|
||
\en Constants defining the called algorithm for searching for extreme values of a function on a surface. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
enum MbeExtremsSearchingMethod
|
||
{
|
||
esm_GradientDescent = 1, ///< \ru Метод градиентного спуска. \en Gradient Descent Method.
|
||
esm_LineSegregation = 2, ///< \ru Метод выделения линий смены убывания / возрастания функции по u и по v. \en The method of segregation of lines of change of decrease / increase of the function in u and v directions.
|
||
esm_AdaptiveCells = 3, ///< \ru Метод адаптивного дробления ячеек. \en Adaptive cell splitting method.
|
||
};
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Функция, заданная на поверхности.
|
||
\en The function define on the surface. \~
|
||
\details \ru Рассчитывает значение самой функции и ее градиент.
|
||
\en Calculates the value of the function itself and its gradient. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
typedef void( *SurfaceFunction )( const MbSurface & surf, // Поверхность,
|
||
const MbCartPoint & pnt, // точка на поверхности
|
||
double & func, // рассчитываемое значение функции,
|
||
MbVector * der );// рассчитываемое значение вектора градиента (если указатель не нулевой).
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Вычислить в точке поверхности минимальную нормальную кривизну, а также ее градиент.
|
||
\en Calculate at the point of the surface the minimum normal curvature, as well as its gradient. \~
|
||
\details \ru Вычисляется значение кривизны и опционально значение ее градиента в точке (если передается ненулевой указатель).
|
||
\en The curvature value is calculated and, optionally, its gradient value at a point (if a non-zero pointer is passed). \~
|
||
\param[in] surf - \ru Поверхность.
|
||
\en Surface. \~
|
||
\param[in] pnt - \ru Точка расчета.
|
||
\en Point of calculation. \~
|
||
\param[out] func - \ru Рассчитываемое значение кривизны.
|
||
\en Calculated curvature value. \~
|
||
\param[out] der - \ru Рассчитываемое значение градиента кривизны.
|
||
\en The calculated value of the curvature gradient. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) MinSurfaceCurvature( const MbSurface & surf,
|
||
const MbCartPoint & pnt,
|
||
double & func,
|
||
MbVector * der = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Вычислить в точке поверхности максимальную нормальную кривизну, а также ее градиент.
|
||
\en Calculate at the point of the surface the maximum normal curvature, as well as its gradient. \~
|
||
\details \ru Вычисляется значение кривизны и опционально значение ее градиента в точке (если передается ненулевой указатель).
|
||
\en The curvature value is calculated and, optionally, its gradient value at a point (if a non-zero pointer is passed). \~
|
||
\param[in] surf - \ru Поверхность.
|
||
\en Surface. \~
|
||
\param[in] pnt - \ru Точка расчета.
|
||
\en Point of calculation. \~
|
||
\param[out] func - \ru Рассчитываемое значение кривизны.
|
||
\en Calculated curvature value. \~
|
||
\param[out] der - \ru Рассчитываемое значение градиента кривизны.
|
||
\en The calculated value of the curvature gradient. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) MaxSurfaceCurvature( const MbSurface & surf,
|
||
const MbCartPoint & pnt,
|
||
double & func,
|
||
MbVector * der = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Вычислить в точке поверхности гауссову кривизну, а также ее градиент.
|
||
\en Calculate at a surface point the Gaussian curvature, as well as its gradient. \~
|
||
\details \ru Вычисляется значение кривизны и опционально значение ее градиента в точке (если передается ненулевой указатель).
|
||
\en The curvature value is calculated and, optionally, its gradient value at a point (if a non-zero pointer is passed). \~
|
||
\param[in] surf - \ru Поверхность.
|
||
\en Surface. \~
|
||
\param[in] pnt - \ru Точка расчета.
|
||
\en Point of calculation. \~
|
||
\param[out] func - \ru Рассчитываемое значение кривизны.
|
||
\en Calculated curvature value. \~
|
||
\param[out] der - \ru Рассчитываемое значение градиента кривизны.
|
||
\en The calculated value of the curvature gradient. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) GaussCurvature( const MbSurface & surf,
|
||
const MbCartPoint & pnt,
|
||
double & func,
|
||
MbVector * der = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Вычислить в точке поверхности среднюю кривизну, а также ее градиент.
|
||
\en Calculate at the point of the surface the mean curvature, as well as its gradient. \~
|
||
\details \ru Вычисляется значение кривизны и опционально значение ее градиента в точке (если передается ненулевой указатель).
|
||
\en The curvature value is calculated and, optionally, its gradient value at a point (if a non-zero pointer is passed). \~
|
||
\param[in] surf - \ru Поверхность.
|
||
\en Surface. \~
|
||
\param[in] pnt - \ru Точка расчета.
|
||
\en Point of calculation. \~
|
||
\param[out] func - \ru Рассчитываемое значение кривизны.
