Dario Sassi
328 lines
25 KiB
C++
328 lines
25 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Прямая в двумерном пространстве.
|
|
\en Line in two-dimensional space. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __CUR_LINE_H
|
|
#define __CUR_LINE_H
|
|
|
|
|
|
#include <curve.h>
|
|
|
|
|
|
class MbRegDuplicate;
|
|
class MbRegTransform;
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Прямая в двумерном пространстве.
|
|
\en Line in two-dimensional space. \~
|
|
\details \ru Прямая линия ведёт себя как бесконечный объект, хотя в своих данных имеет граничные значения параметра tmin и tmax.
|
|
В отличие от других кривых в методах вычисления радиуса-вектора и его производных прямая не корректирует параметр t при его выходе за предельные значения tmin и tmax. \n
|
|
Радиус-вектор прямой описывается векторной функцией \n
|
|
r(t) = origin + (t direction).
|
|
\en Straight line behaves as an infinite object although its data has boundary parameter values tmin and tmax.
|
|
In contrast to curves in the calculation methods of radius-vector and its derivatives the line doesn't correct parameter "t" if it is outside the values tmin and tmax. \n
|
|
Radius-vector of line is described by the vector function \n
|
|
r(t) = origin + (t direction). \~
|
|
\ingroup Curves_2D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbLine : public MbCurve {
|
|
private :
|
|
MbCartPoint origin; ///< \ru Начальная точка. \en Start point.
|
|
MbDirection direction; ///< \ru Вектор направления. \en A direction vector.
|
|
|
|
public :
|
|
MbLine();
|
|
MbLine( const MbCartPoint & initP, const MbDirection & initDirect );
|
|
MbLine( const MbCartPoint & initP, const MbVector & initV );
|
|
MbLine( const MbCartPoint & initP, double angle ); // \ru Прямая по точке и углу \en Line by a point and angle
|
|
MbLine( const MbCartPoint & p1, const MbCartPoint & p2 ); // \ru Прямая по двум точкам (в случае совпадения точек принимается горизонтальное направление) \en Line by two points (in the case of points coincidence the horizontal direction is taken)
|
|
MbLine( double a, double b, double c ); // \ru Инициализация прямой по коэффициентам \en Initialization of a line by coefficients
|
|
//protected :
|
|
MbLine( const MbLine & );
|
|
public :
|
|
virtual ~MbLine();
|
|
|
|
public :
|
|
VISITING_CLASS( MbLine );
|
|
|
|
/** \ru \name Функции инициализации прямой.
|
|
\en \name Line initialization functions.
|
|
\{ */
|
|
// \ru Различные варианты инициализации прямой \en Different variants for the initialization of line
|
|
void Init( const MbLine & other ) { origin = other.origin; direction = other.direction; }
|
|
void Init( const MbCartPoint & pnt, double angle ) { origin = pnt; direction = angle; }
|
|
void Init( const MbCartPoint & pnt, const MbDirection & dir ) { origin = pnt; direction = dir; }
|
|
void Init( const MbCartPoint & pnt, const MbVector & dir ) { origin = pnt; direction = dir; }
|
|
void Init( const MbCartPoint & p1, const MbCartPoint & p2 ) { origin = p1; direction.Calculate( p1, p2 ); }
|
|
void Init( double a, double b, double c ); // \ru Инициализация прямой по коэффициентам \en Initialization of a line by coefficients
|
|
|
|
/** \} */
|
|
/** \ru \name Общие функции геометрического объекта.
|
|
\en \name Common functions of geometric object.
|
|
\{ */
|
|
virtual MbePlaneType IsA() const; // \ru Тип элемента \en Type of element
|
|
virtual bool IsSimilar( const MbPlaneItem & ) const; // \ru Являются ли элементы подобными \en Whether the elements are similar
|
|
virtual bool SetEqual ( const MbPlaneItem & ); // \ru Сделать элементы равными \en Make equal elements
|
|
virtual bool IsSame ( const MbPlaneItem & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const; // \ru Является ли кривая curve копией данной кривой ? \en Whether the 'curve' curve is duplicate of current curve.
