| [658] | 1 | #include <math.h> | 
|---|
|  | 2 | #include "circle.h" | 
|---|
|  | 3 | //++ | 
|---|
|  | 4 | // Class        Circle | 
|---|
|  | 5 | // | 
|---|
|  | 6 | // include      circle.h math.h | 
|---|
|  | 7 | //-- | 
|---|
|  | 8 | //++ | 
|---|
|  | 9 | // | 
|---|
|  | 10 | // Links        Parents | 
|---|
|  | 11 | // | 
|---|
|  | 12 | //    Geometry | 
|---|
|  | 13 | // | 
|---|
|  | 14 | //-- | 
|---|
|  | 15 | //++ | 
|---|
|  | 16 | // Titre        Constructors | 
|---|
|  | 17 | //-- | 
|---|
|  | 18 | //++ | 
|---|
|  | 19 | Circle::Circle() | 
|---|
|  | 20 | // | 
|---|
|  | 21 | //-- | 
|---|
|  | 22 | { | 
|---|
|  | 23 | UnitVector temp; | 
|---|
|  | 24 | SetCircle(temp,M_PI/2.); | 
|---|
|  | 25 | } | 
|---|
|  | 26 | //++ | 
|---|
|  | 27 | Circle::Circle(double theta, double phi, double aperture) | 
|---|
|  | 28 | // | 
|---|
|  | 29 | //-- | 
|---|
|  | 30 | { | 
|---|
|  | 31 | UnitVector temp(theta,phi); | 
|---|
|  | 32 | SetCircle(temp,aperture); | 
|---|
|  | 33 | } | 
|---|
|  | 34 | //++ | 
|---|
|  | 35 | Circle::Circle(double x, double y, double z, double aperture) | 
|---|
|  | 36 | // | 
|---|
|  | 37 | //-- | 
|---|
|  | 38 | { | 
|---|
|  | 39 | UnitVector temp(x,y,z); | 
|---|
|  | 40 | SetCircle(temp,aperture); | 
|---|
|  | 41 | } | 
|---|
|  | 42 | //++ | 
|---|
|  | 43 | Circle::Circle(const Vector3d& v, double aperture) | 
|---|
|  | 44 | // | 
|---|
|  | 45 | //-- | 
|---|
|  | 46 | { | 
|---|
|  | 47 | UnitVector temp=v; | 
|---|
|  | 48 | SetCircle(temp,aperture); | 
|---|
|  | 49 | } | 
|---|
|  | 50 | //++ | 
|---|
|  | 51 | Circle::Circle(const Circle& c) | 
|---|
|  | 52 | // | 
|---|
|  | 53 | //    copy constructor | 
|---|
|  | 54 | //-- | 
|---|
|  | 55 | { | 
|---|
|  | 56 | UnitVector temp=c.Omega(); | 
|---|
|  | 57 | SetCircle(temp,c._angouv); | 
|---|
|  | 58 | } | 
|---|
|  | 59 | //++ | 
|---|
|  | 60 | // Titre        Public Methods | 
|---|
|  | 61 | //-- | 
|---|
|  | 62 | //++ | 
|---|
|  | 63 | void Circle::SetCircle(const UnitVector& temp, double aperture) | 
|---|
|  | 64 | // | 
|---|
|  | 65 | //-- | 
|---|
|  | 66 | { | 
|---|
|  | 67 | _spinunitaxis=temp; | 
|---|
|  | 68 | _angouv=aperture; | 
|---|
|  | 69 | _spinaxis=_spinunitaxis*fabs(cos(_angouv)); | 
|---|
|  | 70 | _theta=_spinunitaxis.Theta(); | 
|---|
|  | 71 | _phi=_spinunitaxis.Phi(); | 
|---|
|  | 72 | _x=_spinunitaxis.X(); | 
|---|
|  | 73 | _y=_spinunitaxis.Y(); | 
|---|
|  | 74 | _z=_spinunitaxis.Z(); | 
|---|
|  | 75 | } | 
|---|
|  | 76 | //++ | 
|---|
|  | 77 | void Circle::SetSpinAxis(double theta, double phi) | 
|---|
|  | 78 | // | 
|---|
|  | 79 | //-- | 
|---|
|  | 80 | { | 
|---|
|  | 81 | UnitVector temp(theta,phi); | 
|---|
|  | 82 | SetCircle(temp,_angouv); | 
|---|
|  | 83 | } | 
|---|
|  | 84 | //++ | 
|---|
|  | 85 | void Circle::SetSpinAxis(const Vector3d& u) | 
|---|
|  | 86 | // | 
