mirror of
https://github.com/SoftFever/OrcaSlicer.git
synced 2025-10-23 00:31:11 -06:00
2ae2672ee9
Fixing dep build script on Windows and removing some warnings. Use bundled igl by default. Not building with the dependency scripts if not explicitly stated. This way, it will stay in Fix the libigl patch to include C source files in header only mode.
463 lines
23 KiB
C++
463 lines
23 KiB
C++
// This file is part of libigl, a simple c++ geometry processing library.
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//
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|
// Copyright (C) 2014 Alec Jacobson <alecjacobson@gmail.com>
|
|
//
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|
// This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla Public License
|
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// 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
|
|
template void igl::signed_distance<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, igl::SignedDistanceType, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3>::Scalar, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3>::Scalar, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> >&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
// generated by autoexplicit.sh
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// generated by autoexplicit.sh
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#endif
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