SaraP
219 lines
18 KiB
C++
219 lines
18 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Сплайн Безье в трёхмерном пространстве.
|
|
\en Bezier spline in three-dimensional space. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __CUR_BEZIER3D_H
|
|
#define __CUR_BEZIER3D_H
|
|
|
|
|
|
#include <cur_polycurve3d.h>
|
|
|
|
|
|
class MATH_CLASS MbBezier;
|
|
class MATH_CLASS MbArc3D;
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Сплайн Безье в трёхмерном пространстве.
|
|
\en Bezier spline in three-dimensional space. \~
|
|
\details \ru Сплайн Безье в трёхмерном пространстве определяется контрольными точками pointList. \n
|
|
Сплайн Безье является составной кривой, образованной стыкующимися между собой кривыми Безье третьей степени.
|
|
Каждая кривая Безье третьей степени построена по четырём соседним контрольным точкам множества pointList.
|
|
Для незамкнутого сплайна Безье первая и последняя контрольная точка множества pointList не используются.
|
|
Таким образом, сплайн Безье проходит через каждую контрольную точку множества pointList с индексом 3n+1, где n - целое число.
|
|
Значение параметра вдоль каждой кривой Безье третьей степени увеличивается на единицу.
|
|
Параметр сплайна Безье изменяется от нуля до k, где k - количество кривых Безье третьей степени, образующих сплайн.
|
|
В общем случае первая производная сплайна Безье может быть разрывной как по длине, так и по направлению.
|
|
\en Bezier spline in three-dimensional space is defined by control points pointList. \n
|
|
Bezier spline is composite curve formed by connected among themselves Bezier curves with third degree.
|
|
Each third-degree Bezier curve is constructed by four adjacent control points pointList.
|
|
First and last control point from pointList for unclosed Bezier spline are not used
|
|
Thus Bezier spline passes through each control point with index 3n+1, where n is integer.
|
|
The value of parameter along each third-degree Bezier curve is incremented.
|
|
The parameter of Bezier spline changes from zero to k, where k is the number of tree-degree Bezier curves which form spline.
|
|
In general case the first derivative of Bezier spline can be discontinuous by length and direction. \~
|
|
\ingroup Curves_3D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbBezier3D : public MbPolyCurve3D {
|
|
private :
|
|
ptrdiff_t splinesCount; ///< \ru Количество кривых Безье третьей степени. \en The number of third-degree Bezier curves.
|
|
int form; ///< \ru Форма кривой. \en Form of curve.
|
|
|
|
protected :
|
|
MbBezier3D( const SArray<MbCartPoint3D> & initList, bool cls, int initForm = 0 );
|
|
MbBezier3D( const MbBezier &, const MbPlacement3D & );
|
|
MbBezier3D( const MbCartPoint3D & p1, const MbCartPoint3D & p2 );
|
|
MbBezier3D( const MbBezier3D & ); ///< \ru Конструктор копирования. \en Copy constructor.
|
|
public :
|
|
virtual ~MbBezier3D();
|
|
|
|
public :
|
|
/** \brief \ru Создать копию сплайна.
|
|
\en Create copy of spline. \~
|
|
\details \ru Создать копию сплайна.\n
|
|
\en Create copy of spline.\n \~
|
|
\return \ru Возвращает указатель на созданный объект или нулевой указатель в случае неудачи.
|
|
\en Returns pointer to the created object or null pointer in case of failure. \~
|
|
*/
|
|
static MbBezier3D * Create( const MbBezier3D & other );
|
|
/** \brief \ru Создать сплайн.
|
|
\en Create spline. \~
|
|
\details \ru Создать сплайн и установить параметры сплайна.\n
|
|
\en Create spline and set parameters of spline.\n \~
|
|
\param[in] initList - \ru Набор контрольных точек.
|
|
\en Set of control points. \~
|
|
\param[in] cls - \ru Признак замкнутости.
|
|
\en A closedness attribute. \~
|
|
\param[in] initForm - \ru Форма кривой.
|
|
\en Form of curve. \~
|
|
\return \ru Возвращает указатель на созданный объект или нулевой указатель в случае неудачи.
|
|
\en Returns pointer to the created object or null pointer in case of failure. \~
|
|
*/
|
|
static MbBezier3D * Create( const SArray<MbCartPoint3D> & initList, bool cls, int initForm = 0 );
|
|
/** \brief \ru Создать сплайн.
|
|
\en Create spline. \~
|
|
\details \ru Создать сплайн и установить параметры сплайна.\n
|
|
\en Create spline and set parameters of spline.\n \~
|
|
\param[in] bezier - \ru Двумерный сплайн.
|
|
\en The two-dimensional spline. \~
|
|
\param[in] place - \ru Локальная система координат сплайна.
|
|
\en Local coordinate system of spline. \~
|
|
\return \ru Возвращает указатель на созданный объект или нулевой указатель в случае неудачи.