|---|
|  | 87 | //-- | 
|---|
|  | 88 | { | 
|---|
|  | 89 | UnitVector temp=u; | 
|---|
|  | 90 | SetCircle(temp,_angouv); | 
|---|
|  | 91 | } | 
|---|
|  | 92 | //++ | 
|---|
|  | 93 | void Circle::SetSpinAxis(double x, double y, double z) | 
|---|
|  | 94 | // | 
|---|
|  | 95 | //-- | 
|---|
|  | 96 | { | 
|---|
|  | 97 | UnitVector temp(x,y,z); | 
|---|
|  | 98 | SetCircle(temp,_angouv); | 
|---|
|  | 99 | } | 
|---|
|  | 100 | //++ | 
|---|
|  | 101 | void Circle::SetApertureAngle(double aperture) | 
|---|
|  | 102 | // | 
|---|
|  | 103 | //-- | 
|---|
|  | 104 | { | 
|---|
|  | 105 | SetCircle(_spinunitaxis,aperture); | 
|---|
|  | 106 | } | 
|---|
|  | 107 | //++ | 
|---|
|  | 108 | void Circle::SetApertureAngle(const Circle& c) | 
|---|
|  | 109 | // | 
|---|
|  | 110 | //-- | 
|---|
|  | 111 | { | 
|---|
|  | 112 | SetCircle(_spinunitaxis,c._angouv); | 
|---|
|  | 113 | } | 
|---|
|  | 114 | //++ | 
|---|
|  | 115 | bool Circle::Intersection(const Circle& c, double* psi) const | 
|---|
|  | 116 | // | 
|---|
|  | 117 | //    psi contains  4 values of the intersection  angles. | 
|---|
|  | 118 | //    -1 if  circles do not intersect | 
|---|
|  | 119 | //    psi[0]=psi(i,j,0) | 
|---|
|  | 120 | //    psi[1]=psi(i,j,1) | 
|---|
|  | 121 | //    psi[2]=psi(j,i,0) | 
|---|
|  | 122 | //    psi[3]=psi(j,i,1) | 
|---|
|  | 123 | //-- | 
|---|
|  | 124 | { | 
|---|
|  | 125 | double alphak=_angouv; | 
|---|
|  | 126 | double alphal=c._angouv; | 
|---|
|  | 127 | Vector3d ok=_spinaxis; | 
|---|
|  | 128 | Vector3d ol=c._spinaxis; | 
|---|
|  | 129 | double gamma=ok.SepAngle(ol); | 
|---|
|  | 130 | if( fabs(alphak-alphal) < gamma && gamma <= (alphak+alphal) && this != &c ) | 
|---|
|  | 131 | { | 
|---|
|  | 132 | // then the 2 circles intersect | 
|---|
|  | 133 | double sg=sin(gamma),cg=cos(gamma); | 
|---|
|  | 134 | double sak=sin(alphak),cak=cos(alphak); | 
|---|
|  | 135 | double sal=sin(alphal),cal=cos(alphal); | 
|---|
|  | 136 | double st=sin(_theta),ct=cos(_theta); | 
|---|
|  | 137 | double stc=sin(c._theta),ctc=cos(c._theta); | 
|---|
|  | 138 | double dphi=_phi-c._phi; | 
|---|
|  | 139 | double sdphi=sin(dphi),cdphi=cos(dphi); | 
|---|
|  | 140 | double sinusk=stc*sdphi/sg,cosinusk=(ctc*st-stc*ct*cdphi)/sg; | 
|---|
|  | 141 | double sinusl=-st*sdphi/sg,cosinusl=(ct*stc-st*ctc*cdphi)/sg; | 
|---|
|  | 142 | double gammaik=scangle(sinusk,cosinusk); | 
|---|
|  | 143 | double gammail=scangle(sinusl,cosinusl); | 
|---|
|  | 144 | double omegak=acos((cal-cak*cg)/sg/sak); | 
|---|
|  | 145 | double omegal=acos((cak-cal*cg)/sg/sal); | 
|---|
|  | 146 | psi[0]=fmod(gammaik-omegak+pi2,pi2); | 
|---|
|  | 147 | psi[1]=fmod(gammaik+omegak+pi2,pi2); | 
|---|
|  | 148 | psi[2]=fmod(gammail-omegal+pi2,pi2); | 
|---|
|  | 149 | psi[3]=fmod(gammail+omegal+pi2,pi2); | 
|---|
|  | 150 | if( psi[0] > psi[1] ) | 
|---|
|  | 151 | { | 
|---|
