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Bug fix: SegSegIntersector::areColinears() was too tolerant.
[tools/medcoupling.git] / src / INTERP_KERNEL / Geometric2D / InterpKernelGeo2DEdgeArcCircle.cxx
1 // Copyright (C) 2007-2016  CEA/DEN, EDF R&D
2 //
3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
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5 // License as published by the Free Software Foundation; either
6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
7 //
8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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12 //
13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
16 //
17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
18 //
19 // Author : Anthony Geay (CEA/DEN)
20
21 #include "InterpKernelGeo2DEdgeArcCircle.hxx"
22 #include "InterpKernelGeo2DEdgeLin.hxx"
23 #include "InterpKernelException.hxx"
24 #include "InterpKernelGeo2DNode.hxx"
25 #include "NormalizedUnstructuredMesh.hxx"
26
27 #include <sstream>
28 #include <algorithm>
29
30 using namespace INTERP_KERNEL;
31
32 ArcCArcCIntersector::ArcCArcCIntersector(const EdgeArcCircle& e1, const EdgeArcCircle& e2):SameTypeEdgeIntersector(e1,e2),_dist(0.)
33 {
34 }
35
36 bool ArcCArcCIntersector::haveTheySameDirection() const
37 {
38   return (getE1().getAngle()>0. &&  getE2().getAngle()>0.) || (getE1().getAngle()<0. &&  getE2().getAngle()<0.);
39 }
40
41 bool ArcCArcCIntersector::areColinears() const
42 {
43   double radiusL,radiusB;
44   double centerL[2],centerB[2];
45   double tmp,cst;
46   return internalAreColinears(getE1(),getE2(),tmp,cst,radiusL,centerL,radiusB,centerB);
47 }
48
49 /*!
50  * Precondition 'start' and 'end' are on the same curve than this.
51  */
52 void ArcCArcCIntersector::getPlacements(Node *start, Node *end, TypeOfLocInEdge& whereStart, TypeOfLocInEdge& whereEnd, MergePoints& commonNode) const
53 {
54   bool obvious1,obvious2;
55   obviousCaseForCurvAbscisse(start,whereStart,commonNode,obvious1);
56   obviousCaseForCurvAbscisse(end,whereEnd,commonNode,obvious2);
57   if(obvious1 && obvious2)
58     return ;
59   double angleInRadStart=getAngle(start);
60   double angleInRadEnd=getAngle(end);
61   if(obvious1 || obvious2)
62     {
63       if(obvious1)
64         {
65           if(EdgeArcCircle::IsIn2Pi(getE1().getAngle0(),getE1().getAngle(),angleInRadEnd))
66             whereEnd=INSIDE;
67           else
68             whereEnd=OUT_AFTER;
69           return ;
70         }
71       else
72         {
73           if(EdgeArcCircle::IsIn2Pi(getE1().getAngle0(),getE1().getAngle(),angleInRadStart))
74             whereStart=INSIDE;
75           else
76             whereStart=OUT_BEFORE;
77           return ;
78         }
79     }
80   if(EdgeArcCircle::IsIn2Pi(getE1().getAngle0(),getE1().getAngle(),angleInRadStart))
81     {
82       whereStart=INSIDE;
83       if(EdgeArcCircle::IsIn2Pi(getE1().getAngle0(),getE1().getAngle(),angleInRadEnd))
84         whereEnd=INSIDE;
85       else
86         whereEnd=OUT_AFTER;
87     }
88   else
89     {//we are out in start.
90       if(EdgeArcCircle::IsIn2Pi(getE1().getAngle0(),getE1().getAngle(),angleInRadEnd))
91         {
92           whereStart=OUT_BEFORE;
93           whereEnd=INSIDE;
94         }
95       else
96         {
97           if(EdgeArcCircle::IsIn2Pi(getE2().getAngle0(),getE2().getAngle(),getE1().getAngle0()))
98             {//_e2 contains stictly _e1
99               whereStart=OUT_BEFORE;
100               whereEnd=OUT_AFTER;
101             }
102           else
103             {//_e2 is outside from _e1
104               whereStart=OUT_BEFORE;
105               whereEnd=OUT_BEFORE;
106             }
107         }
108     }
109 }
110
111 /*!
