117 lines
3.8 KiB
C++
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#pragma once
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#include "vde/curves/nurbs_surface.h"
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#include "vde/curves/nurbs_curve.h"
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#include "vde/core/point.h"
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#include <vector>
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#include <utility>
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namespace vde::curves {
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using core::Point3D;
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using core::Vector3D;
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/**
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* @brief 连续性级别
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* @ingroup curves
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*/
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enum class Continuity {
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C0 = 0, ///< 仅位置连续
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G1 = 1, ///< 切线/切平面连续
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G2 = 2, ///< 曲率连续
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};
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/**
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* @brief 曲面延伸
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*
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* 沿等参边界延伸曲面，支持 G1 切平面连续。
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* 对于 G2 连续，在约束方向构造 3 排控制点以保持曲率。
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*
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* @param surface 输入 NURBS 曲面
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* @param edge_id 边界边索引（0=umin, 1=umax, 2=vmin, 3=vmax）
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* @param distance 延伸距离（参数空间）
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* @param continuity 期望的连续性级别（默认 G1）
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* @return 延伸后的 NURBS 曲面
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*
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* @note G1 模式：追加 1 排控制点，沿切向延伸
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* @note G2 模式：追加 2 排控制点，第 2 排由曲率约束计算
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* @note 延伸仅沿切向线性/二次外推，不保证与原曲面精确 G2 连续
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*
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* @code{.cpp}
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* auto ext = extend_surface(surf, 1, 0.5, Continuity::G1);
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* @endcode
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* @ingroup curves
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*/
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[[nodiscard]] NurbsSurface extend_surface(const NurbsSurface& surface,
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int edge_id, double distance,
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Continuity continuity = Continuity::G1);
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/**
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* @brief N 边孔洞填充
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*
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* 用 N 条边界曲线构造 Coons patch 泛化的填充曲面。
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* 支持三角形(N=3)、四边形(N=4)、五边形(N=5)等任意边数。
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*
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* 算法：将边界曲线映射到单位圆参数域，使用径向基函数插值
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* 构造中心点，再以双线性 Coons 方式生成内部控制点。
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*
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* @param boundary_curves N 条边界曲线，需围成闭合环（首尾相连）
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* @param continuity 期望的连续性级别（默认 G2）
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* @return 填充 NURBS 曲面
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*
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* @note G1 模式：单层中间环，线性插值
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* @note G2 模式：双层中间环，保持曲率衰减
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* @note 至少需要 3 条边界曲线
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*
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* @code{.cpp}
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* auto fill = n_sided_fill({c1, c2, c3}, Continuity::G2); // 三角形孔
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* @endcode
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* @ingroup curves
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*/
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[[nodiscard]] NurbsSurface n_sided_fill(const std::vector<NurbsCurve>& boundary_curves,
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Continuity continuity = Continuity::G2);
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/**
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* @brief 两面间过渡曲面
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*
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* 检测两面公共边界，沿该边构造圆弧或 S 形过渡曲面。
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* 与 nurbs_operations 中的 blend_surfaces 不同，此版本自动检测公共边。
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*
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* 算法：
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* 1. 检测 surf_a 和 surf_b 的共享边界
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* 2. 沿共享边界两侧各偏移 radius 提取曲线
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* 3. 在两条偏移曲线间构造过渡曲面（直纹面或 Coons 面）
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*
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* @param surf_a 第一个曲面
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* @param surf_b 第二个曲面
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* @param radius 过渡半径
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* @return 过渡 NURBS 曲面
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*
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* @note 如果两面无公共边界，返回退化的空曲面
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* @note 过渡面在边界处与原曲面 G1 连续（等参方向）
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*
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* @code{.cpp}
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* auto blend = blend_surfaces(surf_a, surf_b, 0.3);
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* @endcode
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* @ingroup curves
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*/
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[[nodiscard]] NurbsSurface blend_surfaces(const NurbsSurface& surf_a,
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const NurbsSurface& surf_b,
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double radius);
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/**
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* @brief 检查两曲面沿共享边界的 G1 连续性
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* @param surf_a 第一个曲面
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* @param surf_b 第二个曲面
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* @param edge surf_a 的边界边索引（0=umin, 1=umax, 2=vmin, 3=vmax）
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* @param samples 沿边界的采样点数（默认 10）
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* @return 所有采样点均满足 G1 连续时返回 true
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*
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* @ingroup curves
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*/
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[[nodiscard]] bool is_g1_continuous(const NurbsSurface& surf_a,
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const NurbsSurface& surf_b,
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int edge, int samples = 10);
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} // namespace vde::curves
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