site/j2s/JU/Measure.js

   1 Clazz.declarePackage ("JU");
   2 Clazz.load (["JU.V3"], "JU.Measure", ["java.lang.Float", "javajs.api.Interface", "JU.Lst", "$.P3", "$.P4", "$.Quat"], function () {
   3 c$ = Clazz.declareType (JU, "Measure");
   4 c$.computeAngle = Clazz.defineMethod (c$, "computeAngle",
   5 function (pointA, pointB, pointC, vectorBA, vectorBC, asDegrees) {
   6 vectorBA.sub2 (pointA, pointB);
   7 vectorBC.sub2 (pointC, pointB);
   8 var angle = vectorBA.angle (vectorBC);
   9 return (asDegrees ? angle / 0.017453292 : angle);
  10 }, "JU.T3,JU.T3,JU.T3,JU.V3,JU.V3,~B");
  11 c$.computeAngleABC = Clazz.defineMethod (c$, "computeAngleABC",
  12 function (pointA, pointB, pointC, asDegrees) {
  13 var vectorBA =  new JU.V3 ();
  14 var vectorBC =  new JU.V3 ();
  15 return JU.Measure.computeAngle (pointA, pointB, pointC, vectorBA, vectorBC, asDegrees);
  16 }, "JU.T3,JU.T3,JU.T3,~B");
  17 c$.computeTorsion = Clazz.defineMethod (c$, "computeTorsion",
  18 function (p1, p2, p3, p4, asDegrees) {
  19 var ijx = p1.x - p2.x;
  20 var ijy = p1.y - p2.y;
  21 var ijz = p1.z - p2.z;
  22 var kjx = p3.x - p2.x;
  23 var kjy = p3.y - p2.y;
  24 var kjz = p3.z - p2.z;
  25 var klx = p3.x - p4.x;
  26 var kly = p3.y - p4.y;
  27 var klz = p3.z - p4.z;
  28 var ax = ijy * kjz - ijz * kjy;
  29 var ay = ijz * kjx - ijx * kjz;
  30 var az = ijx * kjy - ijy * kjx;
  31 var cx = kjy * klz - kjz * kly;
  32 var cy = kjz * klx - kjx * klz;
  33 var cz = kjx * kly - kjy * klx;
  34 var ai2 = 1 / (ax * ax + ay * ay + az * az);
  35 var ci2 = 1 / (cx * cx + cy * cy + cz * cz);
  36 var ai = Math.sqrt (ai2);
  37 var ci = Math.sqrt (ci2);
  38 var denom = ai * ci;
  39 var cross = ax * cx + ay * cy + az * cz;
  40 var cosang = cross * denom;
  41 if (cosang > 1) {
  42 cosang = 1;
  43 }if (cosang < -1) {
  44 cosang = -1;
  45 }var torsion = Math.acos (cosang);
  46 var dot = ijx * cx + ijy * cy + ijz * cz;
  47 var absDot = Math.abs (dot);
  48 torsion = (dot / absDot > 0) ? torsion : -torsion;
  49 return (asDegrees ? torsion / 0.017453292 : torsion);
  50 }, "JU.T3,JU.T3,JU.T3,JU.T3,~B");
  51 c$.computeHelicalAxis = Clazz.defineMethod (c$, "computeHelicalAxis",
  52 function (a, b, dq) {
  53 var vab =  new JU.V3 ();
  54 vab.sub2 (b, a);
  55 var theta = dq.getTheta ();
  56 var n = dq.getNormal ();
  57 var v_dot_n = vab.dot (n);
  58 if (Math.abs (v_dot_n) < 0.0001) v_dot_n = 0;
  59 var va_prime_d =  new JU.V3 ();
  60 va_prime_d.cross (vab, n);
  61 if (va_prime_d.dot (va_prime_d) != 0) va_prime_d.normalize ();
  62 var vda =  new JU.V3 ();
  63 var vcb = JU.V3.newV (n);
  64 if (v_dot_n == 0) v_dot_n = 1.4E-45;
  65 vcb.scale (v_dot_n);
  66 vda.sub2 (vcb, vab);
  67 vda.scale (0.5);