|
||
\en Calculated curvature value. \~
|
||
\param[out] der - \ru Рассчитываемое значение градиента кривизны.
|
||
\en The calculated value of the curvature gradient. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) MeanCurvature( const MbSurface & surf,
|
||
const MbCartPoint & pnt,
|
||
double & func,
|
||
MbVector * der = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Вычислить в точке поверхности нормальную кривизна в направлении u , а также ее градиент.
|
||
\en Calculate at the surface point the normal curvature in the direction of u, as well as its gradient. \~
|
||
\details \ru Вычисляется значение кривизны и опционально значение ее градиента в точке (если передается ненулевой указатель).
|
||
\en The curvature value is calculated and, optionally, its gradient value at a point (if a non-zero pointer is passed). \~
|
||
\param[in] surf - \ru Поверхность.
|
||
\en Surface. \~
|
||
\param[in] pnt - \ru Точка расчета.
|
||
\en Point of calculation. \~
|
||
\param[out] func - \ru Рассчитываемое значение кривизны.
|
||
\en Calculated curvature value. \~
|
||
\param[out] der - \ru Рассчитываемое значение градиента кривизны.
|
||
\en The calculated value of the curvature gradient. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) UNormalCurvature( const MbSurface & surf,
|
||
const MbCartPoint & pnt,
|
||
double & func,
|
||
MbVector * der = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Вычислить в точке поверхности нормальную кривизна в направлении v, а также ее градиент.
|
||
\en Calculate at the surface point the normal curvature in the direction of v, as well as its gradient. \~
|
||
\details \ru Вычисляется значение кривизны и опционально значение ее градиента в точке (если передается ненулевой указатель).
|
||
\en The curvature value is calculated and, optionally, its gradient value at a point (if a non-zero pointer is passed). \~
|
||
\param[in] surf - \ru Поверхность.
|
||
\en Surface. \~
|
||
\param[in] pnt - \ru Точка расчета.
|
||
\en Point of calculation. \~
|
||
\param[out] func - \ru Рассчитываемое значение кривизны.
|
||
\en Calculated curvature value. \~
|
||
\param[out] der - \ru Рассчитываемое значение градиента кривизны.
|
||
\en The calculated value of the curvature gradient. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) VNormalCurvature( const MbSurface & surf,
|
||
const MbCartPoint & pnt,
|
||
double & func,
|
||
MbVector * der = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки поверхности, в которых выбранная кривизна принимает наибольшие по модулю значения.
|
||
\en Find the points of the surface at which the selected curvature takes the largest in modulus values. \~
|
||
\details \ru Ищутся точки, в которых выбранная кривизна принимает на поверхности наибольшее положительное и наименьшее отрицательное значение.
|
||
\en Looks for points at which the selected curvature takes on the surface the greatest positive and least negative value. \~
|
||
\param[in] surface - \ru Исследуемая поверхность.
|
||
\en Test surface. \~
|
||
\param[in] func - \ru Функция расчета кривизны в точке.
|
||
\en The function of calculating the curvature at a point. \~
|
||
\param[out] maxNegCurv - \ru Наибольшее по модулю отрицательное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The largest in modulus value negative curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxNegLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxPosCurv - \ru Наибольшее положительное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The greatest positive value of curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxPosLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[in] method - \ru Алгоритм поиска экстремумов.
|
||
\en Extremum search algorithm. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) SurfaceMinMaxCurvature( const MbSurface & surface,
|
||
SurfaceFunction func,
|
||
double & maxNegCurv,
|
||
MbCartPoint & maxNegLoc,
|
||
double & maxPosCurv,
|
||
MbCartPoint & maxPosLoc,
|
||
MbeExtremsSearchingMethod method = esm_LineSegregation );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки оболочки, в которых выбранная кривизна принимает наибольшие по модулю значения.
|
||
\en Find the points of the shell at which the selected curvature takes the most modulo values. \~
|
||
\details \ru Ищутся точки на оболочке, в которых выбранная кривизна принимают наибольшее положительное и наименьшее отрицательное значение.
|
||
\en Finds points on the shell at which the selected curvature takes the largest positive and lowest negative values. \~
|
||
\param[in] faces - \ru Грани оболочки.
|
||
\en Faces of the shell. \~
|
||
\param[in] func - \ru Функция расчета кривизны в точке.
|
||
\en The function of calculating the curvature at a point. \~
|
||
\param[out] maxNegCurv - \ru Наибольшее по модулю отрицательное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The largest in modulus value negative curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxNegFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxNegLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxPosCurv - \ru Наибольшее положительное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The greatest positive value of curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxPosFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[out] maxPosLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[in] borderControl - \ru Учитывать границы граней при поиске экстремумов.
|
||
\en Take into account the boundaries of the faces when searching for extrema. \~
|
||
\param[in] method - \ru Алгоритм поиска экстремумов.
