// CÁLCULOS:
// EixosEntrada*mt[3,3]=EixosOrigem.
// mt[3,3]=MatrizInversa(EixosEntrada)*EixosOrigem.
// como EixosOrigem=I3, mt[3,3]=MatrizInversa(EixosEntrada).
// EixosOrigemRotacionados=rotaciona(EixosOrigem).
// EixosSaida=EixosOrigemRotacionados*MatrizInversa(mt[3,3].
/// <summary>
/// construtor. Constroi os eixos 3D e rotaciona estes eixos com os
/// três angulo Euler de entrada.
/// </summary>
/// <param name="cena">imagem cujos eixos serão aplicados.</param>
/// <param name="eixoXAparente">representa o eixo X aparente, retirado da imagem de entrada.</param>
/// <param name="anguloX">ângulo X Euler.</param>
/// <param name="anguloY">ângulo Y Euler.</param>
/// <param name="anguloZ">ângulo Z Euler.</param>
/// <param name="dimCells">dimensões da imagem final, já processada.</param>
public Bitmap rotacionaComAngulosEuler(Bitmap cena, vetor2 eixoXAparente,
double anguloX, double anguloY, double anguloZ, Size dimCells)
{
// inicializa o eixo X com o parâmetro de entrada [eixoXAparente].
vetor3 eixoX = new vetor3(eixoXAparente.X, eixoXAparente.Y, 0.0);
// calcula o eixo Y como rotação de 90.0F graus do eixo X.
vetor2 ey = angulos.rotacionaVetor(90.0F, eixoXAparente);
// guarda o eixo Y num objeto [vetor3].
vetor3 eixoY = new vetor3(ey.X, ey.Y, 0.0);
// inicializa o eixo Z, como produto vetorial do eixo X e eixo Y.
vetor3 eixoZ = new vetor3();
// calcula o produto vetorial com o eixo X e o eixo Y.
eixoZ.X = eixoX.Y * eixoY.Z - eixoX.Z * eixoY.Y;
eixoZ.Y = eixoX.Z * eixoY.X - eixoX.X * eixoY.Z;
eixoZ.Z = eixoX.X * eixoY.Y - eixoX.Y * eixoY.X;
// faz a rotação nos três eixos.
vetor3[] eixosTransformados = rotacaoEuler(anguloX, anguloY, anguloZ, eixoX, eixoY, eixoZ);
// calcula o eixo X aparente através da perspectiva isométrica dos três eixos.
vetor2 eixoX2D = new vetor2((eixosTransformados[0].X + eixosTransformados[1].X + eixosTransformados[2].X) +
(eixosTransformados[0].Z + eixosTransformados[1].Z + eixosTransformados[2].Z) / this.szPerspectiva,
(eixosTransformados[0].Y + eixosTransformados[1].Y + eixosTransformados[2].Y) +
(eixosTransformados[0].Z + eixosTransformados[1].Z + eixosTransformados[2].Z) / this.szPerspectiva);
// o angulo de rotação é zero porque a rotação foi feita no eixo X Aparente [eixoX2D].
return(rotaciona.rotacionaImagemComUmEixo2D(cena, 0.0F, eixoX2D, dimCells));
} // void entradaEixosAparente()
}// drawLegend()
/// <summary>
/// desenha no dispositivo gráfico do gzimo eixos, um plano quase
/// transparente, útil para visualização qual plano é qual.
/// </summary>
/// <param name="g">dispositivo gráfico para desenho.</param>
/// <param name="corQ1">cor do plano. Deve ser bem transparente.</param>
/// <param name="numerosIndicesEixoeixos">índices do eixos gráfico, que determina o plano.</param>
public void drawATransparentPlane(PointF location, Graphics g, Color corQ1,
vetor2 locOffset, params int[] numeroIndicesEixoeixos)
{
if (numeroIndicesEixoeixos.Length != 0)
{
List <PointF> pontosPlano = new List <PointF>();
for (int x = 0; x < numeroIndicesEixoeixos.Length; x++)
{
vetor3 v = this.cordsGzimoEixos[numeroIndicesEixoeixos[x]].Clone();
v.multiplicaPorUmaBase(this.eixoXGzimo, this.eixoYGzimo, this.eixoZGzimo);
pontosPlano.Add(vetor2ToPointF(this.perspectiva(
v,
this.fatorPerspectiva),
new PointF((float)locOffset.X, (float)locOffset.Y)));
} // for x
GraphicsPath path = new GraphicsPath(pontosPlano.ToArray(), new byte[] {
(byte)PathPointType.Line,
(byte)PathPointType.Line,
(byte)PathPointType.Line,
(byte)PathPointType.Line
});
Region rg = new Region(path);
g.FillRegion(new SolidBrush(corQ1), rg);
} // if numeroIndicesEixoeixos.Length!=0
} // drawATransparentPlane()
} // void DrawGzimo().
/// <summary>
/// desenha uma legenda de orientação dos eixos cartesianos.
/// desenha também retângulos coloridos de acordo com cada plano e letras indicando o nome do plano (XZ,YZ, ou XY).
