calc

Интерфейс строительного калькулятора: арифметика, сравнение и округление чисел, проверки по габаритным боксам элементов, точные расчёты по триангулированной геометрии (сетка GeometryObject), пакетные проверки наборов элементов и анализ смежности стен и помещений.

Арифметика и числа

• area - подсчет площади прямоугольной фигуры, заданной длинами сторон
• volume - подсчет объема параллелепипеда, заданного длинами сторон (ДЛИНАxШИРИНАxВЫСОТА)
• areaBox - подсчет площади поверхности стен прямоугольной комнаты, заданной длинами сторон и высотой
• volumeBox - подсчет объема стен коробки, заданной длинами сторон (по внешней стороне), высотой и толщиной стен
• compare - сравнение значений с абсолютной погрешностью
• compareRelative - сравнение значений с относительной погрешностью
• trunc - округление значения
• length - расстояние между двумя точками в пространстве

Габаритные боксы элементов

• located - вхождение одного элемента в область другого
• intersect - пересечение боксов или сеток двух элементов
• getElementBounds - граничный бокс по сетке или по списку вершин
• isExtendedAABBIntersectNeighbours - соседи, попадающие в расширенный по направлению бокс элемента
• isExtendedAABBIntersectNeighboursDistance - то же, с расстоянием до каждого соседа
• isValveBelongToPipe - проверка принадлежности одного элемента другому

Точные расчёты по сеткам

• distance - минимальное расстояние между двумя сетками
• distanceFast - минимальное расстояние между двумя сетками через AABB-дерево
• manhattanDistance - расстояние Манхэттена между двумя сетками
• distance2D - расстояние между сетками в плоскости XY
• distance2DXY - расстояние между сетками в плоскости XY, 0 если пересекаются
• checkInside - находится ли одна сетка внутри другой

Пакетные методы

• findIntersectingPairs - все пары элементов двух наборов с пересекающимися габаритными боксами
• intersectAll - все пары элементов двух наборов, пересекающиеся по сеткам
• distanceAll - расстояния от элемента до набора элементов

Ориентированный бокс и выпуклая оболочка

• getOrientedBoundingBox - ориентированный минимальный граничный бокс (OBB) элемента
• getOrientedBoundingBoxes - OBB для набора элементов одним запросом
• getElementConvexHull - геометрия выпуклой оболочки элемента
• createOrientedBox - построение бокса заданных размеров в заданном направлении
• getOBBLongestAxis - индекс самой длинной стороны OBB (X=1, Y=2, Z=3)
• getElementDirection - главная ось элемента

Стены и помещения

• getFaceArea - площадь грани габаритного бокса элемента
• getContactFaceName - грань одной сетки, контактирующая с другой
• findContactFaceName - внешняя грань контакта стены с помещением
• isExternalAdjacentElement - является ли стена внешне смежной с помещением
• isInternalAdjacentElement - является ли стена внутренне смежной с помещением

Арифметика и числа

• calc.area(double length, double width) → double

Пример использования:

def area = calc.area(6, 6)

// console.info(area) -> "INFO: 36.0"

• calc.volume(double length, double width, double height) → double

Пример использования:

def vol = calc.volume(6, 0.5, 3)

// console.info(vol) -> "INFO: 9.0"

• calc.areaBox(double length, double width, double height) → double

Пример использования:

def area = calc.areaBox(6, 6, 3)

// console.info(area) -> "INFO: 72.0"

• calc.volumeBox(double length, double width, double height, double widthWall) → double

Пример использования:

def vol = calc.volumeBox(6, 6, 3, 0.5)

// console.info(vol) -> "INFO: 33.0"

• calc.compare(double a, double b, double tolerance) → boolean - true, если |a − b| <= tolerance

Пример использования:

if (calc.compare(el.getAreaZ(), attrArea, 0.01)) {
    // площади совпадают с точностью до 0.01
}

• calc.compareRelative(double a, double b, double tolerance) → boolean - true, если |a − b| / max(|a|, |b|) <= tolerance; если одно из значений равно 0, сравнение абсолютное

Пример использования:

// расхождение не больше 5 %
if (!calc.compareRelative(geometryVolume, attrVolume, 0.05)) {
    console.warn("Объём в атрибуте отличается от геометрии")
}

• calc.trunc(double value, int length) → double - округление до length знаков после запятой (половина — вверх)
• calc.trunc(double value) → double - округление до 3-го знака после запятой

Пример использования:

double ratio = calc.trunc(windowAreas / spaceArea, 3)
double area = calc.trunc(1.23456)   // 1.235

• calc.length(Vector3f p1, Vector3f p2) → double

Пример использования:

double lengthX = calc.length(new Vector3f(0, 0, 0), new Vector3f(3, 4, 0))   // 5.0

Габаритные боксы элементов

Методы этого раздела сравнивают только габаритные боксы (AABB) и работают быстро, но это необходимое, а не достаточное условие пересечения. Для точной проверки используйте перегрузки с сетками GeometryObject.

• calc.located(GeometryElement space, GeometryElement obj) → boolean - бокс obj целиком внутри бокса space
• calc.located(GeometryElement space, GeometryElement obj, double gap) → boolean - то же с допуском gap (в единицах bounds, м)

Пример использования:

if (calc.located(space, elem, 0.01)) {
    console.info(elem.getName() + " находится в помещении " + space.getName())
}

По габаритным боксам:

• calc.intersect(Bounds bounds1, Bounds bounds2) → boolean - пересечение двух боксов
• calc.intersect(double gap, Bounds bounds1, Bounds bounds2) → boolean - с увеличением границ на gap
• calc.intersect(double gapX, double gapY, double gapZ, Bounds bounds1, Bounds bounds2) → boolean - с увеличением границ отдельно по осям
• calc.intersect(GeometryElement element1, GeometryElement element2) → boolean - по боксам элементов
• calc.intersect(double gap, GeometryElement element1, GeometryElement element2) → boolean - по боксам элементов с зазором
• calc.intersect(double gapX, double gapY, double gapZ, GeometryElement element1, GeometryElement element2) → boolean - по боксам элементов с зазором по осям

По сеткам (точный метод):

• calc.intersect(GeometryObject element1, GeometryObject element2) → boolean - пересекаются ли треугольники сеток
• calc.intersect(double gap, GeometryObject element1, GeometryObject element2) → boolean - пересекаются или находятся ближе gap (в единицах сетки: для сеток с сервера — мм)

Пример использования:

if (calc.intersect(gapX, gapY, gapZ, element, slab)) {
    def meshes = bim.getGeometryObjectsMap([element.getUuid(), slab.getUuid()])
    if (calc.intersect(10.0, meshes[element.getUuid()], meshes[slab.getUuid()])) {   // 10 мм
        console.info("Элемент пересекает плиту")
    }
}

• calc.getElementBounds(GeometryObject geometry) → Bounds - по вершинам сетки
• calc.getElementBounds(double vertices) → Bounds - по массиву координат x1, y1, z1, x2, y2, z2, …

Пример использования:

def bounds = mesh.getBounds() ?: calc.getElementBounds(mesh)

• calc.isExtendedAABBIntersectNeighbours(GeometryElement element, Set<GeometryElement> neighbours, double dir, double length, double width, double height) → List<GeometryElement> - бокс элемента расширяется в сторону dir на length (и на width, height поперёк); возвращаются соседи, чьи боксы пересекают расширенный бокс. Соседи без bounds пропускаются.

Пример использования:

double[] dir = [1, 0, 0]
def blocking = calc.isExtendedAABBIntersectNeighbours(valve, allElements, dir, 0.6, 0.4, 0.4)
if (!blocking.isEmpty()) {
    console.warn("Зона обслуживания арматуры занята: " + blocking*.getName())
}

• calc.isExtendedAABBIntersectNeighboursDistance(GeometryElement element, List<GeometryElement> neighbours, double dir, double length, double width, double height) → List<Double> - список той же длины, что и neighbours: для соседа, попавшего в расширенный бокс, — расстояние между боксами элемента и соседа, для остальных -1.0

