Egalware/Extern
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
c830e40d0e0102e826d74ee875ec8e03fc7a28ec
Extern/C3d/Include/surf_ruled_surface.h
T
Dario Sassi 45803fb2d7 Extern : 
- C3d aggiornamento delle librerie.
2020-12-24 11:59:30 +00:00

387 lines
27 KiB
C++
Raw Blame History

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
\file
\brief \ru Линейчатая поверхность.
\en Ruled surface. \~
*/
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef __SURF_RULED_SURFACE_H
#define __SURF_RULED_SURFACE_H
#include <surf_swept_surface.h>
#include <math_define.h>
class MATH_CLASS MbMatrix;
class MATH_CLASS MbConeSurface;
class MATH_CLASS MbExtrusionSurface;
//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Линейчатая поверхность.
\en Ruled surface. \~
\details \ru Линейчатая поверхность построена по двум кривым путём соединения их соответствующих точек отрезками прямой.
Радиус-вектор поверхности описывается векторной функцией \n
r(u,v) = (1 - v) curve(u) + v sline(w(u)). \n
Первый параметр поверхности совпадает с параметром кривой curve.
Параметр w кривой sline пропорционален первому параметру поверхности.
Вдоль второго параметра поверхность прямолинейна.
\en A ruled surface is constructed on two curves by connection of its corresponding points by linear segments.
Radius-vector of surface is described by the vector function \n
r(u,v) = (1 - v) curve(u) + v sline(w(u)). \n
First parameter of surface coincides with parameter of 'curve' curve.
Parameter w of 'sline' curve is proportional to first parameter of surface.
Surface is linear along the second parameter. \~
\ingroup Surfaces
*/
// ---
class MATH_CLASS MbRuledSurface : public MbSweptSurface {
public:
/** \brief \ru Типы линейчатой поверхности.
\en Types of ruled surface. \~
*/
enum RuledSurfaceType {
rld_Unset = 0, ///< \ru Тип поверхности не установлен. \en Surface type isn't set.
rld_Planar, ///< \ru Геометрия плоскости. \en Planar.
rld_Line, ///< \ru Образующие кривые прямолинейны. \en Generating curves are straight lines.
rld_Cone, ///< \ru Геометрия конической поверхности. \en Conical surface.
rld_PoleMin, ///< \ru Кривая curve вырождена в точку. \en 'curve' curve is degenerated to a point.
rld_PoleMax, ///< \ru Кривая sline вырождена в точку. \en 'sline' curve is degenerated to a point.
rld_Offset, ///< \ru Геометрия поверхности выдавливания с уклоном. \en Extrusion surface with taper.
rld_Swept, ///< \ru Геометрия поверхности выдавливания. \en Extrusion surface.
rld_Arbitrary, ///< \ru Произвольная линейчатая поверхность. \en Arbitrary ruled surface.
};
private:
RuledSurfaceType type; ///< \ru Тип линейчатой поверхности. \en Type of ruled surface.
MbCurve3D * sline; ///< \ru Вторая образующая кривая (первой является curve). \en The second generating curve ('curve' is first one).
double tmin; ///< \ru Начальный параметр sline. \en Start parameter of 'sline'.
double dt; ///< \ru Производная параметра кривой sline по параметру u (dt * (u - umin) = t_sline - tmin_sline). \en Derivative of parameter of 'sline' curve by u parameter (dt * (u - umin) = t_sline - tmin_sline).
bool poleMin; ///< \ru Полюс при umin. \en Pole at umin.
bool poleMax; ///< \ru Полюс при umax. \en Pole at umax.
double uMinNormDelta; // \ru Отступ при наличии касательного полюса umin. \en Indent in the presence of umin tangent pole.
double uMaxNormDelta; // \ru Отступ при наличии касательного полюса umax. \en Indent in the presence of umax tangent pole.
double uminExt; // \ru Минимальное разрешенное значение по u. \en Minimal allowed value by u.
double umaxExt; // \ru Максимальное разрешенное значение по u. \en Maximal allowed value by u.
double vminExt; // \ru Минимальное разрешенное значение по v. \en Minimal allowed value by v.
double vmaxExt; // \ru Максимальное разрешенное значение по u. \en Maximal allowed value by v.
public:
/** \brief \ru Конструктор по двум кривым.
\en Constructor by two curves. \~
\details \ru Конструктор по двум кривым.