|  | 152 | // psi[0]=psi(i,j,0) | 
|---|
|  | 153 | // psi[1]=psi(i,j,1) | 
|---|
|  | 154 | // psi[2]=psi(j,i,0) | 
|---|
|  | 155 | // psi[3]=psi(j,i,1) | 
|---|
|  | 156 | swap(psi[0],psi[1]); | 
|---|
|  | 157 | swap(psi[2],psi[3]); | 
|---|
|  | 158 | } | 
|---|
|  | 159 | return true; | 
|---|
|  | 160 | } | 
|---|
|  | 161 | else | 
|---|
|  | 162 | { | 
|---|
|  | 163 | psi[0] = -1.; | 
|---|
|  | 164 | psi[1] = -1.; | 
|---|
|  | 165 | psi[2] = -1.; | 
|---|
|  | 166 | psi[3] = -1.; | 
|---|
|  | 167 | return false; | 
|---|
|  | 168 | } | 
|---|
|  | 169 | } | 
|---|
|  | 170 | //++ | 
|---|
|  | 171 | UnitVector Circle::ConvToSphere(double psi) const | 
|---|
|  | 172 | // | 
|---|
|  | 173 | //    Return UnitVector corresponding to a given position donnee on the circle | 
|---|
|  | 174 | //-- | 
|---|
|  | 175 | { | 
|---|
|  | 176 | psi=mod(psi,pi2); | 
|---|
|  | 177 | double xout, yout, zout; | 
|---|
|  | 178 | double cosa=cos(_angouv); | 
|---|
|  | 179 | double sina=sin(_angouv); | 
|---|
|  | 180 | double cost=cos(_theta); | 
|---|
|  | 181 | double sint=sin(_theta); | 
|---|
|  | 182 | double cosphi=cos(_phi); | 
|---|
|  | 183 | double sinphi=sin(_phi); | 
|---|
|  | 184 | double cosp=cos(psi); | 
|---|
|  | 185 | double sinp=sin(psi); | 
|---|
|  | 186 | xout = cosa*sint*cosphi+sina*(sinphi*sinp-cost*cosphi*cosp); | 
|---|
|  | 187 | yout = cosa*sint*sinphi-sina*(cosphi*sinp+cost*sinphi*cosp); | 
|---|
|  | 188 | zout = cosa*cost+sina*sint*cosp; | 
|---|
|  | 189 | return UnitVector(xout,yout,zout); | 
|---|
|  | 190 | } | 
|---|
|  | 191 | //++ | 
|---|
|  | 192 | UnitVector Circle::TanOnCircle(double psi) const | 
|---|
|  | 193 | // | 
|---|
|  | 194 | //    Return UnitVector corresponding to the tangent to the circle | 
|---|
|  | 195 | //    at given position on the circle. | 
|---|
|  | 196 | //-- | 
|---|
|  | 197 | { | 
|---|
|  | 198 | psi=mod(psi,pi2); | 
|---|
|  | 199 | double xout, yout, zout; | 
|---|
|  | 200 | double cost=cos(_theta); | 
|---|
|  | 201 | double sint=sin(_theta); | 
|---|
|  | 202 | double cosphi=cos(_phi); | 
|---|
|  | 203 | double sinphi=sin(_phi); | 
|---|
|  | 204 | double cosp=cos(psi); | 
|---|
|  | 205 | double sinp=sin(psi); | 
|---|
|  | 206 | xout = cosp*sinphi+sinp*sint*cosphi; | 
|---|
|  | 207 | yout = -cosp*cosphi+sinp*sint*sinphi; | 
|---|
|  | 208 | zout = -sinp*cost; | 
|---|
|  | 209 | return UnitVector(xout,yout,zout); | 
|---|
|  | 210 | } | 
|---|
|  | 211 | //++ | 
|---|
|  | 212 | UnitVector Circle::EPhi(double psi) const | 
|---|
|  | 213 | // | 
|---|
|  | 214 | //    Return the  vector  tangent to the sphere in the plane (xy) | 
|---|
|  | 215 | //    at a given position on the circle. | 
|---|
|  | 216 | //-- | 
|---|
|  | 217 | { | 
|---|
|  | 218 | psi=mod(psi,pi2); | 
|---|
|  | 219 | return ConvToSphere(psi).EPhi(); | 
|---|
|  | 220 | } | 
|---|
|  | 221 | //++ | 
|---|
