src/Extrema/Extrema_GlobOptFuncCS.cxx

   1 // Created on: 2014-06-23
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  15
  16 #include <Extrema_GlobOptFuncCS.hxx>
  17
  18 #include <gp_Pnt.hxx>
  19 #include <gp_Vec.hxx>
  20 #include <math_Vector.hxx>
  21 #include <Standard_Integer.hxx>
  22 #include <Standard_OutOfRange.hxx>
  23
  24 //!F(cu, su, sv)=(C^{(x)}(cu)-S^{(x)}(su,sv))^{2}+
  25 //               (C^{(y)}(cu)-S^{(y)}(su,sv))^{2}+
  26 //               (C^{(z)}(cu)-S^{(z)}(su,sv))^{2}
  27
  28
  29 //=======================================================================
  30 //function : value
  31 //purpose  :
  32 //=======================================================================
  33 void Extrema_GlobOptFuncCS::value(Standard_Real cu,
  34                                   Standard_Real su,
  35                                   Standard_Real sv,
  36                                   Standard_Real &F)
  37 {
  38   F = myC->Value(cu).SquareDistance(myS->Value(su, sv));
  39 }
  40
  41 //=======================================================================
  42 //function : gradient
  43 //purpose  :
  44 //=======================================================================
  45 void Extrema_GlobOptFuncCS::gradient(Standard_Real cu,
  46                                      Standard_Real su,
  47                                      Standard_Real sv,
  48                                      math_Vector &G)
  49 {
  50   gp_Pnt CD0, SD0;
  51   gp_Vec CD1, SD1U, SD1V;
  52
  53   myC->D1(cu, CD0, CD1);
  54   myS->D1(su, sv, SD0, SD1U, SD1V);
  55
  56   G(1) = + (CD0.X() - SD0.X()) * CD1.X()
  57          + (CD0.Y() - SD0.Y()) * CD1.Y()
  58          + (CD0.Z() - SD0.Z()) * CD1.Z();
  59   G(2) = - (CD0.X() - SD0.X()) * SD1U.X()
  60          - (CD0.Y() - SD0.Y()) * SD1U.Y()
  61          - (CD0.Z() - SD0.Z()) * SD1U.Z();
  62   G(3) = - (CD0.X() - SD0.X()) * SD1V.X()
  63          - (CD0.Y() - SD0.Y()) * SD1V.Y()
  64          - (CD0.Z() - SD0.Z()) * SD1V.Z();
  65 }
  66
  67 //=======================================================================
  68 //function : hessian
  69 //purpose  :
  70 //=======================================================================
  71 void Extrema_GlobOptFuncCS::hessian(Standard_Real cu,
  72                                     Standard_Real su,
  73                                     Standard_Real sv,
  74                                     math_Matrix &H)
  75 {
  76   gp_Pnt CD0, SD0;
  77   gp_Vec CD1, SD1U, SD1V, CD2, SD2UU, SD2UV, SD2VV;
  78
  79   myC->D2(cu, CD0, CD1, CD2);
  80   myS->D2(su, sv, SD0, SD1U, SD1V, SD2UU, SD2VV, SD2UV);
  81
  82   H(1,1) = + CD1.X() * CD1.X()
  83            + CD1.Y() * CD1.Y()
  84            + CD1.Z() * CD1.Z()
  85            + (CD0.X() - SD0.X()) * CD2.X()
  86            + (CD0.Y() - SD0.Y()) * CD2.Y()
  87            + (CD0.Z() - SD0.Z()) * CD2.Z();
  88
  89   H(1,2) = - CD1.X() * SD1U.X()
  90            - CD1.Y() * SD1U.Y()
  91            - CD1.Z() * SD1U.Z();
  92
  93   H(1,3) = - CD1.X() * SD1V.X()
  94            - CD1.Y() * SD1V.Y()
  95            - CD1.Z() * SD1V.Z();
  96
  97   H(2,1) = H(1,2);
  98
  99   H(2,2) = + SD1U.X() * SD1U.X()
 100            + SD1U.Y() * SD1U.Y()
 101            + SD1U.Z() * SD1U.Z()
 102            - (CD0.X() - SD0.X()) * SD2UU.X()
 103            - (CD0.Y() - SD0.Y()) * SD2UU.Y()
 104            - (CD0.Z() - SD0.Z()) * SD2UU.Z();
 105
 106   H(2,3) = + SD1U.X() * SD1V.X()
 107            + SD1U.Y() * SD1V.Y()
 108            + SD1U.Z() * SD1V.Z()
 109            - (CD0.X() - SD0.X()) * SD2UV.X()
 110            - (CD0.Y() - SD0.Y()) * SD2UV.Y()
 111            - (CD0.Z() - SD0.Z()) * SD2UV.Z();
 112
 113   H(3,1) = H(1,3);
 114
 115   H(3,2) = H(2,3);
 116
 117   H(3,3) = + SD1V.X() * SD1V.X()
 118            + SD1V.Y() * SD1V.Y()
 119            + SD1V.Z() * SD1V.Z()
 120            - (CD0.X() - SD0.X()) * SD2VV.X()
 121            - (CD0.Y() - SD0.Y()) * SD2VV.Y()
 122            - (CD0.Z() - SD0.Z()) * SD2VV.Z();
 123 }
 124
 125 //=======================================================================
