SaraP
197 lines
15 KiB
C++
197 lines
15 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Кривая, координатные функции которой заданы в символьном виде.
|
|
\en Functionally defined curve. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __CUR_CHARCTER_CURVE3D_H
|
|
#define __CUR_CHARCTER_CURVE3D_H
|
|
|
|
|
|
#include <curve3d.h>
|
|
#include <mb_placement3d.h>
|
|
#include <mb_matrix3d.h>
|
|
#include <mb_cube.h>
|
|
#include <mb_axis3d.h>
|
|
#include <tool_multithreading.h>
|
|
#include <vector>
|
|
|
|
|
|
class MATH_CLASS MbFunction;
|
|
class MATH_CLASS MbCharacterCurve;
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Кривая, координатные функции которой заданы в символьном виде.
|
|
\en Functionally defined curve. \~
|
|
\details \ru Координатные функции кривой заданы в виде пользовательских функций общего параметра t.
|
|
Каждая координата кривой описана своей функцией в виде строкового выражения.
|
|
Параметр кривой, он же параметр координатных функций, изменяется на отрезке [tmin tmax]. \n
|
|
Все пользовательские функции заданы в локальной системе координат position.
|
|
Система координат может быть декартовой, цилиндрической или сферической.
|
|
Радиус-вектор кривой в методе PointOn(double&t,MbCartPoint3D&r) описывается векторной функцией: \n
|
|
r(t) = position.origin + (position.axisX xFunction(t)) + (position.axisY yFunction(t)) + (position.axisZ zFunction(t)).
|
|
\en Functions of coordinates of the curve are given as custom functions of common parameter t.
|
|
Each coordinate of the curve is described by its own function in form of string expression.
|
|
Parameter of the curve, which is also the parameter of functions of coordinates, varies in range [tmin tmax]. \n
|
|
All the custom functions are given in the local coordinate system position.
|
|
The coordinate system can be Cartesian, cylindrical or spherical.
|
|
The radius-vector of the curve in method PointOn(double&t,MbCartPoint3D&r) is described by a vector function: \n
|
|
r(t) = position.origin + (position.axisX xFunction(t)) + (position.axisY yFunction(t)) + (position.axisZ zFunction(t)). \~
|
|
\ingroup Curves_3D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbCharacterCurve3D : public MbCurve3D {
|
|
private:
|
|
MbFunction * xFunction; ///< \ru Функция координаты x. \en Function of x-coordinate.
|
|
MbFunction * yFunction; ///< \ru Функция координаты y. \en Function of y-coordinate.
|
|
MbFunction * zFunction; ///< \ru Функция координаты z. \en Function of z-coordinate
|
|
MbPlacement3D position; ///< \ru Локальная система координат, в которой заданы координатные функции. \en The local coordinate system the functions of coordinates are specified in.
|
|
MbMatrix3D transform; ///< \ru Матрица трансформации кривой. \en Transformation matrix of the curve.
|
|
double tmin; ///< \ru Минимальное значение параметра кривой. \en The minimal value of a curve parameter.
|
|
double tmax; ///< \ru Максимальное значение параметра кривой. \en The maximal value of the curve parameter.
|
|
bool closed; ///< \ru Признак замкнутости кривой. \en An attribute of curve closedness.
|
|
MbeLocalSystemType3D coordinateType; ///< \ru Тип системы координат, в которой заданы координатные функции. \en Type of coordinate system the functions of coordinates are specified in.
|
|
c3d::DoubleVector specialParams; ///< \ru Множество параметров особых точек кривой. \en Set of parameters of curve's singular points.
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Вспомогательные данные для ускорения вычислений.
|
|
\en Auxiliary data to speed up computations. \~
|
|
\details \ru Вспомогательные данные служат для ускорения работы объекта.
|
|
\en Auxiliary data are used for fast calculations. \n \~
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MbCharacterAuxiliaryData : public AuxiliaryData {
|
|
public:
|
|
MbCube _cube; ///< \ru Габарит кривой. \en Bounding box of a curve.
|
|
|
|
MbeSpaceType _type; ///< \ru Тип пространственно близкой кривой. \en Space-near curve type.
|
|
double _radius; ///< \ru Физический радиус кривой или ноль, если определить невозможно. \en physical radius of the curve or zero if impossible to get.
