茂之钳
bb0029234f
M1 — Generative Surfaces: - sweep_surface: Explicit/Spine/TwoGuides modes - loft_surface: multi-section interpolation + guide + tangent constraints - net_surface: bidirectional curve grid → NURBS M3 — Curve Tools + Analysis: - curve_tools: project_curve, parallel_curve, connect_curve(G1-G3), helix, isoparametric - surface_analysis: inflection_lines, checker_mapping, surface_checker_report (A/B/C/D) - 14/14 tests passed Fixed: constraint_solver.h duplicate declaration, fea_mesh.h comment syntax Pending: M2 surface editing (retrying)
140 lines
5.6 KiB
C++
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5.6 KiB
C++
#pragma once
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/**
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* @file curve_tools.h
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* @brief 曲线工具集 — 投影、偏移、连接、螺旋线、等参线
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*
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* 提供 CAD 级曲线操作功能：
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* - project_curve_on_surface: 空间曲线 → 参数空间 p-curve（采样→投影→拟合）
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* - parallel_curve: 偏移曲线（等距线）
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* - connect_curve: 连接曲线（G1/G2/G3 几何连续性）
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* - helix_curve: 螺旋线
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* - isoparametric_curves: u/v 等参线提取
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*
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* project_curve_on_surface 委托给 curve_surface_projection 模块。
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*
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* @ingroup curves
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*/
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#include "vde/curves/curve_surface_projection.h"
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#include "vde/curves/nurbs_curve.h"
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#include "vde/curves/nurbs_surface.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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// project_curve_on_surface is imported from curve_surface_projection.h
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// (included above). Users can call it directly:
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// curve_tools.h → includes curve_surface_projection.h → project_curve_on_surface available
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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// parallel_curve
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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/**
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* @brief 计算平面曲线的等距偏移（平行曲线）
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*
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* 将曲线投影到参考平面（默认 XY 平面），沿平面法线方向的曲线法向偏移
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* 指定距离。采样原曲线 → 在局部法线方向偏移 → 拟合新 NURBS。
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*
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* @param curve 原 NURBS 曲线
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* @param distance 偏移距离（正值沿法线正方向，负值反向）
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* @param plane_normal 参考平面法线（默认 +Z，即曲线在 XY 平面内偏移）
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* @param samples 采样点数（默认 100）
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* @return 偏移后的 NURBS 曲线
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*/
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[[nodiscard]] NurbsCurve parallel_curve(
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const NurbsCurve& curve,
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double distance,
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const Vector3D& plane_normal = Vector3D(0, 0, 1),
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int samples = 100);
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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// connect_curve
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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/// 几何连续性级别
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enum class Continuity {
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G1, ///< 切线连续（位置 + 切向匹配）
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G2, ///< 曲率连续（位置 + 切向 + 曲率匹配）
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G3 ///< 挠率连续（位置 + 切向 + 曲率 + 挠率匹配）
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};
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/**
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* @brief 创建连接两曲线的过渡曲线
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*
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* 从 c1 的终点连接到 c2 的起点，根据连续性级别匹配端点条件。
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* 使用 Bézier 过渡曲线（阶次根据连续性自动选择：G1→3次, G2→5次, G3→7次）。
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*
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* @param c1 首曲线
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* @param c2 尾曲线
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* @param continuity 连续性级别
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* @param samples 拟合采样点数（默认 50）
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* @return 连接过渡 NURBS 曲线
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*/
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[[nodiscard]] NurbsCurve connect_curve(
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const NurbsCurve& c1,
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const NurbsCurve& c2,
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Continuity continuity,
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int samples = 50);
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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// helix_curve
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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/**
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* @brief 创建螺旋线
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* 以 axis_origin 为起点沿 axis_dir 方向生成螺旋线。
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* 参数方程（柱坐标）：r = radius, θ = 2π·t·n, z = height·t
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* 其中 n = height / pitch 为圈数。
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* 采样后拟合为 NURBS。
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*
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* @param axis_origin 轴线起点
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* @param axis_dir 轴线方向（自动归一化）
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* @param radius 螺旋半径
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* @param pitch 螺距（每圈上升高度），不能为 0
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* @param height 总高度（从 axis_origin 沿 axis_dir），> 0
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* @param samples 每圈采样点数（默认 50）
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* @return 螺旋 NURBS 曲线
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*/
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[[nodiscard]] NurbsCurve helix_curve(
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const Point3D& axis_origin,
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const Vector3D& axis_dir,
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double radius,
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double pitch,
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double height,
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int samples = 50);
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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// isoparametric_curves
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// ═══════════════════════════════════════════════════════════
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/// 等参线集合
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struct IsoparametricCurves {
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std::vector<NurbsCurve> u_curves; ///< u = const 等参线（每条对应一个 v 向变化）
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std::vector<NurbsCurve> v_curves; ///< v = const 等参线（每条对应一个 u 向变化）
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};
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/**
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* @brief 提取 NURBS 曲面的等参线
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* 在曲面参数域中均匀分布 u_count 条 u 等参线和 v_count 条 v 等参线。
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* 等参线仅为 NURBS 曲面的 1D 截面（一个参数固定、另一参数变化）。
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*
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* @param surface NURBS 曲面
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* @param u_count u 等参线条数（≥ 1）
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* @param v_count v 等参线条数（≥ 1）
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* @return 等参线集合
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||
*/
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[[nodiscard]] IsoparametricCurves isoparametric_curves(
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const NurbsSurface& surface,
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int u_count,
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int v_count);
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} // namespace vde::curves
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