|  | 222 | UnitVector Circle::ETheta(double psi) const | 
|---|
|  | 223 | // | 
|---|
|  | 224 | //    Return the other tangent  vector( orthogonal to EPhi)-- | 
|---|
|  | 225 | //    see previous method | 
|---|
|  | 226 | //-- | 
|---|
|  | 227 | { | 
|---|
|  | 228 | psi=mod(psi,pi2); | 
|---|
|  | 229 | return ConvToSphere(psi).ETheta(); | 
|---|
|  | 230 | } | 
|---|
|  | 231 | //++ | 
|---|
|  | 232 | double Circle::SepAngleTanEPhi02PI(double psi) const | 
|---|
|  | 233 | // | 
|---|
|  | 234 | //    Return separation angle in [0,2Pi] at a given position on the | 
|---|
|  | 235 | //    circle and EPhi | 
|---|
|  | 236 | //-- | 
|---|
|  | 237 | { | 
|---|
|  | 238 | psi=mod(psi,pi2); | 
|---|
|  | 239 | UnitVector pol=this->TanOnCircle(psi); | 
|---|
|  | 240 | UnitVector ephi=this->EPhi(psi); | 
|---|
|  | 241 | double angle=pol.SepAngle(ephi); | 
|---|
|  | 242 | if( pol.Z() <= 0 ) angle=pi2-angle; | 
|---|
|  | 243 | return angle; | 
|---|
|  | 244 | } | 
|---|
|  | 245 | //++ | 
|---|
|  | 246 | void Circle::Print(ostream& os) const | 
|---|
|  | 247 | // | 
|---|
|  | 248 | //-- | 
|---|
|  | 249 | { | 
|---|
|  | 250 | os << "1 - Circle - Axe de Spin Unitaire : " << _spinunitaxis << endl; | 
|---|
|  | 251 | os << "1 - Circle - Axe de Spin : " << _spinaxis << endl; | 
|---|
|  | 252 | os << "2 - Circle - Angle d'ouverture : " << _angouv << endl; | 
|---|
|  | 253 | os << "3 - Circle - Theta,Phi : " << _theta << "," << _phi << endl; | 
|---|
|  | 254 | os << "4 - Circle - x,y,z : " << _x << "," << _y << "," << _z << endl; | 
|---|
|  | 255 | } | 
|---|
|  | 256 | //++ | 
|---|
|  | 257 | // | 
|---|
|  | 258 | // inline double Theta() const | 
|---|
|  | 259 | // inline double Phi() const | 
|---|
|  | 260 | // inline double ApertureAngle() const | 
|---|
|  | 261 | // inline Vector3d Omega() const | 
|---|
|  | 262 | //-- | 
|---|
|  | 263 | //++ | 
|---|
|  | 264 | // Titre        Operators | 
|---|
|  | 265 | //-- | 
|---|
|  | 266 |  | 
|---|
|  | 267 | Circle& Circle::operator=(const Circle& c) | 
|---|
|  | 268 | { | 
|---|
|  | 269 | if( this != &c ) | 
|---|
|  | 270 | { | 
|---|
|  | 271 | UnitVector temp(c.Omega()); | 
|---|
|  | 272 | SetCircle(temp,c.ApertureAngle()); | 
|---|
|  | 273 | } | 
|---|
|  | 274 | return *this; | 
|---|
|  | 275 | } | 
|---|
|  | 276 | //++ | 
|---|
|  | 277 | bool Circle::operator==(const Circle& c) const | 
|---|
|  | 278 | // | 
|---|
|  | 279 | //-- | 
|---|
|  | 280 | { | 
|---|
|  | 281 | bool flag; | 
|---|
|  | 282 | if( this == &c ) flag=true; | 
|---|
|  | 283 | else flag=false; | 
|---|
|  | 284 | return flag; | 
|---|
|  | 285 | } | 
|---|
|  | 286 | //++ | 
|---|
|  | 287 | bool Circle::operator!=(const Circle& c) const | 
|---|
|  | 288 | // | 
|---|
|  | 289 | //-- | 
|---|
|  | 290 | { | 
|---|
|  | 291 | return (bool)(1-(this->operator==(c))); | 
|---|
|  | 292 | } | 
|---|