jp.go.ipa.jgcl
クラス JgclSphericalSurface3D

java.lang.Object
  |
  +--jp.go.ipa.jgcl.JgclGeometry
        |
        +--jp.go.ipa.jgcl.JgclParametricSurface
              |
              +--jp.go.ipa.jgcl.JgclParametricSurface3D
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                    +--jp.go.ipa.jgcl.JgclElementarySurface3D
                          |
                          +--jp.go.ipa.jgcl.JgclSphericalSurface3D
すべての実装インタフェース:
java.io.Serializable

public class JgclSphericalSurface3D
extends JgclElementarySurface3D

3次元 : 球面を表すクラス。

球面は、その中心の位置と局所 X/Y/Z 軸の方向を示す局所座標系 (配置情報、JgclAxis2Placement3D) position と 半径 radius で定義される。

球面の U 方向のパラメータ定義域は有限で周期的であり、 そのプライマリな有効区間は [0, (2 * π)] である。 V 方向のパラメータ定義域は有限で非周期的であり、 その有効区間は [(- π / 2), (π / 2)] である。

(u, v) をパラメータとする球面 P(u, v) のパラメトリック表現は、以下の通り。

	P(u, v) = c + radius * (cos(v) * (cos(u) * x + sin(u) * y) + sin(v) * z)
 
ここで、c, x, y, z はそれぞれ
	c : position.location()
	x : position.x()
	y : position.y()
	z : position.z()
 
を表す。

バージョン:
$Revision: 1.57 $, $Date: 2000/08/11 06:19:02 $
作成者:
Information-technology Promotion Agency, Japan
関連項目:
直列化された形式

コンストラクタの概要
JgclSphericalSurface3D(JgclAxis2Placement3D position, double radius)
          局所座標系と半径を与えてオブジェクトを構築する。
JgclSphericalSurface3D(JgclPoint3D cntr, double radius)
          中心と半径を与えてオブジェクトを構築する。
 
メソッドの概要
 JgclPoint3D coordinates(double uParam, double vParam)
          この曲面の、与えられたパラメータ値での座標値を返す。
 JgclSurfaceCurvature3D curvature(double uParam, double vParam)
          この曲面の、与えられたパラメータ値での主曲率情報を返す。
protected  JgclParametricSurface3D doTransformBy(boolean reverseTransform, JgclCartesianTransformationOperator3D transformationOperator, java.util.Hashtable transformedGeometries)
          この曲面を、与えられた幾何的変換演算子で変換する。
 JgclSurfaceDerivative3D evaluation(double uParam, double vParam)
          この曲面の、与えられたパラメータ値での偏導関数を返す。
 JgclIntersectionPoint3D[] intersect(JgclParametricCurve3D mate)
          この曲面と他の曲線の交点を求める。
 JgclSurfaceSurfaceInterference3D[] intersect(JgclParametricSurface3D mate)
          この曲面と他の曲面の交線を求める。
 JgclVector3D normalVector(double uParam, double vParam)
          この曲面の、与えられたパラメータ値での法線ベクトルを返す。
 JgclBsplineSurface3D offsetByBsplineSurface(JgclParameterSection uPint, JgclParameterSection vPint, double magni, int side, JgclToleranceForDistance tol)
          この曲面の指定の (パラメータ的な) 矩形区間をオフセットした曲面を 与えられた誤差で近似する Bspline 曲面を求める。
protected  void output(java.io.PrintWriter writer, int indent)
          出力ストリームに形状情報を出力する。
 JgclPointOnSurface3D[] projectFrom(JgclPoint3D point)
          与えられた点からこの曲面への投影点を求める。
 double radius()
          この球面の半径を返す。
 JgclVector3D[] tangentVector(double uParam, double vParam)
          この曲面の、与えられたパラメータ値での接ベクトルを返す。
 JgclBsplineSurface3D toBsplineSurface(JgclParameterSection uPint, JgclParameterSection vPint)
          この曲面の指定の (パラメータ的な) 矩形区間を厳密に再現する有理 Bspline 曲面を返す。
 JgclMesh3D toMesh(JgclParameterSection uPint, JgclParameterSection vPint, JgclToleranceForDistance tol)
          この曲面の指定の (パラメータ的な) 矩形区間を、 与えられた誤差で平面近似する格子点群を返す。
 java.util.Vector toNonStructuredPoints(JgclParameterSection uParameterSection, JgclParameterSection vParameterSection, double tolerance, double[] scalingFactor)
          この曲面の指定の (パラメータ的な) 矩形区間を、 与えられた誤差で平面近似する点群を返す。
 JgclParametricCurve3D uIsoParametricCurve(double uParam)
          この曲面の U パラメータ一定の位置にある等パラメータ曲線を返す。
 JgclParametricCurve3D vIsoParametricCurve(double vParam)
          この曲面の V パラメータ一定の位置にある等パラメータ曲線を返す。
 
