茂之钳
63fba5389a
v10.1 — Tolerant Modeling (对标 Parasolid): - tolerant_modeling.h/.cpp: TolerantVertex/Edge, merge_within_tolerance (BFS) - gap_bridging (free edge detection → triangle filling) - overlap_resolution (normal+centroid+AABB detection) - tolerant_boolean (heal→degenerate detect→boolean→heal) + BooleanDiagnostic - import_heal_pipeline (STEP one-shot repair) - ssi_boolean enhanced: coplanar/collinear/tangent detection, GMP on all classify paths - step_import enhanced: broken file recovery, non-standard entity mapping, diagnostic report - 30 tests, 4112 total lines v10.2 — Class-A Deep + Hex Mesh (对标 CGM + ANSYS): - class_a_surfacing enhanced: g3_blend_with_constraints, surface_energy_minimization - curvature_continuity_optimization, reflection_line_discontinuity (+720 lines) - fea_mesh enhanced: mapped_hex, submapped_hex, multi_block_hex (TFI), hex_quality_optimization (+522 lines) - 22 tests v10.3 — Constraint Solver + Drawing Standards (对标 D-Cubed + AutoCAD): - constraint_solver enhanced: DOFAnalyzer, RedundancyDetector, ConstraintPropagator, KinematicChainSolver - drawing_standards.h/.cpp: IsoStandard (ISO 128/129), AnsiStandard (ASME Y14.5), JisStandard (JIS B 0001) - 12 tests 12 files, ~5000 lines, 64 tests. Target: 87% → 93%
568 lines
24 KiB
C++
568 lines
24 KiB
C++
#pragma once
|
||
/**
|
||
* @file class_a_surfacing.h
|
||
* @brief CGM Class-A 级曲面工具 — G3 过渡、曲率匹配、高光线、反射线、等照度、诊断、保形修改
|
||
*
|
||
* 对标 Dassault CGM 的 Class-A 曲面功能，提供汽车/航空工业级的曲面质量控制：
|
||
* - G3 连续性过渡（位置+切平面+曲率+曲率变化率连续）
|
||
* - 曲率匹配优化（最小二乘调整控制点使曲率场连续）
|
||
* - 高光线/反射线/等照度分析（工业标准曲面光顺检测）
|
||
* - 综合曲面诊断报告（多项指标评分）
|
||
* - 保形修改（保持特征边界的曲面变形）
|
||
*
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
|
||
#include "vde/curves/nurbs_curve.h"
|
||
#include "vde/curves/nurbs_surface.h"
|
||
#include "vde/core/point.h"
|
||
#include <vector>
|
||
#include <array>
|
||
#include <tuple>
|
||
#include <utility>
|
||
#include <string>
|
||
#include <functional>
|
||
|
||
namespace vde::curves {
|
||
|
||
using core::Point3D;
|
||
using core::Vector3D;
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// G3 Blend — G3 连续性过渡曲面
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// 边参数：定义过渡曲面的公共边方向与范围
|
||
struct EdgeParams {
|
||
int edge_a = 0; ///< surf_a 的边界索引 (0=umin, 1=umax, 2=vmin, 3=vmax)
|
||
int edge_b = 0; ///< surf_b 的边界索引
|
||
double blend_width = 0.1; ///< 过渡带宽度（参数域比例）
|
||
bool align_orientation = true; ///< 是否自动对齐曲面朝向
|
||
};
|
||
|
||
/// G3 连续性过渡结果
|
||
struct G3BlendResult {
|
||
NurbsSurface blend_surface; ///< 过渡曲面
|
||
double max_position_error = 0.0; ///< 最大位置误差
|
||
double max_tangent_error = 0.0; ///< 最大切平面角度误差（弧度）
|
||
double max_curvature_error = 0.0; ///< 最大曲率偏差
|
||
double max_curvature_derivative_error = 0.0; ///< 最大曲率变化率偏差
|
||
bool g0_ok = false;
|
||
bool g1_ok = false;
|
||
bool g2_ok = false;
|
||
bool g3_ok = false;
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief G3 连续性过渡曲面
|
||
*
|
||
* 在两面公共边界处构造过渡曲面，使过渡面与两边曲面均达到 G3 连续。
|
||
* 算法：
|
||
* 1. 检测公共边界，提取边界曲线与跨边界导数（1阶、2阶、3阶）
|
||
* 2. 构造 4 排过渡控制点，分别对应位置、切平面、曲率、曲率变化率约束
|
||
* 3. 求解最小二乘系统保证 G3 连续
|
||
*
|
||
* @param surf_a 曲面 A
|
||
* @param surf_b 曲面 B
|
||
* @param params 边参数（边界索引、过渡宽度等）
|
||
* @return G3 过渡结果（含过渡曲面与连续性验证数据）
|
||
*
|
||
* @note 对标 CGM G3 Filling 功能
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] G3BlendResult g3_blend(
|
||
const NurbsSurface& surf_a,
|
||
const NurbsSurface& surf_b,
|
||
const EdgeParams& params);
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// Curvature Matching — 曲率匹配优化
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// 曲率匹配选项
|
||
struct CurvatureMatchOptions {
|
||
double tolerance = 1e-8; ///< 收敛容差
|
||
int max_iterations = 50; ///< 最大迭代次数
|
||
int samples_per_edge = 20; ///< 边界采样点数
|
||
double regularization = 0.01; ///< Tikhonov 正则化系数
|
||
bool preserve_boundary = true; ///< 是否保持非匹配边界不变