\en Constructor by two curves. \~
\param[in] c1 - \ru Первая образующая кривая
\en First generating curve \~
\param[in] c2 - \ru Вторая образующая кривая.
\en Second generating curve. \~
\param[in] same - \ru Признак использования оригинала образующих кривых, а не их копий.
\en Attribute of usage of original of generating curves, not a copies. \~
*/
MbRuledSurface( const MbCurve3D & c1, const MbCurve3D & c2, bool same );
/** \brief \ru Конструктор по двум кривым и параметрам по V.
\en Constructor by two curves and parameters by V. \~
\details \ru Конструктор по двум кривым и параметрам по V.\n
Используется только в конвертерах.
\en Constructor by two curves and parameters by V.\n
Used only in converters. \~
\param[in] vin - \ru Минимальный параметр по V
\en Minimal parameter by V \~
\param[in] vax - \ru Максимальный параметр по V
\en Maximal parameter by V \~
\param[in] c1 - \ru Первая образующая кривая
\en First generating curve \~
\param[in] c2 - \ru Вторая образующая кривая
\en Second generating curve \~
*/
// \ru Используется только в конверторах для эллипса и цилиндра в orthosur \en Used only in converters for ellipse and cylinder in 'orthosur'
MbRuledSurface( double vin, double vax, const MbCurve3D & c1, const MbCurve3D & c2 );
protected:
MbRuledSurface( const MbRuledSurface &, MbRegDuplicate * );
public:
virtual ~MbRuledSurface ();
public:
VISITING_CLASS( MbRuledSurface );
/** \ru \name Общие функции геометрического объекта
\en \name Common functions of a geometric object
\{ */
virtual MbeSpaceType IsA() const; // \ru Тип элемента. \en A type of element.
virtual MbSpaceItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = c3d_null ) const; // \ru Сделать копию элемента. \en Create a copy of the element.
virtual bool IsSame ( const MbSpaceItem & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const; // \ru Равны ли объекты. \en Whether the objects are equal.
virtual bool SetEqual ( const MbSpaceItem & ); // \ru Сделать равным. \en Make equal.
virtual bool IsSimilar( const MbSpaceItem & ) const; // \ru Являются ли объекты подобными. \en Determine whether the objects are similar.
virtual void Transform( const MbMatrix3D &, MbRegTransform * = c3d_null ); // \ru Преобразовать элемент согласно матрице. \en Transform element according to the matrix.
virtual void Move ( const MbVector3D &, MbRegTransform * = c3d_null ); // \ru Сдвиг. \en Move.
virtual void Rotate ( const MbAxis3D &, double angle, MbRegTransform * = c3d_null ); // \ru Повернуть вокруг оси. \en Rotate around an axis.
virtual void GetProperties( MbProperties &properties ); // \ru Выдать свойства объекта. \en Get properties of the object.
virtual void SetProperties( const MbProperties &properties ); // \ru Записать свойства объекта. \en Set properties of the object.
virtual void GetBasisItems ( RPArray <MbSpaceItem> & ); // \ru Дать базовые объекты. \en Get the base objects.
virtual void GetBasisPoints( MbControlData3D & ) const; // \ru Выдать контрольные точки объекта. \en Get control points of object.
virtual void SetBasisPoints( const MbControlData3D & ); // \ru Изменить объект по контрольным точкам. \en Change the object by control points.
virtual void Refresh(); // \ru Сбросить все временные данные. \en Reset all temporary data.
/** \} */
/** \ru \name Функции описания области определения поверхности
\en \name Functions for surface domain description
\{ */
virtual double GetUPeriod() const; // \ru Вернуть период. \en Return period.
/** \} */
/** \ru \name Функции для работы в области определения поверхности
Функции PointOn, Derive... поверхностей корректируют параметры
при выходе их за пределы прямоугольной области определения параметров.
\en \name Functions for working at surface domain
Functions PointOn, Derive... of surfaces correct parameters
when they are out of bounds of rectangular domain of parameters.