クラス jp.go.ipa.jgcl.JgclElementarySurface3D から継承したメソッド
position, toGlobal
 
クラス jp.go.ipa.jgcl.JgclParametricSurface3D から継承したメソッド
dimension, fillet, is3D, nearestProjectFrom, nearestProjectWithDistanceFrom, pointToParameter, reverseTransformBy, transformBy, transformBy
 
クラス jp.go.ipa.jgcl.JgclParametricSurface から継承したメソッド
checkUValidity, checkUValidity, checkVValidity, checkVValidity, isParametric, isSurface, isUFinite, isUInfinite, isUNonPeriodic, isUPeriodic, isValidUParameter, isValidVParameter, isVFinite, isVInfinite, isVNonPeriodic, isVPeriodic, uParameterDomain, vParameterDomain
 
クラス jp.go.ipa.jgcl.JgclGeometry から継承したメソッド
getClassName, getToleranceForAngle, getToleranceForAngleAsObject, getToleranceForDistance, getToleranceForDistance2, getToleranceForDistanceAsObject, getToleranceForParameter, getToleranceForParameterAsObject, getToleranceForRealNumber, getToleranceForRealNumberAsObject, is1D, is2D, isCurve, isFreeform, isPlacement, isPoint, isTransformationOperator, isVector, makeIndent, output
 
クラス java.lang.Object から継承したメソッド
clone, equals, finalize, getClass, hashCode, notify, notifyAll, toString, wait, wait, wait
 

コンストラクタの詳細

JgclSphericalSurface3D

public JgclSphericalSurface3D(JgclAxis2Placement3D position,
                              double radius)
局所座標系と半径を与えてオブジェクトを構築する。

position が null の場合には、 JgclInvalidArgumentValue の例外を発生する。

radius の値が、 現在設定されている演算条件の距離の許容誤差よりも小さい場合には JgclInvalidArgumentValue の例外を発生する。

パラメータ:
position - 中心と局所 X/Y/Z 軸の方向を示す局所座標系
radius - 半径
関連項目:
JgclInvalidArgumentValue

JgclSphericalSurface3D

public JgclSphericalSurface3D(JgclPoint3D cntr,
                              double radius)
中心と半径を与えてオブジェクトを構築する。

構築される円の局所 X/Y/Z 軸の方向は、大域座標系の X/Y/Z 軸の方向とする。

cntr が null の場合には、 JgclInvalidArgumentValue の例外を発生する。

radius の値が、 現在設定されている演算条件の距離の許容誤差よりも小さい場合には JgclInvalidArgumentValue の例外を発生する。

パラメータ:
center - 中心
radius - 半径
関連項目:
JgclInvalidArgumentValue
メソッドの詳細

radius

public double radius()
この球面の半径を返す。
戻り値:
半径

coordinates

public JgclPoint3D coordinates(double uParam,
                               double vParam)
この曲面の、与えられたパラメータ値での座標値を返す。

与えられたパラメータ値が、この曲面の定義域を外れている場合には JgclParameterOutOfRange の例外を発生する。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の coordinates
パラメータ:
uParam - U 方向パラメータ値
vParam - V 方向パラメータ値
戻り値:
座標値
関連項目:
JgclParameterOutOfRange

tangentVector

public JgclVector3D[] tangentVector(double uParam,
                                    double vParam)
この曲面の、与えられたパラメータ値での接ベクトルを返す。

ここでの接ベクトルとは、パラメータ U/V の各々についての一次偏導関数である。

結果として返る配列の要素数は 2 である。 配列の最初の要素には U パラメータについての接ベクトル、 二番目の要素には V パラメータについての接ベクトルを含む。

与えられたパラメータ値が、この曲面の定義域を外れている場合には JgclParameterOutOfRange の例外を発生する。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の tangentVector
パラメータ:
uParam - U 方向パラメータ値
vParam - V 方向パラメータ値
戻り値:
接ベクトルの配列
関連項目:
JgclParameterOutOfRange

normalVector

public JgclVector3D normalVector(double uParam,
                                 double vParam)
この曲面の、与えられたパラメータ値での法線ベクトルを返す。

このメソッドが返す法線ベクトルは、正規化された単位ベクトルである。

与えられたパラメータ値が、この曲面の定義域を外れている場合には JgclParameterOutOfRange の例外を発生する。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の normalVector
パラメータ:
uParam - U 方向のパラメータ値
vParam - V 方向のパラメータ値
戻り値:
正規化された法線ベクトル
関連項目:
JgclParameterOutOfRange

curvature

public JgclSurfaceCurvature3D curvature(double uParam,
                                        double vParam)
この曲面の、与えられたパラメータ値での主曲率情報を返す。