|
||
};
|
||
|
||
/// 曲率匹配结果
|
||
struct CurvatureMatchResult {
|
||
NurbsSurface matched_surface_b; ///< 匹配后的曲面 B
|
||
double initial_rms_curvature_diff = 0.0; ///< 初始曲率 RMS 差
|
||
double final_rms_curvature_diff = 0.0; ///< 最终曲率 RMS 差
|
||
int iterations = 0; ///< 实际迭代次数
|
||
bool converged = false; ///< 是否收敛
|
||
std::vector<Point3D> displacement; ///< 控制点位移向量
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 曲率匹配优化
|
||
*
|
||
* 调整 surf_b 的控制点使两曲面沿公共边界的曲率场匹配，达到 G2+ 连续。
|
||
* 使用 Levenberg-Marquardt 非线性最小二乘优化，约束边界控制点位移最小。
|
||
*
|
||
* @param surf_a 基准曲面 A（不变）
|
||
* @param surf_b 待匹配曲面 B（将被修改）
|
||
* @param options 优化选项
|
||
* @return 匹配结果（含优化后的曲面 B）
|
||
*
|
||
* @note 对标 CGM Match Surface 功能
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] CurvatureMatchResult curvature_matching(
|
||
const NurbsSurface& surf_a,
|
||
const NurbsSurface& surf_b,
|
||
const CurvatureMatchOptions& options = {});
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// Highlight Lines — 高光线分析
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// 高光线参数
|
||
struct HighlightParams {
|
||
std::vector<Vector3D> light_directions; ///< 多个光源方向（均自动归一化）
|
||
int res_u = 50; ///< u 方向分辨率
|
||
int res_v = 50; ///< v 方向分辨率
|
||
int num_bands = 8; ///< 光带数量
|
||
double band_width = 0.05; ///< 带宽（参数域比例）
|
||
};
|
||
|
||
/// 高光线分析结果
|
||
struct HighlightResult {
|
||
int res_u, res_v; ///< 网格分辨率
|
||
/// 高光线掩码网格 [dir_idx][u][v] ∈ {0,1}
|
||
std::vector<std::vector<std::vector<int>>> band_mask;
|
||
/// 各方向高光线连续性评分 [0,1]
|
||
std::vector<double> continuity_scores;
|
||
/// 综合评分
|
||
double overall_score = 0.0;
|
||
/// 不连续点列表 (u, v, dir_idx)
|
||
std::vector<std::tuple<double, double, int>> discontinuities;
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 高光线分析
|
||
*
|
||
* 模拟平行光源在曲面上的反射高光线，检测光线方向的几何不连续。
|
||
* 高光线 ≤ C1 的断裂 = 曲面在此处仅有 C1 连续。
|
||
* 高光线 C2 断裂 = 曲率不连续。
|
||
*
|
||
* @param surface NURBS 曲面
|
||
* @param light_dirs 光源方向列表
|
||
* @param res_u u 方向分辨率
|
||
* @param res_v v 方向分辨率
|
||
* @param num_bands 光带数量
|
||
* @return 高光线分析结果
|
||
*
|
||
* @note 对标 CGM Highlight Lines Analysis
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] HighlightResult highlight_lines(
|
||
const NurbsSurface& surface,
|
||
const std::vector<Vector3D>& light_dirs,
|
||
int res_u, int res_v, int num_bands = 8);
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// Reflection Lines — 反射线分析
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// 反射线分析结果
|
||
struct ReflectionResult {
|
||
int res_u, res_v; ///< 网格分辨率
|
||
/// 反射线方向场 grid[u][v] = 反射光线方向
|
||
std::vector<std::vector<Vector3D>> reflection_field;
|
||
/// 反射线扭曲度 grid[u][v] ∈ [0,∞)
|
||
std::vector<std::vector<double>> distortion;
|
||
double max_distortion = 0.0;
|
||
double mean_distortion = 0.0;
|
||
bool is_fair = false; ///< 是否判定为光顺
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 反射线分析
|
||
*
|
||
* 计算虚拟环境（点光源或平行光）在曲面上的镜面反射线模式。
|
||
* 通过计算反射方向场的扭曲度评估曲面光顺性。
|
||
*
|
||
* 算法：
|
||
* law_of_reflection: r = 2(n·l)n - l （入射光方向 l，法线 n）
|
||
* 扭曲度 = reflection_field 的方向导数幅值
|
||
*
|
||
* @param surface NURBS 曲面
|
||
* @param eye 观察点位置
|
||
* @param light 光源位置（若为平行光则传入方向向量远端）
|
||
* @param res_u u 方向分辨率
|
||
* @param res_v v 方向分辨率
|
||
* @return 反射线分析结果
|
||
*
|
||
* @note 对标 CGM Reflection Lines / Isophotes Analysis
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] ReflectionResult reflection_lines(
|
||
const NurbsSurface& surface,
|
||
const Point3D& eye,
|
||
const Point3D& light,
|
||
int res_u, int res_v);
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// Iso-Photes — 等照度分析
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// 等照度线分析结果
|
||
struct IsoPhoteResult {
|
||
int res_u, res_v; ///< 网格分辨率
|
||
/// 照度值网格 ∈ [-1, 1]（光源方向·法线的点积）
|
||
std::vector<std::vector<double>> illumination;
|
||
/// 等照度线密度分布（直方图）
|
||
