0032832: Coding - get rid of unused headers [FairCurve to GeomAPI]
[occt.git] / src / Geom / Geom_ConicalSurface.hxx
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9 // the terms of the GNU Lesser General Public License version 2.1 as published
10 // by the Free Software Foundation, with special exception defined in the file
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13 //
14 // Alternatively, this file may be used under the terms of Open CASCADE
15 // commercial license or contractual agreement.
16
17 #ifndef _Geom_ConicalSurface_HeaderFile
18 #define _Geom_ConicalSurface_HeaderFile
19
20 #include <Standard.hxx>
21 #include <Standard_Type.hxx>
22
23 #include <Geom_ElementarySurface.hxx>
24 #include <Standard_Integer.hxx>
25 class gp_Ax3;
26 class gp_Cone;
27 class gp_Trsf;
28 class gp_GTrsf2d;
29 class gp_Pnt;
30 class Geom_Curve;
31 class gp_Vec;
32 class Geom_Geometry;
33
34
35 class Geom_ConicalSurface;
36 DEFINE_STANDARD_HANDLE(Geom_ConicalSurface, Geom_ElementarySurface)
37
38 //! Describes a cone.
39 //! A cone is defined by the half-angle (can be negative) at its apex, and
40 //! is positioned in space by a coordinate system (a
41 //! gp_Ax3 object) and a reference radius as follows:
42 //! - The "main Axis" of the coordinate system is the
43 //! axis of revolution of the cone.
44 //! - The plane defined by the origin, the "X Direction"
45 //! and the "Y Direction" of the coordinate system is
46 //! the reference plane of the cone. The intersection
47 //! of the cone with this reference plane is a circle of
48 //! radius equal to the reference radius.
49 //! - The apex of the cone is on the negative side of
50 //! the "main Axis" of the coordinate system if the
51 //! half-angle is positive, and on the positive side if
52 //! the half-angle is negative.
53 //! This coordinate system is the "local coordinate
54 //! system" of the cone. The following apply:
55 //! - Rotation around its "main Axis", in the
56 //! trigonometric sense given by the "X Direction"
57 //! and the "Y Direction", defines the u parametric direction.
58 //! - Its "X Axis" gives the origin for the u parameter.
59 //! - Its "main Direction" is the v parametric direction of the cone.
60 //! - Its origin is the origin of the v parameter.
61 //! The parametric range of the two parameters is:
62 //! @code
63 //!  - [ 0, 2.*Pi ] for u, and
64 //!  - ] -infinity, +infinity [ for v
65 //! @endcode
66 //! The parametric equation of the cone is:
67 //! @code
68 //! P(u, v) = O + (R + v*sin(Ang)) * (cos(u)*XDir + sin(u)*YDir) + v*cos(Ang)*ZDir
69 //! @endcode
70 //! where:
71 //! - O, XDir, YDir and ZDir are respectively
72 //! the origin, the "X Direction", the "Y Direction" and
73 //! the "Z Direction" of the cone's local coordinate system,
74 //! - Ang is the half-angle at the apex of the cone,   and
75 //! - R is the reference radius.
76 class Geom_ConicalSurface : public Geom_ElementarySurface
77 {
78
79 public:
80
81   
82
83   //! A3 defines the local coordinate system of the conical surface.
84   //! Ang is the conical surface semi-angle. Its absolute value is in range
85   //! ]0, PI/2[.
86   //! Radius is the radius of the circle Viso in the placement plane
87   //! of the conical surface defined with "XAxis" and "YAxis".
88   //! The "ZDirection" of A3 defines the direction of the surface's
89   //! axis of symmetry.
90   //! If the location point of A3 is the apex of the surface
91   //! Radius = 0 .
92   //! At the creation the parametrization of the surface is defined
93   //! such that the normal Vector (N = D1U ^ D1V) is oriented towards
94   //! the "outside region" of the surface.
95   //!
96   //! Raised if Radius < 0.0 or Abs(Ang) < Resolution from gp or
97   //! Abs(Ang) >= PI/2 - Resolution
98   Standard_EXPORT Geom_ConicalSurface(const gp_Ax3& A3, const Standard_Real Ang, const Standard_Real Radius);
99   
100
101   //! Creates a ConicalSurface from a non transient gp_Cone.
102   Standard_EXPORT Geom_ConicalSurface(const gp_Cone& C);
103
104   //! Set <me> so that <me> has the same geometric properties as C.
105   Standard_EXPORT void SetCone (const gp_Cone& C);
106
107   //! Changes the radius of the conical surface in the placement plane (Z = 0, V = 0).
108   //! The local coordinate system is not modified.
109   //! Raised if R < 0.0
110   Standard_EXPORT void SetRadius (const Standard_Real R);
111
112   //! Changes the semi angle of the conical surface.
