Egalware/Extern
1
0
Fork 0
Code Issues Pull Requests Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
e771270eb201fc7bd92dc593c7770cf1a56423d8
Extern/C3d/Include/surf_coons_surface.h
T
Dario Sassi e771270eb2 C3d : 
- ritornati alla versione precedente delle librerie perché l'ultima ha introdotto degli errori e siamo in attesa di correzioni.
2020-12-09 17:56:59 +00:00

598 lines
44 KiB
C++
Raw Blame History

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
\file
\brief \ru Бикубическая поверхность Кунса на четырех кривых и их поперечных производных.
\en Bicubic Coons surface on four curves and its transverse derivatives. \~
*/
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#ifndef __SURF_COONS_SURFACE_H
#define __SURF_COONS_SURFACE_H
#include <templ_dptr.h>
#include <surface.h>
#include <surf_coons_surface_.h>
#include <cur_surface_curve.h>
#include <mb_operation_result.h>
class MATH_CLASS MbCurve;
//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Способ расчёта поверхности Кунса.
\en Type of calculation of Coons surface. \~
\details \ru Способ расчёта поверхности Кунса. \n
\en Type of calculation of Coons surface. \n \~
\ingroup Surfaces
*/
// ---
enum MbeCoonsSurfaceCalcType {
cst_DefaultType = 0, ///< \ru Способ по умолчанию. \en Default type.
cst_SurfaceType, ///< \ru Точный способ по кривым на поверхностях. \en Exact type by Curves on surfaces.
cst_GregoryPatchType, ///< \ru Патч Грегори. \en Gregory patch.
};
//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Поверхность Кунса на четырех кривых.
\en Coons surface on four curves. \~
\details \ru Бикубическая поверхность Кунса определяется четырьмя кривыми и
производными поверхности на этих кривых в поперечном к кривым направлениях.
Поверхность проходит через определяющие её кривые и
имеет заданные производные на этих кривых в поперечном к кривым направлениях. \n
\en Bicubic Coons surface is determined by four curves and
surface derivatives on these curves in transverse directions to curves.
Surface passes through its determining curves and
has specified derivatives on this curves in transverse directions to curves. \n \~
\ingroup Surfaces
*/
// ---
class MATH_CLASS MbCoonsPatchSurface : public MbSurface {
// curve2V
// t2min curve2 t2max
// P3 ______________________ P2
// t3max | | t1max
// | |
// | |
// curve3 | | curve1
// curve3U | | curve1U
// t0=t0min*(1-u)+t0max*u | |
// t1=t1min*(1-v)+t1max*v | |
// t2=t2min*(1-u)+t2max*u t3min |______________________| t1min
// t3=t3min*(1-v)+t3max*v P0 P1
// t0min curve0 t0max
// curve0V
// \ru Не переименовывать в MbCoonsSurface - хэш совпал с существующим объектом (BUG_60351). \en No renaming to MbCoonsSurface - hash was coincided with existing object (BUG_60351).
private:
MbCurve3D * curve0; ///< \ru Кривая 0. \en Curve 0.
MbCurve3D * curve1; ///< \ru Кривая 1. \en Curve 1.
MbCurve3D * curve2; ///< \ru Кривая 2. \en Curve 2.
MbCurve3D * curve3; ///< \ru Кривая 3. \en Curve 3.
MbCurve3D * curve0V; ///< \ru Производная по v вдоль кривой 0. \en Derivative by v along curve 0.
MbCurve3D * curve1U; ///< \ru Производная по u вдоль кривой 1. \en Derivative by u along curve 1.
MbCurve3D * curve2V; ///< \ru Производная по v вдоль кривой 2. \en Derivative by v along curve 2.
MbCurve3D * curve3U; ///< \ru Производная по u вдоль кривой 3. \en Derivative by u along curve 3.
MbCartPoint3D vertex[COONS_COUNT]; ///< \ru Вершины. \en Vertices.
MbCartPoint3D vertexU[COONS_COUNT]; ///< \ru Производная по u в вершинах. \en Derivative by u at vertices.
MbCartPoint3D vertexV[COONS_COUNT]; ///< \ru Производная по v в вершинах. \en Derivative by v at vertices.