\{ */
virtual void PointOn ( double & u, double & v, MbCartPoint3D & ) const; // \ru Точка на поверхности. \en The point on the surface.
virtual void DeriveU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Первая производная по u. \en The first derivative with respect to u.
virtual void DeriveV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Первая производная по v. \en The first derivative with respect to v.
virtual void DeriveUU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по u. \en The second derivative with respect to u.
virtual void DeriveVV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const;
virtual void DeriveUV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по uv. \en The second derivative with respect to uv.
virtual void DeriveUUU( double & u, double & v, MbVector3D & ) const;
virtual void DeriveUUV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const;
virtual void DeriveUVV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const;
virtual void DeriveVVV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const;
virtual void Normal ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Нормаль. \en Normal.
virtual void NormalU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Производная нормали. \en The derivative of normal.
virtual void NormalV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Производная нормали. \en The derivative of normal.
/** \} */
/** \ru \name Функции для работы внутри и вне области определения поверхности
функции _PointOn, _Derive... поверхностей не корректируют
параметры при выходе их за пределы прямоугольной области определения параметров.
\en \name Functions for working inside and outside the surface's domain
functions _PointOn, _Derive... of surfaces don't correct
parameters when they are out of bounds of rectangular domain of parameters.
\{ */
virtual void _PointOn ( double u, double v, MbCartPoint3D & ) const; // \ru Точка на расширенной поверхности. \en The point on the extended surface.
virtual void _DeriveU ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Первая производная по u. \en The first derivative with respect to u.
virtual void _DeriveV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Первая производная по v. \en The first derivative with respect to v.
virtual void _DeriveUU ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по u. \en The second derivative with respect to u.
virtual void _DeriveVV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по v. \en The second derivative with respect to v.
virtual void _DeriveUV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по uv. \en The second derivative with respect to uv.
virtual void _DeriveUUU( double u, double v, MbVector3D & ) const;
virtual void _DeriveUUV( double u, double v, MbVector3D & ) const;
virtual void _DeriveUVV( double u, double v, MbVector3D & ) const;
virtual void _DeriveVVV( double u, double v, MbVector3D & ) const;
virtual void _Normal ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Нормаль. \en Normal.
virtual void _NormalU ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Производная нормали. \en The derivative of normal.
virtual void _NormalV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Производная нормали. \en The derivative of normal.
virtual void _NormalUU ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Производная нормали. \en The derivative of normal.
virtual void _NormalUV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Производная нормали. \en The derivative of normal.
virtual void _NormalVV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Производная нормали. \en The derivative of normal.
/** \} */
/** \ru \name Функции доступа к группе данных для работы внутри и вне области определения параметров поверхности.
\en \name Functions for get of the group of data inside and outside the surface's domain of parameters.
\{ */
virtual void Explore( double & u, double & v, bool ext,
MbCartPoint3D & pnt, MbVector3D & uDer, MbVector3D & vDer,
MbVector3D * uuDer, MbVector3D * vvDer, MbVector3D * uvDer, MbVector3D * nor ) const;
/** \} */
/** \ru \name Функции движения по поверхности
\en \name Functions of moving along the surface
\{ */
virtual double StepU ( double u, double v, double sag ) const; // \ru Вычисление шага по u по заданной стрелке прогиба. \en Calculation of the parameter step in u direction by the sag.
virtual double StepV ( double u, double v, double sag ) const; // \ru Вычисление шага по v по заданной стрелке прогиба. \en Calculation of the parameter step in v direction by the sag.
virtual double DeviationStepU( double u, double v, double angle ) const; // \ru Вычисление шага по u по заданному углу отклонения. \en Calculation of the parameter step in u direction by the deviation angle.
virtual double DeviationStepV( double u, double v, double angle ) const; // \ru Вычисление шага по v по заданному углу отклонения. \en Calculation of the parameter step in v direction by the deviation angle.
virtual double MetricStepV ( double u, double v, double length ) const; // \ru Вычисление шага по v по заданной длине. \en Calculation of the parameter step in v direction by the given length.
virtual size_t GetUCount() const;
virtual size_t GetVCount() const;
/** \} */
/** \ru \name Общие функции поверхности
\en \name Common functions of surface
\{ */
virtual double CurvatureU ( double u, double v ) const; // \ru Kривизна линии по u. \en Curvature of line by u.
virtual double CurvatureV ( double u, double v ) const; // \ru Kривизна линии v. \en Curvature of v-line.
virtual bool IsPlanar( double accuracy = METRIC_EPSILON ) const; // \ru Является ли поверхность плоской. \en Whether the surface is planar.
virtual size_t GetUMeshCount() const; // \ru Выдать количество полигонов по u. \en Get the count of polygons by u.
virtual size_t GetVMeshCount() const; // \ru Выдать количество полигонов по v. \en Get the count of polygons by v.
virtual void ChangeCarrier( const MbSpaceItem & item, MbSpaceItem & init ); // \ru Изменение носителя. \en Changing of carrier.