  68 va_prime_d.scale (theta == 0 ? 0 : (vda.length () / Math.tan (theta / 2 / 180 * 3.141592653589793)));
  69 var r = JU.V3.newV (va_prime_d);
  70 if (theta != 0) r.add (vda);
  71 var pt_a_prime = JU.P3.newP (a);
  72 pt_a_prime.sub (r);
  73 if (v_dot_n != 1.4E-45) n.scale (v_dot_n);
  74 var pt_b_prime = JU.P3.newP (pt_a_prime);
  75 pt_b_prime.add (n);
  76 theta = JU.Measure.computeTorsion (a, pt_a_prime, pt_b_prime, b, true);
  77 if (Float.isNaN (theta) || r.length () < 0.0001) theta = dq.getThetaDirectedV (n);
  78 var residuesPerTurn = Math.abs (theta == 0 ? 0 : 360 / theta);
  79 var pitch = Math.abs (v_dot_n == 1.4E-45 ? 0 : n.length () * (theta == 0 ? 1 : 360 / theta));
  80 return  Clazz.newArray (-1, [pt_a_prime, n, r, JU.P3.new3 (theta, pitch, residuesPerTurn), pt_b_prime]);
  81 }, "JU.P3,JU.P3,JU.Quat");
  82 c$.getPlaneThroughPoints = Clazz.defineMethod (c$, "getPlaneThroughPoints",
  83 function (pointA, pointB, pointC, vNorm, vAB, plane) {
  84 var w = JU.Measure.getNormalThroughPoints (pointA, pointB, pointC, vNorm, vAB);
  85 plane.set4 (vNorm.x, vNorm.y, vNorm.z, w);
  86 return plane;
  87 }, "JU.T3,JU.T3,JU.T3,JU.V3,JU.V3,JU.P4");
  88 c$.getPlaneThroughPoint = Clazz.defineMethod (c$, "getPlaneThroughPoint",
  89 function (pt, normal, plane) {
  90 plane.set4 (normal.x, normal.y, normal.z, -normal.dot (pt));
  91 }, "JU.T3,JU.V3,JU.P4");
  92 c$.distanceToPlane = Clazz.defineMethod (c$, "distanceToPlane",
  93 function (plane, pt) {
  94 return (plane == null ? NaN : (plane.x * pt.x + plane.y * pt.y + plane.z * pt.z + plane.w) / Math.sqrt (plane.x * plane.x + plane.y * plane.y + plane.z * plane.z));
  95 }, "JU.P4,JU.T3");
  96 c$.distanceToPlaneD = Clazz.defineMethod (c$, "distanceToPlaneD",
  97 function (plane, d, pt) {
  98 return (plane == null ? NaN : (plane.x * pt.x + plane.y * pt.y + plane.z * pt.z + plane.w) / d);
  99 }, "JU.P4,~N,JU.P3");
 100 c$.distanceToPlaneV = Clazz.defineMethod (c$, "distanceToPlaneV",
 101 function (norm, w, pt) {
 102 return (norm == null ? NaN : (norm.x * pt.x + norm.y * pt.y + norm.z * pt.z + w) / Math.sqrt (norm.x * norm.x + norm.y * norm.y + norm.z * norm.z));
 103 }, "JU.V3,~N,JU.P3");
 104 c$.calcNormalizedNormal = Clazz.defineMethod (c$, "calcNormalizedNormal",
 105 function (pointA, pointB, pointC, vNormNorm, vAB) {
 106 vAB.sub2 (pointB, pointA);
 107 vNormNorm.sub2 (pointC, pointA);
 108 vNormNorm.cross (vAB, vNormNorm);
 109 vNormNorm.normalize ();
 110 }, "JU.T3,JU.T3,JU.T3,JU.V3,JU.V3");
 111 c$.getDirectedNormalThroughPoints = Clazz.defineMethod (c$, "getDirectedNormalThroughPoints",
 112 function (pointA, pointB, pointC, ptRef, vNorm, vAB) {
 113 var nd = JU.Measure.getNormalThroughPoints (pointA, pointB, pointC, vNorm, vAB);
 114 if (ptRef != null) {
 115 var pt0 = JU.P3.newP (pointA);
 116 pt0.add (vNorm);