112  * Return angle between ]-Pi;Pi[
113  */
114 double ArcCArcCIntersector::getAngle(Node *node) const
115 {
116   return EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(((*node)[0]-getE1().getCenter()[0])/getE1().getRadius(),((*node)[1]-getE1().getCenter()[1])/getE1().getRadius());
117 }
118
119 bool ArcCArcCIntersector::internalAreColinears(const EdgeArcCircle& a1, const EdgeArcCircle& a2, double& distBetweenCenters, double& cst,
120                                                double& radiusL, double centerL[2], double& radiusB, double centerB[2])
121 {
122   double lgth1=fabs(a1.getAngle()*a1.getRadius());
123   double lgth2=fabs(a2.getAngle()*a2.getRadius());
124   if(lgth1<lgth2)
125     {//a1 is the little one ('L') and a2 the big one ('B')
126       a1.getCenter(centerL); radiusL=a1.getRadius();
127       a2.getCenter(centerB); radiusB=a2.getRadius();
128     }
129   else
130     {
131       a2.getCenter(centerL); radiusL=a2.getRadius();
132       a1.getCenter(centerB); radiusB=a1.getRadius();
133     }
134   // dividing from the beginning by radiusB^2 to keep precision
135   distBetweenCenters=Node::distanceBtw2PtSq(centerL,centerB);
136   cst=distBetweenCenters/(radiusB*radiusB);
137   cst+=radiusL*radiusL/(radiusB*radiusB);
138   return Node::areDoubleEqualsWPRight(cst,1.,2.);
139 }
140
141 bool ArcCArcCIntersector::areArcsOverlapped(const EdgeArcCircle& a1, const EdgeArcCircle& a2)
142 {
143   double radiusL,radiusB;
144   double centerL[2],centerB[2];
145   double tmp(0.),cst(0.);
146   if(!internalAreColinears(a1,a2,tmp,cst,radiusL,centerL,radiusB,centerB))
147     return false;
148   //
149   double angle0L,angleL;
150   Bounds *merge=a1.getBounds().nearlyAmIIntersectingWith(a2.getBounds());
151   merge->getInterceptedArc(centerL,radiusL,angle0L,angleL);
152   delete merge;
153   //
154   tmp=sqrt(tmp);
155   if(Node::areDoubleEqualsWPLeft(tmp,0.,10*std::max(radiusL,radiusB)))
156     return Node::areDoubleEquals(radiusL,radiusB);
157   double phi=EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect((centerL[0]-centerB[0])/tmp,(centerL[1]-centerB[1])/tmp);
158   double cst2=2*radiusL*tmp/(radiusB*radiusB);
159   double cmpContainer[4];
160   int sizeOfCmpContainer=2;
161   cmpContainer[0]=cst+cst2*cos(phi-angle0L);
162   cmpContainer[1]=cst+cst2*cos(phi-angle0L+angleL);
163   double a=EdgeArcCircle::NormalizeAngle(phi-angle0L);
164   if(EdgeArcCircle::IsIn2Pi(angle0L,angleL,a))
165     cmpContainer[sizeOfCmpContainer++]=cst+cst2;
166   a=EdgeArcCircle::NormalizeAngle(phi-angle0L+M_PI);
167   if(EdgeArcCircle::IsIn2Pi(angle0L,angleL,a))
168     cmpContainer[sizeOfCmpContainer++]=cst-cst2;
169   a=*std::max_element(cmpContainer,cmpContainer+sizeOfCmpContainer);
170   return Node::areDoubleEqualsWPRight(a,1.,2.);
171 }
172
173 void ArcCArcCIntersector::areOverlappedOrOnlyColinears(const Bounds *whereToFind, bool& obviousNoIntersection, bool& areOverlapped)
174 {
175   _dist=Node::distanceBtw2Pt(getE1().getCenter(),getE2().getCenter());
176   double radius1=getE1().getRadius(); double radius2=getE2().getRadius();
177   if(_dist>radius1+radius2+QuadraticPlanarPrecision::getPrecision() || _dist+std::min(radius1,radius2)+QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()<std::max(radius1,radius2))
178     {
179       obviousNoIntersection=true;
180       areOverlapped=false;
181       return ;
182     }
183   if(areArcsOverlapped(getE1(),getE2()))//(Node::areDoubleEquals(_dist,0.) && Node::areDoubleEquals(radius1,radius2))
184     {
185       obviousNoIntersection=false;
186       areOverlapped=true;
187     }
188   else
189     {
190       obviousNoIntersection=false;
191       areOverlapped=false;
192     }
193 }
194
195 /**
196  Heart of the algorithm for arc/arc intersection.
197  See http://mathworld.wolfram.com/Circle-CircleIntersection.html
198  The computation is done in the coordinate system where Ox is the line between the 2 circle centers.
199 */
200 std::list< IntersectElement > ArcCArcCIntersector::getIntersectionsCharacteristicVal() const
201 {
202   std::list< IntersectElement > ret;
203   const double *center1=getE1().getCenter();
204   const double *center2=getE2().getCenter();
205   double radius1=getE1().getRadius(); double radius2=getE2().getRadius();
206   double d1_1=(_dist*_dist-radius2*radius2+radius1*radius1)/(2.*_dist);  // computation of 'x' on wolfram
207   double u[2];//u is normalized vector from center1 to center2.
208   u[0]=(center2[0]-center1[0])/_dist; u[1]=(center2[1]-center1[1])/_dist;
209   double d1_1y=EdgeArcCircle::SafeSqrt(radius1*radius1-d1_1*d1_1);      // computation of 'y' on wolfram
210   double angleE1=EdgeArcCircle::NormalizeAngle(getE1().getAngle0()+getE1().getAngle());
211   double angleE2=EdgeArcCircle::NormalizeAngle(getE2().getAngle0()+getE2().getAngle());
212   if(!Node::areDoubleEquals(d1_1y,0))
213     {
214       //2 intersections
215       double v1[2],v2[2];
216       // coming back to our coordinate system:
217       v1[0]=u[0]*d1_1-u[1]*d1_1y; v1[1]=u[1]*d1_1+u[0]*d1_1y;
218       v2[0]=u[0]*d1_1+u[1]*d1_1y; v2[1]=u[1]*d1_1-u[0]*d1_1y;
219       Node *node1=new Node(center1[0]+v1[0],center1[1]+v1[1]); node1->declareOn();
220       Node *node2=new Node(center1[0]+v2[0],center1[1]+v2[1]); node2->declareOn();
221       double angle1_1=EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(v1[0]/radius1,v1[1]/radius1);