 126 //function : checkInputData
 127 //purpose  :
 128 //=======================================================================
 129 Standard_Boolean Extrema_GlobOptFuncCS::checkInputData(const math_Vector   &X,
 130                                                        Standard_Real       &cu,
 131                                                        Standard_Real       &su,
 132                                                        Standard_Real       &sv)
 133 {
 134   Standard_Integer aStartIndex = X.Lower();
 135   cu = X(aStartIndex);
 136   su = X(aStartIndex + 1);
 137   sv = X(aStartIndex + 2);
 138
 139   if (cu < myC->FirstParameter()  ||
 140       cu > myC->LastParameter()   ||
 141       su < myS->FirstUParameter() ||
 142       su > myS->LastUParameter()  ||
 143       sv < myS->FirstVParameter() ||
 144       sv > myS->LastVParameter())
 145   {
 146     return Standard_False;
 147   }
 148   return Standard_True;
 149 }
 150
 151 //=======================================================================
 152 //function : Extrema_GlobOptFuncCS
 153 //purpose  : Constructor
 154 //=======================================================================
 155 Extrema_GlobOptFuncCS::Extrema_GlobOptFuncCS(const Adaptor3d_Curve   *C,
 156                                              const Adaptor3d_Surface *S)
 157 : myC(C),
 158   myS(S)
 159 {
 160 }
 161
 162 //=======================================================================
 163 //function : NbVariables
 164 //purpose  :
 165 //=======================================================================
 166 Standard_Integer Extrema_GlobOptFuncCS::NbVariables() const
 167 {
 168   return 3;
 169 }
 170
 171 //=======================================================================
 172 //function : Value
 173 //purpose  :
 174 //=======================================================================
 175 Standard_Boolean Extrema_GlobOptFuncCS::Value(const math_Vector &X,
 176                                               Standard_Real     &F)
 177 {
 178   Standard_Real cu, su, sv;
 179   if (!checkInputData(X, cu, su, sv))
 180     return Standard_False;
 181
 182   value(cu, su, sv, F);
 183   return Standard_True;
 184 }
 185
 186 //=======================================================================
 187 //function : Gradient
 188 //purpose  :
 189 //=======================================================================
 190 Standard_Boolean Extrema_GlobOptFuncCS::Gradient(const math_Vector &X,
 191                                                  math_Vector       &G)
 192 {
 193   Standard_Real cu, su, sv;
 194   if (!checkInputData(X, cu, su, sv))
 195     return Standard_False;
 196
 197   gradient(cu, su, sv, G);
 198   return Standard_True;
 199 }
 200
 201 //=======================================================================
 202 //function : Values
 203 //purpose  :
 204 //=======================================================================
 205 Standard_Boolean Extrema_GlobOptFuncCS::Values(const math_Vector &X,
 206                                                Standard_Real     &F,
 207                                                math_Vector       &G)
 208 {
 209   Standard_Real cu, su, sv;
 210   if (!checkInputData(X, cu, su, sv))
 211     return Standard_False;
 212
 213   value(cu, su, sv, F);
 214   gradient(cu, su, sv, G);
 215   return Standard_True;
 216 }
 217
 218 //=======================================================================
 219 //function : Values
 220 //purpose  :
 221 //=======================================================================
 222 Standard_Boolean Extrema_GlobOptFuncCS::Values(const math_Vector &X,
 223                                                Standard_Real     &F,
 224                                                math_Vector       &G,
 225                                                math_Matrix       &H)
 226 {
 227   Standard_Real cu, su, sv;
 228   if (!checkInputData(X, cu, su, sv))
 229     return Standard_False;
 230
 231   value(cu, su, sv, F);
 232   gradient(cu, su, sv, G);
 233   hessian(cu, su, sv, H);
 234   return Standard_True;
 235 }