|
|
MbAxis3D _axis; ///< \ru Ось кривой. \en The axis of the curve.
|
|
|
|
MbCharacterAuxiliaryData();
|
|
MbCharacterAuxiliaryData( const MbCharacterAuxiliaryData & );
|
|
void Init( const MbCharacterAuxiliaryData & );
|
|
void Init( const MbeSpaceType &, double, const MbAxis3D & );
|
|
void Reset();
|
|
void Move( const MbVector3D & );
|
|
void Rotate( const MbAxis3D & axis, double angle );
|
|
virtual ~MbCharacterAuxiliaryData();
|
|
};
|
|
|
|
mutable CacheManager<MbCharacterAuxiliaryData> cache; /// \ru Вспомогательные данные для ускорения вычислений. \en Auxiliary data to speed up computations.
|
|
mutable atomic_double metricLength; ///< \ru Метрическая длина кривой. \en Metric length of the curve.
|
|
|
|
public:
|
|
/// \ru Конструктор (использует оригиналы функций). \en Constructor (uses functions originals).
|
|
MbCharacterCurve3D( MbFunction & x,
|
|
MbFunction & y,
|
|
MbFunction & z,
|
|
MbeLocalSystemType3D cs,
|
|
const MbPlacement3D & place,
|
|
double tmin,
|
|
double tmax );
|
|
/// \ru Конструктор по двумерной кривой \en Constructor by two-dimensional curve
|
|
MbCharacterCurve3D( const MbCharacterCurve &, const MbPlacement3D & );
|
|
protected:
|
|
MbCharacterCurve3D( const MbCharacterCurve3D & );
|
|
public:
|
|
virtual ~MbCharacterCurve3D();
|
|
|
|
public:
|
|
VISITING_CLASS( MbCharacterCurve3D )
|
|
|
|
MbeSpaceType IsA () const override; // \ru Тип элемента \en A type of element
|
|
MbSpaceItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = nullptr ) const override; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element
|
|
bool IsSame ( const MbSpaceItem & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override; // \ru Кривая есть копия этой кривой ? \en Is a curve a copy of this curve?
|
|
bool SetEqual ( const MbSpaceItem & ) override; // \ru Сделать равным \en Make equal
|
|
void Transform ( const MbMatrix3D &, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Преобразовать элемент согласно матрице \en Transform element according to the matrix
|
|
void Move ( const MbVector3D &, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Сдвиг \en Translation
|
|
void Rotate ( const MbAxis3D &, double angle, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Повернуть вокруг оси \en Rotate around an axis
|
|
void AddYourGabaritTo( MbCube & ) const override;
|
|
void PrepareIntegralData( const bool forced ) const override; // \ru Рассчитать временные (mutable) данные объекта. \en Calculate temporary (mutable) data of an object.
|
|
|
|
void GetProperties ( MbProperties & ) override; // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of the object
|
|
void SetProperties ( const MbProperties & ) override; // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of the object
|
|
void 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 Общие функции кривой. \en Common functions of the curve.