|
||
\en Extremum search algorithm. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) FacesMinMaxCurvature( const RPArray<MbFace> & faces,
|
||
SurfaceFunction func,
|
||
double & maxNegCurv,
|
||
MbFace *& maxNegFace,
|
||
MbCartPoint & maxNegLoc,
|
||
double & maxPosCurv,
|
||
MbFace *& maxPosFace,
|
||
MbCartPoint & maxPosLoc,
|
||
bool borderControl = false,
|
||
MbeExtremsSearchingMethod method = esm_LineSegregation );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки оболочки, в которых выбранная кривизна принимает наибольшие по модулю значения.
|
||
\en Find the points of the shell at which the selected curvature takes the most modulo values. \~
|
||
\details \ru Ищутся точки на оболочке, в которых выбранная кривизна принимают наибольшее положительное и наименьшее отрицательное значение.
|
||
\en Finds points on the shell at which the selected curvature takes the largest positive and lowest negative values. \~
|
||
\param[in] faces - \ru Грани оболочки.
|
||
\en Faces of the shell. \~
|
||
\param[in] func - \ru Функция расчета кривизны в точке.
|
||
\en The function of calculating the curvature at a point. \~
|
||
\param[out] maxNegCurv - \ru Наибольшее по модулю отрицательное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The largest in modulus value negative curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxNegFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxNegLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxPosCurv - \ru Наибольшее положительное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The greatest positive value of curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxPosFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[out] maxPosLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[in] borderControl - \ru Учитывать границы граней при поиске экстремумов.
|
||
\en Take into account the boundaries of the faces when searching for extrema. \~
|
||
\param[in] method - \ru Алгоритм поиска экстремумов.
|
||
\en Extremum search algorithm. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) FacesMinMaxCurvature( const c3d::ConstFacesVector & faces,
|
||
SurfaceFunction func,
|
||
double & maxNegCurv,
|
||
const MbFace *& maxNegFace,
|
||
MbCartPoint & maxNegLoc,
|
||
double & maxPosCurv,
|
||
const MbFace *& maxPosFace,
|
||
MbCartPoint & maxPosLoc,
|
||
bool borderControl = false,
|
||
MbeExtremsSearchingMethod method = esm_LineSegregation );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки оболочки, в которых выбранная кривизна принимает наибольшие по модулю значения.
|
||
\en Find the points of the shell at which the selected curvature takes the most modulo values. \~
|
||
\details \ru Ищутся точки на оболочке, в которых выбранная кривизна принимают наибольшее положительное и наименьшее отрицательное значение.
|
||
\en Finds points on the shell at which the selected curvature takes the largest positive and lowest negative values. \~
|
||
\param[in] faces - \ru Грани оболочки.
|
||
\en Faces of the shell. \~
|
||
\param[in] func - \ru Функция расчета кривизны в точке.
|
||
\en The function of calculating the curvature at a point. \~
|
||
\param[out] maxNegCurv - \ru Наибольшее по модулю отрицательное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The largest in modulus value negative curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxNegFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxNegLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxPosCurv - \ru Наибольшее положительное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The greatest positive value of curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxPosFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[out] maxPosLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[in] borderControl - \ru Учитывать границы граней при поиске экстремумов.
|
||
\en Take into account the boundaries of the faces when searching for extrema. \~
|
||
\param[in] method - \ru Алгоритм поиска экстремумов.
|
||
\en Extremum search algorithm. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) FacesMinMaxCurvature( const c3d::ConstFacesSPtrVector & faces,
|
||
SurfaceFunction func,
|
||
double & maxNegCurv,
|
||
const MbFace *& maxNegFace,
|
||
MbCartPoint & maxNegLoc,
|
||
double & maxPosCurv,
|
||
const MbFace *& maxPosFace,
|
||
MbCartPoint & maxPosLoc,
|
||
bool borderControl = false,
|
||
MbeExtremsSearchingMethod method = esm_LineSegregation );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки на поверхности, в которых главные нормальные кривизны принимают наибольшие по модулю значения.
|
||
\en Find the points on the surface at which the major normal curvatures take the largest values in the module. \~
|
||
\details \ru Ищутся точки на поверхности, в которых главные нормальные кривизны принимают наибольшее положительное и наименьшее отрицательное значение.
|
||
\en Looks for points on the surface at which the major normal curvatures take the largest positive and smallest negative values. \~
|
||
\param[in] surface - \ru Исследуемая поверхность.
|
||
\en Test surface. \~
|
||
\param[out] maxNegCurv - \ru Наибольшее по модулю отрицательное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The largest in modulus value negative curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxNegLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxPosCurv - \ru Наибольшее положительное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The greatest positive value of curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxPosLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[in] method - \ru Алгоритм поиска экстремумов.
|
||
\en Extremum search algorithm. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) SurfaceMinMaxCurvature( const MbSurface & surface,
|
||
double & maxNegCurv,
|
||
MbCartPoint & maxNegLoc,
|
||
double & maxPosCurv,
|
||
MbCartPoint & maxPosLoc,
|
||
MbeExtremsSearchingMethod method = esm_LineSegregation );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки на оболочке, в которых главные нормальные кривизны принимают наибольшие по модулю значения.