 117 var d = pt0.distance (ptRef);
 118 pt0.sub2 (pointA, vNorm);
 119 if (d > pt0.distance (ptRef)) {
 120 vNorm.scale (-1);
 121 nd = -nd;
 122 }}return nd;
 123 }, "JU.T3,JU.T3,JU.T3,JU.T3,JU.V3,JU.V3");
 124 c$.getNormalThroughPoints = Clazz.defineMethod (c$, "getNormalThroughPoints",
 125 function (pointA, pointB, pointC, vNorm, vTemp) {
 126 JU.Measure.calcNormalizedNormal (pointA, pointB, pointC, vNorm, vTemp);
 127 vTemp.setT (pointA);
 128 return -vTemp.dot (vNorm);
 129 }, "JU.T3,JU.T3,JU.T3,JU.V3,JU.V3");
 130 c$.getPlaneProjection = Clazz.defineMethod (c$, "getPlaneProjection",
 131 function (pt, plane, ptProj, vNorm) {
 132 var dist = JU.Measure.distanceToPlane (plane, pt);
 133 vNorm.set (plane.x, plane.y, plane.z);
 134 vNorm.normalize ();
 135 vNorm.scale (-dist);
 136 ptProj.add2 (pt, vNorm);
 137 }, "JU.P3,JU.P4,JU.P3,JU.V3");
 138 c$.getNormalFromCenter = Clazz.defineMethod (c$, "getNormalFromCenter",
 139 function (ptCenter, ptA, ptB, ptC, isOutward, normal) {
 140 var vAB =  new JU.V3 ();
 141 var d = JU.Measure.getNormalThroughPoints (ptA, ptB, ptC, normal, vAB);
 142 var isReversed = (JU.Measure.distanceToPlaneV (normal, d, ptCenter) > 0);
 143 if (isReversed == isOutward) normal.scale (-1.0);
 144 return !isReversed;
 145 }, "JU.P3,JU.P3,JU.P3,JU.P3,~B,JU.V3");
 146 c$.getNormalToLine = Clazz.defineMethod (c$, "getNormalToLine",
 147 function (pointA, pointB, vNormNorm) {
 148 vNormNorm.sub2 (pointA, pointB);
 149 vNormNorm.cross (vNormNorm, JU.Measure.axisY);
 150 vNormNorm.normalize ();
 151 if (Float.isNaN (vNormNorm.x)) vNormNorm.set (1, 0, 0);
 152 }, "JU.P3,JU.P3,JU.V3");
 153 c$.getBisectingPlane = Clazz.defineMethod (c$, "getBisectingPlane",
 154 function (pointA, vAB, ptTemp, vTemp, plane) {
 155 ptTemp.scaleAdd2 (0.5, vAB, pointA);
 156 vTemp.setT (vAB);
 157 vTemp.normalize ();
 158 JU.Measure.getPlaneThroughPoint (ptTemp, vTemp, plane);
 159 }, "JU.P3,JU.V3,JU.T3,JU.V3,JU.P4");
 160 c$.projectOntoAxis = Clazz.defineMethod (c$, "projectOntoAxis",
 161 function (point, axisA, axisUnitVector, vectorProjection) {
 162 vectorProjection.sub2 (point, axisA);
 163 var projectedLength = vectorProjection.dot (axisUnitVector);
 164 point.scaleAdd2 (projectedLength, axisUnitVector, axisA);
 165 vectorProjection.sub2 (point, axisA);
 166 }, "JU.P3,JU.P3,JU.V3,JU.V3");
 167 c$.calcBestAxisThroughPoints = Clazz.defineMethod (c$, "calcBestAxisThroughPoints",
 168 function (points, axisA, axisUnitVector, vectorProjection, nTriesMax) {
 169 var nPoints = points.length;
 170 axisA.setT (points[0]);
 171 axisUnitVector.sub2 (points[nPoints - 1], axisA);
 172 axisUnitVector.normalize ();
 173 JU.Measure.calcAveragePointN (points, nPoints, axisA);
 174 var nTries = 0;
