sascha@938: package de.intevation.flys.geom;
sascha@933: 
sascha@1651: import java.util.ArrayList;
sascha@933: import java.util.List;
sascha@1651: import java.util.Iterator;
sascha@933: 
sascha@933: import java.awt.geom.Point2D;
sascha@933: import java.awt.geom.Line2D;
sascha@933: 
sascha@933: import de.intevation.flys.artifacts.math.Linear;
sascha@933: 
sascha@938: import org.apache.log4j.Logger;
sascha@938: 
sascha@1651: import gnu.trove.TDoubleArrayList;
sascha@1651: 
sascha@933: public class Lines
sascha@933: {
sascha@938:     private static Logger log = Logger.getLogger(Lines.class);
sascha@938: 
sascha@933:     public static final double EPSILON = 1e-4;
sascha@933: 
sascha@933:     public static enum Mode { UNDEF, WET, DRY };
sascha@933: 
sascha@933:     protected Lines() {
sascha@933:     }
sascha@933: 
sascha@938:     public static List<Line2D> fillWater(List<Point2D> points, double waterLevel) {
sascha@933: 
sascha@938:         boolean debug = log.isDebugEnabled();
sascha@938: 
sascha@938:         if (debug) {
sascha@938:             log.debug("fillWater");
sascha@938:             log.debug("----------------------------");
sascha@933:         }
sascha@933: 
sascha@933:         List<Line2D> result = new ArrayList();
sascha@933: 
sascha@933:         int N = points.size();
sascha@933: 
sascha@933:         if (N == 0) {
sascha@933:             return result;
sascha@933:         }
sascha@933: 
sascha@933:         if (N == 1) {
sascha@933:             Point2D p = points.get(0);
sascha@933:             // Only generate point if over water
sascha@933:             if (waterLevel > p.getY()) {
sascha@933:                 result.add(new Line2D.Double(
sascha@934:                     p.getX(), waterLevel,
sascha@934:                     p.getX(), waterLevel));
sascha@933:             }
sascha@933:             return result;
sascha@933:         }
sascha@933: 
sascha@933:         double minX =  Double.MAX_VALUE;
sascha@933:         double minY =  Double.MAX_VALUE;
sascha@933:         double maxX = -Double.MAX_VALUE;
sascha@933:         double maxY = -Double.MAX_VALUE;
sascha@933: 
sascha@933:         // To ensure for sequences of equals x's that
sascha@933:         // the original index order is preserved.
sascha@938:         for (Point2D p: points) {
sascha@933:             double x = p.getX(), y = p.getY();
sascha@933:             if (x < minX) minX = x;
sascha@933:             if (x > maxX) maxX = x;
sascha@933:             if (y < minY) minY = y;
sascha@933:             if (y > maxY) maxY = y;
sascha@933:         }
sascha@933: 
sascha@933:         if (minY > waterLevel) { // profile completely over water level
sascha@938:             log.debug("complete over water");
sascha@933:             return result;
sascha@933:         }
sascha@933: 
sascha@933:         if (waterLevel > maxY) { // water floods profile
sascha@938:             log.debug("complete under water");
sascha@933:             result.add(new Line2D.Double(minX, waterLevel, maxX, waterLevel));
sascha@933:             return result;
sascha@933:         }
sascha@933: 
sascha@933:         Mode mode = Mode.UNDEF;
sascha@933: 
sascha@938:         double startX = minX;
sascha@933: 
sascha@933:         for (int i = 1; i < N; ++i) {
sascha@938:             Point2D p1 = points.get(i-1);
sascha@938:             Point2D p2 = points.get(i);
sascha@933: 
sascha@938:             if (p1.getY() < waterLevel && p2.getY() < waterLevel) {
sascha@933:                 // completely under water
sascha@938:                 if (debug) {
sascha@938:                     log.debug("under water: " + p1 + " " + p2);
sascha@938:                 }
sascha@938:                 if (mode != Mode.WET) {
sascha@938:                     startX = p1.getX();
sascha@938:                     mode = Mode.WET;
sascha@938:                 }
sascha@933:                 continue;
sascha@933:             }
sascha@933: 
sascha@938:             if (p1.getY() > waterLevel && p2.getY() > waterLevel) {
sascha@938:                 if (debug) {
sascha@938:                     log.debug("over water: " + p1 + " " + p2);
sascha@938:                 }
sascha@933:                 // completely over water