113   //! Semi-angle can be negative. Its absolute value
114   //! Abs(Ang) is in range ]0,PI/2[.
115   //! Raises ConstructionError if Abs(Ang) < Resolution from gp or
116   //! Abs(Ang) >= PI/2 - Resolution
117   Standard_EXPORT void SetSemiAngle(const Standard_Real Ang);
118
119   //! Returns a non transient cone with the same geometric properties as <me>.
120   Standard_EXPORT gp_Cone Cone() const;
121
122   //! Eeturn 2.PI - U.
123   Standard_EXPORT Standard_Real UReversedParameter (const Standard_Real U) const Standard_OVERRIDE;
124
125   //! Computes the u (or v) parameter on the modified surface,
126   //! when reversing its u (or v) parametric direction,
127   //! for any point of u parameter U (or of v parameter V) on this cone.
128   //! In the case of a cone, these functions return respectively:
129   //! - 2.*Pi - U, -V.
130   Standard_EXPORT Standard_Real VReversedParameter (const Standard_Real V) const Standard_OVERRIDE;
131   
132   //! Changes the orientation of this cone in the v parametric direction.
133   //! The bounds of the surface are not changed but the v parametric direction is reversed.
134   //! As a consequence, for a cone:
135   //! - the "main Direction" of the local coordinate system
136   //! is reversed, and
137   //! - the half-angle at the apex is inverted.
138   Standard_EXPORT virtual void VReverse() Standard_OVERRIDE;
139
140   //! Computes the parameters on the transformed surface for
141   //! the transform of the point of parameters U,V on <me>.
142   //! @code
143   //!   me->Transformed(T)->Value(U',V')
144   //! @endcode
145   //! is the same point as
146   //! @code
147   //!   me->Value(U,V).Transformed(T)
148   //! @endcode
149   //! Where U',V' are the new values of U,V after calling
150   //! @code
151   //!   me->TransformParameters(U,V,T)
152   //! @endcode
153   //! This method multiplies V by T.ScaleFactor()
154   Standard_EXPORT virtual void TransformParameters (Standard_Real& U, Standard_Real& V, const gp_Trsf& T) const Standard_OVERRIDE;
155
156   //! Returns a 2d transformation used to find the new
157   //! parameters of a point on the transformed surface.
158   //! @code
159   //!   me->Transformed(T)->Value(U',V')
160   //! @endcode
161   //! is the same point as
162   //! @code
163   //!   me->Value(U,V).Transformed(T)
164   //! @endcode
165   //! Where U',V' are obtained by transforming U,V with the 2d transformation returned by
166   //! @code
167   //!   me->ParametricTransformation(T)
168   //! @endcode
169   //! This method returns a scale centered on the U axis with T.ScaleFactor
170   Standard_EXPORT virtual gp_GTrsf2d ParametricTransformation (const gp_Trsf& T) const Standard_OVERRIDE;
171
172   //! Computes the apex of this cone. It is on the negative
173   //! side of the axis of revolution of this cone if the
174   //! half-angle at the apex is positive, and on the positive
175   //! side of the "main Axis" if the half-angle is negative.
176   Standard_EXPORT gp_Pnt Apex() const;
177
178   //! The conical surface is infinite in the V direction so
179   //! V1 = Realfirst from Standard and V2 = RealLast.
180   //! U1 = 0 and U2 = 2*PI.
181   Standard_EXPORT void Bounds (Standard_Real& U1, Standard_Real& U2, Standard_Real& V1, Standard_Real& V2) const Standard_OVERRIDE;
182
183   //! Returns the coefficients of the implicit equation of the
184   //! quadric in the absolute cartesian coordinate system :
185   //! These coefficients are normalized.
186   //! @code
187   //!   A1.X**2 + A2.Y**2 + A3.Z**2 + 2.(B1.X.Y + B2.X.Z + B3.Y.Z) + 2.(C1.X + C2.Y + C3.Z) + D = 0.0
188   //! @endcode
189   Standard_EXPORT void Coefficients (Standard_Real& A1, Standard_Real& A2, Standard_Real& A3, Standard_Real& B1, Standard_Real& B2, Standard_Real& B3, Standard_Real& C1, Standard_Real& C2, Standard_Real& C3, Standard_Real& D) const;
190
191   //! Returns the reference radius of this cone.
192   //! The reference radius is the radius of the circle formed
193   //! by the intersection of this cone and its reference
194   //! plane (i.e. the plane defined by the origin, "X
195   //! Direction" and "Y Direction" of the local coordinate
196   //! system of this cone).
197   //! If the apex of this cone is on the origin of the local
198   //! coordinate system of this cone, the returned value is 0.