|
|
|
|
double GetTMin () const override; // \ru Вернуть минимальное значение параметра \en Get the minimum value of parameter
|
|
double GetTMax () const override; // \ru Вернуть максимальное значение параметра \en Get the maximum value of parameter
|
|
bool IsClosed() const override; // \ru Проверка замкнутости кривой \en Check for curve closedness
|
|
// \ru Функции для работы внутри области определения кривой. \en Functions for working inside of the curve domain. \~
|
|
void PointOn ( double & t, MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Точка на кривой \en Point on the curve
|
|
void FirstDer ( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная \en The first derivative
|
|
void SecondDer( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная \en The second derivative
|
|
void ThirdDer ( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по t \en The third derivative with respect to t
|
|
// \ru Вычислить значения точки и производных для заданного параметра. \en Calculate point and derivatives of object for given parameter. \~
|
|
void Explore ( double & t, bool ext,
|
|
MbCartPoint3D & pnt, MbVector3D & fir, MbVector3D * sec, MbVector3D * thir ) const override;
|
|
|
|
double Step ( double t, double sag ) const override; ///< \ru Вычисление шага параметра по величине прогиба кривой \en Calculation of parameter step by value of sag of the curve
|
|
double DeviationStep( double t, double ang ) const override; ///< \ru Вычисление шага параметра по углу отклонения касательной \en Calculation of parameter by the angle of tangent deviation
|
|
|
|
void Inverse( MbRegTransform * iReg = nullptr ) override; // \ru Изменить направление \en Change direction
|
|
double GetMetricLength() const override; // \ru Метрическая длина кривой \en Metric length of a curve
|
|
double GetLengthEvaluation() const override;
|
|
|
|
bool IsPlanar( double accuracy = METRIC_EPSILON ) const override; // \ru Является ли кривая плоской \en Whether the curve is planar
|
|
bool GetPlacement( MbPlacement3D & place, PlanarCheckParams params = PlanarCheckParams() ) const override; // \ru Заполнить плейсемент, если кривая плоская \en Fill the placement if curve is planar
|
|
// \ru Дать плоскую кривую и плейсмент, если пространственная кривая плоская (после использования вызывать DeleteItem на двумерную кривую) \en Get a planar curve and placement, if the spatial curve is planar (after using the DeleteItem must be called on a three-dimensional curve)
|
|
bool GetPlaneCurve ( MbCurve *& curve2d, MbPlacement3D & place, bool saveParams, PlanarCheckParams params = PlanarCheckParams() ) const override;
|
|
MbCurve * GetMap( const MbMatrix3D & into, MbRect1D * pRegion = nullptr,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion(), bool * coincParams = nullptr ) const override; // \ru Дать плоскую проекцию кривой \en Get a planar projection of curve
|
|
// \ru Определить количество разбиений для прохода в операциях. \en Define the number of splittings for one passage in operations.
|
|
size_t GetCount() const override;
|
|
MbNurbs3D * NurbsCurve( const MbCurveIntoNurbsInfo & ) const override;
|
|
|
|
// \ru Дать радиус окружности, геометрически совпадающей с данной кривой, или ноль, если это невозможно. \en Get a radius of a circle which is geometrically coincident to the given curve, or zero if it impossible.
|
|
double GetPseudoRadius( double accuracy = METRIC_REGION ) const;
|
|
// \ru Дать ось окружности, геометрически совпадающей с данной кривой, если это возможно. \en Get an axis of a circle which is geometrically coincident to the given curve, if it's impossible.
|
|
bool GetPseudoAxis( MbAxis3D & axis ) const;
|
|
|
|
void Refresh() override; // \ru Сбросить все временные данные. \en Reset all temporary data.
|
|
|
|
void CheckParam ( double & t ) const;
|
|
void CalculateParam( double t, MbCartPoint3D & point,
|
|
MbVector3D & firstDer, MbVector3D & secondDer, MbVector3D & thirdDer ) const;
|
|
|
|
const MbFunction * GetX() const { return xFunction; }
|
|
const MbFunction * GetY() const { return yFunction; }
|
|
const MbFunction * GetZ() const { return zFunction; }
|
|
const MbMatrix3D & GetMatrix() const { return transform; }
|
|
const MbPlacement3D & GetPlacement() const { return position; }
|
|
MbeLocalSystemType3D GetCoordinateType() const { return coordinateType; }
|
|
|
|
protected:
|
|
// void GetSpecialParams( std::vector<double> & params ) const;
|
|
double ApproximationStep( double t, bool isAngle, double constraint ) const;
|
|
void ConvertParamsInd( size_t componentIndex,
|
|
const std::vector<double> & tComponent,
|
|
std::vector<double> & tCrv ) const;
|
|
void ConvertParams( const double tCrv,
|
|
double (&tComponents)[3],
|
|
double (&proportionFactors)[3]) const;
|
|
|
|
private:
|
|
// \ru Проверить и установить признак замкнутости. \en Check and set the flag of closedness.
|
|
void CheckClosed();
|
|
// \ru Рассчитать вспомогательные данные. \en Calculate auxiliary data.
|
|
void CalculateAuxData( bool hardSave = true ) const;
|
|
|
|
private:
|
|
void operator = ( const MbCharacterCurve3D & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbCharacterCurve3D )
|
|
};
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbCharacterCurve3D )
|
|
|
|
|
|
#endif // __CUR_CHARCTER_CURVE3D_H
|