| 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 | }
 | 
|---|