MbCartPoint3D vertexUV[COONS_COUNT]; ///< \ru Производная по uv в вершинах. \en Derivative by uv at vertices.
double t0min; ///< \ru Минимальное значение параметра на кривой 0. \en Minimal value of parameter on curve 0.
double t0max; ///< \ru Максимальное значение параметра на кривой 0. \en Maximal value of parameter on curve 0.
double t1min; ///< \ru Минимальное значение параметра на кривой 1. \en Minimal value of parameter on curve 1.
double t1max; ///< \ru Максимальное значение параметра на кривой 1. \en Maximal value of parameter on curve 1.
double t2min; ///< \ru Минимальное значение параметра на кривой 2. \en Minimal value of parameter on curve 2.
double t2max; ///< \ru Максимальное значение параметра на кривой 2. \en Maximal value of parameter on curve 2.
double t3min; ///< \ru Минимальное значение параметра на кривой 3. \en Minimal value of parameter on curve 3.
double t3max; ///< \ru Максимальное значение параметра на кривой 3. \en Maximal value of parameter on curve 3.
bool uclosed; ///< \ru Замкнутость по u. \en Closeness by u.
bool vclosed; ///< \ru Замкнутость по v. \en Closeness by v.
bool poleUMin; ///< \ru Полюс в начале. \en Pole at the beginning.
bool poleUMax; ///< \ru Полюс в конце. \en Pole at the end.
bool poleVMin; ///< \ru Полюс в начале. \en Pole at the beginning.
bool poleVMax; ///< \ru Полюс в конце. \en Pole at the end.
MbeCoonsSurfaceCalcType calcType; ///< \ru Версия реализации определяет способ расчёта поверхности. \en Version of implementation determines a type of calculation of surface.
//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Вспомогательные данные.
\en Auxiliary data. \~
\details \ru Вспомогательные данные служат для ускорения работы объекта.
\en Auxiliary data are used for fast calculations. \n \~
*/
// ---
class MbCoonsSurfaceAuxiliaryData: public AuxiliaryData {
public:
DPtr<MbCoonsWorkingData> mp; ///< \ru Дополнительные временные данные для ускорения вычислений. \en Additional temporary data to speed up computations.
MbCoonsSurfaceAuxiliaryData();
virtual ~MbCoonsSurfaceAuxiliaryData();
};
mutable CacheManager<MbCoonsSurfaceAuxiliaryData> cache;
protected:
/** \brief \ru Конструктор поверхности Кунса.
\en Constructor of Coons surface. \~
\details \ru Конструктор поверхности Кунса по набору кривых и производных вдоль кривых.
\en Constructor of Coons surface by set of curves and derivatives along curves. \~
\param[in] initCurve0 - \ru Кривая 0.
\en Curve 0. \~
\param[in] initCurve1 - \ru Кривая 1.
\en Curve 1. \~
\param[in] initCurve2 - \ru Кривая 2.
\en Curve 2. \~
\param[in] initCurve3 - \ru Кривая 3.
\en Curve 3. \~
\param[in] derVCurve0 - \ru Производная по v вдоль кривой 0.
\en Derivative by v along curve 0. \~
\param[in] derUCurve1 - \ru Производная по u вдоль кривой 1.
\en Derivative by u along curve 1. \~
\param[in] derVCurve2 - \ru Производная по v вдоль кривой 2.
\en Derivative by v along curve 2. \~
\param[in] derUCurve3 - \ru Производная по u вдоль кривой 3.