二つの主曲率 (principalCurvature1, principalCurvature2) の値はどちらも (- 1 / radius) である。 主方向ベクトル1 (principalDirection1) には U パラメータについての接ベクトルの単位ベクトル、 主方向ベクトル2 (principalDirection2) には V パラメータについての接ベクトルの単位ベクトル を返す。

与えられたパラメータ値が、この曲面の定義域を外れている場合には JgclParameterOutOfRange の例外を発生する。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の curvature
パラメータ:
uParam - U 方向のパラメータ値
vParam - V 方向のパラメータ値
戻り値:
主曲率情報
関連項目:
JgclParameterOutOfRange

evaluation

public JgclSurfaceDerivative3D evaluation(double uParam,
                                          double vParam)
この曲面の、与えられたパラメータ値での偏導関数を返す。

与えられたパラメータ値が、この曲面の定義域を外れている場合には JgclParameterOutOfRange の例外を発生する。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の evaluation
パラメータ:
uParam - U 方向のパラメータ値
vParam - V 方向のパラメータ値
戻り値:
偏導関数
関連項目:
JgclParameterOutOfRange

projectFrom

public JgclPointOnSurface3D[] projectFrom(JgclPoint3D point)
                                   throws JgclIndefiniteSolution
与えられた点からこの曲面への投影点を求める。

与えられた点がこの球面の中心に一致しない限り、 常に二つの投影点を返す。

与えられた点とこの球面の中心との距離が、 現在設定されている演算条件の距離の許容誤差よりも 小さい場合には、 パラメータ値 (0, 0) の点を suitable として JgclIndefiniteSolution の例外を投げる。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の projectFrom
パラメータ:
point - 投影元の点
戻り値:
投影点の配列
例外:
JgclIndefiniteSolution - 解が不定 (投影元の点が球面の中心に一致する)

toMesh

public JgclMesh3D toMesh(JgclParameterSection uPint,
                         JgclParameterSection vPint,
                         JgclToleranceForDistance tol)
この曲面の指定の (パラメータ的な) 矩形区間を、 与えられた誤差で平面近似する格子点群を返す。

結果として返される格子点群を構成する点は、 この曲面をベースとする JgclPointOnSurface3D で あることを期待できる。

与えられたパラメータ区間が曲面の定義域を外れている場合には JgclParameterOutOfRange の例外を発生する。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の toMesh
パラメータ:
uPint - U 方向のパラメータ区間
vPint - V 方向のパラメータ区間
tol - 距離の許容誤差
戻り値:
この曲面の指定の区間を平面近似する格子点群
関連項目:
JgclPointOnSurface3D, JgclParameterOutOfRange

toBsplineSurface

public JgclBsplineSurface3D toBsplineSurface(JgclParameterSection uPint,
                                             JgclParameterSection vPint)
この曲面の指定の (パラメータ的な) 矩形区間を厳密に再現する有理 Bspline 曲面を返す。
オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の toBsplineSurface
パラメータ:
uPint - U 方向のパラメータ区間
vPint - V 方向のパラメータ区間
戻り値:
この曲面の指定の区間を再現する有理 Bspline 曲面

intersect

public JgclIntersectionPoint3D[] intersect(JgclParametricCurve3D mate)
                                    throws JgclIndefiniteSolution
この曲面と他の曲線の交点を求める。

交点が存在しないときは長さ 0 の配列を返す。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の intersect
パラメータ:
mate - 他の曲線
戻り値:
交点の配列

intersect

public JgclSurfaceSurfaceInterference3D[] intersect(JgclParametricSurface3D mate)
                                             throws JgclIndefiniteSolution
この曲面と他の曲面の交線を求める。

交線が存在しないときは長さ 0 の配列を返す。

二曲面が交差する箇所については、交線 (JgclIntersectionCurve3D) が返る。

二曲面が接する箇所については、交点 (JgclIntersectionPoint3D) が返ることがある。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の intersect
パラメータ:
mate - 他の曲面
戻り値:
交線 (または交点) の配列
例外:
JgclIndefiniteSolution - mate も球面で、両者がオーバーラップしており、解が不定である
関連項目:
JgclIntersectionCurve3D, JgclIntersectionPoint3D

offsetByBsplineSurface

public JgclBsplineSurface3D offsetByBsplineSurface(JgclParameterSection uPint,
                                                   JgclParameterSection vPint,
                                                   double magni,
                                                   int side,
                                                   JgclToleranceForDistance tol)
この曲面の指定の (パラメータ的な) 矩形区間をオフセットした曲面を 与えられた誤差で近似する Bspline 曲面を求める。
オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の offsetByBsplineSurface
パラメータ:
uPint - U 方向のパラメータ区間
vPint - V 方向のパラメータ区間
magni - オフセット量
side - オフセットの向き (JgclWhichSide.FRONT/BACK)
tol - 距離の許容誤差
戻り値:
この曲面の指定の矩形区間のオフセット曲面を近似する Bspline 曲面
関連項目:
JgclWhichSide

uIsoParametricCurve

public JgclParametricCurve3D uIsoParametricCurve(double uParam)
この曲面の U パラメータ一定の位置にある等パラメータ曲線を返す。

