mirror of
https://github.com/SoftFever/OrcaSlicer.git
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Merged branch 'dev_native' into lm_sla_supports_auto
Added igl library files
This commit is contained in:
Lukas Matena
commit
7681d00ee5
2865 changed files with 142806 additions and 22325 deletions
463
src/igl/signed_distance.cpp
Normal file
463
src/igl/signed_distance.cpp
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,463 @@
|
|||
// This file is part of libigl, a simple c++ geometry processing library.
|
||||
//
|
||||
// Copyright (C) 2014 Alec Jacobson <alecjacobson@gmail.com>
|
||||
//
|
||||
// This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla Public License
|
||||
// v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed with this file, You can
|
||||
// obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.
|
||||
#include "signed_distance.h"
|
||||
#include "get_seconds.h"
|
||||
#include "per_edge_normals.h"
|
||||
#include "parallel_for.h"
|
||||
#include "per_face_normals.h"
|
||||
#include "per_vertex_normals.h"
|
||||
#include "point_mesh_squared_distance.h"
|
||||
#include "pseudonormal_test.h"
|
||||
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedP,
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedF,
|
||||
typename DerivedS,
|
||||
typename DerivedI,
|
||||
typename DerivedC,
|
||||
typename DerivedN>
|
||||
IGL_INLINE void igl::signed_distance(
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedP> & P,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
||||
const SignedDistanceType sign_type,
|
||||
const typename DerivedV::Scalar lower_bound,
|
||||
const typename DerivedV::Scalar upper_bound,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedS> & S,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedI> & I,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedC> & C,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N)
|
||||
{
|
||||
using namespace Eigen;
|
||||
using namespace std;
|
||||
const int dim = V.cols();
|
||||
assert((V.cols() == 3||V.cols() == 2) && "V should have 3d or 2d positions");
|
||||
assert((P.cols() == 3||P.cols() == 2) && "P should have 3d or 2d positions");
|
||||
assert(V.cols() == P.cols() && "V should have same dimension as P");
|
||||
// Only unsigned distance is supported for non-triangles
|
||||
if(sign_type != SIGNED_DISTANCE_TYPE_UNSIGNED)
|
||||
{
|
||||
assert(F.cols() == dim && "F should have co-dimension 0 simplices");
|
||||
}
|
||||
typedef Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,3> RowVector3S;
|
||||
|
||||
// Prepare distance computation
|
||||
AABB<DerivedV,3> tree3;
|
||||
AABB<DerivedV,2> tree2;
|
||||
switch(dim)
|
||||
{
|
||||
default:
|
||||
case 3:
|
||||
tree3.init(V,F);
|
||||
break;
|
||||
case 2:
|
||||
tree2.init(V,F);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,Eigen::Dynamic,3> FN,VN,EN;
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedF::Scalar,Eigen::Dynamic,2> E;
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedF::Scalar,Eigen::Dynamic,1> EMAP;
|
||||
WindingNumberAABB<RowVector3S,DerivedV,DerivedF> hier3;
|
||||
switch(sign_type)
|
||||
{
|
||||
default:
|
||||
assert(false && "Unknown SignedDistanceType");
|
||||
case SIGNED_DISTANCE_TYPE_UNSIGNED:
|
||||
// do nothing
|
||||
break;
|
||||
case SIGNED_DISTANCE_TYPE_DEFAULT:
|
||||
case SIGNED_DISTANCE_TYPE_WINDING_NUMBER:
|
||||
switch(dim)
|
||||
{
|
||||
default:
|
||||
case 3:
|
||||
hier3.set_mesh(V,F);