|
||
\en Find the points on the shell at which the major normal curvatures take the largest values in the module. \~
|
||
\details \ru Ищутся точки на оболочке, в которых главные нормальные кривизны принимают наибольшее положительное и наименьшее отрицательное значение.
|
||
\en Looks for points on the shell at which the major normal curvatures take the largest positive and smallest negative values. \~
|
||
\param[in] faces - \ru Грани оболочки.
|
||
\en Faces of the shell. \~
|
||
\param[out] maxNegCurv - \ru Наибольшее по модулю отрицательное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The largest in modulus value negative curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxNegFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxNegLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxPosCurv - \ru Наибольшее положительное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The greatest positive value of curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxPosFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[out] maxPosLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[in] borderControl - \ru Учитывать границы граней при поиске экстремумов.
|
||
\en Take into account the boundaries of the faces when searching for extrema. \~
|
||
\param[in] method - \ru Алгоритм поиска экстремумов.
|
||
\en Extremum search algorithm. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) FacesMinMaxCurvature( const RPArray<MbFace> & faces,
|
||
double & maxNegCurv,
|
||
MbFace *& maxNegFace,
|
||
MbCartPoint & maxNegLoc,
|
||
double & maxPosCurv,
|
||
MbFace *& maxPosFace,
|
||
MbCartPoint & maxPosLoc,
|
||
bool borderControl = false,
|
||
MbeExtremsSearchingMethod method = esm_LineSegregation );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки на оболочке, в которых главные нормальные кривизны принимают наибольшие по модулю значения.
|
||
\en Find the points on the shell at which the major normal curvatures take the largest values in the module. \~
|
||
\details \ru Ищутся точки на оболочке, в которых главные нормальные кривизны принимают наибольшее положительное и наименьшее отрицательное значение.
|
||
\en Looks for points on the shell at which the major normal curvatures take the largest positive and smallest negative values. \~
|
||
\param[in] faces - \ru Грани оболочки.
|
||
\en Faces of the shell. \~
|
||
\param[out] maxNegCurv - \ru Наибольшее по модулю отрицательное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The largest in modulus value negative curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxNegFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxNegLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxPosCurv - \ru Наибольшее положительное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The greatest positive value of curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxPosFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[out] maxPosLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[in] borderControl - \ru Учитывать границы граней при поиске экстремумов.
|
||
\en Take into account the boundaries of the faces when searching for extrema. \~
|
||
\param[in] method - \ru Алгоритм поиска экстремумов.
|
||
\en Extremum search algorithm. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) FacesMinMaxCurvature( const c3d::ConstFacesVector & faces,
|
||
double & maxNegCurv,
|
||
const MbFace *& maxNegFace,
|
||
MbCartPoint & maxNegLoc,
|
||
double & maxPosCurv,
|
||
const MbFace *& maxPosFace,
|
||
MbCartPoint & maxPosLoc,
|
||
bool borderControl = false,
|
||
MbeExtremsSearchingMethod method = esm_LineSegregation );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки на оболочке, в которых главные нормальные кривизны принимают наибольшие по модулю значения.
|
||
\en Find the points on the shell at which the major normal curvatures take the largest values in the module. \~
|
||
\details \ru Ищутся точки на оболочке, в которых главные нормальные кривизны принимают наибольшее положительное и наименьшее отрицательное значение.
|
||
\en Looks for points on the shell at which the major normal curvatures take the largest positive and smallest negative values. \~
|
||
\param[in] faces - \ru Грани оболочки.
|
||
\en Faces of the shell. \~
|
||
\param[out] maxNegCurv - \ru Наибольшее по модулю отрицательное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The largest in modulus value negative curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxNegFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxNegLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее по модулю отрицательное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the largest in modulus negative value. \~
|
||
\param[out] maxPosCurv - \ru Наибольшее положительное значение кривизны (0, если нет такого).
|
||
\en The greatest positive value of curvature (0, if there is no such). \~
|
||
\param[out] maxPosFace - \ru Грань, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The face at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[out] maxPosLoc - \ru Точка, в которой кривизна принимает наибольшее положительное значение.
|
||
\en The point at which the curvature takes the most positive value. \~
|
||
\param[in] borderControl - \ru Учитывать границы граней при поиске экстремумов.
|
||
\en Take into account the boundaries of the faces when searching for extrema. \~
|
||
\param[in] method - \ru Алгоритм поиска экстремумов.
