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11 //
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13 // commercial license or contractual agreement.
18 #include <Standard.hxx>
19 #include <Standard_DefineAlloc.hxx>
20 #include <Standard_Handle.hxx>
22 #include <gp_XYZ.hxx>
23 #include <Standard_Real.hxx>
24 #include <Standard_Integer.hxx>
25 #include <Standard_Boolean.hxx>
26 class Standard_ConstructionError;
27 class Standard_DomainError;
28 class Standard_OutOfRange;
29 class gp_Vec;
30 class gp_XYZ;
31 class gp_Ax1;
32 class gp_Ax2;
33 class gp_Trsf;
37 //! Describes a unit vector in 3D space. This unit vector is also called "Direction".
38 //! See Also
39 //! gce_MakeDir which provides functions for more complex
40 //! unit vector constructions
41 //! Geom_Direction which provides additional functions for
42 //! constructing unit vectors and works, in particular, with the
43 //! parametric equations of unit vectors.
44 class gp_Dir
45 {
46 public:
48   DEFINE_STANDARD_ALLOC
51   //! Creates a direction corresponding to X axis.
52     gp_Dir();
54   //! Normalizes the vector V and creates a direction. Raises ConstructionError if V.Magnitude() <= Resolution.
55     gp_Dir(const gp_Vec& V);
57   //! Creates a direction from a triplet of coordinates. Raises ConstructionError if Coord.Modulus() <= Resolution from gp.
58     gp_Dir(const gp_XYZ& Coord);
60   //! Creates a direction with its 3 cartesian coordinates. Raises ConstructionError if Sqrt(Xv*Xv + Yv*Yv + Zv*Zv) <= Resolution
61   //! Modification of the direction's coordinates
62   //! If Sqrt (X*X + Y*Y + Z*Z) <= Resolution from gp where
63   //! X, Y ,Z are the new coordinates it is not possible to
64   //! construct the direction and the method raises the
65   //! exception ConstructionError.
66     gp_Dir(const Standard_Real Xv, const Standard_Real Yv, const Standard_Real Zv);
69   //! For this unit vector,  assigns the value Xi to:
70   //! -   the X coordinate if Index is 1, or
71   //! -   the Y coordinate if Index is 2, or
72   //! -   the Z coordinate if Index is 3,
73   //! and then normalizes it.
74   //! Warning
75   //! Remember that all the coordinates of a unit vector are
76   //! implicitly modified when any single one is changed directly.
77   //! Exceptions
78   //! Standard_OutOfRange if Index is not 1, 2, or 3.
79   //! Standard_ConstructionError if either of the following
80   //! is less than or equal to gp::Resolution():
81   //! -   Sqrt(Xv*Xv + Yv*Yv + Zv*Zv), or
82   //! -   the modulus of the number triple formed by the new
83   //! value Xi and the two other coordinates of this vector
84   //! that were not directly modified.
85     void SetCoord (const Standard_Integer Index, const Standard_Real Xi);
87   //! For this unit vector,  assigns the values Xv, Yv and Zv to its three coordinates.
88   //! Remember that all the coordinates of a unit vector are
89   //! implicitly modified when any single one is changed directly.
90     void SetCoord (const Standard_Real Xv, const Standard_Real Yv, const Standard_Real Zv);
92   //! Assigns the given value to the X coordinate of this   unit vector.
93     void SetX (const Standard_Real X);
95   //! Assigns the given value to the Y coordinate of this   unit vector.
96     void SetY (const Standard_Real Y);
98   //! Assigns the given value to the Z  coordinate of this   unit vector.
99     void SetZ (const Standard_Real Z);
101   //! Assigns the three coordinates of Coord to this unit vector.
102     void SetXYZ (const gp_XYZ& Coord);
105   //! Returns the coordinate of range Index :
106   //! Index = 1 => X is returned
107   //! Index = 2 => Y is returned
108   //! Index = 3 => Z is returned
109   //! Exceptions
110   //! Standard_OutOfRange if Index is not 1, 2, or 3.
111     Standard_Real Coord (const Standard_Integer Index) const;
113   //! Returns for the  unit vector  its three coordinates Xv, Yv, and Zv.
114     void Coord (Standard_Real& Xv, Standard_Real& Yv, Standard_Real& Zv) const;
116   //! Returns the X coordinate for a  unit vector.
117     Standard_Real X() const;
119   //! Returns the Y coordinate for a  unit vector.
120     Standard_Real Y() const;
122   //! Returns the Z coordinate for a  unit vector.
123     Standard_Real Z() const;
125   //! for this unit vector, returns  its three coordinates as a number triplea.
126     const gp_XYZ& XYZ() const;
129   //! Returns True if the angle between the two directions is
130   //! lower or equal to AngularTolerance.
131     Standard_Boolean IsEqual (const gp_Dir& Other, const Standard_Real AngularTolerance) const;
134   //! Returns True if  the angle between this unit vector and the unit vector Other is equal to Pi/2 (normal).
135     Standard_Boolean IsNormal (const gp_Dir& Other, const Standard_Real AngularTolerance) const;
138   //! Returns True if  the angle between this unit vector and the unit vector Other is equal to  Pi (opposite).
139     Standard_Boolean IsOpposite (const gp_Dir& Other, const Standard_Real AngularTolerance) const;
142   //! Returns true if the angle between this unit vector and the
143   //! unit vector Other is equal to 0 or to Pi.
144   //! Note: the tolerance criterion is given by AngularTolerance.
