SaraP
242 lines
25 KiB
C++
242 lines
25 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Репараметризованная кривая в трехмерном пространстве.
|
|
\en Reparametrized curve in three-dimensional space. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __CUR_REPARAM_CURVE3D_H
|
|
#define __CUR_REPARAM_CURVE3D_H
|
|
|
|
|
|
#include <curve3d.h>
|
|
|
|
class MbFunction;
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Репараметризованная кривая в трехмерном пространстве.
|
|
\en Reparametrized curve in three-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 равенствами: \n
|
|
Для линейной репараметризации b * (t - tmin) = t_basisCurve - tmin_basisCurve, где t - параметр репараметризованной кривой.
|
|
Для квадратичной репараметризации t_basisCurve = a * t * t + b * t + c, где t - параметр репараметризованной кривой.
|
|
При квадратичной репараметризации можно выбирать не только новый диапазон параметров, но и величину первой производной в начале 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
|
|
For linear reparametrization b * (t - tmin) = t_basisCurve - tmin_basisCurve, where 't' - parameter of reparametrized curve.
|
|
For quadratic reparametrization t_basisCurve = a * t * t + b * t + c, where 't' - parameter of reparametrized curve.
|
|
When the quadratic reparametrization is used it is possible to define the first derivative value at the beginning of the 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_3D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbReparamCurve3D : public MbCurve3D {
|
|
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:
|
|
MbCurve3D * 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.
|
|
MbReparamCurve3D( const MbCurve3D &, double t1, double t2 );
|
|
/// \ru Конструктор по кривой и новым параметрам. \en Constructor by curve and by new parametric limits.
|
|
MbReparamCurve3D( const MbCurve3D &, double t1, double t2, 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
|
|
MbReparamCurve3D( double dt1, double dt2, const MbCurve3D & curve );
|
|
protected:
|
|
MbReparamCurve3D( const MbReparamCurve3D &, MbRegDuplicate * );
|
|
private :
|
|
MbReparamCurve3D( const MbReparamCurve3D & ); // \ru Не реализовано. \en Not implemented.
|
|
public :
|
|
virtual ~MbReparamCurve3D();
|
|
|
|
public :
|
|
VISITING_CLASS( MbReparamCurve3D );
|
|
|
|
/// \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 MbReparamCurve3D * CreateProportional( const MbCurve3D & curve, double t1, double t2 );
|
|
/// \ru Установить пользовательскую функцию репараметризации. \en Set users reparameterization function.
|
|
static MbReparamCurve3D * CreateByFunction( const MbCurve3D & curve, MbFunction & repFunc );
|
|
|
|
// \ru Общие функции математического объекта \en Common functions of the mathematical object
|
|
|
|
MbeSpaceType IsA() const override; // \ru Тип элемента \en 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; // \ru Является ли объект копией \en Whether the object is a copy
|
|
bool SetEqual ( const MbSpaceItem & ) override; // \ru Сделать равным \en Make equal
|
|
bool IsSimilar( const MbSpaceItem & ) const override; // \ru Являются ли объекты подобными \en Whether the objects are similar
|
|
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 Повернуть вокруг оси \en Rotate about an axis
|
|
double DistanceToPoint( const MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Расстояние до точки \en Distance to a point
|
|
void PrepareIntegralData( const bool forced ) const override; // \ru Рассчитать временные (mutable) данные объекта. \en Calculate temporary (mutable) data of an object.
|
|
|
|
bool IsSpaceSame( const MbSpaceItem & item, double eps = METRIC_REGION ) const override; // \ru Являются ли объекты идентичными в пространстве \en Whether the objects are equal in space
|
|
|
|
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 GetBasisItems ( RPArray<MbSpaceItem> & ) override; // \ru Дать базовые объекты \en Get the basis objects
|
|
void GetBasisPoints( MbControlData3D & ) const override; // \ru Выдать контрольные точки объекта. \en Get control points of object.
|
|
void SetBasisPoints( const MbControlData3D & ) override; // \ru Изменить объект по контрольным точкам. \en Change the object by control points.