|
|
virtual void Transform( const MbMatrix &, MbRegTransform * ireg = NULL, const MbSurface * newSurface = NULL ); // \ru Преобразовать элемент согласно матрице \en Transform element according to the matrix
|
|
virtual void Move ( const MbVector &, MbRegTransform * = NULL, const MbSurface * newSurface = NULL ); // \ru Сдвиг \en Translation
|
|
virtual void Rotate( const MbCartPoint & pnt, const MbDirection & angle, MbRegTransform * = NULL, const MbSurface * newSurface = NULL ); // \ru Поворот \en Rotation
|
|
|
|
virtual MbPlaneItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = NULL ) const; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element
|
|
virtual void AddYourGabaritTo ( MbRect & ) const; // \ru Добавь свой габарит в прямой прям-к \en Add bounding box into a straight box
|
|
virtual void AddYourGabaritMtr( MbRect &, const MbMatrix & ) const; // \ru Добавь в прям-к свой габарит с учетом матрицы \en Add bounding rectangle into a box with consideration of the matrix
|
|
|
|
virtual void CalculateGabarit ( MbRect & ) const; // \ru Рассчитать габарит кривой. \en Calculate bounding rectangle.
|
|
virtual void CalculateLocalGabarit( const MbMatrix & into, MbRect & local ) const; // \ru Рассчитать габарит в локальной системы координат. \en Calculate bounding rectangle into local coordinate system.
|
|
|
|
virtual bool IsVisibleInRect( const MbRect &, bool exact = false ) const; // \ru Виден ли объект в заданном прям-ке \en Whether the object is visible in the given rectangle
|
|
using MbCurve::IsVisibleInRect;
|
|
virtual double DistanceToPoint( const MbCartPoint & ) const; // \ru Расстояние до точки \en Distance to a point
|
|
virtual bool DistanceToPointIfLess( const MbCartPoint & toP, double & d ) const; // \ru Вычислить расстояние до точки, если оно меньше d. \en Calculate the distance to the point if it is less than d.
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции описания области определения кривой.
|
|
\en \name Functions describing the domain of a 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
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции для работы в области определения кривой.
|
|
Функции _PointOn, _FirstDer, _SecondDer, _ThirdDer,... не корректируют параметр
|
|
при выходе за пределы области определения. При выходе за область определения незамкнутая
|
|
кривая, в общем случае, продолжается по касательной, которую она имеет на соответствующем конце.
|
|
\en \name Functions for working in the domain of a curve.
|
|
Functions: PointOn, FirstDer, SecondDer, ThirdDer,... correct the parameter
|
|
when it is outside domain.
|
|
\{ */
|
|
virtual void PointOn ( double & t, MbCartPoint & p ) const; // \ru Точка на кривой \en Point on curve
|
|
virtual void FirstDer ( double & t, MbVector & fd ) const; // \ru Первая производная \en First derivative
|
|
virtual void SecondDer( double & t, MbVector & sd ) const; // \ru Вторая производная \en Second derivative
|
|
virtual void ThirdDer ( double & t, MbVector & td ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции для работы внутри и вне области определения кривой.
|
|
Функции _PointOn, _FirstDer, _SecondDer, _ThirdDer,... не корректируют параметр
|
|
при выходе за пределы области определения. При выходе за область определения незамкнутая
|
|
кривая, в общем случае, продолжается по касательной, которую она имеет на соответствующем конце.
|
|
\en \name Function for working inside and outside of the curve domain.
|
|
Function _PointOn, _FirstDer, _SecondDer, _ThirdDer,... do not correct a parameter
|
|
when it is outside domain. If non-closed curve is outside of the domain
|
|
in the general case it continues along a tangent, which it has at the respective end.
|
|
\{ */
|
|
virtual void _PointOn ( double t, MbCartPoint & p ) const;
|
|
virtual void _FirstDer ( double t, MbVector & v ) const;
|
|
virtual void _SecondDer( double t, MbVector & v ) const;
|
|
virtual void _ThirdDer ( double t, MbVector & v ) const;
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции доступа к группе данных для работы внутри и вне области определения параметра кривой.
|
|
\en \name Functions for get of the group of data inside and outside the curve's domain of parameter.