/// </summary>
/// <param name="g">dispositivo gráfico para desenho da legenda.</param>
/// <param name="locLegenda">posição da legenda, em relação ao Control pai.</param>
/// <param name="vOrigemLegenda">origem dos eixos legenda.</param>
private void drawLegend(Graphics g, vetor2 locLegenda, vetor3 vOrigemLegenda)
{
Pen pincel = new Pen(Color.Black, 2.5F);
vetor2 v2ini = vetor3.transformacaoPerspectivaIsometrica(vOrigemLegenda, fatorPerspectiva);
vetor2 v2fini = vetor3.transformacaoPerspectivaIsometrica(eixoXLegenda, fatorPerspectiva);
pincel.Color = Color.Green;
g.DrawLine(pincel,
(float)locLegenda.X + (float)v2ini.X,
(float)locLegenda.Y - (float)v2ini.Y,
(float)locLegenda.X + (float)v2fini.X,
(float)locLegenda.Y - (float)v2fini.Y);
g.DrawString("X", this.fonteGzimo, new SolidBrush(Color.Green), new PointF((float)locLegenda.X + (float)v2fini.X + 5,
(float)locLegenda.Y - (float)v2fini.Y));
v2fini = vetor3.transformacaoPerspectivaIsometrica(eixoYLegenda, fatorPerspectiva);
pincel.Color = Color.Red;
g.DrawLine(pincel,
(float)locLegenda.X + (float)v2ini.X,
(float)locLegenda.Y - (float)v2ini.Y,
(float)locLegenda.X + (float)v2fini.X,
(float)locLegenda.Y - (float)v2fini.Y);
g.DrawString("Y", this.fonteGzimo, new SolidBrush(Color.Red), new PointF((float)locLegenda.X + (float)v2fini.X,
(float)locLegenda.Y - (float)v2fini.Y - 5));
v2fini = vetor3.transformacaoPerspectivaIsometrica(eixoZLegenda, fatorPerspectiva);
pincel.Color = Color.Blue;
g.DrawLine(pincel,
(float)locLegenda.X + (float)v2ini.X,
(float)locLegenda.Y - (float)v2ini.Y,
(float)locLegenda.X + (float)v2fini.X,
(float)locLegenda.Y - (float)v2fini.Y);
g.DrawString("Z", this.fonteGzimo, new SolidBrush(Color.Blue), new PointF((float)locLegenda.X + (float)v2fini.X + 6,
(float)locLegenda.Y - (float)v2fini.Y - 6));
}// drawLegend()
} // drawLinePerspective()
/// <summary>
/// constrói os eixos que formarão o eixos tridimensional necessário
/// para mensurar as rotações que corrigirão a posição do objeto
/// 3D alvo.
/// </summary>
/// <returns></returns>
public void constroiGzimo()
{
// inicializa os eixos da base ortonormal.
this.eixoXGzimo = new vetor3(1.0, 0.0, 0.0);
this.eixoYGzimo = new vetor3(0.0, 1.0, 0.0);
this.eixoZGzimo = new vetor3(0.0, 0.0, 1.0);
// cálculos utilizados para as cordenadas do Gzimo eixos.
this.eixoXGzimo = this.szLadoGzimo * this.eixoXGzimo;
this.eixoYGzimo = this.szLadoGzimo * this.eixoYGzimo;
this.eixoZGzimo = this.szLadoGzimo * this.eixoZGzimo;
if (this.cordsGzimoEixos == null)
{
this.cordsGzimoEixos = new List <vetor3>();
}
// constrói as cordenadas do Gzimo eixos.
this.cordsGzimoEixos.Clear();
this.cordsGzimoEixos.Add(new vetor3(0.0, 0.0, 0.0));
this.cordsGzimoEixos.Add(this.eixoXGzimo);
this.cordsGzimoEixos.Add(this.eixoYGzimo);
this.cordsGzimoEixos.Add(this.eixoXGzimo + this.eixoYGzimo);
this.cordsGzimoEixos.Add(this.eixoZGzimo);
this.cordsGzimoEixos.Add(this.eixoXGzimo + this.eixoZGzimo);
this.cordsGzimoEixos.Add(this.eixoYGzimo + this.eixoZGzimo);
this.cordsGzimoEixos.Add(this.eixoXGzimo + this.eixoYGzimo + this.eixoZGzimo);
// eixos de rotação e de base ortonormal.
this.eixoXGzimo = new vetor3(1.0, 0.0, 0.0);
this.eixoYGzimo = new vetor3(0.0, 1.0, 0.0);
this.eixoZGzimo = new vetor3(0.0, 0.0, 1.0);
// fixa os eixos de legenda.
this.eixoXLegenda = new vetor3(this.eixoXGzimo);
this.eixoYLegenda = new vetor3(this.eixoYGzimo);
this.eixoZLegenda = new vetor3(this.eixoZGzimo);
// redimensiona os eixos de legenda.
this.eixoXLegenda = 45.0 * this.eixoXLegenda;
this.eixoYLegenda = 45.0 * this.eixoYLegenda;
this.eixoZLegenda = 45.0 * this.eixoZLegenda;
this.calculaCentroEAtualiza();
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 1, 0 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 2, 0 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 1, 3 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 2, 3 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 4, 6 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 1, 5 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 4, 6 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 4, 5 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 5, 7 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 6, 7 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 2, 6 });
this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Add(new int[] { 3, 7 });
} // constroieixos
} // rotacionaVetorComAnguloAbsoluto()
/// <summary>
/// rotaciona o vetor 3D em um determinado ângulo em seu plano XY, e detêrminado ângulo em seu eixo Z.
/// Tais ângulos são absolutos. A rotação é feita em coordenadas esféricas.
/// ATENÇÃO: O PLANO XY ORIGINAL FOI TROCADO PELO PLANO XZ, POIS A COORDENADA Z É A COORDENADA DE PROFUNDIDADE NOS DESENHOS.
