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
  22 template<typename T>
  23 class SGSphere {
  24 public:
  25
  26 #ifdef __GNUC__
  27 // Avoid "_center not initialized" warnings.
  28 #   pragma GCC diagnostic push
  29 #   pragma GCC diagnostic ignored "-Wuninitialized"
  30 #endif
  31
  32   SGSphere() :
  33      /*
  34       * Do not initialize _center to save unneeded initialization time.
  35       * Fix 'may be used uninitialized' warnings locally instead
  36       */
  37 //  _center(0.0, 0.0, 0.0),
  38     _radius(-1)
  39   { }
  40   SGSphere(const SGVec3<T>& center, const T& radius) :
  41     _center(center),
  42     _radius(radius)
  43   { }
  44   template<typename S>
  45   explicit SGSphere(const SGSphere<S>& sphere) :
  46     _center(sphere.getCenter()),
  47     _radius(sphere.getRadius())
  48   { }
  49
  50 #ifdef __GNUC__
  51   // Restore warning settings.
  52 #   pragma GCC diagnostic pop
  53 #endif
  54
  55   const SGVec3<T>& getCenter() const
  56   { return _center; }
  57   void setCenter(const SGVec3<T>& center)
  58   { _center = center; }
  59
  60   const T& getRadius() const
  61   { return _radius; }
  62   void setRadius(const T& radius)
  63   { _radius = radius; }
  64   T getRadius2() const
  65   { return _radius*_radius; }
  66
  67   bool empty() const
  68   { return !valid(); }
  69
  70   bool valid() const
  71   { return 0 <= _radius; }
  72
  73   void clear()
  74   { _radius = -1; }
  75
  76   void expandBy(const SGVec3<T>& v)
  77   {
  78     if (empty()) {
  79       _center = v;
  80       _radius = 0;
  81       return;
  82     }
  83
  84     T dist2 = distSqr(_center, v);
  85     if (dist2 <= getRadius2())
  86       return;
  87
  88     T dist = sqrt(dist2);
  89     T newRadius = T(0.5)*(_radius + dist);
  90     _center += ((newRadius - _radius)/dist)*(v - _center);
  91     _radius = newRadius;
  92   }
  93
  94   void expandBy(const SGSphere<T>& s)
  95   {
  96     if (s.empty())
  97       return;
  98
  99     if (empty()) {
 100       _center = s.getCenter();
 101       _radius = s.getRadius();
 102       return;
 103     }
 104
 105     T dist = length(_center - s.getCenter());
 106     if (dist <= SGLimits<T>::min()) {
 107       _radius = SGMisc<T>::max(_radius, s._radius);
 108       return;
 109     }
 110
 111     // already included
 112     if (dist + s.getRadius() <= _radius)
 113       return;
 114
 115     // new one includes all
 116     if (dist + _radius <= s.getRadius()) {
 117       _center = s.getCenter();
 118       _radius = s.getRadius();
 119       return;
 120     }
 121
 122     T newRadius = T(0.5)*(_radius + dist + s.getRadius());
 123     T ratio = (newRadius - _radius) / dist;
 124     _radius = newRadius;
 125
 126     _center[0] += ratio*(s._center[0] - _center[0]);
 127     _center[1] += ratio*(s._center[1] - _center[1]);
 128     _center[2] += ratio*(s._center[2] - _center[2]);
 129   }
 130
 131   void expandBy(const SGBox<T>& box)
 132   {
 133     if (box.empty())
 134       return;
 135
 136     if (empty()) {
 137       _center = box.getCenter();
 138       _radius = T(0.5)*length(box.getSize());
 139       return;
 140     }
 141
 142     SGVec3<T> boxCenter = box.getCenter();
 143     SGVec3<T> corner;
 144     for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
 145       if (_center[i] < boxCenter[i])
 146         corner[i] = box.getMax()[i];
 147       else
 148         corner[i] = box.getMin()[i];
 149     }
 150     expandBy(corner);
 151   }
 152
 153 private:
 154   SGVec3<T> _center;
 155   T _radius;
 156 };
 157
 158 /// Output to an ostream
 159 template<typename char_type, typename traits_type, typename T>
 160 inline
 161 std::basic_ostream<char_type, traits_type>&
 162 operator<<(std::basic_ostream<char_type, traits_type>& s,
 163            const SGSphere<T>& sphere)
 164 {
 165   return s << "center = " << sphere.getCenter()
 166            << ", radius = " << sphere.getRadius();
 167 }
 168
 169 #endif