SaraP
287 lines
29 KiB
C++
287 lines
29 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Репараметризованная кривая в двумерном пространстве.
|
|
\en Reparametrized curve in two-dimensional space. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __CUR_REPARAM_CURVE_H
|
|
#define __CUR_REPARAM_CURVE_H
|
|
|
|
|
|
#include <curve.h>
|
|
|
|
|
|
class MbRegDuplicate;
|
|
class MbRegTransform;
|
|
class MbFunction;
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Репараметризованная кривая в двумерном пространстве.
|
|
\en Reparametrized curve in two-dimensional space. \~
|
|
\details \ru Репараметризованная кривая служит для согласования областей определения кривых. \n
|
|
Геометрически репараметризованная кривая полностью совпадает с базовой кривой basisCurve.
|
|
Репараметризованная кривая имеет другую область определения и, как следствие, другую длину своих производных.
|
|
Параметры базовой кривой и репараметризованной кривой связаны равенством: \n
|
|
dt (t - tmin) = t_basisCurve - tmin_basisCurve, где t - параметр репараметризованной кривой.
|
|
Базовой кривой для репараметризованной кривой не может служить другая репараметризованная кривая.
|
|
В подобной ситуации выполняется переход к первичной базовой кривой.
|
|
\en Reparametrized curve is used for matching domains of curves. \n
|
|
Geometrically reparametrized curve completely coincides with base curve 'basisCurve'.
|
|
Reparametrized curve has another definition domain and as a result another length of its derivatives.
|
|
Parameters of base curve and reparametrized curve are related by the equality: \n
|
|
dt (t - tmin) = t_basisCurve - tmin_basisCurve, where 't' - parameter of reparametrized curve.
|
|
Another reparametrized curve can't be the base curve for a reparametrized curve.
|
|
In this situation it changes to the initial base curve. \~
|
|
\ingroup Curves_2D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbReparamCurve : public MbCurve {
|
|
enum MbeReparamType {
|
|
rt_Linear, ///< \ru Линейная репараметризация. \en Linear reparametrization.
|
|
rt_Quadratic, ///< \ru Квадратичная репараметризация. \en Quadratic reparametrization.
|
|
rt_ScaledEndDers, ///< \ru Репараметризация с заданными масштабами производной на концах. \en Reparametrization with a given scale of the derivative at the ends.
|
|
rt_Proportional, ///< \ru Пропорциональная длине кривой репараметризация. \en The poportional to the length of the curve parametrization.
|
|
rt_User ///< \ru Функция, заданная пользователем. \en User defined function.
|
|
};
|
|
|
|
protected :
|
|
MbCurve * basisCurve; ///< \ru Базовая кривая. \en The base curve.
|
|
MbeReparamType reparamType; ///< \ru Способ репараметризации. \en Way of repatametrization.
|
|
SPtr<MbFunction> repFunction; ///< \ru Репараметризующая функция вычисления параметра базовой кривой. \en Reparametric function for calculation the base curve parameter.
|
|
|
|
public :
|
|
/// \ru Конструктор по кривой и новым параметрам. \en Constructor by curve and by new parametric limits.
|
|
MbReparamCurve( const MbCurve &, double t1, double t2 );
|
|
/// \ru Конструктор по кривой и новым параметрам. \en Constructor by curve and by new parametric limits.
|
|
MbReparamCurve( const MbCurve &, const double t1, const double t2, const double begFirstDerValue );
|
|
/// \ru Конструктор по кривой и производным параметра на ее концах. \en Constructor for the curve and derivatives of the parameter at its ends
|
|
MbReparamCurve( double dt1, double dt2, const MbCurve & curve );
|
|
protected:
|
|
MbReparamCurve( const MbReparamCurve &, MbRegDuplicate * );
|
|
private :
|
|
MbReparamCurve( const MbReparamCurve & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
public :
|
|
virtual ~MbReparamCurve();
|
|
|
|
public :
|
|
VISITING_CLASS( MbReparamCurve );
|
|
|
|
/// \ru Установить параметрическую область кривой. \en Set curve parametric range.
|
|
void Init( double t1, double t2 );
|
|
/// \ru Установить параметрическую область кривой и длину производной в начале кривой. \en Set curve parametric range and first derive length.
|
|
void Init( double t1, double t2, double begFirstDerValue );
|
|
/// \ru Установить параметрическую область кривой. \en Set curve parametric range.