/// </summary>
/// <param name="anguloXYEmGraus">ângulo absoluto para o plano XY, em Graus.</param>
/// <param name="anguloZEmGraus">ângulo absoluto para o eixo Z.</param>
/// <param name="v"></param>
/// <returns></returns>
public static vetor3 rotacionaVetorComAnguloAbsoluto(double anguloXYEmGraus, double anguloZEmGraus, vetor3 v)
{
vetor3 vf = new vetor3(0.0, 0.0, 0.0);
double angleXY = vetor3.toRadianos((double)anguloXYEmGraus);
double angleZ = vetor3.toRadianos((double)anguloZEmGraus);
double raio = Math.Sqrt(v.X * v.X + v.Y * v.Y + v.Z * v.Z);
vf.X = raio * Math.Sin(angleZ) * Math.Cos(angleXY);
vf.Z = raio * Math.Sin(angleZ) * Math.Sin(angleXY);
vf.Y = raio * Math.Cos(angleZ);
return(vf);
} // rotacionaVetorComAnguloAbsoluto()
} // btnPlanoXY_Click()
/// <summary>
/// desenha uma linha reta, componente do gzimo eixos.
/// </summary>
/// <param name="g">dispositivo gráfico da imagem do gzimo eixos.</param>
/// <param name="v1">vetor 3D inicial.</param>
/// <param name="v2">vetor 3D final.</param>
/// <param name="pincel">Caneta para o desenho da linha, determina a cor da linha.</param>
private void drawLinePerspective(Graphics g,
vetor3 v1, vetor3 v2,
Pen pincel)
{
vetor2 v2_i = perspectiva(v1, fatorPerspectiva);
vetor2 v2_f = perspectiva(v2, fatorPerspectiva);
// desenha a linha currente do Gzimo eixos.
g.DrawLine(pincel,
(float)posicao.X + (float)v2_i.X,
(float)posicao.Y + (float)v2_i.Y,
(float)posicao.X + (float)v2_f.X,
(float)posicao.Y + (float)v2_f.Y);
} // drawLinePerspective()
} // iniciaMatriz3D()
public Bitmap calcImagemComMatrix3D(vetor3 eixoX, vetor3 eixoY, vetor3 eixoZ,
Matriz3DparaImagem2D.transformacaoPerspectiva funcPerspectiva,
double fatorPerspectiva, Bitmap cenaRotacionada, Bitmap cena, double profundidadeObjeto, ref string msgErro)
{
try
{
Bitmap cenaSaida = null;
int x, y, z;
v2_0 = null;
if (!this.isMatrizJaGerada)
{
this.iniciaMatriz3D(eixoX, eixoY, eixoZ, cena, profundidadeObjeto, fatorPerspectiva, funcPerspectiva, ref msgErro);
}
// malha principal, mapeia a matriz rotacionada e seta as cores das coordenadas calculadas.
for (z = 0; z < this.matrix.GetLength(2); z++)
{
for (y = 0; y < this.matrix.GetLength(1); y++)
{
for (x = 0; x < this.matrix.GetLength(0); x++)
{
v3 = new vetor3(this.matrix[x, y, z]);
v3.multiplicaPorUmaBase(eixoX, eixoY, eixoZ);
v2_0 = funcPerspectiva(v3, fatorPerspectiva);
if (((int)(v2_0.X - xmin) < cena.Width) &&
((int)(v2_0.Y - ymin) < cena.Height) &&
((v2_0.X - xmin) >= 0) &&
((v2_0.Y - ymin) >= 0))
{
// seta a cor na coordenada 2D perspectiva isométrica calculada a partir do ponto 3D matrix[x,y,z].
cenaRotacionada.SetPixel((int)(v2_0.X - this.xmin), (int)(v2_0.Y - this.ymin), this.matrix[x, y, z].cor);
}
} // for x
}
}
msgErro = "";
cenaSaida = Utils.UtilsImage.recortaImagem(cenaRotacionada);
return(cenaSaida);
} // try
catch (Exception ex)
{
msgErro = "Erro no processamento da imagem, em sua inicialização. Mensagem de Erro: " + ex.Message;
return(null);
} // catch
} // calcImagemComMatrix3D()
} // constroieixos
/// <summary>
/// calcula o centro, e retira o centro de todos
/// os pontos que formam o GzimoEixos currente.
/// </summary>
public void calculaCentroEAtualiza()
{
int x;
this.centro = new vetor3(0.0, 0.0, 0.0);
for (x = 0; x < this.cordsGzimoEixos.Count; x++)
{
this.centro.X += this.cordsGzimoEixos[x].X;
this.centro.Y += this.cordsGzimoEixos[x].Y;
this.centro.Z += this.cordsGzimoEixos[x].Z;
} // for x
this.centro.X /= (double)this.cordsGzimoEixos.Count;
this.centro.Y /= (double)this.cordsGzimoEixos.Count;
this.centro.Z /= (double)this.cordsGzimoEixos.Count;
for (x = 0; x < this.cordsGzimoEixos.Count; x++)
{
this.cordsGzimoEixos[x] = this.cordsGzimoEixos[x] - centro;
}
} // calculaCentro
} // calcImagemComMatrix3D()
/// <summary>
/// retira de uma matriz de vetores [vetor3] o valor de seu centro de massa.
/// Isto permite uam rotação centralizada.