\en Derivative by u along curve 3. \~
*/
MbCoonsPatchSurface ( MbCurve3D & initCurve0, MbCurve3D & initCurve1, MbCurve3D & initCurve2, MbCurve3D & initCurve3,
MbCurve3D & derVCurve0, MbCurve3D & derUCurve1, MbCurve3D & derVCurve2, MbCurve3D & derUCurve3,
double w0min, double w0max, double w1min, double w1max, double w2min, double w2max, double w3min, double w3max,
MbeCoonsSurfaceCalcType calcType = cst_DefaultType );
private:
MbCoonsPatchSurface( const MbCoonsPatchSurface & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
MbCoonsPatchSurface( const MbCoonsPatchSurface &, MbRegDuplicate * ); ///< \ru Конструктор копирования. \en Copy-constructor.
public:
virtual ~MbCoonsPatchSurface( void );
public:
VISITING_CLASS( MbCoonsPatchSurface );
/// \ru Создание поверхности Кунса по заданным кривым на поверхностях. \en Creation of Coons surface by curves on surfaces.
static MbCoonsPatchSurface * Create( const MbCurve3D & curve0,
const MbCurve3D & curve1,
const MbCurve3D & curve2,
const MbCurve3D & curve3,
MbeCoonsSurfaceCalcType type,
MbResultType & resType );
/// \ru Инициализация поверхности Кунса заданной поверхностью Кунса. \en Initialization of Coons surface by specified Coons surface.
void Init( const MbCoonsPatchSurface & );
/** \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 * = NULL ) const; // \ru Cделать копию элемента \en Make a copy of element
virtual bool IsSame( const MbSpaceItem & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const; // \ru Является ли объект копией. \en Whether the object is a copy.
virtual bool SetEqual( const MbSpaceItem & init ); // \ru Сделать равным \en Make equal
virtual bool IsSimilar( const MbSpaceItem & init ) const; // \ru Являются ли объекты подобными \en Whether the objects are similar
virtual void Transform( const MbMatrix3D & matr, MbRegTransform * = NULL ); // \ru Преобразовать элемент согласно матрице \en Transform element according to the matrix
virtual void Move( const MbVector3D & to, MbRegTransform * = NULL ); // \ru Сдвиг \en Translation
virtual void Rotate( const MbAxis3D & axis, double angle, MbRegTransform * = NULL ); // \ru Повернуть вокруг оси \en Rotate around an axis
virtual void GetProperties( MbProperties & ); // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of the object
virtual void SetProperties( const MbProperties & ); // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of the object
virtual void GetBasisItems ( RPArray <MbSpaceItem> &s ); // \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.
/** \} */
/** \ru \name Функции описания области определения поверхности
\en \name Functions for surface domain description
\{ */
virtual double GetUMin() const;
virtual double GetVMin() const;
virtual double GetUMax() const;
virtual double GetVMax() const;
virtual bool IsUClosed() const; // \ru Замкнута ли поверхность по параметру u. \en Whether the surface is closed by parameter u.
virtual bool IsVClosed() const; // \ru Замкнута ли поверхность по параметру v. \en Whether the surface is closed by parameter v.
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
virtual void Refresh(); // \ru Сбросить все временные данные \en Flush all the temporary data
/** \} */
/** \ru \name Функции для работы в области определения поверхности
Функции PointOn, Derive... поверхностей корректируют параметры
при выходе их за пределы прямоугольной области определения параметров.\n
\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.\n
\{ */
virtual void PointOn ( double & u, double & v, MbCartPoint3D & ) const; // \ru Точка на поверхности \en Point on the surface
virtual void DeriveU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Первая производная по u \en First derivative with respect to u
virtual void DeriveV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Первая производная по v \en First derivative with respect to v
virtual void DeriveUU ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по u \en Second derivative with respect to u
virtual void DeriveVV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по v \en Second derivative with respect to v
virtual void DeriveUV ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по uv \en Second derivative with respect to uv
virtual void DeriveUUU( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
virtual void DeriveUUV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
virtual void DeriveUVV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
virtual void DeriveVVV( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
virtual void Normal ( double & u, double & v, MbVector3D & ) const; // \ru Нормаль \en 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 Point on the extended surface
virtual void _DeriveU ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Первая производная по u \en First derivative with respect to u
virtual void _DeriveV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Первая производная по v \en First derivative with respect to v
virtual void _DeriveUU ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по u \en Second derivative with respect to u
virtual void _DeriveVV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по v \en Second derivative with respect to v
virtual void _DeriveUV ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Вторая производная по uv \en Second derivative with respect to uv
virtual void _DeriveUUU( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
virtual void _DeriveUUV( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
virtual void _DeriveUVV( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
virtual void _DeriveVVV( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
virtual void _Normal ( double u, double v, MbVector3D & ) const; // \ru Нормаль \en 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 параметра u по по величине прогиба \en Calculation of parameter u step by the value of sag
virtual double StepV( double u, double v, double sag ) const; // \ru Вычисление шага параметра v по по величине прогиба \en Calculation of parameter v step by the value of sag
virtual double DeviationStepU( double u, double v, double ang ) const; // \ru Вычисление шага параметра u по углу отклонения нормали \en Calculation of parameter u step by the angle of deviation of normal
virtual double DeviationStepV( double u, double v, double ang ) const; // \ru Вычисление шага параметра v по углу отклонения нормали \en Calculation of parameter v step by the angle of deviation of normal
virtual size_t GetUCount() const;
virtual size_t GetVCount() const;
/** \} */
/** \ru \name Общие функции поверхности
\en \name Common functions of 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 void ChangeCarrier( const MbSpaceItem & item, MbSpaceItem & init ); // \ru Изменение носителя \en Changing of carrier
// \ru Существует ли полюс на границе параметрической области \en Whether there is pole on boundary of parametric region
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
/// \ru Получить кривую 0. \en Get curve 0.