std::vector<double> iso_histogram;
|
||
/// 等照度线连续性 — 梯度突变点
|
||
std::vector<std::pair<double,double>> gradient_discontinuities;
|
||
double grad_max = 0.0;
|
||
double grad_mean = 0.0;
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 等照度分析
|
||
*
|
||
* 计算光源照射下曲面上的等照度线（恒定 cosθ 线）。
|
||
* 等照度线在 G1 连续处平滑，在仅有 C0 处出现转折。
|
||
* 等照度线的质量直接反映曲面光顺度：
|
||
* - 间距均匀 → 曲率均匀
|
||
* - 无抖动 → 高阶连续性好
|
||
*
|
||
* @param surface NURBS 曲面
|
||
* @param res 分辨率（res × res 采样点）
|
||
* @return 等照度分析结果
|
||
*
|
||
* @note 对标 CGM Iso-Photes Analysis
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] IsoPhoteResult iso_photes(
|
||
const NurbsSurface& surface,
|
||
int res);
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// Surface Diagnosis — 综合曲面诊断报告
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// 诊断等级
|
||
enum class DiagnosisGrade {
|
||
A_CLASS = 0, ///< A 级曲面 — 通过所有检测
|
||
B_CLASS = 1, ///< B 级曲面 — 可接受，有轻微缺陷
|
||
C_CLASS = 2, ///< C 级曲面 — 需要修复
|
||
FAIL = 3 ///< 不合格
|
||
};
|
||
|
||
/// 子项诊断结果
|
||
struct DiagnosisItem {
|
||
std::string name; ///< 诊断项名称
|
||
double value = 0.0; ///< 测量值
|
||
double threshold = 0.0; ///< 阈值
|
||
bool pass = false; ///< 是否通过
|
||
std::string description; ///< 描述
|
||
};
|
||
|
||
/// 综合曲面诊断报告
|
||
struct SurfaceDiagnosisReport {
|
||
DiagnosisGrade grade = DiagnosisGrade::FAIL;
|
||
|
||
/// 高斯曲率诊断
|
||
DiagnosisItem gaussian_range; ///< 高斯曲率范围
|
||
DiagnosisItem gaussian_continuity; ///< 高斯曲率连续性
|
||
|
||
/// 平均曲率诊断
|
||
DiagnosisItem mean_range; ///< 平均曲率范围
|
||
|
||
/// 高光线诊断
|
||
DiagnosisItem highlight_score; ///< 高光线评分
|
||
|
||
/// 反射线诊断
|
||
DiagnosisItem reflection_distortion; ///< 反射扭曲度
|
||
|
||
/// 等照度诊断
|
||
DiagnosisItem isophote_gradient; ///< 等照度梯度
|
||
|
||
/// 法线连续性
|
||
DiagnosisItem normal_jump; ///< 最大法线跳跃（角度°）
|
||
|
||
/// 主曲率方向场
|
||
DiagnosisItem principal_direction_flow; ///< 主方向场平滑度
|
||
|
||
/// 可展性
|
||
DiagnosisItem developability; ///< 可展面检测
|
||
|
||
double overall_score = 0.0; ///< 综合评分 [0, 100]
|
||
std::string recommendation; ///< 修复建议
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 综合曲面诊断报告
|
||
*
|
||
* 对单张 NURBS 曲面进行多项工业级质量检测，生成诊断报告：
|
||
* 1. 高斯/平均曲率范围及连续性
|
||
* 2. 高光线分析（4方向）
|
||
* 3. 反射线扭曲度
|
||
* 4. 等照度梯度
|
||
* 5. 法线连续性（内部采样）
|
||
* 6. 主曲率方向场流畅度
|
||
* 7. 可展面检测
|
||
*
|
||
* @param surface NURBS 曲面
|
||
* @return 综合诊断报告
|
||
*
|
||
* @note 对标 CGM Surface Diagnosis / CATIA Generative Shape Design
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] SurfaceDiagnosisReport surface_diagnosis(
|
||
const NurbsSurface& surface);
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// Shape Modification — 保形修改
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// 约束点
|
||
struct ShapeConstraint {
|
||
Point3D target_point; ///< 目标位置
|
||
double u = 0.0; ///< 曲面参数 u
|
||
double v = 0.0; ///< 曲面参数 v
|
||
double weight = 1.0; ///< 约束权重
|
||
bool fix_position = true; ///< true=位置约束, false=仅法向约束
|
||
Vector3D target_normal; ///< 目标法向（仅 fix_position=false 时使用）
|
||
};
|
||
|
||
/// 保形修改结果
|
||
struct ShapeModificationResult {
|
||
NurbsSurface modified_surface; ///< 修改后的曲面
|
||
std::vector<Point3D> control_displacements; ///< 控制点位移
|
||
double max_displacement = 0.0; ///< 最大控制点位移
|
||
double energy_preserved_ratio = 0.0; ///< 应变能保持率 (0~1)
|
||
double boundary_deviation = 0.0; ///< 边界偏差
|
||
int iterations = 0; ///< 迭代次数
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 保形修改
|
||
*
|
||
* 在约束条件下修改曲面控制点，同时最小化曲面变形能量，
|
||
* 保持曲面的整体形状特征（边界、特征线等）。
|
||
*
|
||
* 算法：基于薄板样条能量最小化的约束优化
|
||
* E = Σ (||S(u_i,v_i) - target_i||² · w_i) + λ · bending_energy(S)
|
||
*
|
||
* @param surface NURBS 曲面
|
||
* @param constraints 约束点列表
|
||
* @return 修改结果
|
||
*
|
||
* @note 对标 CGM Shape Modification / Control Point Morphing
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] ShapeModificationResult shape_modification(
|
||
const NurbsSurface& surface,