/// </summary>
private void centralizaMatriz()
{
media = new vetor3(0.0, 0.0, 0.0);
int x, y, z;
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
if (matrix[x, y, z] != null)
{
// calcula a soma do vetores para depois mensurar a média final.
media = media + matrix[x, y, z];
}
}
}
}
double n = matrix.GetLength(0) * matrix.GetLength(1) * matrix.GetLength(2);
// calcla o produto entre um numero [1/n] e o vetor 3D [media], para calcular a média final.
media = (1 / n) * media;
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
if (matrix[x, y, z] != null)
{
matrix[x, y, z] = matrix[x, y, z] - media;
}
}
}
}
} // centralizaMatriz();
/// <summary>
/// constroi e rotaciona uma lista de vetores 3D a partir de uma imagem e vetor3 eixos determinados pelo aplicativo, e alguns parâmetros.
/// </summary>
/// <param name="eixoX">eixo X 3D calculado com ferramentas como o gzimo eixos.</param>
/// <param name="eixoY">eixo Y 3D calculado com ferramentas como o gzimo eixos.</param>
/// <param name="eixoZ">eixo Z 3D calculado com ferramentas como o gzimo eixos.</param>
/// <param name="cena">imagem a ser processada.</param>
/// <param name="profundidadeObjeto">profundidade imaginada pelo usuário para a imagem 3D a ser rotacionada.</param>
/// <param name="anguloXYEmGraus">ângulo de rotação do plano XY.</param>
/// <param name="anguloYZEmGraus">ângulo de rotação do plano YZ.</param>
/// <param name="anguloXZEmGraus">ângulo de rotação do plano XZ.</param>
/// <param name="msgErro">mensagens de erro durante o processamento da imagem para matriz rotacionada.</param>
/// <param name="isAnguloAbsoluto">se [true], os ângulos não são incrementos, mas marcam posições absolutas.</param>
/// <param name="isUsaEixoZCalculado">se [true], o eixo Z é calculado pelo produto vetorial entre os
/// eixos X e Y, e o ângulo entre esses eixos.</param>
/// <param name="funcPerspecitva">função de transformação para o efeito de perspectiva (transformação de dados 3D para geometria 2D.</param>
/// <param name="fatorPerspectiva">utiliza o fator de perspectiva para incrementar o método de transformação de perspectiva.</param>
///<returns>retorna a imagem rotacionada.</returns>
public Bitmap rotacionaMatriz3D(
vetor3 eixoX,
vetor3 eixoY,
vetor3 eixoZ,
Bitmap cena,
double profundidadeObjeto,
double anguloXYEmGraus,
double anguloYZEmGraus,
double anguloXZEmGraus,
ref string msgErro,
bool isAnguloAbsoluto,
bool isUsaEixoZCalculado,
transformacaoPerspectiva funcPerspectiva,
double fatorPerspectiva)
{
vetor3 eixo_i = new vetor3(eixoX);
vetor3 eixo_j = new vetor3(eixoY);
vetor3 eixo_k = new vetor3(eixoZ);
msgErro = "";
if (msgErro != "")
{
return(null);
}
if (isUsaEixoZCalculado)
{
// calcula o eixo Z a partir do produto vetorial e do ângulo entre os eixos X e Y.É um grande avanço!
double anguloXY = Math.Acos(1 / ((eixoX.modulo() * eixoY.modulo())) * (eixoX * eixoY));
// faz o produto vetorial e divide pelos modulos dos eixos X e Y.
eixoZ = (Math.Sin(anguloXY) / (eixoX.modulo() * eixoY.modulo())) * (eixoX & eixoY);
} // if isUsaEixoZCalculado
// normaliza os três eixos.
eixo_i.normaliza();
eixo_j.normaliza();
eixo_k.normaliza();
// inicia a imagem a ser rotacionada.
Bitmap cenaRotacionada = new Bitmap(6 * cena.Width, 6 * cena.Height);
if (isAnguloAbsoluto)
{
// calcula os ângulos iniciais, que são retirados para formar um ângulo absoluto com os ângulos parâmetros.
double anguloXYEixoXinicial = angulos.toGraus(eixo_i.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.XY));
double anguloXZEixoXinicial = angulos.toGraus(eixo_i.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.XZ));
double anguloYZEixoXInicial = angulos.toGraus(eixo_i.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.YZ));
double anguloXYEixoYinicial = angulos.toGraus(eixo_j.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.XY));
double anguloXZEixoYinicial = angulos.toGraus(eixo_j.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.XZ));
double anguloYZEixoYInicial = angulos.toGraus(eixo_j.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.YZ));
double anguloXYEixoZinicial = angulos.toGraus(eixo_k.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.XY));
double anguloXZEixoZinicial = angulos.toGraus(eixo_k.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.XZ));
double anguloYZEixoZInicial = angulos.toGraus(eixo_k.encontraAnguloOmega(vetor3.planoRotacao.YZ));
// rotaciona os eixos cartesianos com acrescimos de ângulos, que também são ângulos absolutos.
eixo_i.rotacionaVetorAnguloAbsoluto(anguloXYEmGraus + anguloXYEixoXinicial, -anguloYZEmGraus + anguloYZEixoXInicial, -anguloXZEmGraus + anguloXZEixoXinicial);
eixo_j.rotacionaVetorAnguloAbsoluto(anguloXYEmGraus + anguloXYEixoYinicial, -anguloYZEmGraus + anguloYZEixoYInicial, -anguloXZEmGraus + anguloXZEixoYinicial);
eixo_k.rotacionaVetorAnguloAbsoluto(anguloXYEmGraus + anguloXYEixoZinicial, -anguloYZEmGraus + anguloYZEixoZInicial, -anguloXZEmGraus + anguloXZEixoZinicial); // normaliza os três eixos.
eixo_i.normaliza();
eixo_j.normaliza();
eixo_k.normaliza();
if (!this.isMatrizJaGerada)
{
this.iniciaMatriz3D(
eixoX,
eixoY,
eixoZ,
cena,
profundidadeObjeto,
fatorPerspectiva,
funcPerspectiva,
ref msgErro);
} // if !isMatrizJaGerada
} // if isAnguloAbsoluto
else
{ // cálculo ângulo relativo.
