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Include/EGkTriangle3d.h
T
Dario Sassi 07072b370f Include :
- aggiornamenti vari.
2015-03-11 09:08:10 +00:00

208 lines
7.9 KiB
C++

//----------------------------------------------------------------------------
// EgalTech 2014-2015
//----------------------------------------------------------------------------
// File : EGkTria3d.h Data : 07.02.15 Versione : 1.6b2
// Contenuto : Dichiarazione classe triangolo Triangle3d.
//
//
//
// Modifiche : 30.03.14 DS Creazione modulo.
// 07.02.15 DS Agg. GetArea e GetAspectRatio.
//
//----------------------------------------------------------------------------
#pragma once
#include "/EgtDev/Include/EGkPoint3d.h"
#include <algorithm>
//-----------------------------------------------------------------------------
class Triangle3d
{
public :
Triangle3d( void)
{}
void Set( const Point3d& ptP0, const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
{ ptP[0] = ptP0 ; ptP[1] = ptP1 ; ptP[2] = ptP2 ; vtN.Set( 0, 0, 0) ; }
void Set( const Point3d& ptP0, const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2, const Vector3d& vtV)
{ ptP[0] = ptP0 ; ptP[1] = ptP1 ; ptP[2] = ptP2 ; vtN = vtV ; }
bool SetP( int nId, const Point3d& ptV)
{ if ( nId < 0 || nId >= 3)
return false ;
ptP[nId] = ptV ;
return true ;
}
bool Validate( void)
{ if ( AreSamePointApprox( ptP[0], ptP[1]) || AreSamePointApprox( ptP[0], ptP[2]))
return false ;
Vector3d vtV = ( ptP[1] - ptP[0]) ^ ( ptP[2] - ptP[0]) ;
vtV.Normalize() ;
if ( ! vtN.IsZero())
return AreSameVectorApprox( vtV, vtN) ;
vtN = vtV ;
return true ;
}
bool ToGlob( const Frame3d& frRef)
{ return ( ptP[0].ToGlob( frRef) && ptP[1].ToGlob( frRef) && ptP[2].ToGlob( frRef)) ; }
bool ToLoc( const Frame3d& frRef)
{ return ( ptP[0].ToLoc( frRef) && ptP[1].ToLoc( frRef) && ptP[2].ToLoc( frRef)) ; }
bool LocToLoc( const Frame3d& frOri, const Frame3d& frDest)
{ return ( ptP[0].LocToLoc( frOri, frDest) &&
ptP[1].LocToLoc( frOri, frDest) &&
ptP[2].LocToLoc( frOri, frDest)) ; }
const Point3d& GetP( int nId) const
{ if ( nId >= 0 && nId < 3)
return ptP[nId] ;
else if ( nId < 0)
return ptP[0] ;
else
return ptP[2] ;
}
const Vector3d& GetN( void) const
{ return vtN ; }
Point3d GetCentroid( void) const
{ return ( ptP[0] + ptP[1] + ptP[2]) / 3 ; }
double GetArea( void) const
{ return (( ptP[1] - ptP[0]) ^ ( ptP[2] - ptP[0])).Len() / 2 ; }
double GetAspectRatio( void) const
{ double dSqDistA = SqDist( ptP[0], ptP[1]) ;
double dSqDistB = SqDist( ptP[1], ptP[2]) ;
double dSqDistC = SqDist( ptP[2], ptP[0]) ;
double dTwoArea = (( ptP[1] - ptP[0]) ^ ( ptP[2] - ptP[0])).Len() ;
if ( dTwoArea < EPS_SMALL * EPS_SMALL)
return INFINITO ;
else
return ( (std::max)( dSqDistA, (std::max)( dSqDistB, dSqDistC)) / dTwoArea) ;
}
private :
Point3d ptP[3] ;
Vector3d vtN ;
} ;
//-----------------------------------------------------------------------------
// Flags indicanti se i lati sono parte del contorno di un poligono di più triangoli
class TriFlags3d
{
public :
bool bFlag[3] ;
} ;
//-----------------------------------------------------------------------------
// Normali sui vertici, ottenute mediando opportunamente coi triangoli vicini
class TriNormals3d
{
public :
Vector3d vtN[3] ;
} ;
//-----------------------------------------------------------------------------
enum PlaneType { PL_NULL = 0,
PL_XY = 1,
PL_YZ = 2,
PL_ZX = 3} ;
//----------------------------------------------------------------------------