|
||
const std::vector<ShapeConstraint>& constraints);
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// G3 Blend with Constraints — 带约束的 G3 过渡
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// G0/G1/G2/G3 连续性约束边参数
|
||
struct G3ConstraintEdges {
|
||
EdgeParams g0_edge; ///< G0 位置约束边
|
||
EdgeParams g1_edge; ///< G1 切平面约束边
|
||
EdgeParams g2_edge; ///< G2 曲率约束边
|
||
EdgeParams g3_edge; ///< G3 曲率变化率约束边
|
||
bool enforce_g0 = true;
|
||
bool enforce_g1 = true;
|
||
bool enforce_g2 = true;
|
||
bool enforce_g3 = true;
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 带约束的 G3 过渡曲面
|
||
*
|
||
* 在两面之间构造过渡曲面，并精确满足指定的 G0/G1/G2/G3 约束。
|
||
* 与 g3_blend 相比，此函数允许用户显式指定每条边的连续性等级。
|
||
*
|
||
* 算法：
|
||
* 1. 根据各约束边采样控制点
|
||
* 2. 构造最小二乘系统满足 G0→G3 逐级约束
|
||
* 3. 使用 Lagrange 乘子法确保约束精确满足
|
||
*
|
||
* @param surf_a 曲面 A
|
||
* @param surf_b 曲面 B
|
||
* @param edges 显式 G0/G1/G2/G3 约束边参数
|
||
* @return G3 过渡结果
|
||
*
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] G3BlendResult g3_blend_with_constraints(
|
||
const NurbsSurface& surf_a,
|
||
const NurbsSurface& surf_b,
|
||
const G3ConstraintEdges& edges);
|
||
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
// Surface Energy Minimization — 薄板能量最小化
|
||
// ═══════════════════════════════════════════════════════════
|
||
|
||
/// 能量最小化选项
|
||
struct EnergyMinimizationOptions {
|
||
double bending_weight = 1.0; ///< 弯曲能量权重
|
||
double membrane_weight = 0.1; ///< 薄膜能量权重
|
||
double constraint_weight = 10.0; ///< 约束满足权重
|
||
int max_iterations = 100; ///< 最大迭代次数
|
||
double tolerance = 1e-6; ///< 收敛容差
|
||
double regularization = 1e-4; ///< Tikhonov 正则化
|
||
bool preserve_boundary = true; ///< 是否保持边界不变
|
||
};
|
||
|
||
/// 能量最小化结果
|
||
struct EnergyMinimizationResult {
|
||
NurbsSurface optimized_surface; ///< 优化后的曲面
|
||
double initial_bending_energy = 0.0; ///< 初始弯曲能量
|
||
double final_bending_energy = 0.0; ///< 最终弯曲能量
|
||
double initial_membrane_energy = 0.0; ///< 初始薄膜能量
|
||
double final_membrane_energy = 0.0; ///< 最终薄膜能量
|
||
int iterations = 0; ///< 实际迭代次数
|
||
bool converged = false; ///< 是否收敛
|
||
std::vector<Point3D> control_displacements; ///< 控制点位移
|
||
double max_displacement = 0.0; ///< 最大控制点位移
|
||
};
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 薄板能量最小化曲面优化
|
||
*
|
||
* 最小化薄板弯曲能量（二阶导数平方积分）和薄膜能量（一阶导数平方积分），
|
||
* 同时满足约束条件，实现曲面的全局光顺。
|
||
*
|
||
* 能量泛函：
|
||
* E = w_bend * ∫(κ₁² + κ₂²)dA + w_membrane * ∫(‖∂S/∂u‖² + ‖∂S/∂v‖²)dA
|
||
* + w_constraint * Σ‖S(u_i, v_i) - target_i‖²
|
||
*
|
||
* 算法：基于控制点的 Gauss-Newton 非线性最小二乘优化。
|
||
*
|
||
* @param surface 输入 NURBS 曲面
|
||
* @param constraints 约束点列表（可为空，仅做光顺）
|
||
* @param options 优化选项
|
||
* @return 能量最小化结果
|
||
*
|
||
* @note 对标 ICEM Surf / Alias AutoStudio 的 Surface Fairing
|
||
* @ingroup curves
|
||
*/
|
||
[[nodiscard]] EnergyMinimizationResult surface_energy_minimization(
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const NurbsSurface& surface,
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const std::vector<ShapeConstraint>& constraints,
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const EnergyMinimizationOptions& options = {});
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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// Curvature Continuity Optimization — 曲率连续性迭代精化
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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/// 曲率连续性优化选项
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struct CurvatureContinuityOptions {
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double position_tolerance = 1e-7; ///< 位置连续性容差
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double tangent_tolerance = 1e-5; ///< 切平面角度容差 (rad)
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double curvature_tolerance = 1e-4; ///< 曲率偏差容差