// rotaciona os eixos-base, portanto uma rotação com acréscimos de ângulos.
eixo_i.rotacionaVetor(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
eixo_j.rotacionaVetor(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
eixo_k.rotacionaVetor(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
if (!this.isMatrizJaGerada)
{
this.iniciaMatriz3D(
eixo_i,
eixo_j,
eixo_k,
cena,
profundidadeObjeto,
fatorPerspectiva,
funcPerspectiva,
ref msgErro);
} // if !isMatrizJaGerada
if (msgErro != "")
{
return(null);
}
} // else
return(this.calcImagemComMatrix3D(
eixo_i,
eixo_j,
eixo_k,
funcPerspectiva,
fatorPerspectiva,
cenaRotacionada, cena,
profundidadeObjeto,
ref msgErro));
} // rotacionaMatriz3D()
} // rotacionaMatriz3D()
/// <summary>
/// constrói a matriz 3D associado à imagem 2D de entrada.
/// </summary>
/// <param name="eixoX">eixo X, imaginado com o gzimo eixos.</param>
/// <param name="eixoY">eixo Y, imaginado com o gzimo eixos.</param>
/// <param name="eixoZ">eixo Z, imaginado com o gzimo eixos.</param>
/// <param name="isUsaEixoZCalculado">calcula o eixo Z, se [true];</param>
/// <param name="profundidadeObjeto">cumprimento no eixo Z da matriz 3D.</param>
/// <param name="fatorPerspectiva">parâmetro de cálculo da perspectiva (isométrica ou geométrica).</param>
/// <param name="funcPerspectiva">método a ser utilizada na perspectiva (isométrica ou geométrica).</param>
/// <param name="msgErro">string guardando mensagens de erro geradas pelo método.</param>
public void iniciaMatriz3D(
vetor3 eixoX,
vetor3 eixoY,
vetor3 eixoZ,
Bitmap cena,
double profundidadeObjeto,
double fatorPerspectiva,
Matriz3DparaImagem2D.transformacaoPerspectiva funcPerspectiva,
ref string msgErro)
{
this.isMatrizJaGerada = true;
int x, y, z;
vetor2 v2_0 = new vetor2(0.0, 0.0);
try
{
Rectangle rectOldBordas = new Rectangle(0, 0, cena.Width, cena.Height);
this.matrix = new vetor3[cena.Width, cena.Height, (int)profundidadeObjeto];
xmin = 100000.0;
ymin = 100000.0;
// calcula o ponto mínimo (xmin,ymin)
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
// inicia o ponto 3D.
matrix[x, y, z] = new vetor3(x, y, z);
vetor3 v3_0 = new vetor3(matrix[x, y, z]);
v3_0.multiplicaPorUmaBase(eixoX, eixoY, eixoZ);
v2_0 = funcPerspectiva(v3_0, fatorPerspectiva);
if (v2_0.X < xmin)
{
xmin = v2_0.X;
}
if (v2_0.Y < ymin)
{
ymin = v2_0.Y;
}
} // for z
}
}
// faz a ida, calculando o ponto 3D e através da perspectiva neste ponto, calcula a cor da imagem neste ponto 3D.
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
vetor3 v3_0 = new vetor3(matrix[x, y, z]);
v3_0.multiplicaPorUmaBase(eixoX, eixoY, eixoZ);
// calcula a perspectiva sobe o ponto 3D.
v2_0 = funcPerspectiva(v3_0, fatorPerspectiva);
if (((v2_0.X - xmin) < cena.Width) &&
((v2_0.Y - ymin) < cena.Height) &&
((v2_0.X - xmin) >= 0) &&
((v2_0.Y - ymin) >= 0))
{
Color cor = cena.GetPixel((int)(v2_0.X - xmin), (int)(v2_0.Y - ymin));
matrix[x, y, z].cor = cor;
} // if
} // for z
}
}
} // try
catch (Exception ex)
{
msgErro = "Erro ao iniciar o objeto 3D associado à imagem de entrada. Mensagem de erro: " + ex.Message;
} // catch
} // iniciaMatriz3D()
} // rotacionaVetorComAnguloAbsoluto()
/// <summary>
/// rotaciona o vetor com acréscimos de ângulos.A rotação é feita em coordenadas
/// esféricas modificadas (eixo altura: Y, plano base: plano XZ).