sascha@933:                 if (mode == Mode.WET) {
sascha@938:                     log.debug("over/wet");
sascha@933:                     result.add(new Line2D.Double(
sascha@933:                         startX, waterLevel,
sascha@933:                         p1.getX(), waterLevel));
sascha@933:                 }
sascha@933:                 mode = Mode.DRY;
sascha@933:                 continue;
sascha@933:             }
sascha@933: 
sascha@933:             if (Math.abs(p1.getX() - p2.getX()) < EPSILON) {
sascha@933:                 // vertical line
sascha@933:                 switch (mode) {
sascha@933:                     case WET:
sascha@938:                         log.debug("vertical/wet");
sascha@933:                         mode = Mode.DRY;
sascha@933:                         result.add(new Line2D.Double(
sascha@933:                             startX, waterLevel,
sascha@933:                             p1.getX(), waterLevel));
sascha@933:                         break;
sascha@933:                     case DRY:
sascha@938:                         log.debug("vertical/dry");
sascha@933:                         mode = Mode.WET;
sascha@933:                         startX = p2.getX();
sascha@933:                         break;
sascha@933:                     default: // UNDEF
sascha@938:                         log.debug("vertical/undef");
sascha@933:                         if (p2.getY() < waterLevel) {
sascha@933:                             mode = Mode.WET;
sascha@933:                             startX = p2.getX();
sascha@933:                         }
sascha@933:                         else {
sascha@933:                             mode = Mode.DRY;
sascha@933:                         }
sascha@933:                 }
sascha@933:                 continue;
sascha@933:             }
sascha@933: 
sascha@938:             // check if waterlevel directly hits the vertices;
sascha@938: 
sascha@938:             boolean p1W = Math.abs(waterLevel - p1.getY()) < EPSILON;
sascha@938:             boolean p2W = Math.abs(waterLevel - p2.getY()) < EPSILON;
sascha@938: 
sascha@938:             if (p1W || p2W) {
sascha@938:                 if (debug) {
sascha@938:                     log.debug("water hits vertex: " + p1 + " " + p2 + " " + mode);
sascha@938:                 }
sascha@938:                 if (p1W && p2W) { // parallel to water -> dry
sascha@938:                     log.debug("water hits both vertices");
sascha@938:                     if (mode == Mode.WET) {
sascha@938:                         result.add(new Line2D.Double(
sascha@938:                             startX, waterLevel,
sascha@938:                             p1.getX(), waterLevel));
sascha@938:                     }
sascha@938:                     mode = Mode.DRY;
sascha@938:                 }
sascha@938:                 else if (p1W) { // p1 == waterlevel
sascha@938:                     log.debug("water hits first vertex");
sascha@938:                     if (p2.getY() > waterLevel) { // --> dry
sascha@938:                         if (mode == Mode.WET) {
sascha@938:                             result.add(new Line2D.Double(
sascha@938:                                 startX, waterLevel,
sascha@938:                                 p1.getX(), waterLevel));
sascha@938:                         }
sascha@938:                         mode = Mode.DRY;
sascha@938:                     }
sascha@938:                     else { // --> wet
sascha@938:                         if (mode != Mode.WET) {
sascha@938:                             startX = p1.getX();
sascha@938:                             mode = Mode.WET;
sascha@938:                         }
sascha@938:                     }
sascha@938:                 }
sascha@938:                 else { // p2 == waterlevel
sascha@938:                     log.debug("water hits second vertex");
sascha@938:                     if (p1.getY() > waterLevel) { // --> wet
sascha@938:                         if (mode != Mode.WET) {
sascha@938:                             startX = p2.getX();
sascha@938:                             mode = Mode.WET;
sascha@938:                         }
sascha@938:                     }