 175 while (nTries++ < nTriesMax && JU.Measure.findAxis (points, nPoints, axisA, axisUnitVector, vectorProjection) > 0.001) {
 176 }
 177 var tempA = JU.P3.newP (points[0]);
 178 JU.Measure.projectOntoAxis (tempA, axisA, axisUnitVector, vectorProjection);
 179 axisA.setT (tempA);
 180 }, "~A,JU.P3,JU.V3,JU.V3,~N");
 181 c$.findAxis = Clazz.defineMethod (c$, "findAxis",
 182 function (points, nPoints, axisA, axisUnitVector, vectorProjection) {
 183 var sumXiYi =  new JU.V3 ();
 184 var vTemp =  new JU.V3 ();
 185 var pt =  new JU.P3 ();
 186 var ptProj =  new JU.P3 ();
 187 var a = JU.V3.newV (axisUnitVector);
 188 var sum_Xi2 = 0;
 189 for (var i = nPoints; --i >= 0; ) {
 190 pt.setT (points[i]);
 191 ptProj.setT (pt);
 192 JU.Measure.projectOntoAxis (ptProj, axisA, axisUnitVector, vectorProjection);
 193 vTemp.sub2 (pt, ptProj);
 194 vTemp.cross (vectorProjection, vTemp);
 195 sumXiYi.add (vTemp);
 196 sum_Xi2 += vectorProjection.lengthSquared ();
 197 }
 198 var m = JU.V3.newV (sumXiYi);
 199 m.scale (1 / sum_Xi2);
 200 vTemp.cross (m, axisUnitVector);
 201 axisUnitVector.add (vTemp);
 202 axisUnitVector.normalize ();
 203 vTemp.sub2 (axisUnitVector, a);
 204 return vTemp.length ();
 205 }, "~A,~N,JU.P3,JU.V3,JU.V3");
 206 c$.calcAveragePoint = Clazz.defineMethod (c$, "calcAveragePoint",
 207 function (pointA, pointB, pointC) {
 208 pointC.set ((pointA.x + pointB.x) / 2, (pointA.y + pointB.y) / 2, (pointA.z + pointB.z) / 2);
 209 }, "JU.P3,JU.P3,JU.P3");
 210 c$.calcAveragePointN = Clazz.defineMethod (c$, "calcAveragePointN",
 211 function (points, nPoints, averagePoint) {
 212 averagePoint.setT (points[0]);
 213 for (var i = 1; i < nPoints; i++) averagePoint.add (points[i]);
 214
 215 averagePoint.scale (1 / nPoints);
 216 }, "~A,~N,JU.P3");
 217 c$.transformPoints = Clazz.defineMethod (c$, "transformPoints",
 218 function (vPts, m4, center) {
 219 var v =  new JU.Lst ();
 220 for (var i = 0; i < vPts.size (); i++) {
 221 var pt = JU.P3.newP (vPts.get (i));
 222 pt.sub (center);
 223 m4.rotTrans (pt);
 224 pt.add (center);
 225 v.addLast (pt);
 226 }
 227 return v;
 228 }, "JU.Lst,JU.M4,JU.P3");
 229 c$.isInTetrahedron = Clazz.defineMethod (c$, "isInTetrahedron",
 230 function (pt, ptA, ptB, ptC, ptD, plane, vTemp, vTemp2, fullyEnclosed) {
 231 var b = (JU.Measure.distanceToPlane (JU.Measure.getPlaneThroughPoints (ptC, ptD, ptA, vTemp, vTemp2, plane), pt) >= 0);
 232 if (b != (JU.Measure.distanceToPlane (JU.Measure.getPlaneThroughPoints (ptA, ptD, ptB, vTemp, vTemp2, plane), pt) >= 0)) return false;
 233 if (b != (JU.Measure.distanceToPlane (JU.Measure.getPlaneThroughPoints (ptB, ptD, ptC, vTemp, vTemp2, plane), pt) >= 0)) return false;
 234 var d = JU.Measure.distanceToPlane (JU.Measure.getPlaneThroughPoints (ptA, ptB, ptC, vTemp, vTemp2, plane), pt);
 235 if (fullyEnclosed) return (b == (d >= 0));