|
||
\en Extremum search algorithm. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) FacesMinMaxCurvature( const c3d::ConstFacesSPtrVector & faces,
|
||
double & maxNegCurv,
|
||
const MbFace *& maxNegFace,
|
||
MbCartPoint & maxNegLoc,
|
||
double & maxPosCurv,
|
||
const MbFace *& maxPosFace,
|
||
MbCartPoint & maxPosLoc,
|
||
bool borderControl = false,
|
||
MbeExtremsSearchingMethod method = esm_LineSegregation );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Ориентированная кривизна для плоской кривой.
|
||
\en Oriented curvature for a plane curve. \~
|
||
\details \ru Для плоской кривой функция возвращает кривизну в точке, ориентированную относительно нормали плоскости,
|
||
в которой она лежит. Для неплоской кривой функция просто возвращает кривизну в точке.
|
||
\en For a flat curve, the function returns the curvature at a point oriented relative to the normal to the plane,
|
||
in which she lies. For a non-flat curve, the function simply returns the curvature at the point. \~
|
||
\param[in] curve - \ru Исследуемая кривая.
|
||
\en Test curve. \~
|
||
\param[in] param - \ru Параметр на кривой.
|
||
\en Parameter on the curve. \~
|
||
\param[in] planeNorm - \ru Нормаль плоскости, в которой лежит кривая. Если нормаль не передается в функцию, алгоритм самостоятельно
|
||
выполняет проверку, лежит ли кривая в плоскости, и вычисляет нормаль, если проверка выполняется.
|
||
\en The normal of the plane in which the curve lies. If the normal is not passed to the function, the algorithm itself
|
||
checks if the curve is in the plane and calculates normal if the test is being performed. \~
|
||
\return \ru Возвращается значение ориентированной кривизны в точке.
|
||
\en The value of the oriented curvature at the point is returned. \~
|
||
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( double ) CurveOrientedCurvature( const MbCurve3D & curve,
|
||
double & param,
|
||
const MbVector3D * planeNorm = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Направление максимальной нормальной кривизны поверхности.
|
||
\en The direction of the maximum normal surface curvature. \~
|
||
\details \ru Вычисляется направление на поверхности, в котором нормальная кривизна поверхности принимает максимальное значение по модулю.
|
||
\en The direction on the surface is calculated in which the normal curvature of the surface takes a maximum absolute value. \~
|
||
\param[in] surf - \ru Поверхность.
|
||
\en Surface. \~
|
||
\param[in] pnt - \ru Точка расчета.
|
||
\en Point of calculation. \~
|
||
\param[out] dir - \ru Рассчитываемое направление.
|
||
\en The calculated direction. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) SurfaceMaxCurvatureDirection( const MbSurface & surf,
|
||
const MbCartPoint & pnt,
|
||
MbVector & dir );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
// Вычисление приращения параметров по заданному направлению
|
||
// ---
|
||
inline
|
||
bool ParamsDirectData( const MbVector3D & direct,
|
||
const MbVector3D & derU, double & x,
|
||
const MbVector3D & derV, double & y )
|
||
{
|
||
double eps = PARAM_REGION;
|
||
double g11 = derU * derU;
|
||
double g22 = derV * derV;
|
||
|
||
if ( g11 > eps && g22 > eps && g11 > g22*eps && g22 > g11*eps ) { // проецируем производную на поверхность
|
||
double g12 = derU * derV;
|
||
double g = g11*g22 - g12*g12;
|
||
double cosAngle = PARAM_NEAR; // DELTA_MOD;
|
||
if ( g > eps && g > cosAngle*g11*g22 ) { // не сильно косоугольная система
|
||
double du = direct * derU;
|
||
double dv = direct * derV;
|
||
if ( ::fabs( g12 ) > PARAM_EPSILON ) { // не ортогональная система
|
||
x = (g22*du - g12*dv) / g;
|
||
y = (g11*dv - g12*du) / g;
|
||
}
|
||
else {
|
||
x = du / g11;
|
||
y = dv / g22;
|
||
}
|
||
return true;
|
||
}
|
||
}
|
||
return false;
|
||
}
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Входные параметры функции поиска минимальных и максимальных отклонений параметров поверхностей вдоль их кривой пересечения.
|
||
\en Input parameters of the search function for minimum and maximum deviations of surfaces parameters along their intersection curve. \~
|
||
\details \ru Входные параметры функции поиска минимальных и максимальных отклонений параметров поверхностей вдоль их кривой пересечения. \n
|
||
\en Input parameters of the search function for minimum and maximum deviations of surfaces parameters along their intersection curve. \n \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/ // ---
|
||
class MATH_CLASS MbSurfacesJointAnalysisParams {
|
||
public:
|
||
enum OperationMode
|
||
{
|
||
/// \ru Поиск эстремальных отклонений нормалей поверхностей (угол между нормалями поверхностей). \en Search for extreme deviations of surfaces normals (angles between surfaces normals).
|
||
om_SurfacesNormalsDeviation = 0,
|
||
/// \ru Поиск эстремальных отклонений кривизн поверхностей. \en Search for extreme deviations of surfaces curvatures.
