simgear/math/SGSphere.hxx

   1 // Copyright (C) 2006  Mathias Froehlich - Mathias.Froehlich@web.de
   2 //
   3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   4 // modify it under the terms of the GNU Library General Public
   5 // License as published by the Free Software Foundation; either
   6 // version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   7 //
   8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
   9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  11 // Library General Public License for more details.
  12 //
  13 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  14 // along with this program; if not, write to the Free Software
  15 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  16 //
  17
  18 #ifndef SGSphere_H
  19 #define SGSphere_H
  20
  21 #pragma GCC diagnostic ignored "-Wuninitialized" SGSphere();
  22
  23 template<typename T>
  24 class SGSphere {
  25 public:
  26   SGSphere() :
  27      /*
  28       * Do not initialize _center to save unneeded initialization time.
  29       * Fix 'may be used uninitialized' warnings locally instead
  30       */
  31 //  _center(0.0, 0.0, 0.0),
  32     _radius(-1)
  33   { }
  34   SGSphere(const SGVec3<T>& center, const T& radius) :
  35     _center(center),
  36     _radius(radius)
  37   { }
  38   template<typename S>
  39   explicit SGSphere(const SGSphere<S>& sphere) :
  40     _center(sphere.getCenter()),
  41     _radius(sphere.getRadius())
  42   { }
  43
  44   const SGVec3<T>& getCenter() const
  45   { return _center; }
  46   void setCenter(const SGVec3<T>& center)
  47   { _center = center; }
  48
  49   const T& getRadius() const
  50   { return _radius; }
  51   void setRadius(const T& radius)
  52   { _radius = radius; }
  53   T getRadius2() const
  54   { return _radius*_radius; }
  55
  56   bool empty() const
  57   { return !valid(); }
  58
  59   bool valid() const
  60   { return 0 <= _radius; }
  61
  62   void clear()
  63   { _radius = -1; }
  64
  65   void expandBy(const SGVec3<T>& v)
  66   {
  67     if (empty()) {
  68       _center = v;
  69       _radius = 0;
  70       return;
  71     }
  72
  73     T dist2 = distSqr(_center, v);
  74     if (dist2 <= getRadius2())
  75       return;
  76
  77     T dist = sqrt(dist2);
  78     T newRadius = T(0.5)*(_radius + dist);
  79     _center += ((newRadius - _radius)/dist)*(v - _center);
  80     _radius = newRadius;
  81   }
  82
  83   void expandBy(const SGSphere<T>& s)
  84   {
  85     if (s.empty())
  86       return;
  87
  88     if (empty()) {
  89       _center = s.getCenter();
  90       _radius = s.getRadius();
  91       return;
  92     }
  93
  94     T dist = length(_center - s.getCenter());
  95     if (dist <= SGLimits<T>::min()) {
  96       _radius = SGMisc<T>::max(_radius, s._radius);
  97       return;
  98     }
  99
 100     // already included
 101     if (dist + s.getRadius() <= _radius)
 102       return;
 103
 104     // new one includes all
 105     if (dist + _radius <= s.getRadius()) {
 106       _center = s.getCenter();
 107       _radius = s.getRadius();
 108       return;
 109     }
 110
 111     T newRadius = T(0.5)*(_radius + dist + s.getRadius());
 112     T ratio = (newRadius - _radius) / dist;
 113     _radius = newRadius;
 114
 115     _center[0] += ratio*(s._center[0] - _center[0]);
 116     _center[1] += ratio*(s._center[1] - _center[1]);
 117     _center[2] += ratio*(s._center[2] - _center[2]);
 118   }
 119
 120   void expandBy(const SGBox<T>& box)
 121   {
 122     if (box.empty())
 123       return;
 124
 125     if (empty()) {
 126       _center = box.getCenter();
 127       _radius = T(0.5)*length(box.getSize());
 128       return;
 129     }
 130
 131     SGVec3<T> boxCenter = box.getCenter();
 132     SGVec3<T> corner;
 133     for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
 134       if (_center[i] < boxCenter[i])
 135         corner[i] = box.getMax()[i];
 136       else
 137         corner[i] = box.getMin()[i];
 138     }
 139     expandBy(corner);
 140   }
 141
 142 private:
 143   SGVec3<T> _center;
 144   T _radius;
 145 };
 146
 147 /// Output to an ostream
 148 template<typename char_type, typename traits_type, typename T>
 149 inline
 150 std::basic_ostream<char_type, traits_type>&
 151 operator<<(std::basic_ostream<char_type, traits_type>& s,
 152            const SGSphere<T>& sphere)
 153 {
 154   return s << "center = " << sphere.getCenter()
 155            << ", radius = " << sphere.getRadius();
 156 }
 157
 158 #endif