Точка в трехмерном пространстве приближается к плоскостям в трехмерном пространстве без причины

Java, программа, у меня есть класс Point3d с координатами x, y, z и следующая средняя функция:

public static Point3d average(Point3d a, Point3d b){
    a.add(b);
    a.x/=2;
    a.y/=2;
    a.z/=2;
    return a;
}

У меня также есть этот класс для 2dPlane в трехмерном пространстве, образованном треугольником между тремя трехмерными точками:

package com.funguscow.model;

import com.funguscow.obj.Point3d;
import com.funguscow.obj.Vector3d;

public class TriPlane {

    public Point3d a, b, c;
    private Vector3d normal;
    private float d;

    public TriPlane(Point3d x, Point3d y, Point3d z){
        a = x;
        b = y;
        c = z;
        Vector3d ab = Vector3d.Vector3dPMinus(a, b);
        //System.out.println(ab.x + ", " + ab.y + ", " + ab.z);
        normal = Vector3d.crossProduct(
                Vector3d.Vector3dPMinus(a, b),
                Vector3d.Vector3dPMinus(a, c));
        d = Vector3d.dotProduct(normal, Vector3d.VectorFromPoint3d(a));
    }

    public Vector3d getNormal(){
        return normal;
    }

    public float getRelativeOnPlane(Point3d test){
        //System.out.println(normal.x + ", " + normal.y + ", " + normal.z);
        return Vector3d.dotProduct(normal, Vector3d.VectorFromPoint3d(test)) - d;
    }

}

getRelativeOnPlane должен найти, на какой стороне плоскости находится конкретная точка. Вам кажется, что это должно сработать? Какие-нибудь проблемы с этим вы видите?

В любом случае, вот большая проблема: у меня есть следующий класс для CubeCollider, расширяющий абстрактный класс Collider, который устанавливает шесть TriPlanes для проверки того, находится ли точка внутри куба или нет:

package com.funguscow.model;

import com.funguscow.obj.Point3d;
import com.funguscow.obj.Vector3d;

public class CubeCollider extends Collider{
    public Point3d a, b, c, d, e, f, g, h;

    public CubeCollider(){
        a = new Point3d(0, 0, 0);
        b = new Point3d(0, 0, 0);
        c = new Point3d(0, 0, 0);
        d = new Point3d(0, 0, 0);
        e = new Point3d(0, 0, 0);
        f = new Point3d(0, 0, 0);
        g = new Point3d(0, 0, 0);
        h = new Point3d(0, 0, 0);
    }

    public CubeCollider setCube(Cube cube){
        return setCube((float)cube.lines.get(0).start.x,
                (float)cube.lines.get(0).start.y, (float)cube.lines.get(0).start.z,
                (float)cube.lines.get(11).end.x, (float)cube.lines.get(11).end.y, (float)cube.lines.get(11).end.z);
    }

    public CubeCollider setCube(float x, float y, float z, float m, float n, float o){
        //System.out.println(x + ", " + y + ", " + z + ", " + m + ", " + n + ", " + o);
        a.x = b.x = c.x = d.x = x;
        e.x = f.x = g.x = h.x = m;
        a.y = c.y = e.y = g.y = y;
        b.y = d.y = f.y = h.y = n;
        a.z = b.z = e.z = f.z = z;
        c.z = d.z = g.z = h.z = o;
        return this;
    }

    public boolean shouldBother(Point3d p){
        Point3d center = Point3d.average(a, h);
        float dist = Vector3d.Vector3dPMinus(p, center).getMagnitude();
        if(dist > Vector3d.Vector3dPMinus(center, a).getMagnitude())return false;
        if(dist > Vector3d.Vector3dPMinus(center, d).getMagnitude())return false;
        if(dist > Vector3d.Vector3dPMinus(center, g).getMagnitude())return false;
        return true;
    }

    public boolean isInBounds(Point3d p){
        //System.out.println((a.x - b.x) + ", " + (a.y - b.y) + ", " + (a.z - b.z));
        TriPlane[] collider = new TriPlane[]{new TriPlane(a, b, c),
                new TriPlane(a, b, e),
                new TriPlane(e, f, g),
                new TriPlane(c, d, g),
                new TriPlane(a, c, e),
                new TriPlane(b, d, f)};
        Point3d center = Point3d.average(a, h);

        for(TriPlane plane : collider){
            float should = plane.getRelativeOnPlane(center);
            int sign = (should < 0) ? -1 : (should == 0) ? 0 : 1;
            float real = plane.getRelativeOnPlane(p);
            int rSign = (real < 0) ? -1 : (real == 0) ? 0 : 1;
            System.out.println("Center: " + center.x + ", " + center.y + ", " + center.z);
            System.out.println("Bound check: " + should + ", " + real);
            if(sign != rSign && real != 0 && should != 0)return false;
        }
        return true;
    }
}

Точка «центр» в функции isInBounds использует среднее значение точек a и h, но есть некоторая проблема. Отладка, такая как «Проверка границ:» из функции isInBounds, сообщает «следует» (точечный продукт вектора нормали плоскости и центра точки), приближается к нулю, пока после нескольких (дюжины) итераций проверки не становится точно 0.0. Может кто-нибудь, пожалуйста, скажите мне, почему это происходит? Если я не ошибаюсь, возврат нуля для функции getRelativePointOnPlane должен означать, что точка находится на плоскости, но точка, которую она тестирует (в центре), если я не ошибаюсь, должна быть между всеми плоскостями, а не на какой-либо из них. Моя логика относительно того, как использовать эти функции, неверна, или я ошибаюсь в кодировании, которое использовал для написания функций?

