mirror of
https://github.com/SoftFever/OrcaSlicer.git
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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.
466 lines
32 KiB
C++
466 lines
32 KiB
C++
// This file is part of libigl, a simple c++ geometry processing library.
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//
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// Copyright (C) 2015 Alec Jacobson <alecjacobson@gmail.com>
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|
// Qingnan Zhou <qnzhou@gmail.com>
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//
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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
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// obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.
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|
//
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|
#include "mesh_boolean.h"
|
|
#include "assign.h"
|
|
#include "extract_cells.h"
|
|
#include "mesh_boolean_type_to_funcs.h"
|
|
#include "propagate_winding_numbers.h"
|
|
#include "relabel_small_immersed_cells.h"
|
|
#include "remesh_self_intersections.h"
|
|
#include "string_to_mesh_boolean_type.h"
|
|
#include "../../combine.h"
|
|
#include "../../cumsum.h"
|
|
#include "../../extract_manifold_patches.h"
|
|
#include "../../get_seconds.h"
|
|
#include "../../remove_unreferenced.h"
|
|
#include "../../resolve_duplicated_faces.h"
|
|
#include "../../slice.h"
|
|
#include "../../unique_edge_map.h"
|
|
#include "../../unique_simplices.h"
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#include <CGAL/Exact_predicates_exact_constructions_kernel.h>
|
|
#include <algorithm>
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|
//#define MESH_BOOLEAN_TIMING
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//#define DOUBLE_CHECK_EXACT_OUTPUT
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//#define SMALL_CELL_REMOVAL
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template <
|
|
typename DerivedVA,
|
|
typename DerivedFA,
|
|
typename DerivedVB,
|
|
typename DerivedFB,
|
|
typename DerivedVC,
|
|
typename DerivedFC,
|
|
typename DerivedJ>
|
|
IGL_INLINE bool igl::copyleft::cgal::mesh_boolean(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVA > & VA,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFA > & FA,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVB > & VB,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFB > & FB,
|
|
const MeshBooleanType & type,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedVC > & VC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedFC > & FC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedJ > & J)
|
|
{
|
|
std::function<int(const int, const int)> keep;
|
|
std::function<int(const Eigen::Matrix<int,1,Eigen::Dynamic>) > wind_num_op;
|
|
mesh_boolean_type_to_funcs(type,wind_num_op,keep);
|
|
return mesh_boolean(VA,FA,VB,FB,wind_num_op,keep,VC,FC,J);
|
|
}
|
|
template <
|
|
typename DerivedVA,
|
|
typename DerivedFA,
|
|
typename DerivedVB,
|
|
typename DerivedFB,
|
|
typename DerivedVC,
|
|
typename DerivedFC,
|
|
typename DerivedJ>
|
|
IGL_INLINE bool igl::copyleft::cgal::mesh_boolean(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVA > & VA,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFA > & FA,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVB > & VB,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFB > & FB,
|
|
const std::string & type_str,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedVC > & VC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedFC > & FC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedJ > & J)
|
|
{
|
|
return mesh_boolean(
|
|
VA,FA,VB,FB,string_to_mesh_boolean_type(type_str),VC,FC,J);
|
|
}
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedVA,
|
|
typename DerivedFA,
|
|
typename DerivedVB,
|
|
typename DerivedFB,
|
|
typename DerivedVC,
|
|
typename DerivedFC,
|
|
typename DerivedJ>
|
|
IGL_INLINE bool igl::copyleft::cgal::mesh_boolean(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVA> & VA,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFA> & FA,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVB> & VB,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFB> & FB,
|
|
const std::function<int(const Eigen::Matrix<int,1,Eigen::Dynamic>) >& wind_num_op,
|
|
const std::function<int(const int, const int)> & keep,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedVC > & VC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedFC > & FC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedJ > & J)
|
|
{
|
|
// Generate combined mesh (VA,FA,VB,FB) -> (V,F)
|
|
Eigen::Matrix<size_t,2,1> sizes(FA.rows(),FB.rows());
|
|
// TODO: This is a precision template **bug** that results in failure to
|
|
// compile. If DerivedVA::Scalar is double and DerivedVB::Scalar is
|
|
// CGAL::Epeck::FT then the following assignment will not compile. This
|
|
// implies that VA must have the trumping precision (and a valid assignment
|
|
// operator from VB's type).
