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