|
||||
hier3.grow();
|
||||
break;
|
||||
case 2:
|
||||
// no precomp, no hierarchy
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
case SIGNED_DISTANCE_TYPE_PSEUDONORMAL:
|
||||
switch(dim)
|
||||
{
|
||||
default:
|
||||
case 3:
|
||||
// "Signed Distance Computation Using the Angle Weighted Pseudonormal"
|
||||
// [Bærentzen & Aanæs 2005]
|
||||
per_face_normals(V,F,FN);
|
||||
per_vertex_normals(V,F,PER_VERTEX_NORMALS_WEIGHTING_TYPE_ANGLE,FN,VN);
|
||||
per_edge_normals(
|
||||
V,F,PER_EDGE_NORMALS_WEIGHTING_TYPE_UNIFORM,FN,EN,E,EMAP);
|
||||
break;
|
||||
case 2:
|
||||
FN.resize(F.rows(),2);
|
||||
VN = DerivedV::Zero(V.rows(),2);
|
||||
for(int e = 0;e<F.rows();e++)
|
||||
{
|
||||
// rotate edge vector
|
||||
FN(e,0) = (V(F(e,1),1)-V(F(e,0),1));
|
||||
FN(e,1) = -(V(F(e,1),0)-V(F(e,0),0));
|
||||
FN.row(e).normalize();
|
||||
// add to vertex normal
|
||||
VN.row(F(e,1)) += FN.row(e);
|
||||
VN.row(F(e,0)) += FN.row(e);
|
||||
}
|
||||
// normalize to average
|
||||
VN.rowwise().normalize();
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
N.resize(P.rows(),dim);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
//
|
||||
// convert to bounds on (unsiged) squared distances
|
||||
typedef typename DerivedV::Scalar Scalar;
|
||||
const Scalar max_abs = std::max(std::abs(lower_bound),std::abs(upper_bound));
|
||||
const Scalar up_sqr_d = std::pow(max_abs,2.0);
|
||||
const Scalar low_sqr_d =
|
||||
std::pow(std::max(max_abs-(upper_bound-lower_bound),(Scalar)0.0),2.0);
|
||||
|
||||
S.resize(P.rows(),1);
|
||||
I.resize(P.rows(),1);
|
||||
C.resize(P.rows(),dim);
|
||||
|
||||
parallel_for(P.rows(),[&](const int p)
|
||||
//for(int p = 0;p<P.rows();p++)
|
||||
{
|
||||
RowVector3S q3;
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,2> q2;
|
||||
switch(P.cols())
|
||||
{
|
||||
default:
|
||||
case 3:
|
||||
q3.head(P.row(p).size()) = P.row(p);
|
||||
break;
|
||||
case 2:
|
||||
q2 = P.row(p).head(2);
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
typename DerivedV::Scalar s=1,sqrd=0;
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,Eigen::Dynamic> c;
|
||||
RowVector3S c3;
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,2> c2;
|
||||
int i=-1;
|
||||
// in all cases compute squared unsiged distances
|
||||
sqrd = dim==3?
|
||||
tree3.squared_distance(V,F,q3,low_sqr_d,up_sqr_d,i,c3):
|
||||
tree2.squared_distance(V,F,q2,low_sqr_d,up_sqr_d,i,c2);
|
||||
if(sqrd >= up_sqr_d || sqrd <= low_sqr_d)
|
||||
{
|
||||
// Out of bounds gets a nan (nans on grids can be flood filled later using
|
||||
// igl::flood_fill)
|
||||
S(p) = std::numeric_limits<double>::quiet_NaN();
|
||||
I(p) = F.rows()+1;
|
||||
C.row(p).setConstant(0);
|
||||
}else
|
||||
{
|
||||
// Determine sign
|
||||
switch(sign_type)
|
||||
{
|
||||
default:
|
||||
assert(false && "Unknown SignedDistanceType");
|
||||
case SIGNED_DISTANCE_TYPE_UNSIGNED:
|
||||
break;
|
||||
case SIGNED_DISTANCE_TYPE_DEFAULT:
|
||||
case SIGNED_DISTANCE_TYPE_WINDING_NUMBER:
|
||||
{
|
||||
Scalar w = 0;
|
||||
if(dim == 3)
|
||||
{
|
||||
s = 1.-2.*hier3.winding_number(q3.transpose());
|
||||
}else
|
||||
{
|
||||
assert(!V.derived().IsRowMajor);
|
||||
assert(!F.derived().IsRowMajor);
|
||||
s = 1.-2.*winding_number(V,F,q2);
|
||||
}
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
case SIGNED_DISTANCE_TYPE_PSEUDONORMAL:
|
||||
{
|
||||
RowVector3S n3;
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,2> n2;
|
||||
dim==3 ?