|
|
Eigen::Matrix<typename DerivedVA::Scalar,Eigen::Dynamic,3> VV(VA.rows() + VB.rows(), 3);
|
|
DerivedFC FF(FA.rows() + FB.rows(), 3);
|
|
// Can't use comma initializer
|
|
for(int a = 0;a<VA.rows();a++)
|
|
{
|
|
for(int d = 0;d<3;d++) VV(a,d) = VA(a,d);
|
|
}
|
|
for(int b = 0;b<VB.rows();b++)
|
|
{
|
|
for(int d = 0;d<3;d++) VV(VA.rows()+b,d) = VB(b,d);
|
|
}
|
|
FF.block(0, 0, FA.rows(), 3) = FA;
|
|
// Eigen struggles to assign nothing to nothing and will assert if FB is empty
|
|
if(FB.rows() > 0)
|
|
{
|
|
FF.block(FA.rows(), 0, FB.rows(), 3) = FB.array() + VA.rows();
|
|
}
|
|
return mesh_boolean(VV,FF,sizes,wind_num_op,keep,VC,FC,J);
|
|
}
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedV,
|
|
typename DerivedF,
|
|
typename DerivedVC,
|
|
typename DerivedFC,
|
|
typename DerivedJ>
|
|
IGL_INLINE bool igl::copyleft::cgal::mesh_boolean(
|
|
const std::vector<DerivedV > & Vlist,
|
|
const std::vector<DerivedF > & Flist,
|
|
const std::function<int(const Eigen::Matrix<int,1,Eigen::Dynamic>) >& wind_num_op,
|
|
const std::function<int(const int, const int)> & keep,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedVC > & VC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedFC > & FC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedJ > & J)
|
|
{
|
|
DerivedV VV;
|
|
DerivedF FF;
|
|
Eigen::Matrix<size_t,Eigen::Dynamic,1> Vsizes,Fsizes;
|
|
igl::combine(Vlist,Flist,VV,FF,Vsizes,Fsizes);
|
|
return mesh_boolean(VV,FF,Fsizes,wind_num_op,keep,VC,FC,J);
|
|
}
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedV,
|
|
typename DerivedF,
|
|
typename DerivedVC,
|
|
typename DerivedFC,
|
|
typename DerivedJ>
|
|
IGL_INLINE bool igl::copyleft::cgal::mesh_boolean(
|
|
const std::vector<DerivedV > & Vlist,
|
|
const std::vector<DerivedF > & Flist,
|
|
const MeshBooleanType & type,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedVC > & VC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedFC > & FC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedJ > & J)
|
|
{
|
|
DerivedV VV;
|
|
DerivedF FF;
|
|
Eigen::Matrix<size_t,Eigen::Dynamic,1> Vsizes,Fsizes;
|
|
igl::combine(Vlist,Flist,VV,FF,Vsizes,Fsizes);
|
|
std::function<int(const int, const int)> keep;
|
|
std::function<int(const Eigen::Matrix<int,1,Eigen::Dynamic>) > wind_num_op;
|
|
mesh_boolean_type_to_funcs(type,wind_num_op,keep);
|
|
return mesh_boolean(VV,FF,Fsizes,wind_num_op,keep,VC,FC,J);
|
|
}
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedVV,
|
|
typename DerivedFF,
|
|
typename Derivedsizes,
|
|
typename DerivedVC,
|
|
typename DerivedFC,
|
|
typename DerivedJ>
|
|
IGL_INLINE bool igl::copyleft::cgal::mesh_boolean(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVV > & VV,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFF > & FF,
|
|
const Eigen::MatrixBase<Derivedsizes> & sizes,
|
|
const std::function<int(const Eigen::Matrix<int,1,Eigen::Dynamic>) >& wind_num_op,
