]> gitweb.michael.orlitzky.com - spline3.git/blobdiff - src/Tetrahedron.hs
Remove the Tetrahedron 'number' field.
[spline3.git] / src / Tetrahedron.hs
index 73ed58863595cab2da3bd8a4a0e98cd2f5f69ad4..9f68364042e7563a3b10d23f01e72f2845ba74af 100644 (file)
@@ -1,23 +1,32 @@
 module Tetrahedron
 where
 
+import qualified Data.Vector as V (
+  singleton,
+  snoc,
+  sum
+  )
 import Numeric.LinearAlgebra hiding (i, scale)
 import Prelude hiding (LT)
 import Test.QuickCheck (Arbitrary(..), Gen)
 
 import Cardinal
+import Comparisons (nearly_ge)
 import FunctionValues
 import Misc (factorial)
 import Point
 import RealFunction
 import ThreeDimensional
 
-data Tetrahedron = Tetrahedron { fv :: FunctionValues,
-                                 v0 :: Point,
-                                 v1 :: Point,
-                                 v2 :: Point,
-                                 v3 :: Point }
-                   deriving (Eq)
+data Tetrahedron =
+  Tetrahedron { fv :: FunctionValues,
+                v0 :: Point,
+                v1 :: Point,
+                v2 :: Point,
+                v3 :: Point,
+                precomputed_volume :: Double
+              }
+    deriving (Eq)
 
 
 instance Arbitrary Tetrahedron where
@@ -27,7 +36,12 @@ instance Arbitrary Tetrahedron where
       rnd_v2 <- arbitrary :: Gen Point
       rnd_v3 <- arbitrary :: Gen Point
       rnd_fv <- arbitrary :: Gen FunctionValues
-      return (Tetrahedron rnd_fv rnd_v0 rnd_v1 rnd_v2 rnd_v3)
+
+      -- We can't assign an incorrect precomputed volume,
+      -- so we have to calculate the correct one here.
+      let t' = Tetrahedron rnd_fv rnd_v0 rnd_v1 rnd_v2 rnd_v3 0
+      let vol = volume t'
+      return (Tetrahedron rnd_fv rnd_v0 rnd_v1 rnd_v2 rnd_v3 vol)
 
 
 instance Show Tetrahedron where
@@ -40,18 +54,56 @@ instance Show Tetrahedron where
 
 
 instance ThreeDimensional Tetrahedron where
-    center t = ((v0 t) + (v1 t) + (v2 t) + (v3 t)) `scale` (1/4)
+    center (Tetrahedron _ v0' v1' v2' v3' _) =
+        (v0' + v1' + v2' + v3') `scale` (1/4)
+
     contains_point t p =
-        (b0 t p) >= 0 && (b1 t p) >= 0 && (b2 t p) >= 0 && (b3 t p) >= 0
+      b0_unscaled `nearly_ge` 0 &&
+      b1_unscaled `nearly_ge` 0 &&
+      b2_unscaled `nearly_ge` 0 &&
+      b3_unscaled `nearly_ge` 0
+      where
+        -- Drop the useless division and volume calculation that we
+        -- would do if we used the regular b0,..b3 functions.
+        b0_unscaled :: Double
+        b0_unscaled = volume inner_tetrahedron
+          where inner_tetrahedron = t { v0 = p }
+
+        b1_unscaled :: Double
+        b1_unscaled = volume inner_tetrahedron
+          where inner_tetrahedron = t { v1 = p }
+
+        b2_unscaled :: Double
+        b2_unscaled = volume inner_tetrahedron
+          where inner_tetrahedron = t { v2 = p }
+
+        b3_unscaled :: Double
+        b3_unscaled = volume inner_tetrahedron
+          where inner_tetrahedron = t { v3 = p }
 
 
 polynomial :: Tetrahedron -> (RealFunction Point)
 polynomial t =
-    sum [ (c t i j k l) `cmult` (beta t i j k l) | i <- [0..3],
-                                                   j <- [0..3],
-                                                   k <- [0..3],
-                                                   l <- [0..3],
-                                                   i + j + k + l == 3]
+    V.sum $ V.singleton ((c t 0 0 0 3) `cmult` (beta t 0 0 0 3)) `V.snoc`
+            ((c t 0 0 1 2) `cmult` (beta t 0 0 1 2)) `V.snoc`
+            ((c t 0 0 2 1) `cmult` (beta t 0 0 2 1)) `V.snoc`
+            ((c t 0 0 3 0) `cmult` (beta t 0 0 3 0)) `V.snoc`
+            ((c t 0 1 0 2) `cmult` (beta t 0 1 0 2)) `V.snoc`
+            ((c t 0 1 1 1) `cmult` (beta t 0 1 1 1)) `V.snoc`
+            ((c t 0 1 2 0) `cmult` (beta t 0 1 2 0)) `V.snoc`
+            ((c t 0 2 0 1) `cmult` (beta t 0 2 0 1)) `V.snoc`
+            ((c t 0 2 1 0) `cmult` (beta t 0 2 1 0)) `V.snoc`
+            ((c t 0 3 0 0) `cmult` (beta t 0 3 0 0)) `V.snoc`
+            ((c t 1 0 0 2) `cmult` (beta t 1 0 0 2)) `V.snoc`
+            ((c t 1 0 1 1) `cmult` (beta t 1 0 1 1)) `V.snoc`
+            ((c t 1 0 2 0) `cmult` (beta t 1 0 2 0)) `V.snoc`
+            ((c t 1 1 0 1) `cmult` (beta t 1 1 0 1)) `V.snoc`
+            ((c t 1 1 1 0) `cmult` (beta t 1 1 1 0)) `V.snoc`
+            ((c t 1 2 0 0) `cmult` (beta t 1 2 0 0)) `V.snoc`
+            ((c t 2 0 0 1) `cmult` (beta t 2 0 0 1)) `V.snoc`
+            ((c t 2 0 1 0) `cmult` (beta t 2 0 1 0)) `V.snoc`
+            ((c t 2 1 0 0) `cmult` (beta t 2 1 0 0)) `V.snoc`
+            ((c t 3 0 0 0) `cmult` (beta t 3 0 0 0))
 
 
 -- | Returns the domain point of t with indices i,j,k,l.
@@ -243,27 +295,27 @@ volume t
 
 -- | The barycentric coordinates of a point with respect to v0.
 b0 :: Tetrahedron -> (RealFunction Point)
-b0 t point = (volume inner_tetrahedron) / (volume t)
+b0 t point = (volume inner_tetrahedron) / (precomputed_volume t)
              where
                inner_tetrahedron = t { v0 = point }
 
 
 -- | The barycentric coordinates of a point with respect to v1.
 b1 :: Tetrahedron -> (RealFunction Point)
-b1 t point = (volume inner_tetrahedron) / (volume t)
+b1 t point = (volume inner_tetrahedron) / (precomputed_volume t)
              where
                inner_tetrahedron = t { v1 = point }
 
 
 -- | The barycentric coordinates of a point with respect to v2.
 b2 :: Tetrahedron -> (RealFunction Point)
-b2 t point = (volume inner_tetrahedron) / (volume t)
+b2 t point = (volume inner_tetrahedron) / (precomputed_volume t)
              where
                inner_tetrahedron = t { v2 = point }
 
 
 -- | The barycentric coordinates of a point with respect to v3.
 b3 :: Tetrahedron -> (RealFunction Point)
-b3 t point = (volume inner_tetrahedron) / (volume t)
+b3 t point = (volume inner_tetrahedron) / (precomputed_volume t)
              where
                inner_tetrahedron = t { v3 = point }