const MbCurve3D & GetCurve0() const { return *curve0; }
/// \ru Получить кривую 1. \en Get curve 1.
const MbCurve3D & GetCurve1() const { return *curve1; }
/// \ru Получить кривую 2. \en Get curve 2.
const MbCurve3D & GetCurve2() const { return *curve2; }
/// \ru Получить кривую 3. \en Get curve 3.
const MbCurve3D & GetCurve3() const { return *curve3; }
/// \ru Получить кривую производной в трансверсальном направлении к кривой 0. \en Get derivative curve transversal to curve 0.
const MbCurve3D & GetDerCurve0() const { return *curve0V; }
/// \ru Получить кривую производной в трансверсальном направлении к кривой 1. \en Get derivative curve transversal to curve 1.
const MbCurve3D & GetDerCurve1() const { return *curve1U; }
/// \ru Получить кривую производной в трансверсальном направлении к кривой 2. \en Get derivative curve transversal to curve 2.
const MbCurve3D & GetDerCurve2() const { return *curve2V; }
/// \ru Получить кривую производной в трансверсальном направлении к кривой 3. \en Get derivative curve transversal to curve 3.
const MbCurve3D & GetDerCurve3() const { return *curve3U; }
/// \ru Получить кривую по индексу. \en Get curve by an index.
const MbCurve3D * GetCurve( size_t ind ) const;
/// \ru Получить количество кривых. \en Get count of curves.
size_t GetCurvesCount() const { return COONS_COUNT; } //-V112
const MbCartPoint3D * GetVertex() const { return vertex; } ///< \ru Выдать вершины P0, P1, P2. \en Get vertices P0, P1, P2.
/** \} */
double GetT0Min() const { return t0min; } ///< \ru Минимальное значение параметра на кривой 0. \en Minimal value of parameter on curve 0.
double GetT0Max() const { return t0max; } ///< \ru Максимальное значение параметра на кривой 0. \en Maximal value of parameter on curve 0.
double GetT1Min() const { return t1min; } ///< \ru Минимальное значение параметра на кривой 1. \en Minimal value of parameter on curve 1.
double GetT1Max() const { return t1max; } ///< \ru Максимальное значение параметра на кривой 1. \en Maximal value of parameter on curve 1.
double GetT2Min() const { return t2min; } ///< \ru Минимальное значение параметра на кривой 2. \en Minimal value of parameter on curve 2.
double GetT2Max() const { return t2max; } ///< \ru Максимальное значение параметра на кривой 2. \en Maximal value of parameter on curve 2.
double GetT3Min() const { return t3min; } ///< \ru Минимальное значение параметра на кривой 3. \en Minimal value of parameter on curve 3.
double GetT3Max() const { return t3max; } ///< \ru Максимальное значение параметра на кривой 3. \en Maximal value of parameter on curve 3.
/** \brief \ru Получить образующую кривую по индексу, если она точно совпадает с соответствующим краем поверхности.