222       double angle2_1=EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(v2[0]/radius1,v2[1]/radius1);
223       double v3[2],v4[2];
224       v3[0]=center1[0]-center2[0]+v1[0]; v3[1]=center1[1]-center2[1]+v1[1];
225       v4[0]=center1[0]-center2[0]+v2[0]; v4[1]=center1[1]-center2[1]+v2[1];
226       double angle1_2=EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(v3[0]/radius2,v3[1]/radius2);
227       double angle2_2=EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(v4[0]/radius2,v4[1]/radius2);
228       // Check whether intersection points are exactly ON the other arc or not
229       //   -> the curvilinear distance (=radius*angle) must below eps
230       bool e1_1S=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle1_1,getE1().getAngle0(),radius1);
231       bool e1_1E=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle1_1,angleE1,radius1);
232       bool e1_2S=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle1_2,getE2().getAngle0(),radius1);
233       bool e1_2E=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle1_2,angleE2,radius1);
234       //
235       bool e2_1S=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle2_1,getE1().getAngle0(),radius2);
236       bool e2_1E=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle2_1,angleE1,radius2);
237       bool e2_2S=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle2_2,getE2().getAngle0(),radius2);
238       bool e2_2E=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle2_2,angleE2,radius2);
239       ret.push_back(IntersectElement(angle1_1,angle1_2,e1_1S,e1_1E,e1_2S,e1_2E,node1,_e1,_e2,keepOrder()));
240       ret.push_back(IntersectElement(angle2_1,angle2_2,e2_1S,e2_1E,e2_2S,e2_2E,node2,_e1,_e2,keepOrder()));
241     }
242   else
243     {
244       //tangent intersection
245       double v1[2],v2[2];
246       v1[0]=d1_1*u[0]; v1[1]=d1_1*u[1];
247       v2[0]=center1[0]-center2[0]+v1[0]; v2[1]=center1[1]-center2[1]+v1[1];
248       double angle0_1=EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(v1[0]/radius1,v1[1]/radius1);
249       double angle0_2=EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(v2[0]/radius2,v2[1]/radius2);
250       bool e0_1S=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle0_1,getE1().getAngle0(),radius1);
251       bool e0_1E=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle0_1,angleE1,radius1);
252       bool e0_2S=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle0_2,getE2().getAngle0(),radius2);
253       bool e0_2E=Node::areDoubleEqualsWPLeft(angle0_2,angleE2,radius2);
254       Node *node=new Node(center1[0]+d1_1*u[0],center1[1]+d1_1*u[1]); node->declareOnTangent();
255       ret.push_back(IntersectElement(angle0_1,angle0_2,e0_1S,e0_1E,e0_2S,e0_2E,node,_e1,_e2,keepOrder()));
256     }
257   return ret;
258 }
259 /*double angle0_2;
260   double signDeltaAngle2;
261   double d1_2;
262   if(u[1]<0.)
263   angle0_1=-angle0_1;
264   if(d1_1>=0.)
265   {
266   if(_dist>radius1)
267   {
268   angle0_2=angle0_1+M_PI;
269   signDeltaAngle2=-1.;
270   }
271   else
272   {
273   angle0_2=angle0_1;
274   signDeltaAngle2=1.;
275   }
276   }
277   else
278   {
279   angle0_1+=M_PI;
280   angle0_2=angle0_1;
281   signDeltaAngle2=1.;
282   }
283   angle0_1=NormalizeAngle(angle0_1);
284   angle0_2=NormalizeAngle(angle0_2);
285   double angleE1=NormalizeAngle(getE1().getAngle0()+getE1().getAngle());
286   double angleE2=NormalizeAngle(getE2().getAngle0()+getE2().getAngle());
287   if(!(Node::areDoubleEquals(d1_1,radius1) || Node::areDoubleEquals(d1_1,-radius1)) )
288   {
289   //2 intersections   
290   double deltaAngle1=EdgeArcCircle::SafeAcos(fabs(d1_1)/radius1); //owns to 0;Pi/2 by construction
291   double deltaAngle2=EdgeArcCircle::SafeAcos(fabs(d1_2)/radius2); //owns to 0;Pi/2 by construction
292   double angle1_1=NormalizeAngle(angle0_1+deltaAngle1);// Intersection 1 seen for _e1
293   double angle2_1=NormalizeAngle(angle0_1-deltaAngle1);// Intersection 2 seen for _e1
294   double angle1_2=NormalizeAngle(angle0_2+signDeltaAngle2*deltaAngle2);// Intersection 1 seen for _e2
295   double angle2_2=NormalizeAngle(angle0_2-signDeltaAngle2*deltaAngle2);// Intersection 2 seen for _e2
296   //
297   bool e1_1S=Node::areDoubleEqualsWP(angle1_1,getE1().getAngle0(),radius1);
298   bool e1_1E=Node::areDoubleEqualsWP(angle1_1,angleE1,radius1);
299   bool e1_2S=Node::areDoubleEqualsWP(angle1_2,getE2().getAngle0(),radius1);
300   bool e1_2E=Node::areDoubleEqualsWP(angle1_2,angleE2,radius1);
301   //
302   bool e2_1S=Node::areDoubleEqualsWP(angle2_1,getE1().getAngle0(),radius2);
303   bool e2_1E=Node::areDoubleEqualsWP(angle2_1,angleE1,radius2);
304   bool e2_2S=Node::areDoubleEqualsWP(angle2_2,getE2().getAngle0(),radius2);
305   bool e2_2E=Node::areDoubleEqualsWP(angle2_2,angleE2,radius2);
306   Node *node1=new Node(center1[0]+radius1*cos(angle1_1),center1[0]+radius1*sin(angle1_1)); node1->declareOn();
307   Node *node2=new Node(center1[0]+radius1*cos(angle2_1),center1[0]+radius1*sin(angle2_1)); node2->declareOn();
308   ret.push_back(IntersectElement(angle1_1,angle1_2,e1_1S,e1_1E,e1_2S,e1_2E,node1,_e1,_e2,keepOrder()));
309   ret.push_back(IntersectElement(angle2_1,angle2_2,e2_1S,e2_1E,e2_2S,e2_2E,node2,_e1,_e2,keepOrder()));
310   }
311   else
312   //tangent intersection
313   {
314   bool e0_1S=Node::areDoubleEqualsWP(angle0_1,getE1().getAngle0(),radius1);
315   bool e0_1E=Node::areDoubleEqualsWP(angle0_1,angleE1,radius1);
316   bool e0_2S=Node::areDoubleEqualsWP(angle0_2,getE2().getAngle0(),radius2);
317   bool e0_2E=Node::areDoubleEqualsWP(angle0_2,angleE2,radius2);
318   Node *node=new Node(center1[0]+radius1*cos(angle0_1),center1[0]+radius1*sin(angle0_1)); node->declareOnTangent();
319   ret.push_back(IntersectElement(angle0_1,angle0_2,e0_1S,e0_1E,e0_2S,e0_2E,node,_e1,_e2,keepOrder()));
320   }
321   return ret;*/
322
323 ArcCSegIntersector::ArcCSegIntersector(const EdgeArcCircle& e1, const EdgeLin& e2, bool reverse):CrossTypeEdgeIntersector(e1,e2,reverse)
324 {
325 }
326
327 void ArcCSegIntersector::areOverlappedOrOnlyColinears(const Bounds *whereToFind, bool& obviousNoIntersection, bool& areOverlapped)
328 {
329   areOverlapped=false;//No overlapping by construction
330   const double *center=getE1().getCenter();
331   _dx=(*(_e2.getEndNode()))[0]-(*(_e2.getStartNode()))[0];
332   _dy=(*(_e2.getEndNode()))[1]-(*(_e2.getStartNode()))[1];
333   _drSq=_dx*_dx+_dy*_dy;
334   _cross=
335       ((*(_e2.getStartNode()))[0]-center[0])*((*(_e2.getEndNode()))[1]-center[1])-
336       ((*(_e2.getStartNode()))[1]-center[1])*((*(_e2.getEndNode()))[0]-center[0]);
337   _determinant = (getE1().getRadius()*getE1().getRadius()-_cross*_cross/_drSq) / _drSq;
338   if(_determinant > -2*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision())//QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()*_drSq*_drSq/(2.*_dx*_dx))
339     obviousNoIntersection=false;
340   else
341     obviousNoIntersection=true;   
342 }
343
344 /*!
345  * By construction, no chance that an arc of circle and line to be colinear.
346  */
347 bool ArcCSegIntersector::areColinears() const
348 {
349   return false;
350 }
351
352 void ArcCSegIntersector::getPlacements(Node *start, Node *end, TypeOfLocInEdge& whereStart, TypeOfLocInEdge& whereEnd, MergePoints& commonNode) const
353 {
354   throw Exception("Internal error. Should never been called : no overlapping possible between arc of circle and a segment.");
355 }
356
357 std::list< IntersectElement > ArcCSegIntersector::getIntersectionsCharacteristicVal() const
358 {
359   std::list< IntersectElement > ret;
360   const double *center=getE1().getCenter();
361   if(!(fabs(_determinant)<(2.*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision())))//QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()*_drSq*_drSq/(2.*_dx*_dx))
362     {
363       double determinant=EdgeArcCircle::SafeSqrt(_determinant);
364       double x1=(_cross*_dy/_drSq+Node::sign(_dy)*_dx*determinant)+center[0];
365       double y1=(-_cross*_dx/_drSq+fabs(_dy)*determinant)+center[1];
366       Node *intersect1=new Node(x1,y1); intersect1->declareOn();
367       bool i1_1S=_e1.getStartNode()->isEqual(*intersect1);
368       bool i1_1E=_e1.getEndNode()->isEqual(*intersect1);
369       bool i1_2S=_e2.getStartNode()->isEqual(*intersect1);
370       bool i1_2E=_e2.getEndNode()->isEqual(*intersect1);
371       ret.push_back(IntersectElement(getE1().getCharactValue(*intersect1),getE2().getCharactValue(*intersect1),i1_1S,i1_1E,i1_2S,i1_2E,intersect1,_e1,_e2,keepOrder()));
372       //
373       double x2=(_cross*_dy/_drSq-Node::sign(_dy)*_dx*determinant)+center[0];
374       double y2=(-_cross*_dx/_drSq-fabs(_dy)*determinant)+center[1];
375       Node *intersect2=new Node(x2,y2); intersect2->declareOn();
376       bool i2_1S=_e1.getStartNode()->isEqual(*intersect2);
377       bool i2_1E=_e1.getEndNode()->isEqual(*intersect2);
378       bool i2_2S=_e2.getStartNode()->isEqual(*intersect2);
379       bool i2_2E=_e2.getEndNode()->isEqual(*intersect2);
380       ret.push_back(IntersectElement(getE1().getCharactValue(*intersect2),getE2().getCharactValue(*intersect2),i2_1S,i2_1E,i2_2S,i2_2E,intersect2,_e1,_e2,keepOrder()));
381     }
382   else//tangent intersection
383     {
384       double x=(_cross*_dy)/_drSq+center[0];
385       double y=(-_cross*_dx)/_drSq+center[1];
386       Node *intersect3=new Node(x,y); intersect3->declareOnTangent();
387       bool i_1S=_e1.getStartNode()->isEqual(*intersect3);
388       bool i_1E=_e1.getEndNode()->isEqual(*intersect3);
389       bool i_2S=_e2.getStartNode()->isEqual(*intersect3);
390       bool i_2E=_e2.getEndNode()->isEqual(*intersect3);
391       ret.push_back(IntersectElement(_e1.getCharactValue(*intersect3),_e2.getCharactValue(*intersect3),i_1S,i_1E,i_2S,i_2E,intersect3,_e1,_e2,keepOrder()));
392     }
393   return ret;
394 }
395
396 EdgeArcCircle::EdgeArcCircle(std::istream& lineInXfig)
397 {
398   const unsigned NB_OF_SKIP_FIELDS=15;
399   std::string tmpS;
400   for(unsigned i=0;i<NB_OF_SKIP_FIELDS;i++)
401     lineInXfig >> tmpS;
402   _start=new Node(lineInXfig);
403   Node *middle=new Node(lineInXfig);
404   _end=new Node(lineInXfig);
405   GetArcOfCirclePassingThru(*_start,*middle,*_end,_center,_radius,_angle,_angle0);
406   middle->decrRef();
407   updateBounds();
408 }
409
410 EdgeArcCircle::EdgeArcCircle(Node *start, Node *middle, Node *end, bool direction):Edge(start,end, direction)
411 {
412   GetArcOfCirclePassingThru(*_start,*middle,*_end,_center,_radius,_angle,_angle0);
413   updateBounds();
414 }
415
416 EdgeArcCircle::EdgeArcCircle(double sX, double sY, double mX, double mY, double eX, double eY):Edge(sX,sY,eX,eY)
417 {
418   double middle[2]; middle[0]=mX; middle[1]=mY;
419   GetArcOfCirclePassingThru(*_start,middle,*_end,_center,_radius,_angle,_angle0);
420   updateBounds();
421 }
422
423 /*!
424  * @param angle0 in ]-Pi;Pi[
425  * @param deltaAngle in ]-2.*Pi;2.*Pi[
426  */
427 EdgeArcCircle::EdgeArcCircle(Node *start, Node *end, const double *center, double radius, double angle0, double deltaAngle, bool direction):Edge(start,end,direction),_angle(deltaAngle),
428     _angle0(angle0),_radius(radius)
429 {
430   _center[0]=center[0];
431   _center[1]=center[1];
432   updateBounds();
433 }
434
435 void EdgeArcCircle::changeMiddle(Node *newMiddle)
436 {
437   GetArcOfCirclePassingThru(*_start,*newMiddle,*_end,_center,_radius,_angle,_angle0);
438   updateBounds();
439 }
440
441 Edge *EdgeArcCircle::buildEdgeLyingOnMe(Node *start, Node *end, bool direction) const
442 {
443   double sx=((*start)[0]-_center[0])/_radius;
444   double sy=((*start)[1]-_center[1])/_radius;
445   double ex=((*end)[0]-_center[0])/_radius;
446   double ey=((*end)[1]-_center[1])/_radius;
447   double angle0=GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(direction?sx:ex,direction?sy:ey);
448   double deltaAngle=GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(sx*ex+sy*ey,sx*ey-sy*ex);
449   if(deltaAngle>0. && _angle<0.)
450     deltaAngle-=2.*M_PI;
451   else if(deltaAngle<0. && _angle>0.)
452     deltaAngle+=2.*M_PI;
453   deltaAngle=direction?deltaAngle:-deltaAngle;
454   return new EdgeArcCircle(start,end,_center,_radius,angle0,deltaAngle,direction);
455 }
456
457 void EdgeArcCircle::applySimilarity(double xBary, double yBary, double dimChar)
458 {
459   Edge::applySimilarity(xBary,yBary,dimChar);
460   _radius/=dimChar;
461   _center[0]=(_center[0]-xBary)/dimChar;
462   _center[1]=(_center[1]-yBary)/dimChar;
463 }
464
465 void EdgeArcCircle::unApplySimilarity(double xBary, double yBary, double dimChar)
466 {
467   Edge::unApplySimilarity(xBary,yBary,dimChar);
468   _radius*=dimChar;
469   _center[0]=_center[0]*dimChar+xBary;
470   _center[1]=_center[1]*dimChar+yBary;
471 }
472
473 /*!
474  * 'eps' is expected to be > 0.
475  * 'conn' is of size 3. conn[0] is start id, conn[1] is end id and conn[2] is middle id.
476  * 'offset' is typically the number of nodes already existing in global 2D curve mesh. Additional coords 'addCoo' ids will be put after the already existing.
477  */
478 void EdgeArcCircle::tesselate(const int *conn, int offset, double eps, std::vector<int>& newConn, std::vector<double>& addCoo) const
479 {
480   newConn.push_back(INTERP_KERNEL::NORM_POLYL);
481   int nbOfSubDiv=(int)(fabs(_angle)/eps);
482   if(nbOfSubDiv<=2)
483     {
484       newConn.push_back(conn[0]); newConn.push_back(conn[2]); newConn.push_back(conn[1]);
485       return ;
486     }
487   double signOfAngle=_angle>0.?1.:-1.;
488   int offset2=offset+((int)addCoo.size())/2;
489   newConn.push_back(conn[0]);
490   for(int i=1;i<nbOfSubDiv;i++,offset2++)
491     {
492       double angle=_angle0+i*eps*signOfAngle;
493       newConn.push_back(offset2);
494       addCoo.push_back(_center[0]+_radius*cos(angle)); addCoo.push_back(_center[1]+_radius*sin(angle));
495     }
496   newConn.push_back(conn[1]);
497 }
498
499 EdgeArcCircle *EdgeArcCircle::BuildFromNodes(Node *start, Node *middle, Node *end)
500 {
501   EdgeLin *e1,*e2;
502   e1=new EdgeLin(start,middle);
503   e2=new EdgeLin(middle,end);
504   SegSegIntersector inters(*e1,*e2);
505   bool colinearity=inters.areColinears();
506   delete e1; delete e2;
507   if(colinearity)
508     {
509       start->decrRef(); middle->decrRef(); end->decrRef();
510       return 0;
511     }
512   else
513     {
514       EdgeArcCircle *ret=new EdgeArcCircle(start,middle,end);
515       start->decrRef(); middle->decrRef(); end->decrRef();
516       return ret;
517     }
518 }
519
520 /*!
521  * Given an \b NON normalized vector 'vect', returns its norm 'normVect' and its
522  * angle in ]-Pi,Pi] relative to Ox axe.
523  */
524 double EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngle(const double *vect, double& normVect)
525 {
526   normVect=Node::norm(vect);
527   return GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(vect[0]/normVect,vect[1]/normVect);
528 }
529
530 /*!
531  * Given a \b normalized vector defined by (ux,uy) returns its angle in ]-Pi;Pi].
532  * Actually in the current implementation, the vector does not even need to be normalized ...
533  */
534 double EdgeArcCircle::GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(double ux, double uy)
535 {
536   return atan2(uy, ux);
537 }
538
539 void EdgeArcCircle::GetArcOfCirclePassingThru(const double *start, const double *middle, const double *end, 
540                                               double *center, double& radius, double& angleInRad, double& angleInRad0)
541 {
542   double delta=(middle[0]-start[0])*(end[1]-middle[1])-(end[0]-middle[0])*(middle[1]-start[1]);
543   double b1=(middle[1]*middle[1]+middle[0]*middle[0]-start[0]*start[0]-start[1]*start[1])/2;
544   double b2=(end[1]*end[1]+end[0]*end[0]-middle[0]*middle[0]-middle[1]*middle[1])/2;
545   center[0]=((end[1]-middle[1])*b1+(start[1]-middle[1])*b2)/delta;
546   center[1]=((middle[0]-end[0])*b1+(middle[0]-start[0])*b2)/delta;
547   radius=SafeSqrt((start[0]-center[0])*(start[0]-center[0])+(start[1]-center[1])*(start[1]-center[1]));
548   angleInRad0=GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect((start[0]-center[0])/radius,(start[1]-center[1])/radius);
549   double angleInRadM=GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect((middle[0]-center[0])/radius,(middle[1]-center[1])/radius);
550   angleInRad=GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(((start[0]-center[0])*(end[0]-center[0])+(start[1]-center[1])*(end[1]-center[1]))/(radius*radius),
551       ((start[0]-center[0])*(end[1]-center[1])-(start[1]-center[1])*(end[0]-center[0]))/(radius*radius));
552   if(IsAngleNotIn(angleInRad0,angleInRad,angleInRadM))
553     angleInRad=angleInRad<0?2*M_PI+angleInRad:angleInRad-2*M_PI;
554 }
555
556 void EdgeArcCircle::dumpInXfigFile(std::ostream& stream, bool direction, int resolution, const Bounds& box) const
557 {
558   stream << "5 1 0 1 ";
559   fillXfigStreamForLoc(stream);
560   stream << " 7 50 -1 -1 0.000 0 ";
561   if( (direction && (-_angle)>=0) || (!direction && (-_angle)<0))
562     stream << '0';//'0'
563   else
564     stream << '1';//'1'
565   stream << " 1 0 ";
566   stream << box.fitXForXFigD(_center[0],resolution) << " " << box.fitYForXFigD(_center[1],resolution) << " ";
567   direction?_start->dumpInXfigFile(stream,resolution,box):_end->dumpInXfigFile(stream,resolution,box);
568   Node *middle=buildRepresentantOfMySelf();
569   middle->dumpInXfigFile(stream,resolution,box);
570   middle->decrRef();
571   direction?_end->dumpInXfigFile(stream,resolution,box):_start->dumpInXfigFile(stream,resolution,box);
572   stream << std::endl << "1 1 2.00 120.00 180.00" << std::endl;
573 }
574
575 void EdgeArcCircle::update(Node *m)
576 {
577   GetArcOfCirclePassingThru(*_start,*m,*_end,_center,_radius,_angle,_angle0);
578   updateBounds();
579 }
580
581 /*!
582  * This methods computes :
583  * \f[
584  * \int_{Current Edge} -ydx
585  * \f]
586  */
587 double EdgeArcCircle::getAreaOfZone() const
588 {
589   return -_radius*_radius*(sin(_angle)-_angle)/2.+((*_start)[0]-(*_end)[0])*((*_start)[1]+(*_end)[1])/2.;
590 }
591
592 double EdgeArcCircle::getCurveLength() const
593 {
594   return fabs(_angle*_radius);
595 }
596
597 void EdgeArcCircle::getBarycenter(double *bary) const
598 {
599   bary[0]=_center[0]+_radius*cos(_angle0+_angle/2.);
600   bary[1]=_center[1]+_radius*sin(_angle0+_angle/2.);
601 }
602
603 /*!
604  * \f[
605  * bary[0]=\int_{Current Edge} -yxdx
606  * \f]
607  * \f[
608  * bary[1]=\int_{Current Edge} -\frac{y^{2}}{2}dx
609  * \f]
610  * To compute these 2 expressions in this class we have :
611  * \f[
612  * x=x_{0}+Radius \cdot cos(\theta)
613  * \f]
614  * \f[
615  * y=y_{0}+Radius \cdot sin(\theta)
616  * \f]
617  * \f[
618  * dx=-Radius \cdot sin(\theta) \cdot d\theta
619  * \f]
620  */
621 void EdgeArcCircle::getBarycenterOfZone(double *bary) const
622 {
623   double x0=_center[0];
624   double y0=_center[1];
625   double angle1=_angle0+_angle;
626   double tmp1=sin(angle1);
627   double tmp0=sin(_angle0);
628   double tmp2=_radius*_radius*_radius;
629   double tmp3=cos(angle1);
630   double tmp4=cos(_angle0);
631   bary[0]=_radius*x0*y0*(tmp4-tmp3)+_radius*_radius*(y0*(cos(2*_angle0)-cos(2*angle1))/4.+
632       x0*(_angle/2.+(sin(2.*_angle0)-sin(2.*angle1))/4.))
633       +tmp2*(tmp1*tmp1*tmp1-tmp0*tmp0*tmp0)/3.;
634   bary[1]=y0*y0*_radius*(tmp4-tmp3)/2.+_radius*_radius*y0*(_angle/2.+(sin(2.*_angle0)-sin(2.*angle1))/4.)
635         +tmp2*(tmp4-tmp3+(tmp3*tmp3*tmp3-tmp4*tmp4*tmp4)/3.)/2.;
636 }
637
638 /**
639  * Compute the "middle" of two points on the arc of circle.
640  * The order (p1,p2) or (p2,p1) doesn't matter. p1 and p2 have to be localized on the edge defined by this.
641  * \param[out] mid the point located half-way between p1 and p2 on the arc defined by this.
642  * \sa getMiddleOfPointsOriented() a generalisation working also when p1 and p2 are not on the arc.
643  */
644 void EdgeArcCircle::getMiddleOfPoints(const double *p1, const double *p2, double *mid) const
645 {
646   double dx1((p1[0]-_center[0])/_radius),dy1((p1[1]-_center[1])/_radius),dx2((p2[0]-_center[0])/_radius),dy2((p2[1]-_center[1])/_radius);
647   double angle1(GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(dx1,dy1)),angle2(GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(dx2,dy2));
648   //
649   double myDelta1(angle1-_angle0),myDelta2(angle2-_angle0);
650   if(_angle>0.)
651     { myDelta1=myDelta1>-QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()?myDelta1:myDelta1+2.*M_PI; myDelta2=myDelta2>-QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()?myDelta2:myDelta2+2.*M_PI; }
652   else
653     { myDelta1=myDelta1<QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()?myDelta1:myDelta1-2.*M_PI; myDelta2=myDelta2<QuadraticPlanarPrecision::getPrecision()?myDelta2:myDelta2-2.*M_PI; }
654   ////
655   mid[0]=_center[0]+_radius*cos(_angle0+(myDelta1+myDelta2)/2.);
656   mid[1]=_center[1]+_radius*sin(_angle0+(myDelta1+myDelta2)/2.);
657 }
658
659 /**
660  * Compute the "middle" of two points on the arc of circle.
661  * Walk on the circle from p1 to p2 using the rotation direction indicated by this->_angle (i.e. by the orientation of the arc).
662  * This function is sensitive to the ordering of p1 and p2.
663  * \param[out] mid the point located half-way between p1 and p2
664  * \sa getMiddleOfPoints() to be used when the order of p1 and p2 is not relevant.
665  */
666 void EdgeArcCircle::getMiddleOfPointsOriented(const double *p1, const double *p2, double *mid) const
667 {
668   double dx1((p1[0]-_center[0])/_radius),dy1((p1[1]-_center[1])/_radius),dx2((p2[0]-_center[0])/_radius),dy2((p2[1]-_center[1])/_radius);
669   double angle1(GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(dx1,dy1)),angle2(GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(dx2,dy2));
670
671   if (angle1 <= 0.0)
672     angle1 += 2.*M_PI;
673   if (angle2 <= 0.0)
674     angle2 += 2.*M_PI;
675
676   double avg;
677   if((_angle>0. && angle1 <= angle2) || (_angle<=0. && angle1 >= angle2))
678     avg = (angle1+angle2)/2.;
679   else
680     avg = (angle1+angle2)/2. - M_PI;
681
682   mid[0]=_center[0]+_radius*cos(avg);
683   mid[1]=_center[1]+_radius*sin(avg);
684 }
685
686
687 /*!
688  * Characteristic value used is angle in ]_Pi;Pi[ from axe 0x.
689  */
690 bool EdgeArcCircle::isIn(double characterVal) const
691 {
692   return IsIn2Pi(_angle0,_angle,characterVal);
693 }
694
695 Node *EdgeArcCircle::buildRepresentantOfMySelf() const
696 {
697   return new Node(_center[0]+_radius*cos(_angle0+_angle/2.),_center[1]+_radius*sin(_angle0+_angle/2.));
698 }
699
700 /*!
701  * Characteristic value used is angle in ]_Pi;Pi[ from axe 0x.
702  * 'val1' and 'val2' have been detected previously as owning to this.
703  */
704 bool EdgeArcCircle::isLower(double val1, double val2) const
705 {
706   double myDelta1=val1-_angle0;
707   double myDelta2=val2-_angle0;
708   if(_angle>0.)
709     {
710       myDelta1=myDelta1>-(_radius*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision())?myDelta1:myDelta1+2.*M_PI;//in some cases val1 or val2 are so close to angle0 that myDelta is close to 0. but negative.
711       myDelta2=myDelta2>-(_radius*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision())?myDelta2:myDelta2+2.*M_PI;
712       return myDelta1<myDelta2;
713     }
714   else
715     {
716       myDelta1=myDelta1<(_radius*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision())?myDelta1:myDelta1-2.*M_PI;
717       myDelta2=myDelta2<(_radius*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision())?myDelta2:myDelta2-2.*M_PI;
718       return myDelta2<myDelta1;
719     }
720 }
721
722 /*!
723  * For Arc circle the caract value is angle with Ox between -Pi and Pi.
724  */
725 double EdgeArcCircle::getCharactValue(const Node& node) const
726 {
727   double dx=(node[0]-_center[0])/_radius;
728   double dy=(node[1]-_center[1])/_radius;
729   return GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(dx,dy);
730 }
731
732 double EdgeArcCircle::getCharactValueBtw0And1(const Node& node) const
733 {
734   double dx=(node[0]-_center[0])/_radius;
735   double dy=(node[1]-_center[1])/_radius;
736   double angle=GetAbsoluteAngleOfNormalizedVect(dx,dy);
737   //
738   double myDelta=angle-_angle0;
739   if(_angle>0.)
740     myDelta=myDelta>=0.?myDelta:myDelta+2.*M_PI;
741   else
742     myDelta=myDelta<=0.?myDelta:myDelta-2.*M_PI;
743   return myDelta/_angle;
744 }
745
746 double EdgeArcCircle::getDistanceToPoint(const double *pt) const
747 {
748   double angle=Node::computeAngle(_center,pt);
749   if(IsIn2Pi(_angle0,_angle,angle))
750     return fabs(Node::distanceBtw2Pt(_center,pt)-_radius);
751   else
752     {
753       double dist1=Node::distanceBtw2Pt(*_start,pt);
754       double dist2=Node::distanceBtw2Pt(*_end,pt);
755       return std::min(dist1,dist2);
756     }
757 }
758
759 bool EdgeArcCircle::isNodeLyingOn(const double *coordOfNode) const
760 {
761   double dist=Node::distanceBtw2Pt(_center,coordOfNode);
762   if(Node::areDoubleEquals(dist,_radius))
763     {
764       double angle=Node::computeAngle(_center,coordOfNode);
765       return IsIn2Pi(_angle0,_angle,angle);
766     }
767   else
768     return false;
769 }
770
771 /*!
772  * Idem IsAngleNotIn except that here 'start' in ]-Pi;Pi[ and delta in ]-2*Pi;2Pi[. 
773  * @param angleIn in ]-Pi;Pi[.
774  */
775 bool EdgeArcCircle::IsIn2Pi(double start, double delta, double angleIn)
776 {
777   double myDelta=angleIn-start;
778   if(delta>0.)
779     {
780       myDelta=myDelta>=0.?myDelta:myDelta+2.*M_PI;
781       return myDelta>0. && myDelta<delta;
782     }
783   else
784     {
785       myDelta=myDelta<=0.?myDelta:myDelta-2.*M_PI;
786       return myDelta<0. && myDelta>delta;
787     }
788 }
789
790 /*!
791  * Given the arc 'a' defined by 'start' angle and a 'delta' [-Pi;Pi] states for the angle 'angleIn' [-Pi;Pi] if it owns or not 'a'.
792  */
793 bool EdgeArcCircle::IsAngleNotIn(double start, double delta, double angleIn)
794 {
795   double tmp=start;
796   if(tmp<0.)
797     tmp+=2*M_PI;
798   double tmp2=angleIn;
799   if(tmp2<0.)
800     tmp2+=2*M_PI;
801   if(tmp+delta>=2.*M_PI)
802     return (tmp2<tmp) && (tmp2>tmp+delta-2*M_PI);
803   else if(tmp+delta>=0.)
804     return (tmp2<std::min(tmp,tmp+delta) || tmp2>std::max(tmp,tmp+delta));
805   else
806     return (tmp2>tmp) && (tmp2<(tmp+delta+2.*M_PI));
807 }
808
809 void EdgeArcCircle::updateBounds()
810 {
811   _bounds.setValues(std::min((*_start)[0],(*_end)[0]),std::max((*_start)[0],(*_end)[0]),std::min((*_start)[1],(*_end)[1]),std::max((*_start)[1],(*_end)[1]));
812   if(IsIn2Pi(_angle0,_angle,M_PI/2))
813     _bounds[3]=_center[1]+_radius;
814   if(IsIn2Pi(_angle0,_angle,-M_PI/2))
815     _bounds[2]=_center[1]-_radius;
816   if(IsIn2Pi(_angle0,_angle,0.))
817     _bounds[1]=_center[0]+_radius;
818   if(IsIn2Pi(_angle0,_angle,M_PI))
819     _bounds[0]=_center[0]-_radius;
820 }
821
822 void EdgeArcCircle::fillGlobalInfoAbs(bool direction, const std::map<INTERP_KERNEL::Node *,int>& mapThis, const std::map<INTERP_KERNEL::Node *,int>& mapOther, int offset1, int offset2, double fact, double baryX, double baryY,
823                                       std::vector<int>& edgesThis, std::vector<double>& addCoo, std::map<INTERP_KERNEL::Node *,int> mapAddCoo) const
824 {
825   int tmp[2];
826   _start->fillGlobalInfoAbs(mapThis,mapOther,offset1,offset2,fact,baryX,baryY,addCoo,mapAddCoo,tmp);
827   _end->fillGlobalInfoAbs(mapThis,mapOther,offset1,offset2,fact,baryX,baryY,addCoo,mapAddCoo,tmp+1);
828   if(direction)
829     {
830       edgesThis.push_back(tmp[0]);
831       edgesThis.push_back(tmp[1]);
832     }
833   else
834     {
835       edgesThis.push_back(tmp[1]);
836       edgesThis.push_back(tmp[0]);
837     }
838 }
839
840 void EdgeArcCircle::fillGlobalInfoAbs2(const std::map<INTERP_KERNEL::Node *,int>& mapThis, const std::map<INTERP_KERNEL::Node *,int>& mapOther, int offset1, int offset2, double fact, double baryX, double baryY,
841                                        std::vector<int>& edgesOther, std::vector<double>& addCoo, std::map<INTERP_KERNEL::Node *,int>& mapAddCoo) const
842 {
843   _start->fillGlobalInfoAbs2(mapThis,mapOther,offset1,offset2,fact,baryX,baryY,addCoo,mapAddCoo,edgesOther);
844   _end->fillGlobalInfoAbs2(mapThis,mapOther,offset1,offset2,fact,baryX,baryY,addCoo,mapAddCoo,edgesOther);
845 }