git.mutantstargoat.com Git - antikythera/blob - src/gear.h

   1 #ifndef GEAR_H_
   2 #define GEAR_H_
   3
   4 #include <vector>
   5 #include <string>
   6 #include <gmath/gmath.h>
   7 #include "mesh.h"
   8
   9 /* distance unit: millimeters
  10  * angle unit: radians
  11  */
  12
  13 class Gear;
  14 struct GearPin;
  15 struct GearSlot;
  16
  17 struct GearPin {
  18         float radius;
  19         float height;
  20
  21         Gear *parent;
  22         /* position in polar coordinates on the parent gear */
  23         float pos_dist, pos_angle;
  24
  25         GearSlot *conn_slot;    /* slot connection */
  26 };
  27
  28 struct GearSlot {
  29         float radius, length;
  30
  31         Gear *parent;
  32         /* position in polar coordinates on the parent gear */
  33         float pos_dist_min, pos_dist_max, pos_angle;
  34
  35         GearPin *conn_pin;              /* pin connection */
  36 };
  37
  38 class Gear {
  39 private:
  40         Mesh *mesh;
  41
  42         mutable Mat4 xform, dir_xform, axel_xform;
  43         mutable bool xform_valid;
  44         void calc_matrix() const;
  45
  46         float contour(float u);
  47
  48 public:
  49
  50         /* TODO hide most of this shit, especially the stuff which invalidate
  51          * the transformation matrices
  52          */
  53         std::string name;
  54         Vec3 pos, axis; // implicitly defines a plane eqn.
  55         float pdist;    // derived: distance of plane from origin
  56
  57         float init_angle;       // initial starting angle
  58         float angle;    // current angle of the gear
  59
  60         int nteeth;             // number of teeth
  61         float tooth_pitch;
  62
  63         float radius;   // total radius of the gear, including teeth
  64         float teeth_length;     // how far teeth extend past the radius
  65         float thickness;        // thickness of the gear along the Z axis
  66
  67         float bevel;    // bevel size
  68
  69         // visual surface properties
  70         Vec3 color;
  71         float roughness;
  72         bool metallic;
  73
  74         Gear *supergear;
  75         std::vector<Gear*> subgears;
  76         std::vector<GearPin> pins;
  77         std::vector<GearSlot> slots;
  78
  79         Gear();
  80         ~Gear();
  81
  82         void attach(Gear *g);
  83         bool detach(Gear *g);
  84         Gear *get_super() const;
  85
  86         void set_angular_offset(float offs);
  87         float get_angular_offset() const;
  88
  89         // sets the supplied number of teeth, and calculates the radius
  90         // of the gear, to achieve the required tooth pitch
  91         void set_teeth(int nt, float tooth_pitch = 0.0f);
  92         void set_axis(const Vec3 &axis);
  93         const Vec3 &get_axis() const;
  94         void set_position(const Vec3 &pos);
  95         const Vec3 &get_position() const;
  96         Vec3 get_global_position() const;       // taking parent gear into account
  97
  98         Vec3 get_planar_position() const;       // 2D pos of gear on its plane
  99
 100         void set_angle(float angle);
 101         float get_angle() const;
 102
 103         float get_vis_rotation() const;
 104         const Mat4 &get_matrix() const;
 105         const Mat4 &get_dir_matrix() const;
 106
 107         // returns the angle (in radians) from one tooth to the next
 108         float get_angular_pitch() const;
 109
 110         void draw() const;
 111         void draw_wire(float line_width = 1.0f) const;
 112
 113         bool gen_mesh();
 114 };
 115
 116 #endif  // GEAR_H_