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int max_iterations = 50; ///< 最大迭代次数
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int boundary_samples = 30; ///< 边界采样点数
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double step_size = 0.05; ///< 步长因子
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bool optimize_both_surfaces = false; ///< 是否同时优化两面
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};
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/// 曲率连续性优化结果
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struct CurvatureContinuityResult {
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NurbsSurface optimized_a; ///< 优化后的曲面 A（若 optimize_both_surfaces=true）
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NurbsSurface optimized_b; ///< 优化后的曲面 B
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double initial_g0_error = 0.0; ///< 初始 G0 误差
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double final_g0_error = 0.0; ///< 最终 G0 误差
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double initial_g1_error = 0.0; ///< 初始 G1 误差 (rad)
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double final_g1_error = 0.0; ///< 最终 G1 误差 (rad)
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double initial_g2_error = 0.0; ///< 初始 G2 误差
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||
double final_g2_error = 0.0; ///< 最终 G2 误差
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int iterations = 0; ///< 实际迭代次数
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bool converged = false; ///< 是否收敛
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};
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/**
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* @brief 曲率连续性迭代精化优化
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*
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* 在两曲面公共边界处迭代调整控制点，逐步提升 G0→G1→G2 连续性。
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* 每次迭代沿公共边界采样，计算当前连续性误差，梯度下降调整影响区域控制点。
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*
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* 算法：
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* 1. 检测公共边界
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* 2. 沿边界采样，计算各点 G0/G1/G2 误差
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* 3. 梯度下降调整边界面附近控制点
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* 4. 重新评估，调整步长（adaptive step size）
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* 5. 收敛检测
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*
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* @param surf_a 曲面 A
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* @param surf_b 曲面 B
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* @param options 优化选项
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* @return 优化结果（含优化后的曲面和收敛历史）
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*
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* @note 对标 CATIA GSD Join / ICEM Surf Match
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* @ingroup curves
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*/
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[[nodiscard]] CurvatureContinuityResult curvature_continuity_optimization(
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const NurbsSurface& surf_a,
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const NurbsSurface& surf_b,
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const CurvatureContinuityOptions& options = {});
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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// Reflection Line Discontinuity — 反射线不连续检测+修复
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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/// 反射线不连续检测参数
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struct ReflectionDiscontinuityParams {