|
||||
pseudonormal_test(V,F,FN,VN,EN,EMAP,q3,i,c3,s,n3):
|
||||
pseudonormal_test(V,E,EN,VN,q2,i,c2,s,n2);
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,Eigen::Dynamic> n;
|
||||
(dim==3 ? n = n3 : n = n2);
|
||||
N.row(p) = n;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
I(p) = i;
|
||||
S(p) = s*sqrt(sqrd);
|
||||
C.row(p) = (dim==3 ? c=c3 : c=c2);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
,10000);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedP,
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedF,
|
||||
typename DerivedS,
|
||||
typename DerivedI,
|
||||
typename DerivedC,
|
||||
typename DerivedN>
|
||||
IGL_INLINE void igl::signed_distance(
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedP> & P,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
||||
const SignedDistanceType sign_type,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedS> & S,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedI> & I,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedC> & C,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N)
|
||||
{
|
||||
typedef typename DerivedV::Scalar Scalar;
|
||||
Scalar lower = std::numeric_limits<Scalar>::min();
|
||||
Scalar upper = std::numeric_limits<Scalar>::max();
|
||||
return signed_distance(P,V,F,sign_type,lower,upper,S,I,C,N);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedF,
|
||||
typename DerivedFN,
|
||||
typename DerivedVN,
|
||||
typename DerivedEN,
|
||||
typename DerivedEMAP,
|
||||
typename Derivedq>
|
||||
IGL_INLINE typename DerivedV::Scalar igl::signed_distance_pseudonormal(
|
||||
const AABB<DerivedV,3> & tree,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedFN> & FN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedVN> & VN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedEN> & EN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedEMAP> & EMAP,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<Derivedq> & q)
|
||||
{
|
||||
typename DerivedV::Scalar s,sqrd;
|
||||
Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,3> n,c;
|
||||
int i = -1;
|
||||
signed_distance_pseudonormal(tree,V,F,FN,VN,EN,EMAP,q,s,sqrd,i,c,n);
|
||||
return s*sqrt(sqrd);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedP,
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedF,
|
||||
typename DerivedFN,
|
||||
typename DerivedVN,
|
||||
typename DerivedEN,
|
||||
typename DerivedEMAP,
|
||||
typename DerivedS,
|
||||
typename DerivedI,
|
||||
typename DerivedC,
|
||||
typename DerivedN>
|
||||
IGL_INLINE void igl::signed_distance_pseudonormal(
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedP> & P,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
||||
const AABB<DerivedV,3> & tree,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedFN> & FN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedVN> & VN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedEN> & EN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedEMAP> & EMAP,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedS> & S,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedI> & I,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedC> & C,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N)
|
||||
{
|
||||
using namespace Eigen;
|
||||
const size_t np = P.rows();
|
||||
S.resize(np,1);
|
||||
I.resize(np,1);
|
||||
N.resize(np,3);
|
||||
C.resize(np,3);
|
||||
typedef typename AABB<DerivedV,3>::RowVectorDIMS RowVector3S;
|
||||
# pragma omp parallel for if(np>1000)
|
||||
for(size_t p = 0;p<np;p++)
|
||||
{
|
||||
typename DerivedV::Scalar s,sqrd;
|
||||
RowVector3S n,c;
|
||||
int i = -1;
|
||||
RowVector3S q = P.row(p);
|
||||
signed_distance_pseudonormal(tree,V,F,FN,VN,EN,EMAP,q,s,sqrd,i,c,n);
|
||||
S(p) = s*sqrt(sqrd);
|
||||
I(p) = i;
|
||||
N.row(p) = n;
|
||||
C.row(p) = c;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedF,
|
||||
typename DerivedFN,
|
||||
typename DerivedVN,
|
||||
typename DerivedEN,
|
||||
typename DerivedEMAP,
|
||||
typename Derivedq,
|
||||
typename Scalar,
|
||||
typename Derivedc,
|
||||
typename Derivedn>
|
||||
IGL_INLINE void igl::signed_distance_pseudonormal(
|
||||
const AABB<DerivedV,3> & tree,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedFN> & FN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedVN> & VN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedEN> & EN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedEMAP> & EMAP,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<Derivedq> & q,
|
||||
Scalar & s,
|
||||
Scalar & sqrd,
|
||||
int & i,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<Derivedc> & c,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<Derivedn> & n)
|
||||
{
|
||||
using namespace Eigen;
|
||||
using namespace std;
|
||||
//typedef Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,3> RowVector3S;
|
||||
// Alec: Why was this constructor around q necessary?