\en Get exact curve by index, if it coincides with the corresponding border of the surface. \~
\details \ru Совпадение кривой с краем поверхности определяется по крайним точкам кривой.
\en Coincidence of the curve with the border of the surface is determined by the end points of the curve. \~
\param[in] k - \ru Индекс кривой.
\en Index of the curve. \~
\param[out] sense - \ru Флаг совпадения направленности кривой с рисунком, приведенным выше.
\en Flag that indicates the coincidence of the curve with the picture shown above.\~
\return - \ru Указатель на кривую или NULL.
\en Pointer to the curve or NULL. \~
*/
const MbCurve3D * GetExactCurve( size_t k, bool & sense ) const;
/** \brief \ru Проверка полюсов на кривых.
\en Check poles on curves. \~
\details \ru Определяет, есть ли полюс на границе области определения по длине кривой, определяющей границу.\n
Результат вычислений можно получить с помощью функций GetPoleUMin, GetPoleUMax, GetPoleVMin, GetPoleVMax.
\en Determines whether the pole at domain boundary by curve length determining boundary.\n
Result of calculations can be obtained with help of GetPoleUMin, GetPoleUMax, GetPoleVMin, GetPoleVMax functions. \~
*/
void CheckPole();
private:
void operator = ( const MbCoonsPatchSurface & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
void Setup();
// void SetVertexUV( double u, double v ) const;
void CheckParams( double & u, double & v, bool ext = false ) const; // \ru Проверить и изменить при необходимости параметры. \en Check and correct parameters.
void CalculateTwist( double u, double v ) const;
// \ru Определение местных координат. \en Determination of local coordinates.
void CalculateCoordinate( double & u, double & v,
double & t0, double & t1, double & t2, double & t3 ) const;
void CalculatePoint ( double & u, double & v,
MbCartPoint3D * point, MbCartPoint3D * pointUV ) const;
void CalculateFirst ( double & u, double & v,
MbCartPoint3D * point, MbVector3D * first,
MbCartPoint3D * pointUV, MbVector3D * firstUV ) const;
void CalculateThird ( double & u, double & v,
MbCartPoint3D * point, MbVector3D * third,
MbCartPoint3D * pointUV, MbVector3D * thirdUV ) const;
void CalculateExplore( double & u, double & v,
MbCartPoint3D * point, MbVector3D * first, MbVector3D * second,
MbCartPoint3D * pointUV, MbVector3D * firstUV, MbVector3D * secondUV ) const;
// \ru Производные. \en Derivatives with respect to u and to v.
void Derivatives( double & u, double & v, MbVector3D & uDer, MbVector3D & vDer ) const;
// \ru Нормаль. \en Calculate surface normal with refinement on borders.
void Normal( double u, double v, MbVector3D & derU, MbVector3D & derV, MbVector3D & norm ) const;
inline void ParamPoint ( double w, double * t ) const;
inline void ParamFirst ( double w, double * t ) const;
inline void ParamSecond( double w, double * t ) const;
inline void ParamThird ( double w, double * t ) const;
// \ru Добавить матрицу поверхности. \en Add the matrix of the surface.