|
|
const std::function<int(const int, const int)> & keep,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedVC > & VC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedFC > & FC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedJ > & J)
|
|
{
|
|
#ifdef MESH_BOOLEAN_TIMING
|
|
const auto & tictoc = []() -> double
|
|
{
|
|
static double t_start = igl::get_seconds();
|
|
double diff = igl::get_seconds()-t_start;
|
|
t_start += diff;
|
|
return diff;
|
|
};
|
|
const auto log_time = [&](const std::string& label) -> void {
|
|
std::cout << "mesh_boolean." << label << ": "
|
|
<< tictoc() << std::endl;
|
|
};
|
|
tictoc();
|
|
#endif
|
|
typedef typename DerivedVC::Scalar Scalar;
|
|
typedef CGAL::Epeck Kernel;
|
|
typedef Kernel::FT ExactScalar;
|
|
typedef Eigen::Matrix<Scalar,Eigen::Dynamic,3> MatrixX3S;
|
|
typedef Eigen::Matrix<typename DerivedJ::Scalar,Eigen::Dynamic,1> VectorXJ;
|
|
typedef Eigen::Matrix<
|
|
ExactScalar,
|
|
Eigen::Dynamic,
|
|
Eigen::Dynamic,
|
|
DerivedVC::IsRowMajor> MatrixXES;
|
|
MatrixXES V;
|
|
DerivedFC F;
|
|
VectorXJ CJ;
|
|
{
|
|
Eigen::VectorXi I;
|
|
igl::copyleft::cgal::RemeshSelfIntersectionsParam params;
|
|
params.stitch_all = true;
|
|
MatrixXES Vr;
|
|
DerivedFC Fr;
|
|
Eigen::MatrixXi IF;
|
|
igl::copyleft::cgal::remesh_self_intersections(
|
|
VV, FF, params, Vr, Fr, IF, CJ, I);
|
|
assert(I.size() == Vr.rows());
|
|
// Merge coinciding vertices into non-manifold vertices.
|
|
std::for_each(Fr.data(), Fr.data()+Fr.size(),
|
|
[&I](typename DerivedFC::Scalar& a) { a=I[a]; });
|
|
// Remove unreferenced vertices.
|
|
Eigen::VectorXi UIM;
|
|
igl::remove_unreferenced(Vr, Fr, V, F, UIM);
|
|
}
|
|
#ifdef MESH_BOOLEAN_TIMING
|
|
log_time("resolve_self_intersection");
|
|
#endif
|
|
|
|
// Compute edges of (F) --> (E,uE,EMAP,uE2E)
|
|
Eigen::MatrixXi E, uE;
|
|
Eigen::VectorXi EMAP;
|
|
std::vector<std::vector<size_t> > uE2E;
|
|
igl::unique_edge_map(F, E, uE, EMAP, uE2E);
|
|
|
|
// Compute patches (F,EMAP,uE2E) --> (P)
|
|
Eigen::VectorXi P;
|
|
const size_t num_patches = igl::extract_manifold_patches(F, EMAP, uE2E, P);
|
|
#ifdef MESH_BOOLEAN_TIMING
|
|
log_time("patch_extraction");
|
|
#endif
|
|
|
|
// Compute cells (V,F,P,E,uE,EMAP) -> (per_patch_cells)
|
|
Eigen::MatrixXi per_patch_cells;
|
|
const size_t num_cells =
|
|
igl::copyleft::cgal::extract_cells(
|
|
V, F, P, E, uE, uE2E, EMAP, per_patch_cells);
|
|
#ifdef MESH_BOOLEAN_TIMING
|
|
log_time("cell_extraction");
|
|
#endif
|
|
|
|
// Compute winding numbers on each side of each facet.
|
|
const size_t num_faces = F.rows();
|
|
// W(f,:) --> [w1out,w1in,w2out,w2in, ... wnout,wnint] winding numbers above
|
|
// and below each face w.r.t. each input mesh, so that W(f,2*i) is the
|
|
// winding number above face f w.r.t. input i, and W(f,2*i+1) is the winding
|
|
// number below face f w.r.t. input i.