Пример использования:

def distances = calc.isExtendedAABBIntersectNeighboursDistance(valve, neighbours, dir, 0.6, 0.4, 0.4)
distances.eachWithIndex { d, i ->
    if (d >= 0) console.info(neighbours[i].getName() + ": " + calc.trunc(d))
}

• calc.isValveBelongToPipe(GeometryElement valve, GeometryElement pipe) → boolean - пересекается ли габаритный бокс valve с ориентированным боксом (OBB) pipe

Пример использования:

if (calc.isValveBelongToPipe(valve, pipe)) {
    console.info(valve.getName() + " установлен на " + pipe.getName())
}

Точные расчёты по сеткам

• calc.distance(GeometryObject data1, GeometryObject data2) → double - 0.0, если сетки пересекаются, иначе минимальное расстояние между треугольниками (в единицах сетки, для сеток с сервера — мм)

Треугольники сеток кешируются, а пары треугольников отсекаются по боксам. Поэтому метод обычно быстрее distanceFast. Худший случай — одна сетка внутри другой: на сетках из тысяч треугольников расчёт занимает сотни миллисекунд.

Пример использования:

def meshes = bim.getGeometryObjectsMap([pipe.getUuid(), wall.getUuid()])
def len = calc.distance(meshes[pipe.getUuid()], meshes[wall.getUuid()])   // мм

• calc.distanceFast(GeometryObject data1, GeometryObject data2) → double - 0.0, если сетки пересекаются, иначе минимальное расстояние (мм для сеток с сервера). Дерево строится один раз на сетку.

Результат может немного отличаться от distance: обе реализации приближённые на очень тонких треугольниках.

Пример использования:

if (calc.distanceFast(slabObj, elementObj) <= 400) {   // ближе 400 мм
    console.warn("Элемент слишком близко к плите")
}

• calc.manhattanDistance(GeometryObject data1, GeometryObject data2) → double - минимальная сумма |dx| + |dy| + |dz| между вершинами треугольников двух сеток

Пример использования:

def manhattanDist = calc.manhattanDistance(data1, data2)

• calc.distance2D(GeometryObject data1, GeometryObject data2) → double - расстояние между проекциями треугольников на плоскость XY

Пример использования:

def distance = calc.distance2D(data1, data2)

• calc.distance2DXY(GeometryObject data1, GeometryObject data2) → double - 0.0, если проекции на XY пересекаются, иначе минимальное расстояние между ними

Пример использования:

def distance = calc.distance2DXY(data1, data2)

• calc.checkInside(GeometryObject geometryObject1, GeometryObject geometryObject2) → boolean - сетка 1 (вложенная) внутри сетки 2 (объемлющей)
• calc.checkInside(double gap, GeometryObject geometryObject1, GeometryObject geometryObject2) → boolean - с допуском gap (мм для сеток с сервера)
• calc.checkInside(double gapX, double gapY, double gapZ, GeometryObject geometryObject1, GeometryObject geometryObject2) → boolean - с допуском отдельно по осям

Сначала передаётся вложенный элемент, затем объемлющий. Если одна из сеток null, метод возвращает false.

Пример использования:

def meshes = bim.getGeometryObjectsMap([element.getUuid(), space.getUuid()])
boolean inSpace = calc.checkInside(15, 15, 15, meshes[element.getUuid()], meshes[space.getUuid()])

Пакетные методы

• calc.findIntersectingPairs(Collection<GeometryElement> first, Collection<GeometryElement> second, double gap) → Map<UUID, List<GeometryElement>> - идентификатор элемента из first → элементы из second, чьи боксы пересекаются с ним с учётом gap (в единицах bounds, м)

Результат совпадает с перебором через calc.intersect(gap, a, b). В карту попадают только элементы, у которых есть пересечения. Элементы без bounds пропускаются, элемент с самим собой не сопоставляется. Если передать одну и ту же коллекцию дважды, каждая пара попадёт в результат в обе стороны.