inline void AddMatrix ( double u, double v, double * uu, double * vv, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveU ( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveV ( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveUU ( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveVV ( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveUV ( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveUUU( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveUUV( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveUVV( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
void AddDeriveVVV( double u, double v, MbVector3D & p ) const;
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbCoonsPatchSurface )
}; // MbCoonsSurface
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbCoonsPatchSurface )
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Определение массива степеней параметра точки \en Determination of array of degrees of point parameter
// ---
inline void MbCoonsPatchSurface::ParamPoint ( double w, double * t ) const {
t[0] = 1.0 - 3.0 * w * w + 2.0 * w * w * w; //*/ 1.0 - 10.0 * w * w * w + 15.0 * w * w * w * w - 6.0 * w * w * w * w * w;
t[1] = 3.0 * w * w - 2.0 * w * w * w; //*/ 10.0 * w * w * w - 15.0 * w * w * w * w + 6.0 * w * w * w * w * w;
t[2] = w - 2.0 * w * w + w * w * w; //*/ 0.0;
t[3] = - w * w + w * w * w; //*/ 0.0;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Определение массива степеней параметра производной \en Determination of array of degrees of derivative parameter
// ---
inline void MbCoonsPatchSurface::ParamFirst ( double w, double * t ) const {
t[0] = - 6.0 * w + 6.0 * w * w; //*/ -30.0 * w * w + 60.0 * w * w * w - 30.0 * w * w * w * w;
t[1] = 6.0 * w - 6.0 * w * w; //*/ 30.0 * w * w - 60.0 * w * w * w + 30.0 * w * w * w * w;
t[2] = 1.0 - 4.0 * w + 3.0 * w * w; //*/ 0.0;
t[3] = - 2.0 * w + 3.0 * w * w; //*/ 0.0;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Определение массива степеней параметра второй производной \en Determination of array of degrees of second derivative parameter
// ---
inline void MbCoonsPatchSurface::ParamSecond( double w, double * t ) const {
t[0] = - 6.0 + 12.0 * w; //*/ -60.0 * w + 180.0 * w * w - 120.0 * w * w * w;
t[1] = 6.0 - 12.0 * w; //*/ 60.0 * w - 180.0 * w * w + 120.0 * w * w * w;
t[2] = - 4.0 + 6.0 * w; //*/ 0.0;
t[3] = - 2.0 + 6.0 * w; //*/ 0.0;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Определение массива степеней параметра третьей производной \en Determination of array of degrees of third derivative parameter
// ---
inline void MbCoonsPatchSurface::ParamThird ( double /*w*/, double * t ) const {
t[0] = 12.0; //*/ -60.0 + 360.0 * w - 360.0 * w * w;
t[1] = -12.0; //*/ 60.0 - 360.0 * w + 360.0 * w * w;
t[2] = 6.0; //*/ 0.0;
t[3] = 6.0; //*/ 0.0;
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Добавить матрицу поверхности. \en Add the matrix of the surface.
// ---
inline void MbCoonsPatchSurface::AddMatrix( double u, double v, double * uu, double * vv, MbVector3D & p ) const {
MbCartPoint3D twist[COONS_COUNT];
if ( calcType == cst_GregoryPatchType ) {
// SetVertexUV( u, v );
CalculateTwist( u, v );
MbCoonsSurfaceAuxiliaryData * loccache = cache();
for ( size_t i = 0; i < COONS_COUNT; ++i )
twist[i] = loccache->mp->twist[i];
}
else {
for ( size_t i = 0; i < COONS_COUNT; ++i )
twist[i] = vertexUV[i];
}
p.Add( vertex[0], -uu[0] * vv[0], vertex[1], -uu[1] * vv[0], vertex[2], -uu[1] * vv[1], vertex[3], -uu[0] * vv[1] );
p.Add( vertexU[0], -uu[2] * vv[0], vertexU[1], -uu[3] * vv[0], vertexU[2], -uu[3] * vv[1], vertexU[3], -uu[2] * vv[1] );
p.Add( vertexV[0], -uu[0] * vv[2], vertexV[1], -uu[1] * vv[2], vertexV[2], -uu[1] * vv[3], vertexV[3], -uu[0] * vv[3] );
p.Add( twist[0], -uu[2] * vv[2], twist[1], -uu[3] * vv[2], twist[2], -uu[3] * vv[3], twist[3], -uu[2] * vv[3] );
}
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Получить кривую по индексу \en Get curve by an index
// ---
inline const MbCurve3D * MbCoonsPatchSurface::GetCurve( size_t ind ) const
{
if ( ind >= COONS_COUNT )
ind = ind % COONS_COUNT;
switch ( ind ) {
case 0 : { return curve0; }
case 1 : { return curve1; }
case 2 : { return curve2; }
case 3 : { return curve3; }
}
return NULL;
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//
// Вспомогательные объекты бикубической поверхности Кунса.
// Auxiliary objects for bicubic Coons surface.
//
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//------------------------------------------------------------------------------
// \ru Кривая производных, обслуживающая точную бикубическую поверхность Кунса, построенная кривой на поверхности.