/// </summary>
/// <param name="anguloXYEmGraus">acréscimo de ângulo no plano XY em Graus.</param>
/// <param name="anguloZEmGraus">ácrescimo de ângulo no eixo Z.</param>
/// <param name="v">vetor 3D a ser rotacionado.</param>
/// <returns>retorna o vetor [v] rotacionado com acréscimos em graus.</returns>
public static vetor3 rotacionaVetorComAnguloRelativo(double anguloXYEmGraus, double anguloZEmGraus, vetor3 v)
{
// calcula os ângulos iniciais, para somar aos ângulos parâmetros para um cálculo final de [rotacionaVetorComAnguloAbsoluto]
double anguloZEmGrausInicial = v.encontraAnguloTeta();
double anguloXYEmGRausInicial = v.encontraAnguloOmega();
return(rotacionaVetorComAnguloAbsoluto(anguloXYEmGraus + anguloXYEmGRausInicial, anguloZEmGraus + anguloZEmGrausInicial, v));
} // rotacionaVetorComAnguloRelativo()
} // void entradaEixosAparente()
/// <summary>
/// rotaciona os eixos 3D, extraidos da imagem, com três angulos de rotação.
/// </summary>
/// <param name="anguloX">rotaciona o plano YZ, em radianos.</param>
/// <param name="anguloY">rotaciona o plano XZ, em radianos.</param>
/// <param name="anguloZ">rotaciona o plano XY, em radianos.</param>
/// <param name="ex">eixo X a ser rotacionado.</param>
/// <param name="ey">eixo Y a ser rotacionado.</param>
/// <param name="ez">eixo Z a ser rotacionado.</param>
public static vetor3[] rotacaoEuler(double anguloX, double anguloY, double anguloZ, vetor3 ex, vetor3 ey, vetor3 ez)
{
// guarda numa só matriz os eixos X,Y e Z retirados da Imagem
Matriz mtzEixosEntrada = new Matriz(3, 3);
mtzEixosEntrada.setElemento(0, 0, ex.X);
mtzEixosEntrada.setElemento(1, 0, ex.Y);
mtzEixosEntrada.setElemento(2, 0, ex.Z);
mtzEixosEntrada.setElemento(0, 1, ey.X);
mtzEixosEntrada.setElemento(1, 1, ey.Y);
mtzEixosEntrada.setElemento(2, 1, ey.Z);
mtzEixosEntrada.setElemento(0, 2, ez.X);
mtzEixosEntrada.setElemento(1, 2, ez.Y);
mtzEixosEntrada.setElemento(2, 2, ez.Z);
// faz o calculo da matriz de transformação.
Matriz mtzTransformacao = Matriz.MatrizInversa(mtzEixosEntrada);
// inicializa os eixos Origem.
vetor3 eixoXOrigem = new vetor3(1.0F, 0.0F, 0.0F);
vetor3 eixoYOrigem = new vetor3(0.0F, 1.0F, 0.0F);
vetor3 eixoZOrigem = new vetor3(0.0F, 0.0F, 1.0F);
double anguloX_Z = Math.Acos(eixoXOrigem.Z / vetor3.raio(eixoXOrigem));
double anguloY_Z = Math.Acos(eixoYOrigem.Z / vetor3.raio(eixoYOrigem));
double anguloZ_Z = Math.Acos(eixoZOrigem.Z / vetor3.raio(eixoZOrigem));
// rotaciona o plano YZ, em cordenadas de ângulo absoluto.
eixoYOrigem = angulos.rotacionaVetorComAnguloAbsoluto(anguloX, anguloY_Z, eixoYOrigem);
eixoZOrigem = angulos.rotacionaVetorComAnguloAbsoluto(anguloX, anguloZ_Z, eixoZOrigem);
// rotaciona o plano XZ.
eixoXOrigem = angulos.rotacionaVetorComAnguloAbsoluto(anguloY, anguloX_Z, eixoXOrigem);
// a próxima rotação é feita sobre a rotação anterior no [eixoZOrigem].
eixoZOrigem.rotacionaVetor(anguloY, anguloZ_Z);
// rotaciona o plano XY.
// a próxima rotação é feita sobre a rotação anterior no [eixoXOrigem].
eixoXOrigem.rotacionaVetor(anguloZ, anguloX_Z);
// a próxima rotação é feita sobre a rotação anterior no [eixoYOrigem].
eixoYOrigem.rotacionaVetor(anguloZ, anguloY_Z);
// guarda nesta matriz os angulos de Origem rotacionados.
Matriz mtEixosOrigemRotacionados = new Matriz(3, 3);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(0, 0, eixoXOrigem.X);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(1, 0, eixoXOrigem.Y);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(2, 0, eixoXOrigem.Z);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(0, 1, eixoYOrigem.X);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(1, 1, eixoYOrigem.Y);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(2, 1, eixoYOrigem.Z);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(0, 2, eixoZOrigem.X);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(1, 2, eixoZOrigem.Y);
mtEixosOrigemRotacionados.setElemento(2, 2, eixoZOrigem.Z);
// calcula a matriz que guarda os eixos de Origem rotacionados.
Matriz mtEixosSaida = mtEixosOrigemRotacionados * mtzTransformacao;
// atribui para os eixos de entrada os eixos rotacionados com ângulos Euler.
ex = new vetor3(mtEixosSaida.getElemento(0, 0), mtEixosSaida.getElemento(1, 0), mtEixosSaida.getElemento(2, 0));
ey = new vetor3(mtEixosSaida.getElemento(0, 1), mtEixosSaida.getElemento(1, 1), mtEixosSaida.getElemento(2, 1));
ez = new vetor3(mtEixosSaida.getElemento(0, 2), mtEixosSaida.getElemento(1, 2), mtEixosSaida.getElemento(2, 2));
return(new vetor3[] { ex, ey, ez });
} // rotacionaComAngulosEuler()
/// <summary>
/// constroi uma lista de vetores 3D a partir de uma imagem em perspectiva isométrica, e alguns parâmetros.