sascha@938:                     else { // --> dry
sascha@938:                         if (mode == Mode.WET) {
sascha@938:                             result.add(new Line2D.Double(
sascha@938:                                 startX, waterLevel,
sascha@938:                                 p2.getX(), waterLevel));
sascha@938:                         }
sascha@938:                         mode = Mode.DRY;
sascha@938:                     }
sascha@938:                 }
sascha@938:                 if (debug) {
sascha@938:                     log.debug("mode is now: " + mode);
sascha@938:                 }
sascha@938:                 continue;
sascha@938:             }
sascha@938: 
sascha@933:             // intersection case
sascha@933:             double x = Linear.linear(
sascha@933:                 waterLevel,
sascha@938:                 p1.getY(), p2.getY(),
sascha@938:                 p1.getX(), p2.getX());
sascha@938: 
sascha@938:             if (debug) {
sascha@938:                 log.debug("intersection p1:" + p1);
sascha@938:                 log.debug("intersection p2:" + p2);
sascha@938:                 log.debug("intersection at x: " + x);
sascha@938:             }
sascha@933: 
sascha@933:             switch (mode) {
sascha@933:                 case WET:
sascha@938:                     log.debug("intersect/wet");
sascha@933:                     mode = Mode.DRY;
sascha@933:                     result.add(new Line2D.Double(
sascha@933:                         startX, waterLevel,
sascha@933:                         x, waterLevel));
sascha@933:                     break;
sascha@933: 
sascha@933:                 case DRY:
sascha@938:                     log.debug("intersect/dry");
sascha@933:                     mode   = Mode.WET;
sascha@933:                     startX = x;
sascha@933:                     break;
sascha@933: 
sascha@933:                 default: // UNDEF
sascha@938:                     log.debug("intersect/undef");
sascha@933:                     if (p2.getY() > waterLevel) {
sascha@938:                         log.debug("intersect/undef/over");
sascha@933:                         mode = Mode.DRY;
sascha@933:                         result.add(new Line2D.Double(
sascha@933:                             p1.getX(), waterLevel,
sascha@933:                             x, waterLevel));
sascha@933:                     }
sascha@933:                     else {
sascha@933:                         mode = Mode.WET;
sascha@933:                         startX = x;
sascha@933:                     }
sascha@933:             } // switch mode
sascha@934:         } // for all points p[i] and p[i-1]
sascha@933: 
sascha@933:         if (mode == Mode.WET) {
sascha@933:             result.add(new Line2D.Double(
sascha@933:                 startX, waterLevel,
sascha@933:                 maxX, waterLevel));
sascha@933:         }
sascha@933: 
sascha@933:         return result;
sascha@933:     }
sascha@1651: 
sascha@1651:     public static double [][] createWaterLines(
sascha@1651:         List<Point2D> points,
sascha@1651:         double        waterlevel
sascha@1651:     ) {
sascha@1651:         List<Line2D> lines = fillWater(points, waterlevel);
sascha@1651: 
sascha@1651:         TDoubleArrayList lxs = new TDoubleArrayList();
sascha@1651:         TDoubleArrayList lys = new TDoubleArrayList();
sascha@1651: 
sascha@1651:         for (Iterator<Line2D> iter = lines.iterator(); iter.hasNext();) {
sascha@1651:             Line2D  l  = iter.next();
sascha@1651:             Point2D p1 = l.getP1();
sascha@1651:             Point2D p2 = l.getP2();
sascha@1651:             lxs.add(p1.getX());
sascha@1651:             lys.add(p1.getY());
sascha@1651:             lxs.add(p2.getX());
sascha@1651:             lys.add(p2.getY());
sascha@1651:             if (iter.hasNext()) {
sascha@1651:                 lxs.add(Double.NaN);
sascha@1651:                 lys.add(Double.NaN);
sascha@1651:             }
sascha@1651:         }
sascha@1651: 
sascha@1651:         return new double [][] { lxs.toNativeArray(), lys.toNativeArray() };
sascha@1651:     }
sascha@933: }
sascha@933: // vim:set ts=4 sw=4 si et sta sts=4 fenc=utf8 :