// \en The curve of derivatives serving the exact bicubic Coons surface, constructed by a curve on the surface. \~
// ---
class MATH_CLASS MbCoonsDerivative : public MbCurve3D {
protected :
MbSurfaceCurve * curve; ///< \ru Кривая на поверхности (всегда не NULL). \en Curve on surface (always not NULL).
double param1; ///< \ru Параметр первой точки кривой. \en The first point parameter of curve.
double param2; ///< \ru Параметр второй точки кривой. \en The second point parameter of curve.
MbVector rail1; ///< \ru Вектор для вычисления поперечной производной в первой точке кривой. \en The vector for calculation of the transverse derivative in first point of curve.
MbVector rail2; ///< \ru Вектор для вычисления поперечной производной во второй точке кривой. \en The vector for calculation of the transverse derivative in second point of curve.
double turner; ///< \ru Угол поворота векторов на единицу изменения параметра. \en The angle of rotation of vectors per unit of parameter change.
//------------------------------------------------------------------------------
/** \brief \ru Вспомогательные данные.
\en Auxiliary data. \~
\details \ru Вспомогательные данные служат для ускорения работы объекта.
\en Auxiliary data are used for fast calculations. \n \~
*/
// ---
class MbCoonsDerivativeAuxiliaryData: public AuxiliaryData {
public:
double t; ///< \ru Параметр. \en Parameter.
MbCartPoint3D point; ///< \ru Точка. \en Point.
MbVector3D first; ///< \ru Первая производная. \en First derivative.
MbVector3D second; ///< \ru Вторая производная. \en Second derivative.
MbVector3D third; ///< \ru Третья производная. \en Third derivative.
MbCoonsDerivativeAuxiliaryData();
MbCoonsDerivativeAuxiliaryData( const MbCoonsDerivativeAuxiliaryData & );
virtual ~MbCoonsDerivativeAuxiliaryData();
void Init();
void Init( const MbCoonsDerivativeAuxiliaryData & );
void Move( const MbVector3D & );
};
mutable CacheManager<MbCoonsDerivativeAuxiliaryData> cache;
public :
/// \ru Конструктор кривой на поверхности. \en Constructor of curve on surface.
MbCoonsDerivative( MbSurfaceCurve & c, double t1, const MbVector & r1, double t2, const MbVector & r2 );
protected:
/// \ru Конструктор копирования. \en Copy-constructor.
MbCoonsDerivative( const MbCoonsDerivative &, MbRegDuplicate * );
private:
MbCoonsDerivative( const MbCoonsDerivative & ); // \ru Не реализовано!!! \en Not implemented!!!
public :
virtual ~MbCoonsDerivative();
public:
/// \ru Реализация функции, инициирующей посещение объекта. \en Implementation of a function initializing a visit of an object.
VISITING_CLASS( MbCoonsDerivative );
/** \ru \name Общие функции геометрического объекта.
\en \name Common functions of a geometric object.
\{ */
virtual MbeSpaceType IsA() const; // \ru Дать тип элемента. \en Get element type.
virtual MbSpaceItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = 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 Определить, являются ли объекты одинаковыми. \en Determine whether objects are equal.
virtual bool SetEqual ( const MbSpaceItem & ); // \ru Сделать равным. \en Make equal.
virtual bool IsSimilar( const MbSpaceItem & ) const; // \ru Определить, являются ли объекты подобными. \en Determine whether the objects are similar.
virtual void Transform( const MbMatrix3D &, MbRegTransform * = NULL ); // \ru Преобразовать элемент согласно матрице. \en Transform element according to the matrix.
virtual void Move ( const MbVector3D &, MbRegTransform * = NULL ); // \ru Сдвинуть вдоль вектора. \en Move along a vector.
virtual void Rotate ( const MbAxis3D &, double angle, MbRegTransform * = NULL ); // \ru Повернуть вокруг оси. \en Rotate about an axis.
/// \ru Перевести все временные (mutable) данные объекта в неопределённое (исходное) состояние. \en Translate all the time (mutable) data objects in an inconsistent (initial) state.
virtual void Refresh();
virtual void GetProperties( MbProperties & ); // \ru Выдать свойства объекта. \en Get properties of the object.
virtual void SetProperties( const MbProperties & ); // \ru Записать свойства объекта. \en Set properties of the object.