|
|
\en Returns pointer to the created object or null pointer in case of failure. \~
|
|
*/
|
|
static MbBezier3D * Create( const MbBezier & bezier, const MbPlacement3D & place );
|
|
/** \brief \ru Создать сплайн.
|
|
\en Create spline. \~
|
|
\details \ru Создать сплайн и установить параметры сплайна.\n
|
|
\en Create a spline and set parameters of spline.\n \~
|
|
\param[in] p1 - \ru Начальная точка кривой.
|
|
\en Start point of curve. \~
|
|
\param[in] p2 - \ru Конечная точка кривой.
|
|
\en End point of curve. \~
|
|
\return \ru Возвращает указатель на созданный объект или нулевой указатель в случае неудачи.
|
|
\en Returns pointer to the created object or null pointer in case of failure. \~
|
|
*/
|
|
static MbBezier3D * Create( const MbCartPoint3D & p1, const MbCartPoint3D & p2 );
|
|
|
|
public :
|
|
VISITING_CLASS( MbBezier3D );
|
|
|
|
void Init( const SArray<MbCartPoint3D> & initList, bool cls );
|
|
void Init( const MbBezier3D & );
|
|
void Init( const MbBezier &, const MbPlacement3D & );
|
|
void Init( MbArc3D & );
|
|
|
|
// \ru Общие функции математического объекта \en The common functions of the mathematical object
|
|
|
|
MbeSpaceType IsA() const override; // \ru Тип элемента \en A type of element
|
|
MbSpaceItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = nullptr ) const override; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element
|
|
bool IsSame ( const MbSpaceItem & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override;
|
|
bool SetEqual ( const MbSpaceItem & ) override; // \ru Сделать равным \en Make equal
|
|
void Transform( const MbMatrix3D &, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Преобразовать элемент согласно матрице \en Transform element according to the matrix
|
|
void Move ( const MbVector3D &, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Сдвиг \en Translation
|
|
void Rotate ( const MbAxis3D &, double angle, MbRegTransform * = nullptr ) override; // \ru Поворот \en Rotation
|
|
|
|
void GetProperties( MbProperties & ) override; // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of the object
|
|
void SetProperties( const MbProperties & ) override; // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of the object
|
|
|
|
// \ru Общие функции кривой \en Common functions of curve
|
|
|
|
double GetTMax() const override; // \ru Вернуть максимальное значение параметра \en Get the maximum value of parameter
|
|
double GetTMin() const override; // \ru Вернуть минимальное значение параметра \en Get the minimum value of parameter
|
|
// \ru Функции для работы внутри области определения кривой. \en Functions for working inside of the curve domain. \~
|
|
void PointOn ( double & t, MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Точка на кривой \en The point on the curve
|
|
void FirstDer ( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная \en First derivative
|
|
void SecondDer( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная \en Second derivative
|
|
void ThirdDer ( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
// \ru Вычислить значения точки и производных для заданного параметра. \en Calculate point and derivatives of object for given parameter. \~
|
|
void Explore( double & t, bool ext,
|
|
MbCartPoint3D & pnt, MbVector3D & fir, MbVector3D * sec, MbVector3D * thir ) const override;
|
|
|
|
double Step( double t, double sag ) const override; // \ru Вычисление шага аппроксимации \en Calculate step of approximation
|
|
double DeviationStep( double t, double angle ) const override;
|
|
void Inverse( MbRegTransform * iReg = nullptr ) override; // \ru Изменить направление \en Change direction
|
|
|
|
virtual bool Break( MbBezier3D &, double t1, double t2 ) const; // \ru Разбить на две части \en Split into two parts
|
|
|
|
MbNurbs3D * NurbsCurve( const MbCurveIntoNurbsInfo & ) const override;
|
|
MbCurve3D * NurbsCurve( const MbNurbsParameters & ) const override;
|
|
|
|
// \ru Построить усеченную кривую c учетом заданной трехмерной точности. \en Construct a trimmed curve with the given three-dimensional accuracy.
|
|
MbCurve3D * Trimmed( double t1, double t2, int sense, const MbDimAccuracy & xyzEps, bool saveParamLenAndLaw ) const override;
|
|
using MbCurve3D::Trimmed; // \ru Метод базового класса MbCurve3D без учета трехмерной точности. Точность по умолчанию - MbDimAccuracy::threeDimAcc. \en Method of MbCurve3D base class without three-dimensional accuracy. The default accuracy is MbDimAccuracy::threeDimAcc.
|
|
|
|
// \ru Дать плоскую кривую и плейсмент, если пространственная кривая плоская (после использования вызывать DeleteItem на двумерную кривую)
|
|
// \en Give a planar curve and placement, if the spatial curve is planar (after using the DeleteItem must be called for a two-dimensional curve)
|
|
bool GetPlaneCurve( MbCurve *& curve2d, MbPlacement3D & place, bool saveParams, PlanarCheckParams params = PlanarCheckParams() ) const override;
|
|
|
|
/// \ru Получить границы участков кривой, которые описываются одной аналитической функцией.