/// </summary>
/// <param name="eixo2DX">vetor 2D representando o eixo X.</param>
/// <param name="eixo2DZ">vetor 2D representando o eixo Z (profundidade)</param>
/// <param name="cena">imagem a ser processada para gerar a lista de vetores 3D.</param>
/// <param name="fatorPerspetivaIsometrica">fator de compactação para gerar as cordenadas 2D isométricas.</param>
/// <param name="profundidadeImaginada">altura imaginária da imagem 3D.</param>
/// <param name="anguloXYEmGraus">ângulo de rotação do plano XY.</param>
/// <param name="anguloYZEmGraus">ângulo de rotação do plano YZ.</param>
/// <param name="anguloXZEmGraus">ângulo de rotação do plano XZ.</param>
/// <param name="msgErro">mensagens de erro que surgirem no processamento da imagem a ser rotacionada.</param>
/// <returns></returns>
public Bitmap rotacionaMatriz3D(vetor2 eixo2DX, vetor2 eixo2DY,
Bitmap cena, double fatorPerspetivaIsometrica,
int profundidadeImaginada,
double anguloXYEmGraus,
double anguloYZEmGraus,
double anguloXZEmGraus,
ref string msgErro)
{
try
{
this.matrix = new vetor3[cena.Width + 6, cena.Height + 6, profundidadeImaginada + 5];
vetor3 eixoX = new vetor3(0.0, 0.0, 0.0);
vetor3 eixoY = new vetor3(0.0, 0.0, 0.0);
vetor3 eixoZ = new vetor3(0.0, 0.0, 0.0);
int x, y, z;
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
matrix[x, y, z] = new vetor3(x, y, z);
vetor2 v2 = matrix[x, y, z].transformacaoPerspecctivaIsometrica(fatorPerspetivaIsometrica);
Color cor = cena.GetPixel((int)v2.X, (int)v2.Y);
matrix[x, y, z].cor = cor;
if (v2.Equals(eixo2DX))
{
eixoX = new vetor3(matrix[x, y, z]);
}
if (v2.Equals(eixo2DY))
{
eixoY = new vetor3(matrix[x, y, z]);
}
} // for z
}
}
eixoZ = eixoX & eixoY;
eixoX.normaliza();
eixoY.normaliza();
eixoZ.normaliza();
eixoX.rotacionaVetorComPlanos(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
eixoY.rotacionaVetorComPlanos(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
eixoZ.rotacionaVetorComPlanos(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
matrix[x, y, z].multiplicaPorUmaBase(eixoX, eixoY, eixoZ);
}
}
}
vetor3 dims3 = new vetor3(cena.Width, cena.Height, profundidadeImaginada);
vetor2 dims2 = dims3.transformacaoPerspecctivaIsometrica(fatorPerspetivaIsometrica);
Bitmap cenaRotacionada = new Bitmap((int)dims2.X, (int)dims2.Y);
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
vetor2 v2_0 = matrix[x, y, z].transformacaoPerspecctivaIsometrica(fatorPerspetivaIsometrica);
cenaRotacionada.SetPixel((int)v2_0.X, (int)v2_0.Y, matrix[x, y, z].cor);
} //for z
}
}
return(cenaRotacionada);
} // try
catch (Exception ex)
{
msgErro = "Erro no processamento da imagem a ser rotacionada. Motivo: " + ex.Message;
return(null);
}
} // constroiMatriz3D()
} // constroiMatriz3D()
/// <summary>
/// constroi e rotaciona uma lista de vetores 3D a partir de uma imagem e vetor3 eixos determinados pelo aplicativo, e alguns parâmetros.
/// </summary>
/// <param name="eixoX">eixo X 3D calculado com ferramentas como o gzimo cubo.</param>
/// <param name="eixoY">eixo Y 3D calculado com ferramentas como o gzimo cubo.</param>
/// <param name="eixoZ">eixo Z 3D calculado com ferramentas como o gzimo cubo.</param>
/// <param name="cena">imagem a ser processada.</param>
/// <param name="fatorPerspetivaIsometrica">fator de divisão do eixo projetado para formar o eixo 2D.</param>
/// <param name="profundidadeObjeto">profundidade imaginada pelo usuário para a imagem 3D a ser rotacionada.</param>
/// <param name="anguloXYEmGraus">ângulo de rotação do plano XY.</param>
/// <param name="anguloYZEmGraus">ângulo de rotação do plano YZ.</param>
/// <param name="anguloXZEmGraus">ângulo de rotação do plano XZ.</param>
/// <param name="msgErro">mensagens de erro durante o processamento da imagem para matriz rotacionada.</param>
///
public Bitmap rotacionaMatriz3D(vetor3 eixoX, vetor3 eixoY, vetor3 eixoZ,
Bitmap cena,
double fatorPerspetivaIsometrica,
double profundidadeObjeto,
double anguloXYEmGraus, double anguloYZEmGraus, double anguloXZEmGraus,
ref string msgErro)
{
try
{
int x, y, z;
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
matrix[x, y, z] = new vetor3(x, y, z);
vetor2 v2 = matrix[x, y, z].transformacaoPerspecctivaIsometrica(fatorPerspetivaIsometrica);
Color cor = cena.GetPixel((int)v2.X, (int)v2.Y);
matrix[x, y, z].cor = cor;
} // for z
}
}
eixoZ = eixoX & eixoY;
eixoX.normaliza();
eixoY.normaliza();
eixoZ.normaliza();
eixoX.rotacionaVetorComPlanos(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
eixoY.rotacionaVetorComPlanos(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
eixoZ.rotacionaVetorComPlanos(anguloXZEmGraus, anguloYZEmGraus, anguloXYEmGraus);
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
matrix[x, y, z].multiplicaPorUmaBase(eixoX, eixoY, eixoZ);