199   Standard_EXPORT Standard_Real RefRadius() const;
200
201   //! Returns the semi-angle at the apex of this cone.
202   //! Attention! Semi-angle can be negative.
203   Standard_EXPORT Standard_Real SemiAngle() const;
204
205   //! returns True.
206   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsUClosed() const Standard_OVERRIDE;
207
208   //! returns False.
209   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsVClosed() const Standard_OVERRIDE;
210
211   //! Returns True.
212   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsUPeriodic() const Standard_OVERRIDE;
213
214   //! Returns False.
215   Standard_EXPORT Standard_Boolean IsVPeriodic() const Standard_OVERRIDE;
216
217   //! Builds the U isoparametric line of this cone.
218   //! The origin of this line is on the reference plane of this cone
219   //! (i.e. the plane defined by the origin, "X Direction"
220   //! and "Y Direction" of the local coordinate system of this cone).
221   Standard_EXPORT Handle(Geom_Curve) UIso (const Standard_Real U) const Standard_OVERRIDE;
222
223   //! Builds the V isoparametric circle of this cone.
224   //! It is the circle on this cone, located in the plane of Z
225   //! coordinate V*cos(Semi-Angle) in the local coordinate system of this cone.
226   //! The "Axis" of this circle is the axis of revolution of this cone.
227   //! Its starting point is defined by the "X Direction" of this cone.
228   //! Warning
229   //! If the V isoparametric circle is close to the apex of
230   //! this cone, the radius of the circle becomes very small.
231   //! It is possible to have a circle with radius equal to 0.0.
232   Standard_EXPORT Handle(Geom_Curve) VIso (const Standard_Real V) const Standard_OVERRIDE;
233
234   //! Computes the point P (U, V) on the surface.
235   //! @code
236   //!   P (U, V) = Loc +
237   //!              (RefRadius + V * sin (Semi-Angle)) * (cos (U) * XDir + sin (U) * YDir) +
238   //!              V * cos (Semi-Angle) * ZDir
239   //! @endcode
240   //! where Loc is the origin of the placement plane (XAxis, YAxis)
241   //! XDir is the direction of the XAxis and YDir the direction of the YAxis.
242   Standard_EXPORT void D0 (const Standard_Real U, const Standard_Real V, gp_Pnt& P) const Standard_OVERRIDE;
243
244   //! Computes the current point and the first derivatives in the directions U and V.
245   Standard_EXPORT void D1 (const Standard_Real U, const Standard_Real V, gp_Pnt& P, gp_Vec& D1U, gp_Vec& D1V) const Standard_OVERRIDE;
246
247   //! Computes the current point, the first and the second derivatives in the directions U and V.
248   Standard_EXPORT void D2 (const Standard_Real U, const Standard_Real V, gp_Pnt& P, gp_Vec& D1U, gp_Vec& D1V, gp_Vec& D2U, gp_Vec& D2V, gp_Vec& D2UV) const Standard_OVERRIDE;
249
250   //! Computes the current point, the first,the second and the third
251   //! derivatives in the directions U and V.
252   Standard_EXPORT void D3 (const Standard_Real U, const Standard_Real V, gp_Pnt& P, gp_Vec& D1U, gp_Vec& D1V, gp_Vec& D2U, gp_Vec& D2V, gp_Vec& D2UV, gp_Vec& D3U, gp_Vec& D3V, gp_Vec& D3UUV, gp_Vec& D3UVV) const Standard_OVERRIDE;
253
254   //! Computes the derivative of order Nu in the u
255   //! parametric direction, and Nv in the v parametric
256   //! direction at the point of parameters (U, V) of this cone.
257   //! Exceptions
258   //! Standard_RangeError if:
259   //! - Nu + Nv is less than 1,
260   //! - Nu or Nv is negative.
261   Standard_EXPORT gp_Vec DN (const Standard_Real U, const Standard_Real V, const Standard_Integer Nu, const Standard_Integer Nv) const Standard_OVERRIDE;
262
263   //! Applies the transformation T to this cone.
264   Standard_EXPORT void Transform (const gp_Trsf& T) Standard_OVERRIDE;
265
266   //! Creates a new object which is a copy of this cone.
267   Standard_EXPORT Handle(Geom_Geometry) Copy() const Standard_OVERRIDE;
268   //! Dumps the content of me into the stream
269   Standard_EXPORT virtual void DumpJson (Standard_OStream& theOStream, Standard_Integer theDepth = -1) const Standard_OVERRIDE;
270
271   DEFINE_STANDARD_RTTIEXT(Geom_ConicalSurface,Geom_ElementarySurface)
272
273 private:
274
275   Standard_Real radius;
276   Standard_Real semiAngle;
277
278 };
279
280 #endif // _Geom_ConicalSurface_HeaderFile