Файл: Клевенский А.Е. Моделирование геометрических понятий и технология проектирования.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.07.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 0
д л я |
tn — O; 1 и при условии, |
что |
|
||
|
Fa |
< |
1 |
и Т |
6 [0, 1]. |
|
|
||||
Заметим, что в рассмотренных схемах поиска значе |
|||||
ний |
Т однозначное решение возможно только для вари |
||||
анта |
пересечения прямой |
лучом, |
во всех остальных слу |
чаях решение может быть многозначным. Процедуры, обеспечивающие поиск значений Т, при которых луч пе ресекает элемент графического описания, назовем проце дурой «пересечения лучом элемента графического описа ния». Особенности этой процедуры состоят в том, что ее выполнение имеет несколько исходов (выходов) : луч пе ресекает элемент в одной точке; решение определяется некоторым множеством значений Т и требуется еще опре делить, какое из значений Г £ {Т} больше подходит кон структору; луч не пересекает элемент графического опи
сания; луч и элемент типа п р я м а я |
(без ФОТ) |
совпадают, |
|
т. е. луч проходит через все |
точки |
прямой. |
|
Допустим, что вместо луча задан кусок произвольной |
|||
кривой. З а д а н и е этого куска |
кривой может |
быть в виде |
|
аналитического описания F(x, |
у) или набора |
упорядочен |
ных точек. Используя процедуру инцидентности точек за
данного куска |
кривой относительно элемента графическо |
||||||||
го описания, |
можно |
построить |
итеративный |
процесс |
|||||
поиска значений |.Fa |s^A, |
где |
Д — предельно |
м а л а я |
вели |
|||||
чина, значением которой можно прннебречь |
(т. е. считать |
||||||||
^ = 0 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П а р а м е т р |
Т проекции |
точки |
кривой, |
для |
которой |
||||
І ^ а І ^ Д , определяет |
собой |
параметр |
пересечения. Та |
||||||
кого рода процедуру |
назовем |
«пересечением |
элемента |
||||||
'графического |
описания |
кривой». Эта |
процедура |
имеет |
|||||
аналогичные |
исходы |
поиска параметров |
пересечения: |
||||||
элемент графического |
описания |
пересекается |
|
кривой |
только в одной точке; число пересечений больше едини цы; кривая не пересекает элемент; форма кривой совпа дает с формой элемента.
6.Габаритная линия и габаритный размер
Впроектировании очень часто выполняются операции, связанные с простановкой размеров . В связи с этим необ ходимо рассмотреть схему еще одной процедуры, кото-
31
рую определим как процедуру «поиска касательной к элементу графического описания». Исходной переменной этой процедуры является угол наклона касательной. Алгоритм решения этой задачи строится на основе вы полнения процедуры «пересечения элемента лучом» при условии, что полюсом луча является точка заданного элемента графического описания (при переменной Т). Эта точка перемещается до тех пор, пока луч не пересекает элемент ни в какой другой точке. Возможен и такой ис ход этой процедуры, когда луч частично или полностью совпадает с элементом графического описания. В этом
случае |
выбор |
значения Т из установленного множества |
|||
{Т}, к а ж д ы й |
элемент |
которого |
удовлетворяет условию |
||
касания |
(но не пересечения), может быть |
произвольным, |
|||
так как |
любое |
Т £{Т} |
отвечает |
решению |
поставленной |
задачи . |
|
|
|
|
|
Очевидно, что для любого элемента графического опи сания всегда найдутся две точки, которые отвечают ре шению задачи . Касательные в этих точках обычно назы вают габаритными линиями. Когда направление луча —
касательной совпадает с элементом |
типа отрезка |
прямой, |
||||||||
за параметры касания |
следует |
принять |
|
Г = 0 |
и |
Т=1. |
||||
Если теперь д л я найденных Т, в которых |
|
определены |
||||||||
габаритные линии, |
вычислить х(Т), |
у(Т) |
и |
подставить |
||||||
эти координаты в формулу (11), |
полагая, |
что |
одна |
пара |
||||||
X, у представляет точку А, а другая |
пара —• точку |
прямой |
||||||||
(при этом |
р = х|)К асат),то полученное |
значение |
\Fa\ |
принято |
||||||
называть |
габаритным размером . |
|
|
|
|
|
|
|
||
Определение габаритного размера целесообразно вы |
||||||||||
делить в |
процедуру |
(«вычисление |
габаритного |
разме |
||||||
р а » ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
принять угол |
касательной |
равным |
т|>касат + я/2, |
где г|)касат — предыдущее значение угла наклона, то, при меняя процедуры' «поиска габаритных линий» и «вычис ления габаритного размера», определим второй габарит
ный р а з м е р ' э л е м е н т а графического |
описания. |
7. Список основных операторов воздействия |
|
на элементы графического |
описания |
Некоторые операции в предыдущих |
п а р а г р а ф а х не рас |
сматривались потому, что они элементарно просты и об- • щеизвестны. К таким операциям следует отнести вычисле-
32
ние длины вектора; определение направленности вектора; сдвиг элемента описания на величину Ах, Ау; поворот элемента на угол а.
При решении различных геометрических задач эти операции встречаются очень часто.
Элементы графического описания, которые были рас смотрены выше, обладают свойством направленности. Поэтому иногда желательно изменить их направлен ность, т. е. переориентировать на плоскости. Это значит, что д л я элемента прямой, например, необходимо конеч
ную точку сделать начальной, а угол |
направления отрез |
|||||
ка прямой |
изменить |
на |
величину числа я . Д л я |
элемента |
||
«дуга» это |
связано |
с |
изменением |
угла |
TJÎ0 |
и з н а к а |
угла м0 . |
|
|
|
|
|
|
Процедуры такого рода будем называть |
процедурами |
«переориентации элемента графического описания». Они тоже д о л ж н ы входить в состав основных операций.
Численные значения компонент вектора (2) не всегда могут быть известны конструктору. Ч а щ е всего ему удоб нее назвать совсем другие параметры элемента. Эти па раметры как-то связаны с компонентами вектора (2). Если известны эти зависимости, то их необходимо офор мить в виде специальных программ и ввести в состав опе раций ввода информации . Приведем некоторые из таких операций.
При задании базового элемента типа «отрезок пря мой» конструктору чаще всего удобнее з а д а т ь начальную
и конечную точки этого отрезка. |
|
||
При |
задании дуги |
возможны такие |
условия з а д а н и я |
данных |
на входе: |
|
|
1. Элемент «дуга» задан координатами трех точек: на |
|||
чальной, |
конечной и |
промежуточной; |
начальной, цен |
тральной и конечной (для ориентации луча, определяюще го конец дуги, конечная точка может не л е ж а т ь на
ду г е ) .
2.Элемент «дуга» задан координатами двух точек: начальной и конечной; величиной радиуса и признаком
направления |
дуги |
( ± 1 ) . |
|
|
3. Элемент |
«окружность» з а д а н координатами центра, |
|||
величиной радиуса |
и признаком |
направления . |
|
|
И з элементов описания строится контур фигуры. П о д |
||||
контуром фигуры, или контурной |
линией, будем |
понимать |
||
упорядоченную |
совокупность |
элементов |
графического |
3. Зак. 755 |
33- |
описания, |
для которых выполнено |
определенное |
правило |
построения. |
Это правило состоит |
в том, что |
конечная |
точка одного элемента является начальной точкой дру гого. Это правило имеет исключение, когда в контурной
линии |
есть разрыв, т. е. д л я начального |
и конечного |
эле |
|||
ментов |
контурной |
линии их начальная и конечная точки |
||||
з а д а н ы |
разными |
координатами. Отсюда |
контурные |
ли |
||
нии различаются |
на линии открытого |
и |
замкнутого |
ти |
||
пов. При описании контурных линий задания |
элементов |
|||||
графического описания могут изменяться |
по |
сравнению |
с теми вариантами, которые были приведены выше. Так, например, могут быть заданы компоненты элементов гра
фического |
описания, |
составляющих |
контур, |
||||
< 0, |
х0, |
у0, |
і];0 , |
* |
) ' — і - й |
элемент |
описания; |
< R0, |
*, |
*, |
*, |
+* |
> —i |
-f- 1-й элемент описания; |
|
і + 2-й элемент описания |
задан координатами конечной |
||||||
точки и признаком элемента описания. |
|
||||||
Звездочка-(*) означает, что значение компоненты описа |
|||||||
ния необходимо |
вычислить. |
|
|
На внутреннем языке контурная линия представляет ся списком элементов графического описания. Структура такого списка рассматривается несколько позже, однако
здесь необходимо |
отметить, |
что к а ж д ы й графический |
элемент описания, |
входящий |
в список, представлен век |
тором вида (2). Поэтому процедура преобразования дан ных контура на входе д о л ж н а обеспечить перевод (или пересчет) вводимых данных в вид (2).