/** \} */
/** \ru \name Общие функции кривой.
\en \name Common functions of curve.
\{ */
virtual double GetTMin() const; // \ru Вернуть минимальное значение параметра. \en Get the minimum value of parameter.
virtual double GetTMax() const; // \ru Вернуть максимальное значение параметра. \en Get the maximum value of parameter.
virtual bool IsClosed() const; // \ru Проверить замкнутость кривой. \en Check for curve closedness.
virtual double GetPeriod() const; // \ru Вернуть период периодической кривой. \en Get period of a periodic curve.
// \ru Функции для работы в области определения. \en Functions for working in the definition domain.
virtual void PointOn ( double & t, MbCartPoint3D & ) const; // \ru Вычислить точку на кривой. \en Calculate a point on the curve.
virtual void FirstDer ( double & t, MbVector3D & ) const; // \ru Вычислить первую производную. \en Calculate the first derivative.
virtual void SecondDer( double & t, MbVector3D & ) const; // \ru Вычислить вторую производную. \en Calculate the second derivative.
virtual void ThirdDer ( double & t, MbVector3D & ) const; // \ru Вычислить третью производную по t. \en Calculate the third derivative by t.
// \ru Функции для работы вне области определения. \en Functions for working outside of definition domain.
virtual void _PointOn ( double t, MbCartPoint3D & ) const; // \ru Вычислить точку на расширенной кривой. \en Calculate a point on the extended curve.
virtual void _FirstDer ( double t, MbVector3D & ) const; // \ru Вычислить первую производную. \en Calculate the first derivative.
virtual void _SecondDer( double t, MbVector3D & ) const; // \ru Вычислить вторую производную. \en Calculate the second derivative.
virtual void _ThirdDer ( double t, MbVector3D & ) const; // \ru Вычислить третью производную по t. \en Calculate the third derivative by t.
// \ru Вычислить значения точки и производных для заданного параметра. \en Calculate point and derivatives of object for given parameter. \~
virtual void Explore ( double & t, bool ext,
MbCartPoint3D & pnt, MbVector3D & fir, MbVector3D * sec, MbVector3D * thir ) const;
virtual void Inverse( MbRegTransform * iReg = NULL ); // \ru Изменить направление. \en Change the direction.
virtual double Step ( double t, double sag ) const; // \ru Вычисление шага по стрелке прогиба. \en Calculation of parameter step by the sag.
virtual double DeviationStep( double t, double angle ) const; // \ru Вычисление шага по углу отклонения нормали. \en Calculation of parameter step by the deviation angle.
virtual void ChangeCarrier ( const MbSpaceItem & item, MbSpaceItem & init ); // \ru Изменить носитель. \en Change the carrier.
virtual bool ChangeCarrierBorne( const MbSpaceItem &, MbSpaceItem &, const MbMatrix & matr ); // \ru Изменить носимые элементы. \en Change a carrier elements.
/** \} */
/// \ru Вычислить нормаль к поверхности. \en Calculate surface normal.
void SurfaceNormal( double & t, MbVector3D & n ) const { curve->SurfaceNormal( t, n ); }
/// \ru Заменить кривую. \en Replace curve.
bool ChangeCurve( MbSurfaceCurve & );
/// \ru Дать кривую. \en Get curve.
const MbSurfaceCurve * GetSurfaceCurve() const { return curve; }
/// \ru Дать кривую. \en Get curve.
MbSurfaceCurve * SetSurfaceCurve() { return curve; }
protected:
void CheckParam ( double & t ) const; // \ru Проверить и изменить при необходимости параметр. \en Check and correct parameter.
private:
// \ru Объявить оператор приравнивания по ссылке. \en Declare operator of assignment by reference.
void operator = ( const MbCoonsDerivative & ); // \ru Не реализовано!!! \en Not implemented!!!
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbCoonsDerivative )
};
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbCoonsDerivative )
#endif // __SURF_COONS_SURFACE_H
Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink