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Refactoring QuadraticPlanar precision tuning. Fixes intersector bugs.
[tools/medcoupling.git] / src / INTERP_KERNEL / Geometric2D / InterpKernelGeo2DEdgeLin.cxx
1 // Copyright (C) 2007-2016  CEA/DEN, EDF R&D
2 //
3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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
11 // Lesser General Public License for more details.
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 "InterpKernelGeo2DEdgeLin.hxx"
22 #include "InterpKernelGeo2DNode.hxx"
23 #include "InterpKernelException.hxx"
24 #include "NormalizedUnstructuredMesh.hxx"
25
26 using namespace INTERP_KERNEL;
27
28 namespace INTERP_KERNEL
29 {
30   extern const unsigned MAX_SIZE_OF_LINE_XFIG_FILE=1024;
31 }
32
33 SegSegIntersector::SegSegIntersector(const EdgeLin& e1, const EdgeLin& e2):SameTypeEdgeIntersector(e1,e2)
34 {
35   _matrix[0]=(*(e2.getStartNode()))[0]-(*(e2.getEndNode()))[0];
36   _matrix[1]=(*(e1.getEndNode()))[0]-(*(e1.getStartNode()))[0];
37   _matrix[2]=(*(e2.getStartNode()))[1]-(*(e2.getEndNode()))[1];
38   _matrix[3]=(*(e1.getEndNode()))[1]-(*(e1.getStartNode()))[1];
39   _col[0]=_matrix[3]*(*(e1.getStartNode()))[0]-_matrix[1]*(*(e1.getStartNode()))[1];
40   _col[1]=-_matrix[2]*(*(e2.getStartNode()))[0]+_matrix[0]*(*(e2.getStartNode()))[1];
41   //Little trick to avoid problems if 'e1' and 'e2' are colinears and along Ox or Oy axes.
42   if(fabs(_matrix[3])>fabs(_matrix[1]))
43     _ind=0;
44   else
45     _ind=1;
46 }
47
48 /*!
49  * Must be called when 'this' and 'other' have been detected to be at least colinear. Typically they are overlapped.
50  * Must be called after call of areOverlappedOrOnlyColinears.
51  */
52 bool SegSegIntersector::haveTheySameDirection() const
53 {
54   return (_matrix[3]*_matrix[1]+_matrix[2]*_matrix[0])>0.;
55   //return (_matrix[_ind?1:0]>0. && _matrix[_ind?3:2]>0.) || (_matrix[_ind?1:0]<0. && _matrix[_ind?3:2]<0.);
56 }
57
58 /*!
59  * Precondition start and end must be so that there predecessor was in the same direction than 'e1'
60  */
61 void SegSegIntersector::getPlacements(Node *start, Node *end, TypeOfLocInEdge& whereStart, TypeOfLocInEdge& whereEnd, MergePoints& commonNode) const
62 {
63   getCurveAbscisse(start,whereStart,commonNode);
64   getCurveAbscisse(end,whereEnd,commonNode);
65 }
66
67 void SegSegIntersector::getCurveAbscisse(Node *node, TypeOfLocInEdge& where, MergePoints& commonNode) const
68 {
69   bool obvious;
70   obviousCaseForCurvAbscisse(node,where,commonNode,obvious);
71   if(obvious)
72     return ;
73   double ret=((*node)[!_ind]-(*_e1.getStartNode())[!_ind])/((*_e1.getEndNode())[!_ind]-(*_e1.getStartNode())[!_ind]);
74   if(ret>0. && ret <1.)
75     where=INSIDE;
76   else if(ret<0.)
77     where=OUT_BEFORE;
78   else
79     where=OUT_AFTER;
80 }
81
82 /*!
83  * areColinears method should be called before with a returned colinearity equal to false to avoid bad news.
84  */
85 std::list< IntersectElement > SegSegIntersector::getIntersectionsCharacteristicVal() const
86 {
87   std::list< IntersectElement > ret;
88   double x=_matrix[0]*_col[0]+_matrix[1]*_col[1];
89   double y=_matrix[2]*_col[0]+_matrix[3]*_col[1];
90   //Only one intersect point possible
91   Node *node=new Node(x,y);
92   node->declareOn();
93   bool i_1S=_e1.getStartNode()->isEqual(*node);
94   bool i_1E=_e1.getEndNode()->isEqual(*node);
95   bool i_2S=_e2.getStartNode()->isEqual(*node);
96   bool i_2E=_e2.getEndNode()->isEqual(*node);
97   ret.push_back(IntersectElement(_e1.getCharactValue(*node),
98       _e2.getCharactValue(*node),
99       i_1S,i_1E,i_2S,i_2E,node,_e1,_e2,keepOrder()));
100   return ret;
101 }
102
103 /*!
104  * retrieves if segs are colinears.
105  * WARNING !!! Contrary to areOverlappedOrOnlyColinears method, this method use an
106  * another precision to detect colinearity !
107  */
108 bool SegSegIntersector::areColinears() const
109 {
110   double determinant=_matrix[0]*_matrix[3]-_matrix[1]*_matrix[2];
111   return fabs(determinant)<QuadraticPlanarArcDetectionPrecision::getArcDetectionPrecision();
112 }
113
114 /*!
115  * Should be called \b once ! non const method.
116  * \param whereToFind specifies the box where final seek should be done. Essentially it is used for caracteristic reason.
117  * \param colinearity returns if regarding QuadraticPlanarPrecision::getPrecision() ; e1 and e2 are colinears
118  *                    If true 'this' is modified ! So this method be called once above all if true is returned for this parameter.
119  * \param areOverlapped if colinearity if true, this parameter looks if e1 and e2 are overlapped.
120  */
121 void SegSegIntersector::areOverlappedOrOnlyColinears(const Bounds *whereToFind, bool& colinearity, bool& areOverlapped)
122 {
123   double determinant=_matrix[0]*_matrix[3]-_matrix[1]*_matrix[2];
124   if(fabs(determinant)>2.*QuadraticPlanarPrecision::getPrecision())//2*_precision due to max of offset on _start and _end
125     {
126       colinearity=false; areOverlapped=false;
127       _matrix[0]/=determinant; _matrix[1]/=determinant; _matrix[2]/=determinant; _matrix[3]/=determinant;
128     }
129   else
130     {
131       colinearity=true;
132       //retrieving initial matrix
133       double tmp=_matrix[0]; _matrix[0]=_matrix[3]; _matrix[3]=tmp;
134       _matrix[1]=-_matrix[1]; _matrix[2]=-_matrix[2];
135       //
136       double deno=sqrt(_matrix[0]*_matrix[0]+_matrix[1]*_matrix[1]);
137       double x=(*(_e1.getStartNode()))[0]-(*(_e2.getStartNode()))[0];
138       double y=(*(_e1.getStartNode()))[1]-(*(_e2.getStartNode()))[1];
139       areOverlapped=fabs((_matrix[1]*y+_matrix[0]*x)/deno)<QuadraticPlanarPrecision::getPrecision();
140     }
141 }
142
143 EdgeLin::EdgeLin(std::istream& lineInXfig)
144 {
145   char currentLine[MAX_SIZE_OF_LINE_XFIG_FILE];
146   lineInXfig.getline(currentLine,MAX_SIZE_OF_LINE_XFIG_FILE);
147   _start=new Node(lineInXfig);
148   _end=new Node(lineInXfig);
149   updateBounds();
150 }
151
152 EdgeLin::EdgeLin(Node *start, Node *end, bool direction):Edge(start,end,direction)
153 {
154   updateBounds();
155 }
156
157 EdgeLin::EdgeLin(double sX, double sY, double eX, double eY):Edge(sX,sY,eX,eY)
158 {
159   updateBounds();
160 }
161
162 EdgeLin::~EdgeLin()
163 {
164 }
165
166 /*!
167  * Characteristic for edges is relative position btw 0.;1.
168  */
169 bool EdgeLin::isIn(double characterVal) const
170 {
171   return characterVal>0. && characterVal<1.;
172 }
173
174 Node *EdgeLin::buildRepresentantOfMySelf() const
175 {
176   return new Node(((*(_start))[0]+(*(_end))[0])/2.,((*(_start))[1]+(*(_end))[1])/2.);
177 }
178
179 double EdgeLin::getCharactValue(const Node& node) const
180 {
181   return getCharactValueEng(node);
182 }
183
184 double EdgeLin::getCharactValueBtw0And1(const Node& node) const
185 {
186   return getCharactValueEng(node);
187 }
188
189 double EdgeLin::getDistanceToPoint(const double *pt) const
190 {
191   double loc=getCharactValueEng(pt);
192   if(loc>0. && loc<1.)
193     {
194       double tmp[2];
195       tmp[0]=(*_start)[0]*(1-loc)+loc*(*_end)[0];
196       tmp[1]=(*_start)[1]*(1-loc)+loc*(*_end)[1];
197       return Node::distanceBtw2Pt(pt,tmp);
198     }
199   else
200     {
201       double dist1=Node::distanceBtw2Pt(*_start,pt);
202       double dist2=Node::distanceBtw2Pt(*_end,pt);
203       return std::min(dist1,dist2);
204     }
205 }
206
207 bool EdgeLin::isNodeLyingOn(const double *coordOfNode) const
208 {
209   double dBase=sqrt(_start->distanceWithSq(*_end));
210   double d1=Node::distanceBtw2Pt(*_start,coordOfNode);
211   d1+=Node::distanceBtw2Pt(*_end,coordOfNode);
212   return Node::areDoubleEquals(dBase,d1);
213 }
214
215 void EdgeLin::dumpInXfigFile(std::ostream& stream, bool direction, int resolution, const Bounds& box) const
216 {
217   stream << "2 1 0 1 ";
218   fillXfigStreamForLoc(stream);
219   stream << " 7 50 -1 -1 0.000 0 0 -1 1 0 2" << std::endl << "1 1 1.00 60.00 120.00" << std::endl;
220   direction?_start->dumpInXfigFile(stream,resolution,box):_end->dumpInXfigFile(stream,resolution,box);
221   direction?_end->dumpInXfigFile(stream,resolution,box):_start->dumpInXfigFile(stream,resolution,box);
222   stream << std::endl;
223 }
224
225 void EdgeLin::update(Node *m)
226 {
227   updateBounds();
228 }
229
230 double EdgeLin::getNormSq() const
231 {
232   return _start->distanceWithSq(*_end);
233 }
234
235 /*!