|
||
om_SurfacesCrossCurvatureDeviation = 1,
|
||
};
|
||
protected:
|
||
c3d::ConstIntersectionCurveSPtr intCurve; ///< \ru Кривая пересечения. \en Surfaces intersection curve.
|
||
bool sameSense1; ///< \ru Совпадение направления нормали первой поверхности и грани на ее основе. \en Coincidence of direction of the normal of the first surface and the face on its basis.
|
||
bool sameSense2; ///< \ru Совпадение направления нормали второй поверхности и грани на ее основе. \en Coincidence of direction of the normal of the second surface and the face on its basis.
|
||
ThreeStates dirMatch; ///< \ru Прямое, неопределенное или обратное соответствие поверхность-грань. \en Direct, undefined, or inverse surface-to-face match.
|
||
OperationMode calcMode; ///< \ru Режим расчета. \en Operation mode.
|
||
private:
|
||
const MbSNameMaker & snMaker; ///< \ru Именователь с версией операции. \en Names maker with operation version.
|
||
public:
|
||
/** \brief \ru Конструктор по параметрам.
|
||
\en Constructor by parameters. \~
|
||
\details \ru Конструктор по кривой пересечения.
|
||
\en Constructor by . \~
|
||
\param[in] intCrv - \ru Кривая пересечения поверхностей.
|
||
\en Surfaces intersection curve. \~
|
||
\param[in] nm - \ru Именователь с версией операции.
|
||
\en Names maker with operation version. \~
|
||
*/
|
||
MbSurfacesJointAnalysisParams( const MbSurfaceIntersectionCurve & intCrv, const MbSNameMaker & nm )
|
||
: intCurve ( &intCrv )
|
||
, sameSense1( true )
|
||
, sameSense2( true )
|
||
, dirMatch ( ts_neutral )
|
||
, calcMode ( om_SurfacesNormalsDeviation )
|
||
, snMaker ( nm )
|
||
{}
|
||
/** \brief \ru Конструктор по параметрам.
|
||
\en Constructor by parameters. \~
|
||
\details \ru Конструктор по ребру.
|
||
\en Constructor by edge. \~
|
||
\param[in] edge - \ru Ребро.
|
||
\en Edge. \~
|
||
\param[in] nm - \ru Именователь с версией операции.
|
||
\en Names maker with operation version. \~
|
||
*/
|
||
MbSurfacesJointAnalysisParams( const MbCurveEdge & edge, const MbSNameMaker & nm )
|
||
: intCurve ( &edge.GetIntersectionCurve() )
|
||
, sameSense1( true )
|
||
, sameSense2( true )
|
||
, dirMatch ( ts_neutral )
|
||
, calcMode ( om_SurfacesNormalsDeviation )
|
||
, snMaker ( nm )
|
||
{
|
||
Init( edge );
|
||
}
|
||
/** \brief \ru Конструктор по параметрам.
|
||
\en Constructor by parameters. \~
|
||
\details \ru Конструктор по двум ребрам.
|
||
\en Constructor by two edges. \~
|
||
\param[in] edge1 - \ru Ребро 1.
|
||
\en Edge 1. \~
|
||
\param[in] edge2 - \ru Ребро 2.
|
||
\en Edge 2. \~
|
||
\param[in] accuracy - \ru Заявленная точность совпадения ребер.
|
||
\en Claimed edges matching accuracy. \~
|
||
\param[in] nm - \ru Именователь с версией операции.
|
||
\en Names maker with operation version. \~
|
||
*/
|
||
MbSurfacesJointAnalysisParams( const MbCurveEdge & edge1, const MbFace & face1,
|
||
const MbCurveEdge & edge2, const MbFace & face2,
|
||
double accuracy, const MbSNameMaker & nm )
|
||
: intCurve ( nullptr )
|
||
, sameSense1( true )
|
||
, sameSense2( true )
|
||
, dirMatch ( ts_neutral )
|
||
, calcMode ( om_SurfacesNormalsDeviation )
|
||
, snMaker ( nm )
|
||
{
|
||
Init( edge1, face1, edge2, face2, accuracy );
|
||
}
|
||
public:
|
||
/// \ru Есть ли кривая пересечения? \en Does an intersection curve exist?
|
||
bool IsCurve() const { return (intCurve != nullptr); }
|
||
/// \ru Получить кривую пересечения? \en Get intersection curve.
|
||
c3d::ConstIntersectionCurveSPtr GetCurve() const { return intCurve; }
|
||
/// \ru Признак совпадения нормали первой поверхности и грани. \en The flag of the coincidence of the normal of the first surface and the corresponding face .
|
||
bool IsSameSense1() const { return sameSense1; }
|
||
/// \ru Признак совпадения нормали второй поверхности и грани. \en The flag of the coincidence of the normal of the second surface and the corresponding face .
|
||
bool IsSameSense2() const { return sameSense2; }
|
||
/// \ru Получить режим работы. \en Get operation mode.