}
}
}
vetor3 dims3 = new vetor3(cena.Width, cena.Height, profundidadeObjeto);
vetor2 dims2 = dims3.transformacaoPerspecctivaIsometrica(fatorPerspetivaIsometrica);
Bitmap cenaRotacionada = new Bitmap((int)dims2.X, (int)dims2.Y);
Rectangle rectBordas = new Rectangle(0, 0, cenaRotacionada.Width, cenaRotacionada.Height);
for (x = 0; x < matrix.GetLength(0); x++)
{
for (y = 0; y < matrix.GetLength(1); y++)
{
for (z = 0; z < matrix.GetLength(2); z++)
{
vetor2 v2_0 = matrix[x, y, z].transformacaoPerspecctivaIsometrica(fatorPerspetivaIsometrica);
if (this.validaVetor2(rectBordas, v2_0))
{
cenaRotacionada.SetPixel((int)v2_0.X, (int)v2_0.Y, matrix[x, y, z].cor);
}
} //for z
}
}
return(cenaRotacionada);
} // try
catch (Exception ex)
{
msgErro = "Erro no processamento da imagem a ser rotacionada em 3D. Motivo: " + ex.Message;
return(null);
} // catch
} // constroiMatriz3D()
} // vetor2ToPointF()
/// <summary>
/// desenha num dispositivo gráfico o Gzimo na forma de um eixos,
/// para auxiliar as rotações.
/// </summary>
/// <param name="g">dispositivo gráfico para desenho.</param>
/// <param name="cor">cor do Gzimo.</param>
/// <param name="perspectiva">ponteiro para função de cálculo da perspectiva.</param>
public override void drawGzimo(Graphics g, Color cor, Matriz3DparaImagem2D.transformacaoPerspectiva perspectiva)
{
// desenho ds plano XZ no gzimo.
if (this.showPlanoXZ)
{
this.drawATransparentPlane(new Point((int)this.locTransparentPlanesAndLegends.X + 45 * 0 + 0 * 3,
(int)this.locTransparentPlanesAndLegends.Y), g,
Color.FromArgb(35, Color.Green),
new vetor2(this.posicao.X, this.posicao.Y),
6, 2, 3, 7);
}
// desenho do plano YZ no gzimo.
if (this.showPlanoYZ)
{
this.drawATransparentPlane(new PointF((int)this.locTransparentPlanesAndLegends.X + 45 * 1 + 1 * 3,
(int)this.locTransparentPlanesAndLegends.Y), g,
Color.FromArgb(35, Color.Blue),
new vetor2(this.posicao.X, this.posicao.Y),
6, 2, 0, 4);
}
// desenho do plano XY no gzimo.
if (this.showPlanoXY)
{
this.drawATransparentPlane(new PointF((int)this.locTransparentPlanesAndLegends.X + 45 * 2 + 2 * 3,
(int)this.locTransparentPlanesAndLegends.Y), g,
Color.FromArgb(35, Color.Red),
new vetor2(this.posicao.X, this.posicao.Y),
2, 3, 1, 0);
}
// desenha a legenda de orientaçâo do gzimo.
this.drawLegend(g, new vetor2(this.locTransparentPlanesAndLegends.X - 45 - 20,
this.locTransparentPlanesAndLegends.Y + 45 + 20),
new vetor3(0.0, 0.0, 0.0));
Pen pincel = new Pen(cor, (float)this.sizeLine);
for (int x = 0; x < this.indicesPontosCordsGzimoEixos.Count; x++)
{
// destaca o ponto que representa o eixo Z.
if ((indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 0) || (indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 0))
{
pincel.Color = Color.Blue;
}
else
{
// destaca os pontos que se ligam até a origem dos eixos do Gzimo eixos.
if ((this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 6) || (this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 6))
{
if ((indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 4) || (indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 4))
{
pincel.Color = Color.Red;
}
if ((indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 7) || (indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 7))
{
pincel.Color = Color.Green;
}
if ((indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 2) || (indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 2))
{
pincel.Color = Color.Blue;
}
} // if indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0]==0
else
{
// partes do eixos que não são eixos
pincel.Color = cor;
} // else
} // else
if (((this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 6) || (this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 6)) &&
((this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 4) || (this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 4) ||
(this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 7) || (this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 7) ||
(this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0] == 2) || (this.indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1] == 2)))
{
// inicializa os vetores para desenho.
vetor3 v3_0 = new vetor3(this.cordsGzimoEixos[indicesPontosCordsGzimoEixos[x][0]]);
vetor3 v3_1 = new vetor3(this.cordsGzimoEixos[indicesPontosCordsGzimoEixos[x][1]]);
// multiplica os vetores para desenho pela base ortonormal currente.
v3_0.multiplicaPorUmaBase(this.eixoXGzimo, this.eixoYGzimo, this.eixoZGzimo);
v3_1.multiplicaPorUmaBase(this.eixoXGzimo, this.eixoYGzimo, this.eixoZGzimo);
// desenha a linha entre os vetores para desenho.
this.drawLinePerspective(g, v3_0, v3_1, pincel);
} // if
} // for x
pincel.Dispose();
} // void DrawGzimo().