236  * This methods computes :
237  * \f[
238  * \int_{Current Edge} -ydx
239  * \f]
240  */
241 double EdgeLin::getAreaOfZone() const
242 {
243   return ((*_start)[0]-(*_end)[0])*((*_start)[1]+(*_end)[1])/2.;
244 }
245
246 void EdgeLin::getBarycenter(double *bary) const
247 {
248   bary[0]=((*_start)[0]+(*_end)[0])/2.;
249   bary[1]=((*_start)[1]+(*_end)[1])/2.;
250 }
251
252 /*!
253  * \f[
254  * bary[0]=\int_{Current Edge} -yxdx
255  * \f]
256  * \f[
257  * bary[1]=\int_{Current Edge} -\frac{y^{2}}{2}dx
258  * \f]
259  * To compute these 2 expressions in this class we have :
260  * \f[
261  * y=y_{1}+\frac{y_{2}-y_{1}}{x_{2}-x_{1}}(x-x_{1})
262  * \f]
263  */
264 void EdgeLin::getBarycenterOfZone(double *bary) const
265 {
266   double x1=(*_start)[0];
267   double y1=(*_start)[1];
268   double x2=(*_end)[0];
269   double y2=(*_end)[1];
270   bary[0]=(x1-x2)*(y1*(2.*x1+x2)+y2*(2.*x2+x1))/6.;
271   //bary[0]+=(y1-y2)*(x2*x2/3.-(x1*x2+x1*x1)/6.)+y1*(x1*x1-x2*x2)/2.;
272   //bary[0]+=(y1-y2)*((x2*x2+x1*x2+x1*x1)/3.-(x2+x1)*x1/2.)+y1*(x1*x1-x2*x2)/2.;
273   bary[1]=(x1-x2)*(y1*(y1+y2)+y2*y2)/6.;
274 }
275
276 /*!
277  * Here \a this is not used (contrary to EdgeArcCircle class).
278  */
279 void EdgeLin::getMiddleOfPoints(const double *p1, const double *p2, double *mid) const
280 {
281   mid[0]=(p1[0]+p2[0])/2.;
282   mid[1]=(p1[1]+p2[1])/2.;
283 }
284
285 double EdgeLin::getCurveLength() const
286 {
287   double x=(*_start)[0]-(*_end)[0];
288   double y=(*_start)[1]-(*_end)[1];
289   return sqrt(x*x+y*y);
290 }
291
292 Edge *EdgeLin::buildEdgeLyingOnMe(Node *start, Node *end, bool direction) const
293 {
294   return new EdgeLin(start,end,direction);
295 }
296
297 /*!
298  * No precision should be introduced here. Just think as if precision was perfect.
299  */
300 void EdgeLin::updateBounds()
301 {
302   _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]));
303 }
304
305 double EdgeLin::getCharactValueEng(const double *node) const
306 {
307   double car1_1x=node[0]-(*(_start))[0]; double car1_2x=(*(_end))[0]-(*(_start))[0];
308   double car1_1y=node[1]-(*(_start))[1]; double car1_2y=(*(_end))[1]-(*(_start))[1];
309   return (car1_1x*car1_2x+car1_1y*car1_2y)/(car1_2x*car1_2x+car1_2y*car1_2y);
310 }
311
312 void EdgeLin::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,
313                                 std::vector<int>& edgesThis, std::vector<double>& addCoo, std::map<INTERP_KERNEL::Node *,int> mapAddCoo) const
314 {
315   int tmp[2];
316   _start->fillGlobalInfoAbs(mapThis,mapOther,offset1,offset2,fact,baryX,baryY,addCoo,mapAddCoo,tmp);
317   _end->fillGlobalInfoAbs(mapThis,mapOther,offset1,offset2,fact,baryX,baryY,addCoo,mapAddCoo,tmp+1);
318   if(direction)
319     {
320       edgesThis.push_back(tmp[0]);
321       edgesThis.push_back(tmp[1]);
322     }
323   else
324     {
325       edgesThis.push_back(tmp[1]);
326       edgesThis.push_back(tmp[0]);
327     }
328 }
329
330 void EdgeLin::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,
331                                  std::vector<int>& edgesOther, std::vector<double>& addCoo, std::map<INTERP_KERNEL::Node *,int>& mapAddCoo) const
332 {
333   _start->fillGlobalInfoAbs2(mapThis,mapOther,offset1,offset2,fact,baryX,baryY,addCoo,mapAddCoo,edgesOther);
334   _end->fillGlobalInfoAbs2(mapThis,mapOther,offset1,offset2,fact,baryX,baryY,addCoo,mapAddCoo,edgesOther);
335 }