茂之钳
123 lines
2.7 KiB
C++
123 lines
2.7 KiB
C++
#pragma once
|
||
#include "vde/core/point.h"
|
||
#include <Eigen/Geometry>
|
||
|
||
namespace vde::core {
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 三维仿射变换类型
|
||
*
|
||
* 基于 Eigen::Transform，支持平移、旋转、缩放和它们的组合。
|
||
* 使用 4×4 齐次矩阵表示。
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
using Transform3D = Eigen::Transform<double, 3, Eigen::Affine>;
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 创建平移变换
|
||
*
|
||
* @param v 平移向量
|
||
* @return 平移变换矩阵
|
||
*
|
||
* @code{.cpp}
|
||
* auto T = translate(Vector3D(1, 2, 3));
|
||
* Point3D p2 = T * Point3D(0,0,0); // p2 == (1,2,3)
|
||
* @endcode
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
inline Transform3D translate(const Vector3D& v) {
|
||
return Transform3D(Eigen::Translation<double, 3>(v));
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 创建平移变换（分量形式）
|
||
*
|
||
* @param x X 方向位移
|
||
* @param y Y 方向位移
|
||
* @param z Z 方向位移
|
||
* @return 平移变换矩阵
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
inline Transform3D translate(double x, double y, double z) {
|
||
return translate(Vector3D(x, y, z));
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 创建旋转变换（轴-角表示）
|
||
*
|
||
* @param axis 旋转轴（自动归一化）
|
||
* @param angle_rad 旋转角度（弧度）
|
||
* @return 旋转变换矩阵
|
||
*
|
||
* @code{.cpp}
|
||
* // 绕 Z 轴旋转 90°
|
||
* auto R = rotate(Vector3D::UnitZ(), M_PI / 2);
|
||
* @endcode
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
inline Transform3D rotate(const Vector3D& axis, double angle_rad) {
|
||
return Transform3D(Eigen::AngleAxis<double>(angle_rad, axis.normalized()));
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 绕 X 轴旋转
|
||
*
|
||
* @param rad 旋转角度（弧度）
|
||
* @return 旋转变换矩阵
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
inline Transform3D rotate_x(double rad) { return rotate(Vector3D::UnitX(), rad); }
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 绕 Y 轴旋转
|
||
*
|
||
* @param rad 旋转角度（弧度）
|
||
* @return 旋转变换矩阵
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
inline Transform3D rotate_y(double rad) { return rotate(Vector3D::UnitY(), rad); }
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 绕 Z 轴旋转
|
||
*
|
||
* @param rad 旋转角度（弧度）
|
||
* @return 旋转变换矩阵
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
inline Transform3D rotate_z(double rad) { return rotate(Vector3D::UnitZ(), rad); }
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 创建非均匀缩放变换
|
||
*
|
||
* @param sx X 方向缩放因子
|
||
* @param sy Y 方向缩放因子
|
||
* @param sz Z 方向缩放因子
|
||
* @return 缩放变换矩阵
|
||
*
|
||
* @note 非均匀缩放可能导致法线方向不准确；使用场景中应考虑法线变换 = (M^{-1})^T
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
inline Transform3D scale(double sx, double sy, double sz) {
|
||
return Transform3D(Eigen::Scaling(sx, sy, sz));
|
||
}
|
||
|
||
/**
|
||
* @brief 创建均匀缩放变换
|
||
*
|
||
* @param s 各方向统一的缩放因子
|
||
* @return 缩放变换矩阵
|
||
*
|
||
* @ingroup core
|
||
*/
|
||
inline Transform3D scale(double s) { return scale(s, s, s); }
|
||
|
||
} // namespace vde::core
|