// \ru Ближайшая проекция точки на поверхность. \en The nearest point projection onto the surface.
virtual bool NearPointProjection( const MbCartPoint3D & p, double & u, double & v, bool ext, MbRect2D * uvRange = c3d_null ) const;
// \ru Пересечение с кривой. \en Intersection with curve.
virtual void CurveIntersection( const MbCurve3D & curv, SArray<MbCartPoint> & uv, SArray<double> & tt,
bool ext0, bool ext, bool touchInclude = false ) const;
virtual void CalculateGabarit( MbCube & ) const; // \ru Выдать габарит. \en Get the bounding box.
virtual void CalculateLocalGabarit( const MbMatrix3D &, MbCube & ) const; // \ru Рассчитать габарит относительно л.с.к.. \en Calculate bounding box relative to the local coordinate system.
virtual MbSplineSurface * NurbsSurface( double, double, double, double, bool bmatch = false ) const; // \ru NURBS копия поверхности. \en NURBS copy of a surface.
virtual MbSurface * NurbsSurface( const MbNurbsParameters & uParam, const MbNurbsParameters & vParam ) const;
virtual MbSurface * Offset( double d, bool same ) const; // \ru Построить смещенную поверхность. \en Create a shifted surface.
virtual MbCurve3D * CurveU( double v, MbRect1D * pRgn, bool bApprox = true ) const; // \ru Пространственная копия линии v = const. \en Spatial copy of 'v = const'-line.
virtual MbCurve3D * CurveV( double u, MbRect1D * pRgn, bool bApprox = true ) const; // \ru Пространственная копия линии u = const. \en Spatial copy of 'u = const'-line.
virtual MbCurve3D * CurveUV( const MbLineSegment &, bool bApprox = true ) const; // \ru Пространственная копия линии по параметрической линии. \en Spatial copy of line by parametric line.
// \ru Построить касательные и нормальные плейсменты конструктивных плоскостей. \en Construct tangent and normal placements of constructive planes.
virtual bool CreateNormalPlacements ( const MbVector3D & axisZ, double angle, SArray<MbPlacement3D> & places ) const;
virtual bool CreateTangentPlacements( const MbVector3D & axisZ, SArray<MbPlacement3D> & places ) const;
virtual bool GetCylinderAxis( MbAxis3D &axis ) const; // \ru Дать ось вращения для поверхности \en Get a rotation axis of a surface
// \ru Подобные ли поверхности для объединения (слива). \en Whether the surfaces to union (joining) are similar.
virtual bool IsSimilarToSurface( const MbSurface & surf, VERSION version, double precision = METRIC_PRECISION ) const;
// \ru Подобные ли поверхности для объединения (слива). Специальный случай. Для внутреннего использования. \en Whether the surfaces are similar to merge. Special case. For internal use only.
virtual bool IsSpecialSimilarToSurface( const MbSurface & surf, VERSION version, double precision = METRIC_PRECISION ) const;
// \ru Дать двумерную матрицу преобразования из своей параметрической области в параметрическую область surf. \en Get two-dimensional transformation matrix from own parametric region to parametric region of 'surf'.
virtual bool GetMatrixToSurface( const MbSurface & surf, MbMatrix & matr, VERSION version, double precision = METRIC_PRECISION ) const;
// \ru Существует ли полюс на границе параметрической области сплайновой кривой. \en Whether there is pole on boundary of parametric region of spline curve.
virtual bool GetPoleUMin() const;
virtual bool GetPoleUMax() const;
virtual bool GetPoleVMin() const;
virtual bool GetPoleVMax() const;
virtual bool IsPole( double u, double v ) const; // \ru Является ли точка особенной. \en Whether the point is special.
// \ru Определение разбивки параметрической области поверхности вертикалями и горизонталями. \en Determine splitting of parametric region of surface by vertical and horizontal lines.
virtual void GetTesselation( const MbStepData & stepData,
double u1, double u2, double v1, double v2,
SArray<double> & uu, SArray<double> & vv ) const;
virtual bool IsLineU() const; // \ru Если true все производные по U выше первой равны нулю. \en If true, then all the derivatives by U higher the first one are equal to zero.
virtual bool IsLineV() const; // \ru Если true все производные по V выше первой равны нулю. \en If true, then all the derivatives by V higher the first one are equal to zero.