|
|
Eigen::MatrixXi W;
|
|
// labels(f) = i means that face f comes from mesh i
|
|
Eigen::VectorXi labels(num_faces);
|
|
// cumulative sizes
|
|
Derivedsizes cumsizes;
|
|
igl::cumsum(sizes,1,cumsizes);
|
|
const size_t num_inputs = sizes.size();
|
|
std::transform(
|
|
CJ.data(),
|
|
CJ.data()+CJ.size(),
|
|
labels.data(),
|
|
// Determine which input mesh birth face i comes from
|
|
[&num_inputs,&cumsizes](int i)->int
|
|
{
|
|
for(int k = 0;k<num_inputs;k++)
|
|
{
|
|
if(i<cumsizes(k)) return k;
|
|
}
|
|
assert(false && "Birth parent index out of range");
|
|
return -1;
|
|
});
|
|
bool valid = true;
|
|
if (num_faces > 0)
|
|
{
|
|
valid = valid &
|
|
igl::copyleft::cgal::propagate_winding_numbers(
|
|
V, F, uE, uE2E, num_patches, P, num_cells, per_patch_cells, labels, W);
|
|
} else
|
|
{
|
|
W.resize(0, 2*num_inputs);
|
|
}
|
|
assert((size_t)W.rows() == num_faces);
|
|
// If W doesn't have enough columns, pad with zeros
|
|
if (W.cols() <= 2*num_inputs)
|
|
{
|
|
const int old_ncols = W.cols();
|
|
W.conservativeResize(num_faces,2*num_inputs);
|
|
W.rightCols(2*num_inputs-old_ncols).setConstant(0);
|
|
}
|
|
assert((size_t)W.cols() == 2*num_inputs);
|
|
#ifdef MESH_BOOLEAN_TIMING
|
|
log_time("propagate_input_winding_number");
|
|
#endif
|
|
|
|
// Compute resulting winding number.
|
|
Eigen::MatrixXi Wr(num_faces, 2);
|
|
for (size_t i=0; i<num_faces; i++)
|
|
{
|
|
// Winding number vectors above and below
|
|
Eigen::RowVectorXi w_out(1,num_inputs), w_in(1,num_inputs);
|
|
for(size_t k =0;k<num_inputs;k++)
|
|
{
|
|
w_out(k) = W(i,2*k+0);
|
|
w_in(k) = W(i,2*k+1);
|
|
}
|
|
Wr(i,0) = wind_num_op(w_out);
|
|
Wr(i,1) = wind_num_op(w_in);
|
|
}
|
|
#ifdef MESH_BOOLEAN_TIMING
|
|
log_time("compute_output_winding_number");
|
|
#endif
|
|
|
|
#ifdef SMALL_CELL_REMOVAL
|
|
igl::copyleft::cgal::relabel_small_immersed_cells(
|
|
V, F, num_patches, P, num_cells, per_patch_cells, 1e-3, Wr);
|
|
#endif
|
|
|
|
// Extract boundary separating inside from outside.
|
|
auto index_to_signed_index = [&](size_t i, bool ori) -> int
|
|
{
|
|
return (i+1)*(ori?1:-1);
|
|
};
|
|
//auto signed_index_to_index = [&](int i) -> size_t {
|
|
// return abs(i) - 1;
|
|
//};
|
|
std::vector<int> selected;
|
|
for(size_t i=0; i<num_faces; i++)
|
|
{
|
|
auto should_keep = keep(Wr(i,0), Wr(i,1));
|
|
if (should_keep > 0)
|
|
{
|
|
selected.push_back(index_to_signed_index(i, true));
|
|
} else if (should_keep < 0)
|
|
{
|
|
selected.push_back(index_to_signed_index(i, false));
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
const size_t num_selected = selected.size();
|
|
DerivedFC kept_faces(num_selected, 3);
|
|
DerivedJ kept_face_indices(num_selected, 1);
|
|
for (size_t i=0; i<num_selected; i++)
|
|
{
|
|
size_t idx = abs(selected[i]) - 1;
|
|
if (selected[i] > 0)
|
|
{
|
|
kept_faces.row(i) = F.row(idx);
|
|
} else
|
|
{
|
|
kept_faces.row(i) = F.row(idx).reverse();
|
|
}
|
|
kept_face_indices(i, 0) = CJ[idx];
|
|
}
|
|
#ifdef MESH_BOOLEAN_TIMING
|
|
log_time("extract_output");
|
|
#endif
|
|
|
|
// Finally, remove duplicated faces and unreferenced vertices.