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Vector3D light_direction; ///< 光源方向（归一化）
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int res_u = 40; ///< u 方向分辨率
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int res_v = 40; ///< v 方向分辨率
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double discontinuity_threshold = 0.05; ///< 不连续判定阈值（方向变化率）
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int max_fix_iterations = 20; ///< 最大修复迭代次数
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double fix_strength = 0.1; ///< 修复强度
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bool auto_fix = true; ///< 是否自动修复
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};
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/// 反射线不连续检测结果
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struct ReflectionDiscontinuityResult {
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int res_u = 0, res_v = 0; ///< 网格分辨率
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/// 反射场 grid
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std::vector<std::vector<Vector3D>> reflection_field;
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/// 不连续强度网格 ∈ [0, ∞)
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std::vector<std::vector<double>> discontinuity_map;
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/// 不连续点列表 (u, v, intensity)
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std::vector<std::tuple<double, double, double>> discontinuities;
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int total_discontinuities = 0; ///< 不连续点总数
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double max_discontinuity = 0.0; ///< 最大不连续强度
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double mean_discontinuity = 0.0; ///< 平均不连续强度
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bool is_smooth = false; ///< 是否判定为光顺
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NurbsSurface fixed_surface; ///< 修复后的曲面（若 auto_fix=true）
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bool fixed = false; ///< 是否已修复
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double fix_residual = 0.0; ///< 修复残差
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};
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/**
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* @brief 反射线不连续检测与修复
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*
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* 计算曲面在给定光源方向下的反射线场，检测反射方向的局部突变点，
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* 并可选择性地自动修复（通过局部控制点微调消除不连续）。
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*
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* 算法：
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* - 检测：计算反射方向场的梯度幅值，超过阈值的标记为不连续
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* - 修复：对不连续区域的控制点施加局部高斯加权偏移，最小化反射梯度
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*
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* @param surface NURBS 曲面
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* @param params 检测参数（光源方向、分辨率、阈值、修复选项）
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* @return 反射线不连续检测与修复结果
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*
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* @note 对标 CGM Reflection Line Analysis + Repair
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* @ingroup curves
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*/
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[[nodiscard]] ReflectionDiscontinuityResult reflection_line_discontinuity(
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const NurbsSurface& surface,
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const ReflectionDiscontinuityParams& params);
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} // namespace vde::curves
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