|
|
void InitScaledEnds( double scaleDer1, double scaleDer2 );
|
|
/// \ru Установить параметрическую область кривой пропорциональную метрической длине кривой. \en Set the parametric area of the curve proportional to the metric length of the curve.
|
|
bool InitProportional( double t1, double t2 );
|
|
/// \ru Установить пользовательскую функцию репараметризации. \en Set users reparameterization function.
|
|
bool InitByUsersFunction( MbFunction & repFunc );
|
|
/// \ru Установить параметрическую область кривой пропорциональную метрической длине кривой. \en Set the parametric area of the curve proportional to the metric length of the curve.
|
|
static MbReparamCurve * CreateProportional( const MbCurve & curve, double t1, double t2 );
|
|
/// \ru Установить пользовательскую функцию репараметризации. \en Set users reparameterization function.
|
|
static MbReparamCurve * CreateByFunction( const MbCurve & curve, MbFunction & repFunc );
|
|
|
|
/** \ru \name Общие функции геометрического объекта.
|
|
\en \name Common functions of a geometric object.
|
|
\{ */
|
|
|
|
MbePlaneType IsA() const override; // \ru Тип элемента \en Type of element
|
|
bool IsSimilar( const MbPlaneItem & ) const override; // \ru Являются ли элементы подобными \en Whether the elements are similar
|
|
bool SetEqual ( const MbPlaneItem & ) override; // \ru Сделать элементы равными \en Make the elements equal
|
|
void Transform( const MbMatrix &, MbRegTransform * = nullptr, const MbSurface * newSurface = nullptr ) override; // \ru Преобразовать элемент согласно матрице \en Transform element according to the matrix
|
|
void Move( const MbVector &, MbRegTransform * = nullptr, const MbSurface * newSurface = nullptr ) override; // \ru Сдвиг \en Translation
|
|
void Rotate( const MbCartPoint &, const MbDirection & angle, MbRegTransform * = nullptr, const MbSurface * newSurface = nullptr ) override; // \ru Поворот \en Rotation
|
|
bool IsSame( const MbPlaneItem &, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override;
|
|
MbCurve * Offset( double rad ) const override; // \ru Смещение усеченной кривой \en Shift of a trimmed curve
|
|
MbPlaneItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = nullptr ) const override;
|
|
// \ru Построить усеченную кривую c учетом заданной двумерной точности. \en Construct a trimmed curve with the given two-dimensional accuracy.
|
|
MbCurve * Trimmed( double t1, double t2, int sense, const MbDimAccuracy & xyEps, bool saveParamLenAndLaw ) const override;
|
|
using MbCurve::Trimmed; // \ru Метод базового класса MbCurve без учета двумерной точности. Точность по умолчанию - MbDimAccuracy::twoDimAcc. \en Method of MbCurve base class without two-dimensional accuracy. The default accuracy is MbDimAccuracy::twoDimAcc.
|
|
|
|
MbContour * NurbsContour() const override; // \ru Построить контур \en Create a contour
|
|
void AddYourGabaritTo( MbRect & ) const override; // \ru Добавь свой габарит в прямой прям-к \en Add your own gabarit into the given bounding rectangle
|
|
void CalculateGabarit( MbRect & ) const override; // \ru Определить габариты кривой \en Determine the bounding box of a curve
|
|
bool IsVisibleInRect( const MbRect &, bool exact = false ) const override; // \ru Виден ли объект в заданном прямоугольнике \en Whether the object is visible in the given rectangle
|
|
using MbCurve::IsVisibleInRect;
|
|
const MbFunction * GetFunction() const { return repFunction; } // \ru Получить функцию. \en Get function
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции описания области определения кривой.
|
|
\en \name Functions for description of a curve domain.
|
|
\{ */
|
|
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 the parameter
|
|
bool IsClosed() const override; // \ru Проверка замкнутости кривой \en Check for curve closedness
|
|
double GetPeriod() const override; // \ru Вернуть период \en Get period
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции для работы в области определения кривой.
|
|
Функции PointOn, FirstDer, SecondDer, ThirdDer,... корректируют параметр
|
|
при выходе его за пределы области определения.
|
|
Исключение составляет MbLine (прямая).
|
|
\en \name Functions for working in the curve's domain.
|
|
Functions PointOn, FirstDer, SecondDer, ThirdDer,... correct parameter
|
|
if it is out of domain bounds.
|
|
Except MbLine (line).