 236 var d1 = JU.Measure.distanceToPlane (plane, ptD);
 237 return d1 * d <= 0 || Math.abs (d1) > Math.abs (d);
 238 }, "JU.P3,JU.P3,JU.P3,JU.P3,JU.P3,JU.P4,JU.V3,JU.V3,~B");
 239 c$.getIntersectionPP = Clazz.defineMethod (c$, "getIntersectionPP",
 240 function (plane1, plane2) {
 241 var a1 = plane1.x;
 242 var b1 = plane1.y;
 243 var c1 = plane1.z;
 244 var d1 = plane1.w;
 245 var a2 = plane2.x;
 246 var b2 = plane2.y;
 247 var c2 = plane2.z;
 248 var d2 = plane2.w;
 249 var norm1 = JU.V3.new3 (a1, b1, c1);
 250 var norm2 = JU.V3.new3 (a2, b2, c2);
 251 var nxn =  new JU.V3 ();
 252 nxn.cross (norm1, norm2);
 253 var ax = Math.abs (nxn.x);
 254 var ay = Math.abs (nxn.y);
 255 var az = Math.abs (nxn.z);
 256 var x;
 257 var y;
 258 var z;
 259 var diff;
 260 var type = (ax > ay ? (ax > az ? 1 : 3) : ay > az ? 2 : 3);
 261 switch (type) {
 262 case 1:
 263 x = 0;
 264 diff = (b1 * c2 - b2 * c1);
 265 if (Math.abs (diff) < 0.01) return null;
 266 y = (c1 * d2 - c2 * d1) / diff;
 267 z = (b2 * d1 - d2 * b1) / diff;
 268 break;
 269 case 2:
 270 diff = (a1 * c2 - a2 * c1);
 271 if (Math.abs (diff) < 0.01) return null;
 272 x = (c1 * d2 - c2 * d1) / diff;
 273 y = 0;
 274 z = (a2 * d1 - d2 * a1) / diff;
 275 break;
 276 case 3:
 277 default:
 278 diff = (a1 * b2 - a2 * b1);
 279 if (Math.abs (diff) < 0.01) return null;
 280 x = (b1 * d2 - b2 * d1) / diff;
 281 y = (a2 * d1 - d2 * a1) / diff;
 282 z = 0;
 283 }
 284 var list =  new JU.Lst ();
 285 list.addLast (JU.P3.new3 (x, y, z));
 286 nxn.normalize ();
 287 list.addLast (nxn);
 288 return list;
 289 }, "JU.P4,JU.P4");
 290 c$.getIntersection = Clazz.defineMethod (c$, "getIntersection",
 291 function (pt1, v, plane, ptRet, tempNorm, vTemp) {
 292 JU.Measure.getPlaneProjection (pt1, plane, ptRet, tempNorm);
 293 tempNorm.set (plane.x, plane.y, plane.z);
 294 tempNorm.normalize ();
 295 if (v == null) v = JU.V3.newV (tempNorm);
 296 var l_dot_n = v.dot (tempNorm);
 297 if (Math.abs (l_dot_n) < 0.01) return null;
 298 vTemp.sub2 (ptRet, pt1);
 299 ptRet.scaleAdd2 (vTemp.dot (tempNorm) / l_dot_n, v, pt1);
 300 return ptRet;
 301 }, "JU.P3,JU.V3,JU.P4,JU.P3,JU.V3,JU.V3");
 302 c$.calculateQuaternionRotation = Clazz.defineMethod (c$, "calculateQuaternionRotation",
 303 function (centerAndPoints, retStddev) {
 304 retStddev[1] = NaN;
 305 var q =  new JU.Quat ();
 306 if (centerAndPoints[0].length == 1 || centerAndPoints[0].length != centerAndPoints[1].length) return q;
 307 var n = centerAndPoints[0].length - 1;
 308 if (n < 2) return q;
 309 var Sxx = 0;
 310 var Sxy = 0;
 311 var Sxz = 0;
 312 var Syx = 0;
 313 var Syy = 0;
 314 var Syz = 0;
 315 var Szx = 0;
 316 var Szy = 0;
 317 var Szz = 0;
 318 var ptA =  new JU.P3 ();
 319 var ptB =  new JU.P3 ();
 320 for (var i = n + 1; --i >= 1; ) {