|
|
\{ */
|
|
// \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,
|
|
MbCartPoint & pnt, MbVector & fir, MbVector * sec, MbVector * thir ) const;
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Общие функции кривой
|
|
\en \name Common functions of curve
|
|
\{ */
|
|
virtual MbCurve * Offset( double rad ) const; // \ru Смещение прямой \en Shift of line
|
|
|
|
// \ru Удалить часть прямой между параметрами t1 и t2 \en Remove a part of the line between t1 and t2 parameters
|
|
virtual MbeState DeletePart( double t1, double t2, MbCurve *& part2 );
|
|
|
|
// \ru Оставить часть прямой между параметрами t1 и t2 \en Save a part of the line between t1 and t2 parameters
|
|
virtual MbeState TrimmPart( double t1, double t2, MbCurve *& part2 );
|
|
virtual MbCurve * Trimmed ( double t1, double t2, int sense ) const;
|
|
|
|
virtual bool HasLength( double & ) const; // \ru Метрическая длина \en The metric length
|
|
virtual double GetMetricLength() const; // \ru Метрическая длина кривой \en Metric length of a curve
|
|
|
|
// \ru Вычисление минимальной длины кривой между двумя точками на ней \en Calculation of minimal length of a curve between two points on it
|
|
virtual double LengthBetween2Points( MbCartPoint & p1, MbCartPoint & p2,
|
|
MbCartPoint * pc = NULL ) const;
|
|
|
|
virtual bool DistanceAlong( double & t, double len, int curveDir, double eps = Math::LengthEps,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ) const; // \ru Сдвинуть параметр t на расстояние len по направлению \en Shift the parameter t by the distance 'len' in the direction
|
|
|
|
virtual double Step( double t, double sag ) const; // \ru Вычисление шага аппроксимации \en Calculation of approximation step
|
|
virtual double DeviationStep( double t, double angle ) const; // \ru Вычисление шага аппроксимации с учетом угла отклонения \en Calculation of approximation step with consideration of deviation angle
|
|
|
|
double DistanceToPointSign( const MbCartPoint & to ) const; // \ru Расстояние от прямой до точки со знаком \en Signed distance from the line to the point
|
|
|
|
// \ru Положение точки относительно кривой. \en The point position relative to the curve.
|
|
// \ru iloc_InItem = 1 - точка находится слева от прямой, \en Iloc_InItem = 1 - point is located to the left of the line,
|
|
// \ru iloc_OnItem = 0 - точка находится на прямой, \en Iloc_OnItem = 0 - point is located on the line,
|
|
// \ru iloc_OutOfItem = -1 - точка находится справа от прямой. \en Iloc_OutOfItem = -1 - point is located to the right of the line.
|
|
virtual MbeItemLocation PointRelative ( const MbCartPoint & p, double eps = Math::LengthEps ) const;
|
|
virtual double PointProjection ( const MbCartPoint & ) const; // \ru Проекция точки на кривую \en Point projection on the curve
|
|
virtual bool NearPointProjection( const MbCartPoint & pnt, double xEpsilon, double yEpsilon,
|
|
double & t, bool ext, MbRect1D * tRange = NULL ) const; // \ru Проекция точки на кривую или её продолжение в области поиска проекции \en Point projection on the curve or its extension in the projection search area
|
|
// \ru Вычисление всех перпендикуляров к кривой из данной точки \en Calculation of all perpendiculars to the curve from a given point
|
|
virtual void PerpendicularPoint( const MbCartPoint & pnt, SArray<double> & tFind ) const;
|
|
|
|
virtual bool GetMiddlePoint ( MbCartPoint & ) const; // \ru Выдать среднюю точку кривой \en Calculate a middle point on a curve
|
|
virtual bool GetWeightCentre( MbCartPoint & ) const; // \ru Выдать центр прямой \en Get the center of line
|
|
|
|
bool operator == ( const MbLine & ) const; // \ru Проверка на равенство \en Check for equality
|
|
bool operator != ( const MbLine & ) const; // \ru Проверка на неравенство \en Check for inequality
|
|
|
|
bool IsHorizontal( double eps = Math::AngleEps ) const { return ::fabs( direction.ay ) < eps; } // \ru Проверка горизонтальности \en Check for horizontality
|
|
bool IsVertical ( double eps = Math::AngleEps ) const { return ::fabs( direction.ax ) < eps; } // \ru Проверка вертикальности \en Check for verticality
|
|
|
|
bool IsSimilar ( const MbLine & ) const; // \ru Проверка одинаковости двух прямых \en Check for sameness of two lines
|
|
bool IsParallel( const MbLine & other, double epsilon = Math::AngleEps ) const; // \ru Проверка параллельности двух прямых \en Check for parallelism of two lines
|
|
double DistanceToParallel( const MbLine & ) const; // \ru Расстояние до параллельной прямой \en The distance to the parallel line
|
|
|
|
virtual void IntersectHorizontal( double y, SArray<double> & cross ) const; // \ru Пересечение с горизонтальной прямой \en Intersection with the horizontal line
|
|
virtual void IntersectVertical ( double x, SArray<double> & cross ) const; // \ru Пересечение с вертикальной прямой \en Intersection with the vertical line
|
|
|
|
virtual void Inverse( MbRegTransform * iReg = NULL ); // \ru Изменение направления кривой на противоположное \en Change to the opposite direction of a curve
|
|
virtual bool IsClosed() const; // \ru Проверка замкнутости \en Check for closedness
|
|
virtual bool IsBounded() const; // \ru Определить, является ли кривая ограниченной. \en Define whether the curve is bounded.
|
|
virtual bool IsStraight() const; // \ru Признак прямолинейности кривой \en An attribute of curve straightness
|
|
|
|
// \ru Дать приращение параметра, соответствующее единичной длине в пространстве \en Get increment of parameter, corresponding to the unit length in space
|
|
virtual double GetParamToUnit() const;
|
|
virtual double GetParamToUnit( double t ) const;
|
|
|
|
void SetPoint( const MbCartPoint & pnt ) { origin = pnt; } // \ru Установить новую базовую точку \en Set the new base point
|
|
void GetPoint( MbCartPoint & pnt ) const { pnt = origin; } // \ru Выдать базовую точку \en Get the base point
|
|
void GetDirection( MbDirection & dir ) const { dir = direction; } // \ru Выдать вектор наклона прямой \en Get the vector of a line inclination
|
|
void SetDirection( const MbDirection & dir ) { direction = dir; } // \ru Установить вектор наклона прямой \en Set the vector of a line inclination
|
|
void SetDirection( const MbVector & v ) { direction = v; }
|
|
|
|
void SetAngle( double angle ) { direction = angle; } // \ru Установить новый угол \en Set the new angle
|
|
double GetAngle() const { return direction.DirectionAngle(); } // \ru Выдать значение угла наклона \en Get the value of an angle inclination
|
|
|
|
// \ru Создать NURBS представление кривой \en Create a NURBS representation of the curve
|
|
virtual MbNurbs * NurbsCurve( const MbCurveIntoNurbsInfo & ) const;
|
|
virtual MbCurve * NurbsCurve( const MbNurbsParameters & ) const; // \ru Построить Nurbs-копию кривой \en Construct NURBS copy of the curve
|
|
virtual MbContour * NurbsContour() const;
|
|
virtual size_t GetCount() const; // \ru Количество разбиений для прохода в операциях \en The number of partitions for passage in the operations
|
|
|
|
ptrdiff_t IntersectRect( MbRect & rect, MbCartPoint * cross ) const; // \ru Пересечение прямой с прямоугольником \en Intersection of a line with rectangle
|
|
void Implicit( double & A, double & B, double & C ) const; // \ru Выдать коэффициенты неявного представления \en Get coefficients of implicit representation
|
|
|
|
const MbCartPoint & GetOrigin() const { return origin; }
|
|
const MbDirection & GetDirection() const { return direction; }
|
|
MbCartPoint & SetOrigin() { return origin; }
|
|
MbDirection & SetDirection() { return direction; }
|
|
|
|
MbCartPoint Origin() const { MbCartPoint p( origin ); return p; }
|
|
MbVector Derive() const { MbVector v( direction.ax, direction.ay ); return v; }
|
|
|
|
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 GetBasisPoints( MbControlData & ) const; // \ru Выдать контрольные точки объекта. \en Get control points of object.