|
||||
//sqrd = tree.squared_distance(V,F,RowVector3S(q),i,(RowVector3S&)c);
|
||||
// Alec: Why was this constructor around c necessary?
|
||||
//sqrd = tree.squared_distance(V,F,q,i,(RowVector3S&)c);
|
||||
sqrd = tree.squared_distance(V,F,q,i,c);
|
||||
pseudonormal_test(V,F,FN,VN,EN,EMAP,q,i,c,s,n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedE,
|
||||
typename DerivedEN,
|
||||
typename DerivedVN,
|
||||
typename Derivedq,
|
||||
typename Scalar,
|
||||
typename Derivedc,
|
||||
typename Derivedn>
|
||||
IGL_INLINE void igl::signed_distance_pseudonormal(
|
||||
const AABB<DerivedV,2> & tree,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedE> & E,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedEN> & EN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedVN> & VN,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<Derivedq> & q,
|
||||
Scalar & s,
|
||||
Scalar & sqrd,
|
||||
int & i,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<Derivedc> & c,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<Derivedn> & n)
|
||||
{
|
||||
using namespace Eigen;
|
||||
using namespace std;
|
||||
typedef Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,2> RowVector2S;
|
||||
sqrd = tree.squared_distance(V,E,RowVector2S(q),i,(RowVector2S&)c);
|
||||
pseudonormal_test(V,E,EN,VN,q,i,c,s,n);
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedF,
|
||||
typename Derivedq>
|
||||
IGL_INLINE typename DerivedV::Scalar igl::signed_distance_winding_number(
|
||||
const AABB<DerivedV,3> & tree,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
||||
const igl::WindingNumberAABB<Derivedq,DerivedV,DerivedF> & hier,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<Derivedq> & q)
|
||||
{
|
||||
typedef typename DerivedV::Scalar Scalar;
|
||||
Scalar s,sqrd;
|
||||
Eigen::Matrix<Scalar,1,3> c;
|
||||
int i=-1;
|
||||
signed_distance_winding_number(tree,V,F,hier,q,s,sqrd,i,c);
|
||||
return s*sqrt(sqrd);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedF,
|
||||
typename Derivedq,
|
||||
typename Scalar,
|
||||
typename Derivedc>
|
||||
IGL_INLINE void igl::signed_distance_winding_number(
|
||||
const AABB<DerivedV,3> & tree,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
||||
const igl::WindingNumberAABB<Derivedq,DerivedV,DerivedF> & hier,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<Derivedq> & q,
|
||||
Scalar & s,
|
||||
Scalar & sqrd,
|
||||
int & i,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<Derivedc> & c)
|
||||
{
|
||||
using namespace Eigen;
|
||||
using namespace std;
|
||||
typedef Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,3> RowVector3S;
|
||||
sqrd = tree.squared_distance(V,F,RowVector3S(q),i,(RowVector3S&)c);
|
||||
const Scalar w = hier.winding_number(q.transpose());
|
||||
s = 1.-2.*w;
|
||||
}
|
||||
|
||||
template <
|
||||
typename DerivedV,
|
||||
typename DerivedF,
|
||||
typename Derivedq,
|
||||
typename Scalar,
|
||||
typename Derivedc>
|
||||
IGL_INLINE void igl::signed_distance_winding_number(
|
||||
const AABB<DerivedV,2> & tree,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
||||
const Eigen::MatrixBase<Derivedq> & q,
|
||||
Scalar & s,
|
||||
Scalar & sqrd,
|
||||
int & i,
|
||||
Eigen::PlainObjectBase<Derivedc> & c)
|
||||
{
|
||||
using namespace Eigen;
|
||||
using namespace std;
|
||||
typedef Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,2> RowVector2S;
|
||||
sqrd = tree.squared_distance(V,F,RowVector2S(q),i,(RowVector2S&)c);
|
||||
Scalar w;
|
||||
// TODO: using .data() like this is very dangerous... This is assuming
|
||||
// colmajor order
|
||||
assert(!V.derived().IsRowMajor);
|
||||
assert(!F.derived().IsRowMajor);
|
||||
s = 1.-2.*winding_number(V,F,q);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#ifdef IGL_STATIC_LIBRARY
|
||||
// Explicit template instantiation
|
||||
// generated by autoexplicit.sh
|
||||
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