Dario Sassi
367 lines
14 KiB
C++
367 lines
14 KiB
C++
//----------------------------------------------------------------------------
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// EgalTech 2013-2014
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//----------------------------------------------------------------------------
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// File : EGkPoint3d.h Data : 30.05.14 Versione : 1.5e10
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// Contenuto : Dichiarazione della classe Punto 3d.
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// Modifiche : 30.12.12 DS Creazione modulo.
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#pragma once
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#include "/EgtDev/Include/EGkVector3d.h"
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//----------------------- Macro per import/export ----------------------------
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#undef EGK_EXPORT
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#if defined( I_AM_EGK) // da definirsi solo nella DLL
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#define EGK_EXPORT __declspec( dllexport)
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#else
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#define EGK_EXPORT __declspec( dllimport)
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#endif
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//-------------------------- Forward Definition -------------------------------
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class Frame3d ;
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//-----------------------------------------------------------------------------
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class EGK_EXPORT Point3d
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{
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public :
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//! Costruttore del punto con tre componenti X, Y e Z
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Point3d( double dX, double dY, double dZ) : x( dX), y( dY), z( dZ) {}
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//! Costruttore del punto da un array di tre componenti
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Point3d( const double V[3]) : x( V[0]), y( V[1]), z( V[2]) {}
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//! Costruttore del punto con due componenti X e Y, Z = 0
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Point3d( double dX, double dY) : x( dX), y( dY), z( 0) {}
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//! Costruttore del punto origine X = Y = Z = 0
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Point3d( void) : x( 0), y( 0), z( 0) {}
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//! Assegnazione delle componenti X, Y e Z al punto
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void Set( double dX, double dY, double dZ) { x = dX ; y = dY ; z = dZ ;}
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public :
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//! Verifica se il punto è quasi l'origine
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bool IsSmall( void) const
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{ return ( ( x * x + y * y + z * z) < SQ_EPS_SMALL) ; }
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|
//! Verifica se il punto è esattamente l'origine
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|
bool IsZero( void) const
|
|
{ return ( ( x * x + y * y + z * z) < SQ_EPS_ZERO) ; }
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|
//! Somma sul posto con un vettore
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Point3d& operator +=( const Vector3d& vtV)
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|
{ this->x += vtV.x ; this->y += vtV.y ; this->z += vtV.z ; return *this ; }
|
|
//! Sottrazione sul posto con un vettore
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Point3d& operator -=( const Vector3d& vtV)
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|
{ this->x -= vtV.x ; this->y -= vtV.y ; this->z -= vtV.z ; return *this ; }
|
|
//! Somma sul posto con un altro punto (valida solo se equivalente ad una combinazione baricentrica)
|
|
Point3d& operator +=( const Point3d& ptP)
|
|
{ this->x += ptP.x ; this->y += ptP.y ; this->z += ptP.z ; return *this ; }
|
|
//! Moltiplicazione sul posto con un numero
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Point3d& operator *=( double dMul)
|
|
{ this->x *= dMul ; this->y *= dMul ; this->z *= dMul ; return *this ; }
|
|
//! Divisione sul posto con un numero
|
|
Point3d& operator /=( double dDiv)
|
|
{ double dMul = 1 / dDiv ; this->x *= dMul ; this->y *= dMul ; this->z *= dMul ; return *this ; }
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|
//! Traslazione dato il vettore di movimento
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void Translate( const Vector3d& vtMove) ;
|
|
//! Rotazione attorno ad un asse per un punto, dato l'angolo in gradi
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bool Rotate( const Point3d& ptAx, const Vector3d& vtAx, double dAngDeg) ;