|
|
\{ */
|
|
void PointOn ( double & t, MbCartPoint & p ) const override; // \ru Точка на кривой \en Point on the curve
|
|
void FirstDer ( double & t, MbVector & fd ) const override; // \ru Первая производная \en The first derivative
|
|
void SecondDer( double & t, MbVector & sd ) const override; // \ru Вторая производная \en The second derivative
|
|
void ThirdDer ( double & t, MbVector & td ) const override; // \ru Третья производная \en The 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.
|
|
Исключение составляют дуги эллипса и окружности - они продолжаются в соответствии со своими уравнениями.
|
|
\en \name Functions for working inside and outside the curve's domain.
|
|
Functions _PointOn, _FirstDer, _SecondDer, _ThirdDer,... don't correct parameter
|
|
if it is out of domain bounds. If the parameter is out of domain bounds, an unclosed
|
|
curve is extended by tangent vector at corresponding end point in general case.
|
|
Except arcs of an ellipse or a circle - they are extended according to their equations.
|
|
\{ */
|
|
void _PointOn ( double t, MbCartPoint & p ) const override;
|
|
void _FirstDer ( double t, MbVector & v ) const override;
|
|
void _SecondDer( double t, MbVector & v ) const override;
|
|
void _ThirdDer ( double t, MbVector & v ) const override;
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \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. \~
|
|
void Explore( double & t, bool ext,
|
|
MbCartPoint & pnt, MbVector & fir, MbVector * sec, MbVector * thir ) const override;
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции движения по кривой
|
|
\en \name Functions of moving along the curve
|
|
\{ */
|
|
double Step( double t, double sag ) const override; // \ru Вычисление шага аппроксимации с учетом радиуса кривизны \en Calculation of step of approximation with consideration of curvature radius
|
|
double DeviationStep( double t, double _atol ) const override; // \ru Вычисление шага аппроксимации с учетом радиуса кривизны \en Calculation of step of approximation with consideration of curvature radius
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Общие функции кривой
|
|
\en \name Common functions of curve
|
|
\{ */
|
|
void Inverse( MbRegTransform * iReg = nullptr ) override; // \ru Изменение направления кривой на противоположное \en Change curve direction to the opposite one
|
|
double DistanceToPoint( const MbCartPoint & toP ) const override; // \ru Расстояние до точки \en Distance to a point
|
|
bool DistanceToPointIfLess( const MbCartPoint & toP, double & d ) const override; // \ru Расстояние до точки, если оно меньше d \en Distance to a point if it is less than 'd'
|
|
MbeState Deformation( const MbRect &, const MbMatrix & ) override; // \ru Деформация \en Deformation
|
|
// \ru Удалить часть кривой между параметрами t1 и t2 \en Delete a part of a curve between parameters t1 and t2
|
|
MbeState DeletePart( double t1, double t2, MbCurve *& part2 ) override;
|
|
// \ru Оставить часть кривой между параметрами t1 и t2 \en Keep a piece of a curve between parameters t1 and t2
|
|
MbeState TrimmPart( double t1, double t2, MbCurve *& part2 ) override;
|
|
|
|
MbNurbs * NurbsCurve( const MbCurveIntoNurbsInfo & ) const override;
|
|
MbCurve * NurbsCurve( const MbNurbsParameters & ) const override; // \ru Построить NURBS-копию кривой \en Create a NURBS-copy of the curve
|
|
|
|
bool IsBounded() const override; // \ru Признак ограниченной кривой \en Attribute of a bounded curve
|
|
bool IsDegenerate( double eps = Math::LengthEps ) const override; // \ru Проверка вырожденности кривой \en Check for curve degeneracy
|
|
bool IsStraight( bool ignoreParams = false ) const override; // \ru Является ли линия прямолинейной \en Whether the line is straight
|
|
bool IsSmoothConnected( double angleEps ) const override; // \ru Являются ли стыки контура\кривой гладкими? \en Whether the joints of a contour\curve are smooth.
|
|
bool IsCompleteInRect( const MbRect & r ) const override; // \ru Виден ли объект полностью в в заданном прямоугольнике \en Whether the object is completely visible in the given rectangle
|
|
double CalculateMetricLength() const override; // \ru Посчитать метрическую длину \en Calculate the metric length
|
|
bool HasLength( double & length ) const override; // \ru Метрическая длина кривой \en Metric length of a curve
|
|
double GetMetricLength() const override; // \ru Метрическая длина кривой \en Metric length of a curve
|
|
double GetLengthEvaluation() const override; // \ru Оценка метрической длины кривой \en Estimation of metric length of the curve
|
|
double Curvature ( double t ) const override; // \ru Кривизна кривой \en Curvature of the curve
|
|
|
|
double CalculateLength( double t1, double t2 ) const override;
|
|
// \ru Положение точки относительно кривой. \en The point position relative to the curve.