Следует отметить, что приведенные в табл . 2 процеду ры представляют собой решение элементарных геомет рических задач, однако исходов их решения может быть
несколько, т а к как |
всегда возможно |
такое задание ис |
ходных параметров, |
которое может |
не соответствовать |
основному ожидаемому результату решения. В этих слу чаях процедура д о л ж н а оканчиваться четкой формули ровкой возникшей ситуации.
П р и описании проблемы соответствия входной инфор мации и ее представления на внутреннем языке отмечены лишь основные процедуры, которые в программном ис
полнении представляют собой операторы |
преобразования |
|||
входных |
данных |
во |
внутренний язык |
описания. |
Д о |
сих пор |
нами |
рассматривались |
некоторые опера |
ции над элементами графического описания, не наклады в а я определенных требований на систематизацию этих
34
Т а б л и ц а 2
Модификации процедуры «преобразования входных данных контурной линии в вид внутреннего описания»
Номер Номер процедуры элемента
1 ' І і + 1 i-j-2
2 ('
»•+1 i-j-2
3 i
1 Н И
i + 2
4
i
5 i '+1
Данные элемента графичес |
Обозначение |
и пояснение |
Семантика исхода выполнения |
кого описания |
некоторых |
переменных |
процедуры |
0, |
х0, |
у,,, |
Я|}0, |
* |
R0 |
*, |
*, |
*, |
±* |
0, |
* , |
# , |
* , |
* |
0, |
х0, |
у0, |
*, |
* |
Ro, |
х0, |
ув, |
|
*,±* |
о, * , |
* , |
* , |
* |
|
R0, |
х0, |
у0, |
*, |
±* |
о, |
* , |
* , |
* , |
* |
R0, |
х0, |
у0, |
*, |
±* |
Ro, |
х0, |
Уд, |
*, |
±* |
R0, |
х0, |
Уо, |
^ о . |
± * |
|
|
|
|
|
1. |
Процедура |
выполнена |
||||
( ± ) - признак направления дуги |
2. |
*оі Уо и |
л и |
# о заданы |
неверно |
||||||
Х)і, |
Уh—координаты |
|
конечной |
3. |
Xh, |
Ук |
и л |
и |
заданы не |
||
|
|
точки i-f-2-го |
элемента |
|
верно |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1. |
Процедура |
выполнена |
||||
xk> |
Hh—координаты |
|
конечной |
2- |
хв, |
Уо |
і-го |
элемента |
или |
||
|
|
точки i-f-2-го |
элемента |
|
Rg |
заданы |
|
неверно |
|
||
|
|
|
|
|
3- |
*ft, |
Уh и л и |
Ro заданы |
неверно |
||
Элемент < 0 , * , * |
, * , * — |
1. |
Процедура |
выполнена |
|||||||
элемент условный. После вы |
2. |
Сопряжение элементов |
|||||||||
полнения процедуры |
может |
|
невозможно |
|
|||||||
быть |
вырожден в |
точку пере |
|
|
|
|
|
|
|
||
хода |
одной дуги |
в другую |
1. |
Процедура |
выполнена |
||||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
2. |
Укажите |
положение |
началь |
|||
|
|
|
|
|
|
ной точки і-го элемента |
|||||
|
|
|
|
|
3. |
Сопряжение |
невозможно |
R0, |
Хо, |
Уо, |
т|'о. |
± |
* |
1. |
Процедура |
выполнена |
|
2. |
Укажите п о л о ж е н и е конеч |
||||||||
Ro, |
*. |
*. |
*. |
± |
* |
||||
|
ной точки |
i + 1 - г о элемента |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
3. |
Сопряжение |
невозможно |