wamblee.org Git - utils/blob - gps/src/org/wamblee/gps/geometry/Plane.java

   1 /*
   2  * Copyright 2006 the original author or authors.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 package org.wamblee.gps.geometry;
  18
  19 import org.wamblee.general.Pair;
  20
  21 /**
  22  * Represents a plane. Usually used to represent a tangent plane to the earth surface to
  23  * locally approximate the earth as flat.
  24  */
  25 public class Plane {
  26
  27     private static final double EPS = 1e-4;
  28
  29     private Coordinates _point;
  30     private Coordinates _normal;
  31     private Coordinates _north;
  32     private Coordinates _east;
  33
  34     /**
  35      * Constructs a plane.
  36      * @param aPoint Point on the plane.
  37      * @param aNormal Normal, not necessarily normalized.
  38      */
  39     public Plane(Point aPoint, Point aNormal) {
  40         _point = aPoint.getReferenceCoordinates();
  41         _normal = aNormal.getReferenceCoordinates().normalize();
  42         Coordinates north = new Coordinates(0.0, 0.0, 1.0);
  43         _north = north.subtract(_normal.scale(north.innerProduct(_normal))).normalize();
  44         _east = _north.outerProduct(_normal);
  45
  46         if (  _normal.innerProduct(_north) > EPS ) {
  47             throw new IllegalArgumentException("North access is not within the plane");
  48         }
  49     }
  50
  51     /**
  52      * Projects a point onto the plane.
  53      * @param aPoint Point to project.
  54      * @return Projected point.
  55      */
  56     private Coordinates project(Point aPoint) {
  57         Coordinates ref = aPoint.getReferenceCoordinates();
  58         double lambda = _normal.innerProduct(
  59                 _point.subtract(ref));
  60         return ref.add(_normal.scale(lambda));
  61     }
  62
  63     /**
  64      * Returns normalized coordinates within the plane of the projection of a point.
  65      */
  66     public Pair<Double,Double> normalizedProjection(Point aPoint) {
  67         Coordinates projection = project(aPoint);
  68         Coordinates delta = projection.subtract(_point);
  69         double x1 = delta.innerProduct(_north);
  70         double x2 = delta.innerProduct(_east);
  71         return new Pair<Double,Double>(x1, x2);
  72     }
  73 }