|
|
//! Rotazione attorno ad un asse per un punto, dati coseno e seno dell'angolo di rotazione
|
|
bool Rotate( const Point3d& ptAx, const Vector3d& vtAx, double dCosAng, double dSinAng) ;
|
|
//! Scalatura non uniforme
|
|
bool Scale( const Frame3d& frRef, double dCoeffX, double dCoeffY, double dCoeffZ) ;
|
|
//! Specchiatura
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|
bool Mirror( const Point3d& ptOn, const Vector3d& vtNorm) ;
|
|
//! Scorrimento
|
|
bool Shear( const Point3d& ptOn, const Vector3d& vtNorm, const Vector3d& vtDir, double dCoeff) ;
|
|
//! Cambio di riferimento : dal riferimento al globale
|
|
bool ToGlob( const Frame3d& frRef) ;
|
|
//! Cambio di riferimento : dal globale al riferimento
|
|
bool ToLoc( const Frame3d& frRef) ;
|
|
//! Cambio di riferimento : dal primo riferimento al secondo
|
|
bool LocToLoc( const Frame3d& frOri, const Frame3d& frDest) ;
|
|
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public :
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union {
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struct {
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|
double x ; //!< coordinata sull'asse X
|
|
double y ; //!< coordinata sull'asse Y
|
|
double z ; //!< coordinata sull'asse Z
|
|
} ;
|
|
double v[3] ; //!< equivalente vettoriale delle tre coordinate
|
|
} ;
|
|
} ;
|
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//----------------------------------------------------------------------------
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|
// Punti notevoli
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//----------------------------------------------------------------------------
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//! Punto origine
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const Point3d ORIG( 0, 0, 0) ;
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|
//----------------------------------------------------------------------------
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|
//! Somma di due punti (valida solo se equivalente ad una combinazione baricentrica)
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|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Point3d
|
|
operator+( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
return Point3d( ptP1.x + ptP2.x, ptP1.y + ptP2.y, ptP1.z + ptP2.z) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Somma di un punto e un vettore
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Point3d
|
|
operator+( const Point3d& ptP1, const Vector3d& vtV2)
|
|
{
|
|
return Point3d( ptP1.x + vtV2.x, ptP1.y + vtV2.y, ptP1.z + vtV2.z) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Opposto di un punto
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Vector3d
|
|
operator-( const Point3d& ptP)
|
|
{
|
|
return Vector3d( - ptP.x, - ptP.y, - ptP.z) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Differenza di due punti, genera un vettore
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Vector3d
|
|
operator-( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
return Vector3d( ptP1.x - ptP2.x, ptP1.y - ptP2.y, ptP1.z - ptP2.z) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Sottrazione di un punto e un vettore
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Point3d
|
|
operator-( const Point3d& ptP1, const Vector3d& vtV2)
|
|
{
|
|
return Point3d( ptP1.x - vtV2.x, ptP1.y - vtV2.y, ptP1.z - vtV2.z) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Prodotto con uno scalare
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Point3d
|
|
operator*( const Point3d& ptP, double dMul)
|
|
{
|
|
return Point3d( ptP.x * dMul, ptP.y * dMul, ptP.z * dMul) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Prodotto di uno scalare con un punto
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Point3d
|
|
operator*( double dMul, const Point3d& ptP)
|
|
{
|
|
return Point3d( ptP.x * dMul, ptP.y * dMul, ptP.z * dMul) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Divisione per uno scalare
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Point3d
|
|
operator/( const Point3d& ptP, double dDiv)
|
|
{
|
|
double dMul ;
|
|
|
|
dMul = 1 / dDiv ;
|
|
return ( Point3d( ptP.x * dMul, ptP.y * dMul, ptP.z * dMul)) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Somma mediata di due punti (baricentrica)
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline Point3d
|
|
Media( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2, double dCoeff)
|
|
{
|
|
return Point3d( ( 1 - dCoeff) * ptP1.x + dCoeff * ptP2.x,
|
|
( 1 - dCoeff) * ptP1.y + dCoeff * ptP2.y,
|
|
( 1 - dCoeff) * ptP1.z + dCoeff * ptP2.z) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Approssimazione della distanza tra due punti (errore <= 8%)
|
|
// ( vedi Graphics Gem I pag 432 )
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
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|
inline double
|
|
ApproxDist( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
double dMax = fabs( ptP1.x - ptP2.x) ;
|
|
double dMed = fabs( ptP1.y - ptP2.y) ;
|
|
double dMin = fabs( ptP1.z - ptP2.z) ;
|
|
if ( dMax < dMed) {
|
|
double dTmp = dMax ;
|
|
dMax = dMed ;
|
|