// Piano canonico di miglior proiezione (perpendicolare alla componente maggiore della normale)
inline bool
CalcProjPlane( const Vector3d& vtN, int& nPlane, bool& bCCW)
{
// verifico che la normale non sia nulla
if ( vtN.IsZero())
return false ;
// proiezione sul piano XY (Nz con valore maggiore)
if ( fabs( vtN.z) > fabs( vtN.x) &&
fabs( vtN.z) > fabs( vtN.y)) {
nPlane = PL_XY ;
bCCW = ( vtN.z > 0) ;
}
// proiezione sul piano YZ (Nx con valore maggiore)
else if ( fabs( vtN.x) > fabs( vtN.y)) {
nPlane = PL_YZ ;
bCCW = ( vtN.x > 0) ;
}
// proiezione sul piano ZX (Ny con valore maggiore)
else {
nPlane = PL_ZX ;
bCCW = ( vtN.y > 0) ;
}
return true ;
}
//----------------------------------------------------------------------------
// Prodotto vettoriale nel piano di proiezione ( positivo se i 3 punti in ordine CCW)
inline double
TwoAreaInPlane( int nPlane, const Point3d& ptA, const Point3d& ptB, const Point3d& ptC)
{
switch ( nPlane) {
default : // PL_XY
return ( ptB.x - ptA.x) * ( ptC.y - ptB.y) - ( ptB.y - ptA.y) * ( ptC.x - ptB.x) ;
case PL_YZ :
return ( ptB.y - ptA.y) * ( ptC.z - ptB.z) - ( ptB.z - ptA.z) * ( ptC.y - ptB.y) ;
case PL_ZX :
return ( ptB.z - ptA.z) * ( ptC.x - ptB.x) - ( ptB.x - ptA.x) * ( ptC.z - ptB.z) ;
}
}
//----------------------------------------------------------------------------
// Prodotto scalare nel piano di proiezione
inline double
ProScaInPlane( int nPlane, const Point3d& ptP, const Point3d& ptA, const Point3d& ptB)
{
switch ( nPlane) {
default : // PL_XY
return ( ptP.x - ptA.x) * ( ptB.x - ptA.x) + ( ptP.y - ptA.y) * ( ptB.y - ptA.y) ;
case PL_YZ :
return ( ptP.y - ptA.y) * ( ptB.y - ptA.y) + ( ptP.z - ptA.z) * ( ptB.z - ptA.z) ;
case PL_ZX :
return ( ptP.z - ptA.z) * ( ptB.z - ptA.z) + ( ptP.x - ptA.x) * ( ptB.x - ptA.x) ;
}
}
//----------------------------------------------------------------------------
// Coordinate baricentriche di un punto giacente nel piano del triangolo
inline bool
BarycentricCoord( const Point3d& ptP, const Triangle3d& Tria,
double& dU, double& dV, double& dW)
{
// calcolo del piano ottimale di proiezione
int nPlane ;
bool bCCW ;
if ( ! CalcProjPlane( Tria.GetN(), nPlane, bCCW))
return false ;
// verifico che l'area (doppia) non sia nulla
double d2Area = TwoAreaInPlane( nPlane, Tria.GetP( 0), Tria.GetP( 1), Tria.GetP( 2)) ;
if ( fabs( d2Area) < EPS_SMALL * EPS_SMALL)
return false ;
// calcolo delle coordinate baricentriche
double dDenom = 1 / d2Area ;
dU = TwoAreaInPlane( nPlane, ptP, Tria.GetP( 1), Tria.GetP( 2)) * dDenom ;
dV = TwoAreaInPlane( nPlane, Tria.GetP( 0), ptP, Tria.GetP( 2)) * dDenom ;
dW = TwoAreaInPlane( nPlane, Tria.GetP( 0), Tria.GetP( 1), ptP) * dDenom ;
// devono dare somma unitaria
double dSumm = dU + dV + dW ;
if ( fabs( dSumm) < EPS_ZERO)
return false ;
if ( fabs( dSumm - 1) > EPS_ZERO) {
double dDenom = 1 / dSumm ;
dU *= dDenom ;
dV *= dDenom ;
dW *= dDenom ;
}
return true ;
}
//----------------------------------------------------------------------------
// Normale in un punto del triangolo, come media baricentrica delle normali nei vertici
inline bool
CalcNormal( const Point3d& ptP, const Triangle3d& Tria, const TriNormals3d& Tnorms, Vector3d& vtNorm)
{
// calcolo le coordinate baricentriche del punto
double dU, dV, dW ;
if ( ! BarycentricCoord( ptP, Tria, dU, dV, dW))
return false ;
// calcolo la media
vtNorm = dU * Tnorms.vtN[0] + dV * Tnorms.vtN[1] + dW * Tnorms.vtN[2] ;
// la normalizzo
return vtNorm.Normalize() ;
}