 321 var aij = centerAndPoints[0][i];
 322 var bij = centerAndPoints[1][i];
 323 ptA.sub2 (aij, centerAndPoints[0][0]);
 324 ptB.sub2 (bij, centerAndPoints[0][1]);
 325 Sxx += ptA.x * ptB.x;
 326 Sxy += ptA.x * ptB.y;
 327 Sxz += ptA.x * ptB.z;
 328 Syx += ptA.y * ptB.x;
 329 Syy += ptA.y * ptB.y;
 330 Syz += ptA.y * ptB.z;
 331 Szx += ptA.z * ptB.x;
 332 Szy += ptA.z * ptB.y;
 333 Szz += ptA.z * ptB.z;
 334 }
 335 retStddev[0] = JU.Measure.getRmsd (centerAndPoints, q);
 336 var N =  Clazz.newDoubleArray (4, 4, 0);
 337 N[0][0] = Sxx + Syy + Szz;
 338 N[0][1] = N[1][0] = Syz - Szy;
 339 N[0][2] = N[2][0] = Szx - Sxz;
 340 N[0][3] = N[3][0] = Sxy - Syx;
 341 N[1][1] = Sxx - Syy - Szz;
 342 N[1][2] = N[2][1] = Sxy + Syx;
 343 N[1][3] = N[3][1] = Szx + Sxz;
 344 N[2][2] = -Sxx + Syy - Szz;
 345 N[2][3] = N[3][2] = Syz + Szy;
 346 N[3][3] = -Sxx - Syy + Szz;
 347 var v = (javajs.api.Interface.getInterface ("JU.Eigen")).setM (N).getEigenvectorsFloatTransposed ()[3];
 348 q = JU.Quat.newP4 (JU.P4.new4 (v[1], v[2], v[3], v[0]));
 349 retStddev[1] = JU.Measure.getRmsd (centerAndPoints, q);
 350 return q;
 351 }, "~A,~A");
 352 c$.getTransformMatrix4 = Clazz.defineMethod (c$, "getTransformMatrix4",
 353 function (ptsA, ptsB, m, centerA) {
 354 var cptsA = JU.Measure.getCenterAndPoints (ptsA);
 355 var cptsB = JU.Measure.getCenterAndPoints (ptsB);
 356 var retStddev =  Clazz.newFloatArray (2, 0);
 357 var q = JU.Measure.calculateQuaternionRotation ( Clazz.newArray (-1, [cptsA, cptsB]), retStddev);
 358 var r = q.getMatrix ();
 359 if (centerA == null) r.rotate (cptsA[0]);
 360  else centerA.setT (cptsA[0]);
 361 var t = JU.V3.newVsub (cptsB[0], cptsA[0]);
 362 m.setMV (r, t);
 363 return retStddev[1];
 364 }, "JU.Lst,JU.Lst,JU.M4,JU.P3");
 365 c$.getCenterAndPoints = Clazz.defineMethod (c$, "getCenterAndPoints",
 366 function (vPts) {
 367 var n = vPts.size ();
 368 var pts =  new Array (n + 1);
 369 pts[0] =  new JU.P3 ();
 370 if (n > 0) {
 371 for (var i = 0; i < n; i++) {
 372 pts[0].add (pts[i + 1] = vPts.get (i));
 373 }
 374 pts[0].scale (1 / n);
 375 }return pts;
 376 }, "JU.Lst");
 377 c$.getRmsd = Clazz.defineMethod (c$, "getRmsd",
 378 function (centerAndPoints, q) {
 379 var sum2 = 0;
 380 var ptsA = centerAndPoints[0];
 381 var ptsB = centerAndPoints[1];
 382 var cA = ptsA[0];
 383 var cB = ptsB[0];
 384 var n = ptsA.length - 1;
 385 var ptAnew =  new JU.P3 ();
 386 for (var i = n + 1; --i >= 1; ) {
 387 ptAnew.sub2 (ptsA[i], cA);
 388 q.transform2 (ptAnew, ptAnew).add (cB);
 389 sum2 += ptAnew.distanceSquared (ptsB[i]);
 390 }
 391 return Math.sqrt (sum2 / n);
 392 }, "~A,JU.Quat");
 393 Clazz.defineStatics (c$,
 394 "radiansPerDegree", (0.017453292519943295));
 395 c$.axisY = c$.prototype.axisY = JU.V3.new3 (0, 1, 0);
 396 });