dMed = dTmp ;
|
|
}
|
|
if ( dMax < dMin) {
|
|
double dTmp = dMax ;
|
|
dMax = dMin ;
|
|
dMin = dTmp ;
|
|
}
|
|
if ( dMed < dMin) {
|
|
double dTmp = dMed ;
|
|
dMed = dMin ;
|
|
dMin = dTmp ;
|
|
}
|
|
return ( dMax + 0.34375 * dMed + 0.25 * dMin) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Approssimazione della distanza tra due punti nel piano XY (errore <= 5%)
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|
// ( vedi Graphics Gem I pag 427 + articolo di R. Baptista su FlipCode )
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline double
|
|
ApproxDistXY( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
double dMax = fabs( ptP1.x - ptP2.x) ;
|
|
double dMin = fabs( ptP1.y - ptP2.y) ;
|
|
if ( dMax < dMin) {
|
|
double dTmp = dMax ;
|
|
dMax = dMin ;
|
|
dMin = dTmp ;
|
|
}
|
|
return ( 0.9833984375 * dMax + 0.4306640625 * dMin) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Quadrato della distanza tra due punti
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline double
|
|
SqDist( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
double dX = ptP1.x - ptP2.x ;
|
|
double dY = ptP1.y - ptP2.y ;
|
|
double dZ = ptP1.z - ptP2.z ;
|
|
|
|
return ( dX * dX + dY * dY + dZ * dZ) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Quadrato della distanza tra due punti nel piano XY
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|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline double
|
|
SqDistXY( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
double dX = ptP1.x - ptP2.x ;
|
|
double dY = ptP1.y - ptP2.y ;
|
|
|
|
return ( dX * dX + dY * dY) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Distanza tra due punti
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline double
|
|
Dist( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
double dX = ptP1.x - ptP2.x ;
|
|
double dY = ptP1.y - ptP2.y ;
|
|
double dZ = ptP1.z - ptP2.z ;
|
|
|
|
if ( fabs( dY) < EPS_ZERO && fabs( dZ) < EPS_ZERO)
|
|
return fabs( dX) ;
|
|
if ( fabs( dZ) < EPS_ZERO && fabs( dX) < EPS_ZERO)
|
|
return fabs( dY) ;
|
|
if ( fabs( dX) < EPS_ZERO && fabs( dY) < EPS_ZERO)
|
|
return fabs( dZ) ;
|
|
|
|
return sqrt( dX * dX + dY * dY + dZ * dZ) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Distanza tra due punti nel piano XY
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline double
|
|
DistXY( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
double dX = ptP1.x - ptP2.x ;
|
|
double dY = ptP1.y - ptP2.y ;
|
|
|
|
if ( fabs( dY) < EPS_ZERO)
|
|
return fabs( dX) ;
|
|
if ( fabs( dX) < EPS_ZERO)
|
|
return fabs( dY) ;
|
|
|
|
return sqrt( dX * dX + dY * dY) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Direzione e distanza tra due punti ( P1 -> P2)
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline bool
|
|
DirDist( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2, Vector3d& vtDir, double& dDist)
|
|
{
|
|
dDist = Dist( ptP1, ptP2) ;
|
|
|
|
// se distanza significativa
|
|
if ( dDist > EPS_SMALL) {
|
|
vtDir = ( ptP2 - ptP1) / dDist ;
|
|
return true ;
|
|
}
|
|
|
|
// punti praticamente coincidenti
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|
vtDir.Set( 0, 0, 0) ;
|
|
return false ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Verifica se due punti sono quasi coincidenti (tolleranza come parametro)
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline bool
|
|
AreSamePointEpsilon( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2, double dToler)
|
|
{
|
|
return ( SqDist( ptP1, ptP2) < ( dToler * dToler)) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Verifica se due punti sono quasi coincidenti nel piano XY (tolleranza come parametro)
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline bool
|
|
AreSamePointXYEpsilon( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2, double dToler)
|
|
{
|
|
return ( SqDistXY( ptP1, ptP2) < ( dToler * dToler)) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Verifica se due punti sono quasi coincidenti (Small error -> Approx)
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline bool
|
|
AreSamePointApprox( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
return ( SqDist( ptP1, ptP2) < SQ_EPS_SMALL) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Verifica se due punti sono quasi coincidenti nel piano XY (Small error -> Approx)
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline bool
|
|
AreSamePointXYApprox( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
return ( SqDistXY( ptP1, ptP2) < SQ_EPS_SMALL) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Verifica se due punti sono esattamente coincidenti (Zero error -> Exact)
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline bool
|
|
AreSamePointExact( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
return ( SqDist( ptP1, ptP2) < SQ_EPS_ZERO) ;
|
|
}
|
|
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
//! Verifica se due punti sono esattamente coincidenti nel piano XY (Zero error -> Exact)
|
|
//----------------------------------------------------------------------------
|
|
inline bool
|
|
AreSamePointXYExact( const Point3d& ptP1, const Point3d& ptP2)
|
|
{
|
|
return ( SqDistXY( ptP1, ptP2) < SQ_EPS_ZERO) ;
|
|
}
|