|
||
OperationMode GetOperationMode() const { return calcMode; }
|
||
/// \ru Получить ссылку на именователь. \en Get names maker reference.
|
||
const MbSNameMaker & GetNameMaker() const { return snMaker; }
|
||
public:
|
||
/// \ru Установить режим работы. \en Set operation mode.
|
||
void SetOperationMode( OperationMode mode ) { calcMode = mode; }
|
||
private:
|
||
/// \ru Инциализация по кривой пересечения и граням. \en Initialize by intersection curve and faces.
|
||
bool Init( const MbSurfaceIntersectionCurve & initCurve, const MbFace * face1, const MbFace * face2 );
|
||
/// \ru Инциализация по ребру. \en Initialize by edge.
|
||
bool Init( const MbCurveEdge & );
|
||
/// \ru Инциализация по двум ребрам. \en Initialize by edges pair.
|
||
bool Init( const MbCurveEdge & edge1, const MbFace & face1,
|
||
const MbCurveEdge & edge2, const MbFace & face2,
|
||
double edgesMatchingAccuracy );
|
||
|
||
OBVIOUS_PRIVATE_COPY( MbSurfacesJointAnalysisParams )
|
||
};
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Выходные параметры функции поиска минимальных и максимальных отклонений параметров поверхностей вдоль их кривой пересечения.
|
||
\en Output parameters of the function of finding the minimum and maximum deviations of surfaces parameters along their intersection curve. \~
|
||
\details \ru Выходные параметры функции поиска минимальных и максимальных отклонений параметров поверхностей вдоль их кривой пересечения. \n
|
||
\en Output parameters of the function of finding the minimum and maximum angles between surfaces normals of the intersection curve. \n \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/ // ---
|
||
class MATH_CLASS MbSurfacesJointAnalysisResults {
|
||
typedef MbSurfacesJointAnalysisParams::OperationMode OperationMode;
|
||
public:
|
||
/// \ru Локальные выходные параметры. \en Output local parameters.
|
||
struct Data {
|
||
/// \ru Параметр на кривой пересечения. \en Intersection curve parameter.
|
||
double t;
|
||
/// \ru Значение целевой функции (например : f = 1.0 - (cos(a)*cos(a)). \en Objective function value (for example : f = 1.0 - (cos(a)*cos(a)).
|
||
double f;
|
||
/// \ru Параметр оценки стыковки поверхностей (например - угол между нормалями поверхностей в кривой пересечения). \en Surfaces joint evaluation parameter (for example - angle between surfaces normals in the intersection curve).
|
||
double v;
|
||
/// \ru Локальный минимум, максимум или неопределенное состояние. \en Local minimum, maximum or undefined state.
|
||
ThreeStates isMin;
|
||
public:
|
||
Data() : t( UNDEFINED_DBL ), f( UNDEFINED_DBL ), v( UNDEFINED_DBL ), isMin( ts_neutral ) {}
|
||
Data( double f0 ) : t( UNDEFINED_DBL ), f( f0 ), v( UNDEFINED_DBL ), isMin( ts_neutral ) {}
|
||
Data( double t0, double f0 ) : t( t0 ), f( f0 ), v( UNDEFINED_DBL ), isMin( ts_neutral ) {}
|
||
Data( double t0, double f0, double a0 ) : t( t0 ), f( f0 ), v( a0 ), isMin( ts_neutral ) {}
|
||
Data( double t0, double f0, double a0, ThreeStates s ) : t( t0 ), f( f0 ), v( a0 ), isMin( s ) {}
|
||
Data( const Data & d ) : t( d.t ), f( d.f ), v( d.v ), isMin( d.isMin ) {}
|
||
public:
|
||
const Data & operator = ( const Data & d ) { t = d.t; f = d.f; v = d.v; isMin = d.isMin; return *this; }
|
||
public:
|
||
void Reset() { t = f = v = UNDEFINED_DBL; isMin = ts_neutral; }
|
||
public:
|
||
bool IsSameData( const Data & item, double eps ) const
|
||
{
|
||
bool isSameData = false;
|
||
if ( item.isMin == isMin ) {
|
||
if ( ::fabs( item.f - f ) < eps )
|
||
isSameData = true;
|
||
}
|
||
return isSameData;
|
||
}
|
||
};
|
||
public:
|
||
std::vector<Data> allParamValues; ///< \ru Все найденные экстремальные параметры. \en All found extrema parameters.
|
||
std::vector<Data> minParamValues; ///< \ru Все найденные локальные минимумы параметра. \en All found local minimum parameters.
|
||
std::vector<Data> maxParamValues; ///< \ru Все найденные локальные максимумы параметра. \en All found local maximum parameters.
|
||
Data minParamValue; ///< \ru Глобальный минимальный параметр. \en Global minimum parameter.
|
||
Data maxParamValue; ///< \ru Глобальный максимальный параметр. \en Global maximum parameter.