|
|
// \ru Возвращает результат : \en Returning result:
|
|
// \ru iloc_InItem = 1 - точка находится слева от кривой, \en Iloc_InItem = 1 - point is to the left of the curve,
|
|
// \ru iloc_OnItem = 0 - точка находится на кривой, \en Iloc_OnItem = 0 - point is on the curve,
|
|
// \ru iloc_OutOfItem = -1 - точка находится справа от кривой. \en Iloc_OutOfItem = -1 - point is to the right of the curve.
|
|
MbeItemLocation PointRelative( const MbCartPoint & pnt, double eps = Math::LengthEps ) const override;
|
|
void Refresh() override; // \ru Сбросить все временные данные \en Reset all temporary data
|
|
void PrepareIntegralData( const bool forced ) const override; // \ru Рассчитать временные (mutable) данные объекта. \en Calculate temporary (mutable) data of an object.
|
|
|
|
double PointProjection( const MbCartPoint & ) const override; // \ru Проекция точки на кривую \en Point projection on the curve
|
|
bool NearPointProjection( const MbCartPoint & pnt, double xEpsilon, double yEpsilon,
|
|
double & t, bool ext, MbRect1D * tRange = nullptr ) const override; // \ru Проекция точки на кривую или её продолжение в области поиска проекции \en Projection of a point onto the curve or its extension in the projection region
|
|
// \ru Вычисление всех перпендикуляров к кривой из данной точки \en Calculation of all the perpendiculars to the curve from a given point
|
|
void PerpendicularPoint( const MbCartPoint & pnt, SArray<double> & tFind ) const override;
|
|
bool SmallestPerpendicular( const MbCartPoint & pnt, double & tProj ) const override; // \ru Нахождение ближайшего перпендикуляра к кривой из данной точки \en Calculation of the closest perpendicular to the curve from the given point
|
|
void TangentPoint( const MbCartPoint & pnt, SArray<double> & tFind ) const override; // \ru Вычисление всех касательных к кривой из данной точки \en Calculation of all the tangents to the curve from a given point
|
|
void IntersectHorizontal( double y, SArray<double> & ) const override; // \ru Пересечение кривой с горизонтальной прямой \en Intersection of a curve with a horizontal line
|
|
void IntersectVertical ( double x, SArray<double> & ) const override; // \ru Пересечение с вертикальной прямой \en Intersection with a vertical line
|
|
void SelfIntersect( SArray<MbCrossPoint> &, double metricEps = Math::LengthEps ) const override; // \ru Самопересечение произвольной кривой \en Self-intersection of an arbitrary curve
|
|
|
|
// \ru Определение особых точек офсетной кривой \en Determination of special points of an offset curve
|
|
void OffsetCuspPoint( SArray<double> & tCusps, double dist ) const override;
|
|
bool GetMiddlePoint( MbCartPoint & ) const override; // \ru Выдать среднюю точку кривой \en Get mid-point of a curve
|
|
bool GoThroughPoint( MbCartPoint & p0 ) override;
|
|
// \ru Вычисление минимальной длины кривой между двумя точками на ней \en Calculate the minimal curve length between two points on it
|
|
double LengthBetween2Points( MbCartPoint & p1, MbCartPoint & p2, MbCartPoint * pc = nullptr ) const override;
|
|
bool GetSpecificPoint( const MbCartPoint & from, double & dmax, MbCartPoint & pnt ) const override; // \ru Выдать характерную точку кривой если она ближе чем dmax \en Get control point of curve if it is closer than 'dmax'
|
|
bool GetWeightCentre( MbCartPoint & c ) const override; // \ru Выдать центр тяжести кривой \en Get the center of gravity of the curve
|
|
bool GetCentre( MbCartPoint & c ) const override; // \ru Выдать центр кривой \en Get center of curve
|
|
double GetRadius( double accuracy = PARAM_REGION ) const override; // \ru Дать физический радиус объекта или ноль, если это невозможно. \en Get the physical radius of the object or null if it impossible.