この等パラメータ曲線は円弧となるためトリム曲線として返す。 そのためにこの等パラメータ曲線のパラメータ定義域が [0, π] となってしまい、 球の V 方向のパラメータ定義域 [(- π / 2), (π / 2)] と合わなくなってしまうので、 取り扱いには注意が必要である。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の uIsoParametricCurve
パラメータ:
uParam - U 方向のパラメータ値
戻り値:
指定の U パラメータ値での等パラメータ曲線

vIsoParametricCurve

public JgclParametricCurve3D vIsoParametricCurve(double vParam)
                                          throws JgclReducedToPoint
この曲面の V パラメータ一定の位置にある等パラメータ曲線を返す。
オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の vIsoParametricCurve
パラメータ:
vParam - V 方向のパラメータ値
戻り値:
指定の V パラメータ値での等パラメータ曲線

toNonStructuredPoints

public java.util.Vector toNonStructuredPoints(JgclParameterSection uParameterSection,
                                              JgclParameterSection vParameterSection,
                                              double tolerance,
                                              double[] scalingFactor)
この曲面の指定の (パラメータ的な) 矩形区間を、 与えられた誤差で平面近似する点群を返す。

処理結果として得られる点群は一般に、位相的にも幾何的にも、格子状ではない。

scalingFactor は、入力用ではなく、出力用の引数である。 scalingFactor には、要素数 2 の配列を与える。 scalingFactor[0] には U 方向の縮尺倍率、 scalingFactor[1] には V 方向の縮尺倍率が返る。 これらの値は何らかの絶対値ではなく、 パラメータの進む速度 T に対して、 U/V 両方向について実空間上で曲面上の点が進む速度 Pu/Pv を表す相対値である。 つまり、パラメータが T だけ進むと、 実空間上での曲面上の点は U 方向では Pu (scalingFactor[0])、 V 方向では Pv (scalingFactor[1]) だけ進むことを表している。 T の大きさは明示されないので、この値を参照する際には、 scalingFactor[0] と scalingFactor[1] の比だけを用いるべきである。 なお、これらの値はあくまでも目安であり、厳密な速度を示すものではない。

結果として返る Vector に含まれる各要素は この曲面をベースとする JgclPointOnSurface3D であることが期待できる。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の toNonStructuredPoints
パラメータ:
uParameterSection - U 方向のパラメータ区間
vParameterSection - V 方向のパラメータ区間
tolerance - 距離の許容誤差
scalingFactor - 点群を三角形分割する際に有用と思われる U/V の縮尺倍率
戻り値:
点群を含む Vector
関連項目:
JgclPointOnSurface3D

doTransformBy

protected JgclParametricSurface3D doTransformBy(boolean reverseTransform,
                                                JgclCartesianTransformationOperator3D transformationOperator,
                                                java.util.Hashtable transformedGeometries)
この曲面を、与えられた幾何的変換演算子で変換する。

transformedGeometries は、 変換前の幾何要素をキーとし、 変換後の幾何要素を値とするハッシュテーブルである。

this が transformedGeometries 内にキーとして存在しない場合には、 this を transformationOperator で変換したものを返す。 この際にメソッド内部では this をキー、 変換結果を値として transformedGeometries に追加する。

this が transformedGeometries 内に既にキーとして存在する場合には、 実際の変換は行なわず、そのキーに対応する値を返す。 この処理は再帰的に行なわれる。

transformedGeometries は null でも構わない。 transformedGeometries は null の場合には、 常に this を transformationOperator で変換したものを返す。

オーバーライド:
クラス JgclParametricSurface3D 内の doTransformBy
パラメータ:
reverseTransform - 逆変換するのであれば true、そうでなければ false
transformationOperator - 幾何的変換演算子
transformedGeometries - 既に同様の変換を施した幾何要素を含むハッシュテーブル
戻り値:
変換後の幾何要素

output

protected void output(java.io.PrintWriter writer,
                      int indent)
出力ストリームに形状情報を出力する。
オーバーライド:
クラス JgclGeometry 内の output
パラメータ:
writer - PrintWriter
indent - インデントの深さ
関連項目:
JgclGeometry