|
|
/// \en Get the boundaries of the curve sections that are described by one analytical function. \~
|
|
void GetAnalyticalFunctionsBounds( std::vector<double> & params ) const override;
|
|
|
|
// \ru Общие функции полигональной кривой \en Common functions of a polygonal curve
|
|
|
|
void Rebuild() override; // \ru Пересчитать Безье кривую \en Recalculate Bezier curve
|
|
void SetClosed ( bool cls ) override; // \ru Установить признак замкнутости \en Set the closedness attribute.
|
|
void AddPoint ( const MbCartPoint3D & ) override; // \ru Добавить точку в конец массива \en Add a point to the end of array
|
|
void InsertPoint( ptrdiff_t index, const MbCartPoint3D & ) override; // \ru Добавить точку \en Add a point
|
|
void InsertPoint( double t, const MbCartPoint3D &, double ) override; // \ru Добавить точку \en Add a point
|
|
void RemovePoint( ptrdiff_t index ) override; // \ru Удалить точку \en Remove a point
|
|
bool ChangePoint( ptrdiff_t index, const MbCartPoint3D & ) override; // \ru Заменить точку \en Replace a point
|
|
void ChangePole ( ptrdiff_t index, const MbCartPoint3D & override); // \ru Заменить полюс \en Replace a pole
|
|
bool CheckParam ( double & t, ptrdiff_t & i0, ptrdiff_t & i1, double & t0, double & t1 ) const override; // \ru Загнать параметр получить локальный индексы и параметры \en Move parameter, get local indices and parameters
|
|
double GetParam( ptrdiff_t i ) const override; // \ru Выдать параметр для точки с номером \en Get a parameter for point with number
|
|
size_t GetPointsCount() const override; // \ru Выдать количество точек \en Get the number of points
|
|
void GetPoint ( ptrdiff_t index, MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Выдать точку \en Get a point
|
|
ptrdiff_t GetNearPointIndex ( const MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Выдать индекс точки, ближайшей к заданной \en Get the point index which is nearest to the given
|
|
void GetRuleInterval ( ptrdiff_t index, double & t1, double & t2 ) const override; // \ru Выдать интервал влияния точки \en Get the interval of point influence
|
|
|
|
MbNurbs3D * Trimm( double t1, double t2, int sense ) const;
|
|
void Trimm( MbBezier3D &, double t1, double t2, int sense ) const;
|
|
|
|
void InitCtrlPoints( const SArray<MbCartPoint3D> & );
|
|
void SetBezierSplines(); // \ru Вычислить параметры кривой-Bezier \en Calculate parameters of the Bezier curve
|
|
int GetFormType() const { return form; } // \ru Форма сплайна \en The spline form
|
|
void SetFormType( int newForm );
|
|
ptrdiff_t GetSplinesCount() const { return splinesCount; } // \ru Количество сплайнов \en The number of splines
|
|
|
|
// \ru Функции только 3D кривой \en Function for 3D-curve
|
|
MbCurve * GetMap( const MbMatrix3D &, MbRect1D * pRgn = nullptr,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion(), bool * coincParams = nullptr ) const override; // \ru Дать плоскую проекцию кривой \en Get a planar projection of curve
|
|
|
|
size_t GetCount() const override;
|
|
|
|
// \ru Посчитать метрическую длину \en Calculate the metric length
|
|
double CalculateMetricLength() const override;
|
|
// \ru Сдвинуть параметр t на расстояние len. \en Move parameter t on the metric distance len.
|
|
bool DistanceAlong( double & t, double len, int curveDir, double eps = Math::metricPrecision,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ) const override;
|
|
|
|
bool IsContinuousDerivative( bool & contLength, bool & contDirect, c3d::DoubleVector * params = nullptr, double epsilon = EPSILON ) const override; // \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.
|
|
bool SetContinuousDerivativeLength( VERSION version, double epsilon = EPSILON ) override;
|
|
|
|
private :
|
|
void CheckBezierClosed(); // \ru Проверка признака замкнутости. \en Check closed.
|
|
void EvaluateSlope ( ptrdiff_t index ); // \ru Рассчитать производные в полюсе index \en Calculate derivatives at the pole "index"
|
|
void EvaluateSlope0( ptrdiff_t index ); // \ru Рассчитать производные в полюсе index для 0-ой формы \en Calculate derivatives at the pole "index" for 0-th form
|
|
void EvaluateSlope1( ptrdiff_t index ); // \ru Рассчитать производные в полюсе index для 1-ой формы \en Calculate derivatives at the pole "index" for 1-th form
|
|
void SetDerives (); // \ru Рассчитать все производные \en Calculate all derivatives
|
|
void SetDerives ( ptrdiff_t index ); // \ru Рассчитать производные в полюсах при изменении полюса index \en Calculate derivatives at poles when changing the pole "index"
|
|
|
|
private:
|
|
void operator = ( const MbBezier3D & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbBezier3D )
|
|
};
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbBezier3D )
|
|
|
|
|
|
#endif // __CUR_BEZIER3D_H
|