|
||
MbResultType resType; ///< \ru Код результата операции. \en Operation result code.
|
||
protected:
|
||
OperationMode calcMode; ///< \ru Режим расчета. \en Operation mode.
|
||
public:
|
||
/// \ru Конструктор. \en Constructor.
|
||
MbSurfacesJointAnalysisResults();
|
||
public:
|
||
/// \ru Получить режим работы. \en Get operation mode.
|
||
OperationMode GetOperationMode() const { return calcMode; }
|
||
/// \ru Определен ли глобальный минимум. \en Whether a global minimum value is defined.
|
||
bool IsDefinedMinValue() const;
|
||
/// \ru Определен ли глобальный максимум. \en Whether a global maximum value is defined.
|
||
bool IsDefinedMaxValue() const;
|
||
/// \ru Очистка данных. \en Data cleaning.
|
||
void Clear() { allParamValues.clear(); minParamValues.clear(); maxParamValues.clear(); minParamValue.Reset(); maxParamValue.Reset(); }
|
||
public:
|
||
/// \ru Получить режим работы. \en Get operation mode.
|
||
void SetOperationMode( const MbSurfacesJointAnalysisParams & pars ) { calcMode = pars.GetOperationMode(); }
|
||
|
||
OBVIOUS_PRIVATE_COPY( MbSurfacesJointAnalysisResults )
|
||
};
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Функция поиска минимальных и максимальных углов между нормалями поверхностей кривой пересечения.
|
||
\en The function of finding the minimum and maximum angles between surfaces normals of the intersection curve. \~
|
||
\details \ru Функция поиска минимальных и максимальных углов между нормалями поверхностей кривой пересечения. \n
|
||
\en The function of finding the minimum and maximum angles between surfaces normals of the intersection curve. \n \~
|
||
\param[in] params - \ru Входные параметры.
|
||
\en Input parameters. \~
|
||
\param[out] results - \ru Выходные параметры.
|
||
\en Output parameters. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/ // ---
|
||
MATH_FUNC( bool ) SurfacesNormalsMinMaxAngles( const MbSurfacesJointAnalysisParams & params,
|
||
MbSurfacesJointAnalysisResults & results );
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Функция поиска минимальных и максимальных значений параметров стыковки поверхностей по кривой пересечения.
|
||
\en The function of finding the minimum and maximum values of surface joint parameter. \~
|
||
\details \ru Функция поиска минимальных и максимальных значений параметров стыковки поверхностей по кривой пересечения. \n
|
||
\en The function of finding the minimum and maximum values of surface joint parameter. \n \~
|
||
\param[in] params - \ru Входные параметры.
|
||
\en Input parameters. \~
|
||
\param[out] results - \ru Выходные параметры.
|
||
\en Output parameters. \~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
*/ // ---
|
||
MATH_FUNC( bool ) SurfacesJointMinMaxValues( const MbSurfacesJointAnalysisParams & params,
|
||
MbSurfacesJointAnalysisResults & results );
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Найти точки на кривой, в которых кривизна принимает наибольшее и наименьшее значения.
|
||
\en Find the points on the curve at which the curvature takes the largest and smallest values. \~
|
||
\details \ru Для плоской кривой наибольшее и наименьшее значение может уходить в отрицательную область.
|
||
Для неплоской кривой наибольшее и наименьшее значение всегда неотрицательны. \n
|
||
Метод может быть использован для поиска экстремумов, точек разрыва и точек перегиба функции кривизны кривой,
|
||
а также для расчета потенциальной энергии кривой. Энергия вычисляется как интеграл от квадрата кривизны по длине кривой. \n
|
||
\en For a flat curve, the largest and smallest value may go into the negative region.
|
||
For a non-planar curve, the largest and smallest values are always non-negative. \n
|
||
The method can be used to find local minimum and maximum, break points and bending points of the curvature function and
|
||
to calculate the potential energy of the curve. The energy is calculated as the integral of the square of curvature along the length of the curve. \n \~
|
||
\param[in] curve - \ru Исследуемая кривая.
|
||
\en Test curve. \~
|
||
\param[in] params - \ru Параметры расчета особых точек кривизны кривой и вычисления потенциальной энергии кривой.
|
||
\en Parameters for calculation of special points of curvature and curve potential energy.\~
|
||
\param[out] results - \ru Результаты поиска особых точек кривизны и вычисления потенциальной энергии кривой.
|
||
\en Results of curvature special points search and calculation of curve potential energy.\~
|
||
\ingroup Algorithms_3D
|
||
\warning \ru В разработке.
|
||
\en Under development. \~
|
||
*/
|
||
MATH_FUNC( void ) CurveMinMaxCurvature( const MbCurve3D & curve,
|
||
const MbCurveMinMaxCurvatureParams & params,
|
||
MbCurveMinMaxCurvatureResults & results );
|
||
|
||
#endif // __ACTION_CURVATURE_ANALYSIS_H
|