Пример использования:

def walls = bim.getGeometryElements('entity like "IfcWall"')
def slabs = bim.getGeometryElements('entity like "IfcSlab"')
calc.findIntersectingPairs(walls, slabs, 0.01).each { wallUuid, crossed ->
    console.info("${wallUuid}: ${crossed.size()} перекрытий")
}

• calc.intersectAll(double gap, Collection<GeometryElement> first, Collection<GeometryElement> second, Map<UUID, GeometryObject> meshes) → Map<UUID, List<GeometryElement>> - отбор пар по боксам (findIntersectingPairs), затем точная проверка сеток

gap задаётся в метрах, для сеток метод сам переводит его в миллиметры. meshes — сетки элементов по идентификатору, например из bim.getGeometryObjectsMap. Если у элемента нет сетки, пара остаётся в результате по итогам проверки боксов.

Пример использования:

def walls = bim.getGeometryElements('entity like "IfcWall"')
def pipes = bim.getGeometryElements('entity like "IfcPipeSegment"')
def meshes = bim.getGeometryObjectsMap(new ArrayList((walls*.uuid + pipes*.uuid).unique()))

def hits = calc.intersectAll(0.01, walls, pipes, meshes)   // зазор 10 мм
hits.each { wallUuid, crossed ->
    crossed.each { pipe -> console.info("Стена ${wallUuid} пересекает ${pipe.getName()}") }
}

• calc.distanceAll(GeometryElement from, Collection<GeometryElement> to, Map<UUID, GeometryObject> meshes) → Map<UUID, Double> - идентификатор элемента → расстояние по сеткам (distance), в единицах сетки (мм). Элементы без сетки в meshes пропускаются.

Пример использования:

def meshes = bim.getGeometryObjectsMap(new ArrayList(([stair] + walls)*.uuid))
def distances = calc.distanceAll(stair, walls, meshes)
def nearest = distances.min { it.value }
console.info("Ближайшая стена: ${nearest?.key}, ${nearest?.value} мм")

Ориентированный бокс и выпуклая оболочка

• calc.getOrientedBoundingBox(UUID elementUuid) → GeometryObject - по идентификатору элемента
• calc.getOrientedBoundingBox(GeometryElement element) → GeometryObject - по элементу
• calc.getOrientedBoundingBox(Element element) → GeometryObject - по элементу модели (ElementExternal)

Каждый вызов — отдельный запрос к серверу. Для набора элементов используйте getOrientedBoundingBoxes.

Пример использования:

def listPoints = new ArrayList<Vector3f>()
def orientedBox = calc.getOrientedBoundingBox(stair.getUuid())
def koeff = orientedBox.getKoeff()
console.info("Коэффициент длины: " + koeff)

// превращаем бокс в набор вершин
def vertices = orientedBox.getVertices()
for (int i = 0; i < vertices.length; i += 3) {
    listPoints.add(new Vector3f(vertices[i], vertices[i + 1], vertices[i + 2]))
}

def point0 = listPoints.get(0)
def point3 = listPoints.get(3)
def point5 = listPoints.get(5)
def point6 = listPoints.get(6)

// вычисляем, какая сторона по x или по y длиннее
double lengthX = calc.trunc(calc.length(point3, point6))
double lengthY = calc.trunc(calc.length(point3, point5))
double lengthZ = calc.trunc(calc.length(point0, point3))

Обратите внимание!

На примере представлен приблизительный алгоритм получения длины, высоты и ширины. Какая сторона окажется длиной, высотой или шириной, не гарантируется — необходима проверка по точкам.

• calc.getOrientedBoundingBoxes(Set<UUID> elementUuids) → List<GeometryObject>

Пример использования:

def boxes = calc.getOrientedBoundingBoxes(stairs*.uuid as Set)

• calc.getElementConvexHull(UUID elementUuid) → GeometryObject - по идентификатору
• calc.getElementConvexHull(GeometryElement element) → GeometryObject - по элементу
• calc.getElementConvexHull(Element element) → GeometryObject - по элементу модели (ElementExternal)

Метод возвращает триангулированную геометрию оболочки. Каждый вызов — отдельный запрос к серверу.