145     Standard_Boolean IsParallel (const gp_Dir& Other, const Standard_Real AngularTolerance) const;
148   //! Computes the angular value in radians between <me> and
149   //! <Other>. This value is always positive in 3D space.
150   //! Returns the angle in the range [0, PI]
151   Standard_EXPORT Standard_Real Angle (const gp_Dir& Other) const;
154   //! Computes the angular value between <me> and <Other>.
155   //! <VRef> is the direction of reference normal to <me> and <Other>
156   //! and its orientation gives the positive sense of rotation.
157   //! If the cross product <me> ^ <Other> has the same orientation
158   //! as <VRef> the angular value is positive else negative.
159   //! Returns the angular value in the range -PI and PI (in radians). Raises  DomainError if <me> and <Other> are not parallel this exception is raised
160   //! when <VRef> is in the same plane as <me> and <Other>
161   //! The tolerance criterion is Resolution from package gp.
162   Standard_EXPORT Standard_Real AngleWithRef (const gp_Dir& Other, const gp_Dir& VRef) const;
164   //! Computes the cross product between two directions
165   //! Raises the exception ConstructionError if the two directions
166   //! are parallel because the computed vector cannot be normalized
167   //! to create a direction.
168     void Cross (const gp_Dir& Right);
169   void operator ^= (const gp_Dir& Right)
170 {
171   Cross(Right);
172 }
174   //! Computes the triple vector product.
175   //! <me> ^ (V1 ^ V2)
176   //! Raises the exception ConstructionError if V1 and V2 are parallel
177   //! or <me> and (V1^V2) are parallel because the computed vector
178   //! can't be normalized to create a direction.
179   Standard_NODISCARD gp_Dir Crossed (const gp_Dir& Right) const;
180   Standard_NODISCARD gp_Dir operator ^ (const gp_Dir& Right) const
181 {
182   return Crossed(Right);
183 }
185     void CrossCross (const gp_Dir& V1, const gp_Dir& V2);
187   //! Computes the double vector product this ^ (V1 ^ V2).
188   //! -   CrossCrossed creates a new unit vector.
189   //! Exceptions
190   //! Standard_ConstructionError if:
191   //! -   V1 and V2 are parallel, or
192   //! -   this unit vector and (V1 ^ V2) are parallel.
193   //! This is because, in these conditions, the computed vector
194   //! is null and cannot be normalized.
195     Standard_NODISCARD gp_Dir CrossCrossed (const gp_Dir& V1, const gp_Dir& V2) const;
197   //! Computes the scalar product
198     Standard_Real Dot (const gp_Dir& Other) const;
199   Standard_Real operator * (const gp_Dir& Other) const
200 {
201   return Dot(Other);
202 }
205   //! Computes the triple scalar product <me> * (V1 ^ V2).
206   //! Warnings :
207   //! The computed vector V1' = V1 ^ V2 is not normalized
208   //! to create a unitary vector. So this method never
209   //! raises an exception even if V1 and V2 are parallel.
210     Standard_Real DotCross (const gp_Dir& V1, const gp_Dir& V2) const;
212     void Reverse();
214   //! Reverses the orientation of a direction
215   //! geometric transformations
216   //! Performs the symmetrical transformation of a direction
217   //! with respect to the direction V which is the center of
218   //! the  symmetry.]
220   Standard_NODISCARD gp_Dir operator -() const
221 {
222   return Reversed();
223 }
225   Standard_EXPORT void Mirror (const gp_Dir& V);
228   //! Performs the symmetrical transformation of a direction
229   //! with respect to the direction V which is the center of
230   //! the  symmetry.
231   Standard_NODISCARD Standard_EXPORT gp_Dir Mirrored (const gp_Dir& V) const;
233   Standard_EXPORT void Mirror (const gp_Ax1& A1);
236   //! Performs the symmetrical transformation of a direction
237   //! with respect to an axis placement which is the axis
238   //! of the symmetry.
239   Standard_NODISCARD Standard_EXPORT gp_Dir Mirrored (const gp_Ax1& A1) const;
241   Standard_EXPORT void Mirror (const gp_Ax2& A2);
244   //! Performs the symmetrical transformation of a direction
245   //! with respect to a plane. The axis placement A2 locates
246   //! the plane of the symmetry : (Location, XDirection, YDirection).
247   Standard_NODISCARD Standard_EXPORT gp_Dir Mirrored (const gp_Ax2& A2) const;
249     void Rotate (const gp_Ax1& A1, const Standard_Real Ang);
252   //! Rotates a direction. A1 is the axis of the rotation.
253   //! Ang is the angular value of the rotation in radians.
254     Standard_NODISCARD gp_Dir Rotated (const gp_Ax1& A1, const Standard_Real Ang) const;
256   Standard_EXPORT void Transform (const gp_Trsf& T);
259   //! Transforms a direction with a "Trsf" from gp.
260   //! Warnings :
261   //! If the scale factor of the "Trsf" T is negative then the
262   //! direction <me> is reversed.
263   Standard_NODISCARD gp_Dir Transformed (const gp_Trsf& T) const;
266   //! Dumps the content of me into the stream
267   Standard_EXPORT void DumpJson (Standard_OStream& theOStream, Standard_Integer theDepth = -1) const;
269   //! Inits the content of me from the stream
270   Standard_EXPORT Standard_Boolean InitFromJson (const Standard_SStream& theSStream, Standard_Integer& theStreamPos);
273 protected:
279 private:
283   gp_XYZ coord;
286 };
289 #include <gp_Dir.lxx>