/** \} */
/** \ru \name Функции движения по поверхности
\en \name Functions of moving along the surface
\{ */
/// \ru Дать вторую образующую кривую. \en Get second generating curve.
const MbCurve3D & GetSline() const { return *sline; }
/// \ru Дать вторую образующую кривую для изменения. \en Get second generating curve for changing.
MbCurve3D & SetSline() { return *sline; }
/// \ru Тип линейчатой поверхности. \en Type of ruled surface.
inline RuledSurfaceType GetType() const { C3D_ASSERT( type != rld_Unset ); return type; }
/// \ru Обновить тип линейчатой поверхности. \en Update type of ruled surface.
inline void UpdateType();
/** \} */
inline double SlineParameterFrom( const double & u ) const;
inline double SlineParameterInto( const double & t ) const;
private:
inline void CheckParam( double & u, double & v ) const; // \ru Проверить параметры. \en Check parameters.
inline void CheckPoleParam( double & u, double & v ) const;
void InitNormDeltaU(); // \ru Посчитать величины отступа от uMin и uMax при подсчете нормали \en Calculate indent values from uMin and uMax in calculation of normal
void InitTabooUV(); // \ru Вычислить ограничения по u и v \en Calculate constraints by u and v
// \ru Пересечение с прямолинейной кривой \en Intersection with rectilinear curve
bool StraightIntersection( const MbCurve3D & curv, SArray<MbCartPoint> & uv, SArray<double> & tt,
bool ext0, bool ext ) const;
RuledSurfaceType CheckType();
MbConeSurface * GetConeSurface() const;
bool IsPlane() const; // \ru НЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ СНАРУЖИ !!! \en NOT USE OUTSIDE !!!
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbRuledSurface )
OBVIOUS_PRIVATE_COPY( MbRuledSurface )
};
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbRuledSurface )
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Проверить параметры \en Check parameters
// ---
inline void MbRuledSurface::CheckParam( double & u, double & v ) const
{
if (u < umin) {
if ( uclosed ) {
double pRgn = ( umax - umin );
u -= ( ::floor((u - umin) / pRgn) * pRgn );
}
else
u = umin;
}
else if ( u > umax) {
if ( uclosed ) {
double pRgn = ( umax - umin );
u -= ( ::floor((u - umin) / pRgn) * pRgn );
}
else
u = umax;
}
if ( v < vmin )
v = vmin;
else if ( v > vmax )
v = vmax;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Корректировка параметров \en Correct parameters
// ---
inline void MbRuledSurface::CheckPoleParam( double & u, double & v ) const
{
if ( (type == rld_PoleMin) && (v < vmin) )
v = vmin;
else if ( v < vminExt )
v = vminExt;
if ( (type == rld_PoleMax) && (v > vmax) )
v = vmax;
else if ( v > vmaxExt )
v = vmaxExt;
if ( u < umin ) {
if ( poleMin )
u = umin;
else if ( u < uminExt )
u = uminExt;
}
if ( u > umax ) {
if ( poleMax )
u = umax;
else if ( u > umaxExt )
u = umaxExt;
}
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Обновить тип линейчатой поверхности. \en Update type of ruled surface.
// ---
inline void MbRuledSurface::UpdateType()
{
type = rld_Unset;
CheckType();
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Перевод параметра curve в параметр sline \en Convert 'curve' parameter to 'sline' parameter
// ---
inline double MbRuledSurface::SlineParameterFrom( const double & u ) const {
return tmin + (u - umin) * dt;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Перевод параметра sline в параметр curve \en Convert 'sline' parameter to 'curve' parameter
// ---
inline double MbRuledSurface::SlineParameterInto( const double & t ) const {
double du = (::fabs(dt) > EXTENT_EQUAL) ? 1.0 / dt : 1.0;
return umin + (t - tmin) * du;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Являются ли поверхости геометрически одинаковыми \en Whether surfaces are similar
// ---
bool IsSameRuledExtrusion( const MbRuledSurface & ruled, const MbExtrusionSurface & extrusion,
MbMatrix * matr );
#endif // __SURF_RULED_SURFACE_H
Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink