Dario Sassi
222 lines
18 KiB
C++
222 lines
18 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Эквидистантная кривая в трехмерном пространстве.
|
|
\en Offset curve in three-dimensional space. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __CUR_OFFSET_CURVE3D_H
|
|
#define __CUR_OFFSET_CURVE3D_H
|
|
|
|
|
|
#include <curve3d.h>
|
|
#include <mb_axis3d.h>
|
|
#include <mb_cube.h>
|
|
|
|
|
|
class MATH_CLASS MbSpine;
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Эквидистантная кривая в трехмерном пространстве.
|
|
\en Offset curve in three-dimensional space. \~
|
|
\details \ru Эквидистантная кривая строится смещением точек базовой кривой вдоль некоторого вектора,
|
|
направление которого может меняться вдоль кривой. \n
|
|
Вектор offset задаёт смещение начальной точки базовой криаой.
|
|
В процессе движения вдоль кривой вектор offset сохраняет своё положение в движущейся локальной системе координат,
|
|
начало которой совпадает с текущей точкой базовой кривой.
|
|
Одна из осей движущейся локальной системы координат всегда совпадает с касательной базовой кривой,
|
|
а две другие оси ортогональны ей.
|
|
Базовой кривой для эквидистантной кривой не может служить другая эквидистантная кривая.
|
|
В подобной ситуации выполняется переход к первичной базовой кривой.
|
|
\en Offset curve is constructed by shifting points of the base curve along some vector,
|
|
direction of which can be changed along the curve. \n
|
|
Vector "offset" sets the offset of start point of the base curve.
|
|
While moving along a curve the vector "offset" keeps the position in the moving local coordinate system,
|
|
origin coincides with the current point of the base curve.
|
|
One of the axes of the moving local coordinate system is always the same as the tangent of the base curve,
|
|
and the other two axes are orthogonal to it.
|
|
Base curve for offset curve can not be other offset curve.
|
|
In this situation it changes to the initial base curve. \~
|
|
\ingroup Curves_3D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbOffsetCurve3D : public MbCurve3D {
|
|
protected :
|
|
MbSpine * basisCurve; ///< \ru Базовая кривая. \en The base curve.
|
|
double tmin; ///< \ru Начальный параметр basisCurve. \en Start parameter of basisCurve.
|
|
double tmax; ///< \ru Конечный параметр basisCurve. \en End parameter of basisCurve.
|
|
bool closed; ///< \ru Замкнутость basisCurve. \en Closedness of basisCurve.
|
|
MbVector3D offset; ///< \ru Смещение в начальной точке. \en Offset in start point.
|
|
double factorTmin; ///< \ru Множитель смещения offset в точке tmin базовой кривой. \en The offset multiplier in point tmin of base curve.
|
|
double factorTmax; ///< \ru Множитель смещения offset в точке tmax базовой кривой. \en The offset multiplier in point tmax of base curve.
|
|
MbeOffsetType type; ///< \ru Тип смещения: константный, линейный или кубический. \en The type of offset: constant, or linear, or cubic.
|
|
double deltaTmin; ///< \ru Увеличение tmin параметра базовой кривой. \en Increase of tmin of base curve parameter.
|
|
double deltaTmax; ///< \ru Увеличение tmax параметра базовой кривой. \en Increase of tmax of base curve parameter.
|
|
mutable MbCube cube; ///< \ru Габаритный куб. \en Bounding box.
|
|
|
|
public :
|
|
/** \brief \ru Конструктор.
|
|
\en Constructor. \~
|
|
\details \ru Конструктор эквидистантной кривой по спайну и вектору.\n
|
|
\en Constructor by a curve and offset vector in start point.\n \~
|
|
\param[in] c - \ru Базовая кривая. \en The base curve. \~
|
|
\param[in] off - \ru Вектор смещения начальной точки кривой. \en Offset in start point. \~
|
|
\param[in] same - \ru Использовать присланную кривую (true) или ее копию (false).
|
|
\en Use same curve (true) or copy (false). \~
|
|
\param[in] ort - \ru Ортогонализовать вектор к касательной кривой в начальной точке.
|
|
\en Ortogonalize offset vector (true) or same vector (false). \~
|
|
*/
|
|
MbOffsetCurve3D( const MbCurve3D & c, const MbVector3D & off, bool same, bool ort, VERSION version = Math::DefaultMathVersion() );
|
|
private :
|
|
MbOffsetCurve3D( const MbOffsetCurve3D & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
protected:
|
|
MbOffsetCurve3D( const MbOffsetCurve3D & init, MbRegDuplicate * ireg );
|
|
|
|
public :
|
|
virtual ~MbOffsetCurve3D();
|
|
|
|
public:
|
|
VISITING_CLASS( MbOffsetCurve3D );
|
|
|
|
/** \brief \ru Инициализация по смещению и приращениям параметров.
|
|
\en Initialization by offset and increments of parameters. \~
|
|
\details \ru Смещение задано на краях параметрической области базовой кривой и может изменяться по константному, линейному и кубическому законам.\n
|
|
Приращение параметров нужно использовать для изменения области определения кривой относительно базовой кривой.
|
|
\en The offset displacement is defined in the begin and the end of the parametric region of the base curve and can be changed by constant, linear and cubic laws.\n
|
|
Increment of parameters needs to be used for change of curve domain relative to base curve. \~
|
|
\param[in] d1 - \ru Смещение в точке Tmin базовой кривой.
|
|
\en Offset distance on point Tmin of base curve. \~
|
|
\param[in] d2 - \ru Смещение в точке Tmax базовой кривой.
|
|
\en Offset distance on point Tmax of base curve. \~
|
|
\param[in] t - \ru Тип смещения точек: константный, линейный или кубический.
|
|
\en The offset type: constant, or linear, or cubic. \~
|
|
\param[in] dt1 - \ru Изменение tmin параметра
|
|
\en The change of tmin parameter \~
|
|
\param[in] dt2 - \ru Изменение tmax параметра
|
|
\en The change of tmax parameter \~
|
|
*/
|
|
void Init( double d1, double d2, MbeOffsetType t, double dt1, double dt2 );
|
|
|
|
// \ru Общие функции математического объекта \en Common functions of the mathematical object
|
|
|
|
virtual MbeSpaceType IsA() const; // \ru Тип элемента \en Type of element
|
|
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;
|
|
virtual bool SetEqual ( const MbSpaceItem & ); // \ru Сделать равным \en Make equal
|
|
virtual bool IsSimilar( const MbSpaceItem & ) const; // \ru Являются ли объекты подобными \en Whether the objects are similar
|
|
virtual void Transform( const MbMatrix3D &, MbRegTransform * ireg ); // \ru Преобразовать элемент согласно матрице \en Transform element according to the matrix
|
|
virtual void Move ( const MbVector3D &, MbRegTransform * ireg ); // \ru Сдвиг \en Translation
|
|
virtual void Rotate ( const MbAxis3D &, double angle, MbRegTransform * ireg ); // \ru Повернуть вокруг оси \en Rotate about an axis
|
|
virtual void Refresh (); // \ru Сбросить все временные данные \en Reset all temporary data
|
|
virtual void PrepareIntegralData( const bool forced ) const; // \ru Рассчитать временные (mutable) данные объекта. \en Calculate temporary (mutable) data of an object.
|
|
virtual void AddYourGabaritTo( MbCube & ) const; // \ru Добавь свой габарит в куб \en Add bounding box into a cube
|
|
|
|
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> & ); // \ru Дать базовые объекты \en Get the basis 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 Общие функции кривой \en Common functions of curve
|
|
|
|
virtual double GetTMin() const;
|
|
virtual double GetTMax() const;
|
|
virtual bool IsClosed() const; // \ru Замкнутость кривой \en A curve closedness
|
|
virtual double GetPeriod() const; // \ru Период кривой \en Curve period
|
|
// \ru Функции кривой для работы в области определения параметрической кривой \en Functions of curve for working at parametric curve domain
|
|
virtual void PointOn ( double & t, MbCartPoint3D & p ) const; // \ru Точка на кривой \en Point on curve
|
|
virtual void FirstDer ( double & t, MbVector3D & fd ) const; // \ru Первая производная \en First derivative
|
|
virtual void SecondDer( double & t, MbVector3D & sd ) const; // \ru Вторая производная \en Second derivative
|
|
virtual void ThirdDer ( double & t, MbVector3D & td ) const; // \ru Третья производная по t \en Third derivative with respect to t
|
|
|
|
// \ru ЗАКОМЕНТАРЕНО в связи с необходимостью использовать строгое продолжение по касательной \en COMMENTED because it is necessary to use a strong extension by the tangent
|
|
//virtual void _PointOn ( double t, MbCartPoint3D &p ) const; // \ru Точка на расширенной кривой \en Point on the extended curve
|
|
//virtual void _FirstDer ( double t, MbVector3D &fd ) const; // \ru Первая производная \en The first derivative
|
|
//virtual void _SecondDer( double t, MbVector3D &sd ) const; // \ru Вторая производная \en The second derivative
|
|
//virtual void _ThirdDer ( double t, MbVector3D &td ) const; // \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. \~
|
|
virtual void Explore( double & t, bool ext,
|
|
MbCartPoint3D & pnt, MbVector3D & fir, MbVector3D * sec, MbVector3D * thir ) const;
|
|
|
|
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;
|
|
|
|
virtual const MbCurve3D & GetBasisCurve() const;
|
|
virtual MbCurve3D & SetBasisCurve();
|
|
//virtual MbCurve3D * Trimmed( double t1, double t2, int sense ) const; // \ru Создание усеченной кривой \en Creation of a trimmed curve
|
|
virtual void Inverse( MbRegTransform * iReg = NULL ); // \ru Изменить направление \en Change direction
|
|
|
|
virtual size_t GetCount() const;
|
|
virtual void ChangeCarrier( const MbSpaceItem & item, MbSpaceItem & init ); // \ru Изменение носителя \en Changing of carrier
|
|
virtual bool IsStraight() const; // \ru Является ли линия прямолинейной \en Whether the line is straight
|
|
virtual bool IsPlanar () const; // \ru Является ли кривая плоской \en Whether a curve is planar
|
|
|
|
virtual bool GetPlacement( MbPlacement3D & place, VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ) const; // \ru Заполнить плейсемент, ести кривая плоская \en Fill the placement if curve is planar
|
|
|
|
virtual bool IsContinuousDerivative( bool & contLength, bool & contDirect, c3d::DoubleVector * params = NULL, double epsilon = EPSILON ) const; // \ru Непрерывна ли первая производная? \en Have the first derivative the continuous?
|
|
// \ru Устранить разрывы первых производных по длине. \en Eliminate the discontinuities of the first derivative at length.
|
|
virtual bool SetContinuousDerivativeLength( VERSION version, double epsilon = EPSILON );
|
|
|
|
/// \ru Смещение в начальной точке. \en Offset in the start point.
|
|
const MbVector3D & GetOffsetVector() const { return offset; }
|
|
// \ru Тип смещения точек. \en The type of points offset.
|
|
MbeOffsetType GetOffsetType() const { return type; }
|
|
// \ru Постоянное ли смещение точек? \en Is const the offset type?
|
|
bool IsConstOffset() const { return ( (type == off_Empty) || (type == off_Const) ); }
|
|
// \ru Множитель смещения. \en The offset multiplier.
|
|
double GetFactor( size_t i ) const {
|
|
i = i % 2;
|
|
if ( i == 0 )
|
|
return factorTmin;
|
|
return factorTmax;
|
|
}
|
|
// \ru Средний множитель смещения. \en The average offset multiplier.
|
|
double GetFactor() const { return ( factorTmin + factorTmax ) / 2; }
|
|
|
|
/** \brief \ru Установить множитель смещения. \en Set offset multiplier. \~
|
|
\param[in] d - \ru Новый множитель смещения. \en New offset multiplier. \~
|
|
*/
|
|
void SetFactor( double d, size_t i );
|
|
// \ru Установить постоянный множитель смещения. Set new constant offset multiplier.
|
|
void SetFactor( double d );
|
|
// \ru Проверить факторы и тип. \en Check factors and typr.
|
|
void CheckFactor();
|
|
|
|
const MbCube & GetGabarit() const; // \ru Выдать габарит кривой \en Get the bounding box of curve
|
|
bool IsSelfIntersect() const;
|
|
/** \brief \ru Поиск точек излома оффсетной кривой.
|
|
\en Search of break points of the offset curve. \~
|
|
\details \ru Для нахождения точек точек излома используется характеристическая функция Ratio(),
|
|
представляющая собой разность аналитически и численно посчитанной производной деленную
|
|
на модуль аналитической производной и величину шага, использованного для численного рассчета производной.
|
|
Увеличение этой функции на порядок по сравнению с ее значением в гладкой области означает точку излома. \n
|
|
\en To find the break points using the characteristic function Ratio(),
|
|
which represents a difference between the analytical and numerical calculated derivative divided
|
|
by module of analytical derivative and step used for numerical calculation of the derivative.
|
|
Increase of this function on the order in comparison with its value in smooth region is a break point. \n \~
|
|
\param[out] breakParams - \ru Массив параметров точек излома
|
|
\en Parameter array of break points \~
|
|
*/
|
|
void FindBreakParams( SArray<double> & breakParams ) const;
|
|
int ExtendedParam( double &t ) const; // \ru Проверка, лежит ли параметр в пределах \en Check if parameter is in range
|
|
|
|
private:
|
|
// \ru Вычисление множителя смещения и его производных. \en The offset multiplier and it derivatives.
|
|
double Factor0 ( double t ) const;
|
|
double FactorT ( double t ) const;
|
|
double FactorTT ( double t ) const;
|
|
double FactorTTT( double t ) const;
|
|
|
|
void operator = ( const MbOffsetCurve3D & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbOffsetCurve3D )
|
|
};
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbOffsetCurve3D )
|
|
|
|
|
|
#endif // __CUR_OFFSET_CURVE3D_H
|