|
|
|
|
// \ru Общие функции кривой \en Common functions of curve
|
|
|
|
double GetTMin() const override;
|
|
double GetTMax() const override;
|
|
bool IsClosed() const override; // \ru Проверка замкнутости кривой \en Check for curve closedness
|
|
double GetPeriod() const override; // \ru Вернуть период \en Get period
|
|
// \ru Функции кривой для работы в области определения параметрической кривой \en Functions of curve for working at parametric curve domain
|
|
void PointOn ( double & t, MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Точка на кривой \en Point on the curve
|
|
void FirstDer ( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная \en The first derivative
|
|
void SecondDer( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная \en The second derivative
|
|
void ThirdDer ( double & t, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по t \en The third derivative with respect to t
|
|
void Normal ( double & t, MbVector3D & ) const override;// \ru Вектор главной нормали \en Vector of the principal normal
|
|
// \ru Функции кривой для работы вне области определения параметрической кривой \en Functions of curve for working outside the domain of parametric curve
|
|
void _PointOn ( double t, MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Точка на расширенной кривой \en Point on the extended curve
|
|
void _FirstDer ( double t, MbVector3D & ) const override; // \ru Первая производная \en The first derivative
|
|
void _SecondDer( double t, MbVector3D & ) const override; // \ru Вторая производная \en The second derivative
|
|
void _ThirdDer ( double t, MbVector3D & ) const override; // \ru Третья производная по t \en The third derivative with respect to t
|
|
void _Normal ( double t, MbVector3D & ) const override;// \ru Вектор главной нормали \en Vector of the principal normal
|
|
// \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;
|
|
|
|
MbNurbs3D * NurbsCurve( const MbCurveIntoNurbsInfo & ) const override;
|
|
MbCurve3D * NurbsCurve( const MbNurbsParameters & ) const override; // \ru Построить NURBS-копию кривой \en Create a NURBS-copy of the curve
|
|
|
|
const MbFunction * GetFunction() const { return repFunction; } // \ru Получить функцию. \en Get function
|
|
const MbCurve3D & GetBasisCurve() const override;
|
|
MbCurve3D & SetBasisCurve() 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.
|
|
|
|
void Inverse( MbRegTransform * iReg = nullptr ) override; // \ru Изменить направление \en Change direction
|
|
|
|
double GetMetricLength() const override; // \ru Метрическая длина кривой \en Metric length of a curve
|
|
double CalculateMetricLength() const override; // \ru Метрическая длина кривой \en Metric length of a curve
|
|
double CalculateLength( double t1, double t2 ) const override;
|
|
bool DistanceAlong( double & t, double len, int curveDir, double eps = Math::metricPrecision,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ) const override;
|
|
double GetLengthEvaluation() const override;
|
|
|
|
void CalculateLocalGabarit( const MbMatrix3D &, MbCube & ) const override; // \ru Рассчитать габарит относительно л.с.к. \en Calculate bounding box relative to the local coordinate system
|
|
bool IsDegenerate( double eps = METRIC_PRECISION ) const override; // \ru Проверка вырожденности кривой \en Check for curve degeneracy
|
|
bool IsSmoothConnected( double angleEps ) const override; // \ru Являются ли стыки контура\кривой гладкими? \en Whether the joints of a contour\curve are smooth.
|
|
double Curvature ( double ) const override; // \ru Кривизна кривой \en Curvature of the curve
|
|
|
|
double Step ( double t, double sag ) const override; // \ru Вычисление шага по стрелке прогиба. \en Calculation of parameter step by the sag.
|
|
double DeviationStep( double t, double angle ) const override; // \ru Вычисление шага по углу отклонения нормали. \en Calculation of parameter step by the deviation angle.
|
|
double MetricStep ( double t, double length ) const override; // \ru Вычисление шага параметра по длине. \en Calculation of parameter step by the given length.
|
|
|
|
void CalculatePolygon( const MbStepData & stepData, MbPolygon3D &polygon ) const override; // \ru pассчитать полигон \en Calculate a polygon
|
|
void CalculateGabarit( MbCube & ) const override; // \ru Вычислить габарит кривой \en Calculate the bounding box of a curve
|
|
void GetCentre( MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Посчитать центр кривой \en Calculate the center of a curve
|
|
void GetWeightCentre( MbCartPoint3D & ) const override; // \ru Посчитать центр тяжести кривой \en Calculate the gravity center of the curve
|
|
|
|
void GetPointsByEvenLengthDelta( size_t n, std::vector<MbCartPoint3D> & 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
|
|
|
|
// \ru Ближайшая проекция точки на кривую \en The nearest projection of a point onto the curve
|
|
bool NearPointProjection( const MbCartPoint3D &, double & t, bool ext, MbRect1D * tRange = nullptr ) const override;
|
|
// \ru Определение точек касания изоклины \en Determination of tangent points of isocline
|
|
void GetIsoclinal( const MbVector3D & nor, SArray<double> & tIso ) const override;
|
|
/// \ru Найти все особые точки функции кривизны кривой.
|
|
/// \en Find all the special points of the curvature function of the curve.
|
|
void GetCurvatureSpecialPoints( std::vector<c3d::DoublePair> & points ) const override;
|
|
|
|
// \ru Прохождение кривой через точку \en Passing of curve through a point
|
|
//virtual bool GoThroughPoint( double t, MbCartPoint3D & p0 );
|
|
// \ru Касание кривой через точку с заданной производной \en Tangent of curve through point with the given derivative
|
|
//virtual bool GoThroughPointWithDerive( double t, MbCartPoint3D & p0, MbVector3D & v0 );
|
|
|
|
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 a curve
|
|
|
|
size_t GetCount() const override;
|
|
void ChangeCarrier( const MbSpaceItem & item, MbSpaceItem & init ) override; // \ru Изменение носителя \en Change a carrier
|
|
bool IsPlanar ( double accuracy = METRIC_EPSILON ) const override; // \ru Является ли кривая плоской \en Whether the curve is planar
|
|
bool IsStraight( bool ignoreParams = false ) const override; // \ru Является ли линия прямолинейной \en Whether the line is straight
|
|
double GetRadius( double accuracy = METRIC_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 GetCircleAxis ( MbAxis3D & ) const override; // \ru Дать ось кривой \en Get axis of curve
|
|
|
|
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
|
|
|
|
void SetBasisCurve( MbCurve3D & ); // \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.
|
|
void SetTmin( double t );
|
|
void SetTmax( double t );
|
|
void 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 MbCurve3D & GetSubstrate() const override; // \ru Выдать подложку или себя \en Get substrate or itself
|
|
MbCurve3D & 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
|
|
// \ru Заполнить плейсемент, ести кривая плоская \en Fill the placement if the curve is planar
|
|
bool GetPlacement( MbPlacement3D & place, PlanarCheckParams params = PlanarCheckParams() ) const override;
|
|
// \ru Дать плоскую кривую и плейсмент, если пространственная кривая плоская (после использования вызывать DeleteItem на двумерную кривую) \en Get the planar curve and placement if the spatial curve is planar (call DeleteItem for two-dimensional curve after using)
|
|
bool GetPlaneCurve( MbCurve *& curve2d, MbPlacement3D & place, bool saveParams, PlanarCheckParams params = PlanarCheckParams() ) const override;
|
|
// \ru Дать поверхностную кривую, если пространственная кривая поверхностная (после использования вызывать DeleteItem на аргументы) \en Get a surface curve if a spatial curve is on a surface (call DeleteItem for arguments after using )
|
|
bool GetSurfaceCurve( MbCurve *& curve2d, MbSurface *& surface, VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ) const override;
|
|
|
|
/// \ru Является ли объект смещением \en Whether the object is a shift
|
|
bool IsShift( const MbSpaceItem &, MbVector3D &, bool & isSame, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override;
|
|
bool IsSimilarToCurve( const MbCurve3D & curve, double precision = METRIC_PRECISION ) const override; // \ru Подобные ли кривые для объединения (слива) \en Whether the curves for union (joining) are similar
|
|
|
|
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
|
|
/// \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;
|
|
|
|
private:
|
|
void operator = ( const MbReparamCurve3D & ); // \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( MbReparamCurve3D )
|
|
}; // MbReparamCurve3D
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbReparamCurve3D )
|
|
|
|
|
|
#endif // __CUR_REPARAM_CURVE3D_H
|