|
|
virtual void SetBasisPoints( const MbControlData & ); // \ru Изменить объект по контрольным точкам. \en Change the object by control points.
|
|
|
|
/** \} */
|
|
|
|
private:
|
|
void operator = ( const MbLine & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbLine )
|
|
}; // MbLine
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbLine )
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Расстояние от прямой до точки со знаком \en Signed distance from the line to the point
|
|
// ---
|
|
inline double MbLine::DistanceToPointSign( const MbCartPoint & to ) const {
|
|
return direction.ax * ( to.y - origin.y ) - direction.ay * ( to.x - origin.x );
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверка на равенство \en Check for equality
|
|
// ---
|
|
inline bool MbLine::operator == ( const MbLine & with ) const {
|
|
return (origin == with.origin) && ( direction.Colinear( with.direction ) );
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверка на неравенство \en Check for inequality
|
|
// ---
|
|
inline bool MbLine::operator != ( const MbLine & with ) const {
|
|
return !(*this == with);
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверка параллельности двух прямых \en Check for parallelism of two lines
|
|
// ---
|
|
inline bool MbLine::IsParallel( const MbLine & other, double epsilon ) const {
|
|
return fabs( direction.ay * other.direction.ax -
|
|
direction.ax * other.direction.ay ) < epsilon;
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверка одинаковости двух прямых \en Check for sameness of two lines
|
|
// ---
|
|
inline bool MbLine::IsSimilar( const MbLine & other ) const {
|
|
return IsParallel( other ) && fabs( DistanceToPointSign( other.origin ) ) < Math::LengthEps;
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Расстояние до параллельной прямой \en The distance to the parallel line
|
|
// ---
|
|
inline double MbLine::DistanceToParallel( const MbLine & to ) const {
|
|
return DistanceToPoint( to.origin );
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Выдать коеффициенты неявного представления \en Get coefficients of implicit representation
|
|
// ---
|
|
inline void MbLine::Implicit( double & A, double & B, double & C ) const {
|
|
A = -direction.ay;
|
|
B = direction.ax;
|
|
C = - (A*origin.x + B*origin.y);
|
|
}
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Определение параметров t1, t2 точки пересечения прямых, заданных точкой и вектором направления.
|
|
// \en Definition of parameters t1, t2 of the intersection point of lines given a point and a direction vector.
|
|
// ---
|
|
inline bool LineLineCrossParams( const MbCartPoint & origin1, const MbVector & direction1,
|
|
const MbCartPoint & origin2, const MbVector & direction2,
|
|
double & t1, double & t2 )
|
|
{
|
|
double d = direction1.y * direction2.x - direction1.x * direction2.y;
|
|
|
|
if ( ::fabs( d ) > EPSILON ) { // \ru Прямые не параллельны. \en Lines not parallel.
|
|
double dx = origin2.x - origin1.x;
|
|
double dy = origin2.y - origin1.y;
|
|
|
|
t2 = ( direction1.x * dy - direction1.y * dx ) / d;
|
|
t1 = ( direction2.x * dy - direction2.y * dx ) / d;
|
|
|
|
return true;
|
|
}
|
|
// \ru Для параллельных прямых определяем параметры точки по середине между origin1 и origin2. \en Definition the parameters for the middle point between origin 1 and origin 2 for parallel lines.
|
|
MbCartPoint middle;
|
|
middle.Set( origin1, 0.5, origin2, 0.5 );
|
|
t1 = ( (middle.x - origin1.x) * direction1.x + (middle.y - origin1.y) * direction1.y );
|
|
t2 = ( (middle.x - origin2.x) * direction2.x + (middle.y - origin2.y) * direction2.y );
|
|
d = ( direction1.x * direction1.x ) + ( direction1.y * direction1.y );
|
|
if ( d > NULL_EPSILON )
|
|
t1 /= d;
|
|
d = ( direction2.x * direction2.x ) + ( direction2.y * direction2.y );
|
|
if ( d > NULL_EPSILON )
|
|
t2 /= d;
|
|
|
|
return false; // \ru Прямые совпадают или параллельны \en Lines coincide or are parallel
|
|
}
|
|
|
|
|
|
#endif // __CUR_LINE_H
|