Пример использования:

def convexHull = calc.getElementConvexHull(elemUuid)

• calc.createOrientedBox(Vector3f center, Vector3f direction, double width, double depth, double height) → GeometryObject - бокс из 8 вершин и 12 треугольников с заполненными bounds

Глубина depth откладывается вдоль direction, ширина width — горизонтально поперёк него, высота height — по вертикали. Если direction вертикальный, оси подбираются автоматически. Координаты и размеры задаются в тех же единицах, что и сетки, с которыми бокс будет сравниваться (для сеток с сервера — мм). Бокс удобно использовать как зону проверки или как фигуру коллизии (figure в collision.createCollision).

Пример использования:

// зона обслуживания 1200 × 600 × 2000 мм перед оборудованием по оси +Y
double[] c = equipment.getBounds().getCenter()   // центр в метрах
def center = new Vector3f(c[0] * 1000, c[1] * 1000 + 600, c[2] * 1000)
def zone = calc.createOrientedBox(center, new Vector3f(0, 1, 0), 1200, 600, 2000)
if (calc.intersect(zone, wallMesh)) {
    console.warn("Зона обслуживания пересекается со стеной")
}

• calc.getOBBLongestAxis(GeometryElement element) → int - X=1, Y=2, Z=3 (стороны OBB элемента); -1, если у элемента нет OBB

Пример использования:

int axis = calc.getOBBLongestAxis(pipe)

• calc.getElementDirection(GeometryElement element) → Vector3D - направление по OBB элемента; если OBB нет — по направлению большей грани (largeDirect и матрица) или по габаритам. null, если определить не удалось.

Пример использования:

def dir = calc.getElementDirection(wall)
if (dir != null) console.info("Направление стены: ${dir.getX()}, ${dir.getY()}, ${dir.getZ()}")

Стены и помещения

Методы раздела получают элементы (GeometryElement, габариты в метрах) и карту их сеток (Map<UUID, GeometryObject> из bim.getGeometryObjectsMap, в миллиметрах). gap задаётся в метрах. Если нет сетки помещения, OBB стены или её направления, методы возвращают false (или null).

• calc.getFaceArea(GeometryElement geometryElement, String face) → double - площадь грани "minX", "maxX", "minY", "maxY", "minZ" или "maxZ" (в м²); для другого имени — 0

Пример использования:

def face = calc.findContactFaceName(0.05, wall, space, meshes)
if (face != null) console.info("Площадь контакта: " + calc.trunc(calc.getFaceArea(wall, face)))

• calc.getContactFaceName(double gap, GeometryObject wallObject, GeometryObject spaceObject) → String - имя грани wallObject ("minX", "maxY" и т. п.), к которой ближе gap подходит spaceObject (gap в единицах сетки, мм); null, если контакта нет

Пример использования:

def face = calc.getContactFaceName(50, meshes[wall.getUuid()], meshes[space.getUuid()])

• calc.findContactFaceName(double gap, GeometryElement wallElement, GeometryElement spaceElement, Map<UUID, GeometryObject> geometryObjectMap) → String - имя грани стены, которой она снаружи касается помещения; null, если стена находится внутри помещения или контакта нет (gap в метрах)

Пример использования:

def meshes = bim.getGeometryObjectsMap([wall.getUuid(), space.getUuid()])
def face = calc.findContactFaceName(0.05, wall, space, meshes)

• calc.isExternalAdjacentElement(double gap, GeometryElement wallElement, GeometryElement spaceElement, Set<GeometryElement> openElements, Map<UUID, GeometryObject> geometryObjectMap) → boolean

openElements — проёмы, двери и окна этой стены: связанный проём подтверждает смежность. gap задаётся в метрах.

Пример использования:

def meshes = bim.getGeometryObjectsMap(new ArrayList(([space] + walls + openings)*.uuid))
def outerWalls = walls.findAll { calc.isExternalAdjacentElement(0.05, it, space, openings as Set, meshes) }

• calc.isInternalAdjacentElement(double gap, GeometryElement wallElement, GeometryElement spaceElement, Set<GeometryElement> openElements, Map<UUID, GeometryObject> geometryObjectMap) → boolean - стена находится внутри помещения и касается его грани

Пример использования:

def innerWalls = walls.findAll { calc.isInternalAdjacentElement(0.05, it, space, [] as Set, meshes) }