|
|
{
|
|
DerivedFC G;
|
|
DerivedJ JJ;
|
|
igl::resolve_duplicated_faces(kept_faces, G, JJ);
|
|
igl::slice(kept_face_indices, JJ, 1, J);
|
|
|
|
#ifdef DOUBLE_CHECK_EXACT_OUTPUT
|
|
{
|
|
// Sanity check on exact output.
|
|
igl::copyleft::cgal::RemeshSelfIntersectionsParam params;
|
|
params.detect_only = true;
|
|
params.first_only = true;
|
|
MatrixXES dummy_VV;
|
|
DerivedFC dummy_FF, dummy_IF;
|
|
Eigen::VectorXi dummy_J, dummy_IM;
|
|
igl::copyleft::cgal::SelfIntersectMesh<
|
|
Kernel,
|
|
MatrixXES, DerivedFC,
|
|
MatrixXES, DerivedFC,
|
|
DerivedFC,
|
|
Eigen::VectorXi,
|
|
Eigen::VectorXi
|
|
> checker(V, G, params,
|
|
dummy_VV, dummy_FF, dummy_IF, dummy_J, dummy_IM);
|
|
if (checker.count != 0)
|
|
{
|
|
throw "Self-intersection not fully resolved.";
|
|
}
|
|
}
|
|
#endif
|
|
|
|
MatrixX3S Vs;
|
|
assign(V,Vs);
|
|
Eigen::VectorXi newIM;
|
|
igl::remove_unreferenced(Vs,G,VC,FC,newIM);
|
|
}
|
|
#ifdef MESH_BOOLEAN_TIMING
|
|
log_time("clean_up");
|
|
#endif
|
|
return valid;
|
|
}
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedVA,
|
|
typename DerivedFA,
|
|
typename DerivedVB,
|
|
typename DerivedFB,
|
|
typename DerivedVC,
|
|
typename DerivedFC>
|
|
IGL_INLINE bool igl::copyleft::cgal::mesh_boolean(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVA > & VA,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFA > & FA,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedVB > & VB,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedFB > & FB,
|
|
const MeshBooleanType & type,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedVC > & VC,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedFC > & FC)
|
|
{
|
|
Eigen::Matrix<typename DerivedFC::Index, Eigen::Dynamic,1> J;
|
|
return igl::copyleft::cgal::mesh_boolean(VA,FA,VB,FB,type,VC,FC,J);
|
|
}
|
|
|
|
#ifdef IGL_STATIC_LIBRARY
|
|
// Explicit template instantiation
|
|
// generated by autoexplicit.sh
|
|
template bool igl::copyleft::cgal::mesh_boolean<Eigen::Matrix<CGAL::Lazy_exact_nt<CGAL::Gmpq>, 8, 3, 0, 8, 3>, Eigen::Matrix<int, 12, 3, 0, 12, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<CGAL::Lazy_exact_nt<CGAL::Gmpq>, -1, -1, 1, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<CGAL::Lazy_exact_nt<CGAL::Gmpq>, 8, 3, 0, 8, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, 12, 3, 0, 12, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, igl::MeshBooleanType const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<CGAL::Lazy_exact_nt<CGAL::Gmpq>, -1, -1, 1, -1, -1> >&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> >&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> >&);
|
|
// generated by autoexplicit.sh
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