Вот что прочитала консоль:

Center: 100.0, 100.0, 40.0
Bound check: -4000000.0, -1.2E7
Center: 100.0, 100.0, 40.0
Bound check: 4000000.0, 4800000.0
Center: 100.0, 100.0, 40.0
Bound check: 4000000.0, -4000000.0
Center: 50.0, 50.0, -10.0
Bound check: -2000000.0, -1000000.0
Center: 50.0, 50.0, -10.0
Bound check: 2000000.0, 5000000.0
Center: 50.0, 50.0, -10.0
Bound check: 2000000.0, -4000000.0
Center: 25.0, 25.0, -35.0
Bound check: -1000000.0, 5100000.0
Center: 12.5, 12.5, -47.5
Bound check: -500000.0, 8650000.0
Center: 6.25, 6.25, -53.75
Bound check: -250000.0, 1.0875E7
Center: 3.125, 3.125, -56.875
Bound check: -125000.0, 1.24125E7
Center: 1.5625, 1.5625, -58.4375
Bound check: -62500.0, 1.359375E7
Center: 0.78125, 0.78125, -59.21875
Bound check: -31250.0, 1.4590625E7
Center: 0.390625, 0.390625, -59.609375
Bound check: -15625.0, 1.5492187E7
Center: 0.1953125, 0.1953125, -59.8046875
Bound check: -7812.5, 1.6344532E7
Center: 0.09765625, 0.09765625, -59.90234375
Bound check: -3906.25, 1.7171484E7
Center: 0.048828125, 0.048828125, -59.951171875
Bound check: -1953.0, 1.7985352E7
Center: 0.0244140625, 0.0244140625, -59.9755859375
Bound check: -976.5, 1.879248E7
Center: 0.01220703125, 0.01220703125, -59.98779296875
Bound check: -488.25, 1.9596142E7
Center: 0.006103515625, 0.006103515625, -59.993896484375
Bound check: -244.25, 2.0398024E7
Center: 0.0030517578125, 0.0030517578125, -59.9969482421875
Bound check: -122.25, 2.1198986E7
Center: 0.00152587890625, 0.00152587890625, -59.99847412109375
Bound check: -61.0, 2.1999482E7
Center: 7.62939453125E-4, 7.62939453125E-4, -59.999237060546875
Bound check: -30.5, 2.2799734E7
Center: 3.814697265625E-4, 3.814697265625E-4, -59.99961853027344
Bound check: -15.25, 2.3599864E7
Center: 1.9073486328125E-4, 1.9073486328125E-4, -59.99980926513672
Bound check: -7.5, 2.439993E7
Center: 9.5367431640625E-5, 9.5367431640625E-5, -59.99990463256836
Bound check: -4.0, 2.5199964E7
Center: 4.76837158203125E-5, 4.76837158203125E-5, -59.99995231628418
Bound check: -2.0, 2.599998E7
Center: 2.384185791015625E-5, 2.384185791015625E-5, -59.99997615814209
Bound check: -1.0, 2.6799992E7
Center: 1.1920928955078125E-5, 1.1920928955078125E-5, -59.999988079071045
Bound check: -0.5, 2.7599994E7
Center: 5.9604644775390625E-6, 5.9604644775390625E-6, -59.99999403953552
Bound check: 0.0, 2.8399998E7
Center: 5.9604644775390625E-6, 5.9604644775390625E-6, -59.99999403953552
Bound check: 0.25, 2.4399998E7
Center: 5.9604644775390625E-6, 5.9604644775390625E-6, -59.99999403953552
Bound check: 0.23841858, -4000000.0
Center: 2.9802322387695312E-6, 2.9802322387695312E-6, -59.99999701976776
Bound check: 0.0, 2.92E7

java 3d vector dot-product plane
person Yaakov Schectman    schedule 18.01.2015    source источник
comment
Это происходит для каждого куба или только для некоторых?   -  person rbennett485    schedule 18.01.2015
comment
И что вы подразумеваете под повторениями проверки? Может быть, вы могли бы опубликовать тестовый код, который вы используете, и результаты, поскольку у нас нет классов, необходимых для его самостоятельного тестирования.   -  person rbennett485    schedule 18.01.2015
comment
Я добавил System.out.println("Center: " + center.x + ", " + center.y + ", " + center.z);, и вот что отображается в консоли: Центр: 100.0, 100.0, 40.0 Проверка границ: -4000000.0, -1.2E7 Центр: 100.0, 100.0, 40.0 Проверка границ: 4000000.0, 4800000.0 Центр: 100.0, 100.0, 40.0 Проверка границ : 4000000.0, -4000000.0 Центр: 50.0, 50.0, -10.0 Проверка границы: -2000000.0, -1000000.0 Отсюда первое значение проверки границы продолжало приближаться к 0.0. Я не мог больше писать об этом в комментарии.   -  person Yaakov Schectman    schedule 18.01.2015

Ответы (1)


arrow_upward
1
arrow_downward

Ваш метод average изменяет значение a, чтобы сделать его таким же, как средний балл. Таким образом, ваш куб не является кубом, после того как вы назвали average — три грани повернулись в новые позиции. Итак, что бы ни происходило в цикле над collider, это неправильно.

person Dawood ibn Kareem    schedule 18.01.2015
comment
Спасибо! Я добавил Point3d c = new Point3d(a.x, a.y, a.z); и изменил a на c во всех последующих ссылках в функции усреднения. Похоже, теперь это работает. - person Yaakov Schectman; 18.01.2015