|
|
bool DistanceAlong( double & t, double len, int curveDir, double eps = Math::LengthEps,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ) const override; // \ru Сдвинуть параметр t на расстояние len по направлению \en Translate parameter 't' by distance 'len' along the direction
|
|
bool GetAxisPoint( MbCartPoint & ) const override; // \ru Точка для построения оси \en Point for the axis construction
|
|
bool IsSimilarToCurve( const MbCurve & curve, double precision = PARAM_PRECISION ) const override; // \ru Подобные ли кривые для объединения (слива) \en Whether the curves for union (joining) are similar
|
|
size_t GetCount() const override; // \ru Количество разбиений для прохода в операциях \en Count of subdivisions for pass in operations
|
|
/// \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;
|
|
void GetPointsByEvenLengthDelta( size_t n, std::vector<MbCartPoint> & pnts ) const override; // \ru Выдать n точек кривой с равными интервалами по длине дуги \en Get n points of curve equally spaced by the arc length
|
|
|
|
void ParameterInto( double & ) const; // \ru Перевод параметра базовой кривой в локальный параметр \en Transformation of the base curve parameter to a local parameter
|
|
void ParameterFrom( double & ) const; // \ru Перевод локального параметра в параметр базовой кривой \en Transformation of a local parameter to the base curve parameter
|
|
double EpsilonInto( double eps ) const; // \ru Перевод точности параметра базовой кривой в точность локального параметра \en Transformation of the base curve parameter tolerance to a local parameter tolerance
|
|
double EpsilonFrom( double eps ) const; // \ru Перевод точности локального параметра в точность параметра базовой кривой \en Transformation of a local parameter tolerance to the base curve parameter tolerance
|
|
|
|
const MbCurve & GetBasisCurve() const override;
|
|
MbCurve & SetBasisCurve() override;
|
|
|
|
bool SetBasisCurve( const MbCurve &, const MbRect1D * tRange = nullptr ); ///< \ru Заменить плоскую кривую \en Replace the planar curve
|
|
double Tmin() const; ///< \ru Начальный параметр. \en Start parameter.
|
|
double Tmax() const; ///< \ru Конечный параметр. \en End parameter.
|
|
double Dt() const; ///< \ru Производная параметра кривой basisCurve по параметру. \en Derivative of parameter of 'basisCurve' curve by parameter.
|
|
bool SetTmin( double t );
|
|
bool SetTmax( double t );
|
|
bool SetDt ( double d );
|
|
|
|
MbeReparamType GetReparamType() const { return reparamType; } // \ru Тип параметризации. \en Parameterization type.
|
|
|
|
// \ru !!! геометрия подложки тождественна геометрии кривой, отлична параметризация !!! \en !!! geometry of substrate is identical to geometry of curve, parameterization is different !!!
|
|
const MbCurve & GetSubstrate() const override; // \ru Выдать подложку или себя \en Get substrate or itself
|
|
MbCurve & SetSubstrate() override; // \ru Выдать подложку или себя \en Get substrate or itself
|
|
int SubstrateCurveDirection() const override; // \ru Направление подложки относительно кривой или наоборот \en Direction of substrate relative to the curve or vice versa
|
|
void SubstrateToCurve( double & ) const override; // \ru Преобразовать параметр подложки в параметр кривой \en Transform a substrate parameter to the curve parameter
|
|
void CurveToSubstrate( double & ) const override; // \ru Преобразовать параметр кривой в параметр подложки \en Transform a curve parameter to the substrate parameter
|
|
|
|
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
|
|
void GetBasisPoints( MbControlData & ) const override; // \ru Выдать контрольные точки объекта. \en Get control points of object.
|
|
void SetBasisPoints( const MbControlData & ) override; // \ru Изменить объект по контрольным точкам. \en Change the object by control points.
|
|
|
|
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;
|
|
|
|
bool IsProportional() const { return (reparamType == rt_Proportional); } ///< \ru Является ли репараметризация пропорциональной? \en Is the re-parametrization proportional?
|
|
bool IsLinear() const { return (reparamType == rt_Linear); } // \ru Является ли репараметризация линейной? \en Is the re-parametrization linear?
|
|
bool SetLimitParam( double newTMin, double newTMax ); // \ru Установить область изменения параметра \en Set range of parameter
|
|
|
|
/** \} */
|
|
|
|
private:
|
|
void operator = ( const MbReparamCurve & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
// \ru Параметр базовой кривой и его производные. \en The base curve parameter and its derivatives.
|
|
void Explore( double & t, bool ext, double & par, double & dpar, double * ddpar, double * dddpar ) const;
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbReparamCurve )
|
|
}; // MbReparamCurve
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbReparamCurve )
|
|
|
|
|
|
#endif // __CUR_REPARAM_CURVE_H
|