SingularityJudger/include/loop_detector.h

#ifndef LOOPDETECTOR_LOOP_DETECTOR_H
#define LOOPDETECTOR_LOOP_DETECTOR_H

#include "glm/glm.hpp"
#include "map"
#include "real.h"
#include "set"
#include "tinynurbs/tinynurbs.h"


using namespace std;

class LoopDetector {
public:
  LoopDetector(const vector<vector<glm::vec3>> &s_evaluation_,
               const vector<vector<glm::vec3>> &f_evaluation_,
               const vector<vector<glm::vec3>> &s_tangent_u_,
               const vector<vector<glm::vec3>> &f_tangent_u_,
               const vector<vector<glm::vec3>> &s_tangent_v_,
               const vector<vector<glm::vec3>> &f_tangent_v_,
               const vector<vector<glm::vec3>> &s_normal_,
               const vector<vector<glm::vec3>> &f_normal_,
               const tinynurbs::RationalSurface<real> &s_,
               const tinynurbs::RationalSurface<real> &f_);

  // 两个曲面
  const tinynurbs::RationalSurface<real> &s;
  const tinynurbs::RationalSurface<real> &f;
  // 细分采样的总层数（最高与BVH的总层数相等）。从第二层开始，每一层都表示把原来的一个小sub
  // patch分成了更小的四份
  int maxSplitLayer;

  // 采样点的求值和求切向量先设为public，因为这些因该是算好的，LoopDetector不用重复计算
  // 曲面s和f的采样点。
  const vector<vector<glm::vec3>> &s_evaluation;
  const vector<vector<glm::vec3>> &f_evaluation;
  // 曲面s和f的切向量。
  const vector<vector<glm::vec3>> &s_tangent_u;
  const vector<vector<glm::vec3>> &s_tangent_v;
  const vector<vector<glm::vec3>> &f_tangent_u;
  const vector<vector<glm::vec3>> &f_tangent_v;
  // 曲面s和f的法向量
  const vector<vector<glm::vec3>> &s_normal;
  const vector<vector<glm::vec3>> &f_normal;

  // 有向距离计算结果。有向距离通过采样的方式计算，其结果与s曲面sub
  // patch中的采样网格规模相同，即与s_evaluation大小一致
  //    vector<vector<glm::vec3>> distance;
  // 确定有向距离后，对应的f曲面上的最短距离点的位置(由于是格点，都是估计值)
  vector<vector<pair<int, int>>> selectedPointsIdx;
  vector<vector<pair<real, real>>> selectedPointsParam;
  // vector fields, 即有向距离关于u、v的导数
  vector<vector<glm::vec2>> vectorFields;
  vector<vector<int>> rotationNumbers;
  map<pair<int, int>, int>
      targetCells; // <{u patch index, v patch index}, rotation number>

  //    int subPatchEdgeSampleCnt;  // 在一个sub
  //    patch的采样网格中，边上的采样点个数 void
  //    init(tinynurbs::RationalSurface<real> _s,
  //    tinynurbs::RationalSurface<real> _f, int _maxSplitLayer);
  vector<pair<int, int>> detect(pair<int, int> _s_subPatchIdxRange_u,
                                pair<int, int> _s_subPatchIdxRange_v,
                                pair<int, int> _f_subPatchIdxRange_u,
                                pair<int, int> _f_subPatchIdxRange_v);
  vector<pair<int, int>>
  detect(const map<pair<int, int>, set<pair<int, int>>> &intersectBoxPairs,
         pair<int, int> _s_subPatchIdxRange_u,
         pair<int, int> _s_subPatchIdxRange_v,
         pair<int, int> _f_subPatchIdxRange_u,
         pair<int, int> _f_subPatchIdxRange_v);

  // 需要做Loop检测的sub patch在最后一层上的下标的范围(每个范围都真包含于[0,
  // 2^(maxSplitLayer-1)-1])
  pair<int, int> s_subPatchIdxRange_u;
  pair<int, int> s_subPatchIdxRange_v;
  pair<int, int> f_subPatchIdxRange_u;
  pair<int, int> f_subPatchIdxRange_v;
  // subPatch每条边上的采样点个数
  // 这四个值根据subPatchRange的范围得到
  int s_subPatchEdgeSampleCnt_u;
  int s_subPatchEdgeSampleCnt_v;
  int f_subPatchEdgeSampleCnt_u;
  int f_subPatchEdgeSampleCnt_v;

private:
  // 整个曲面一条边上的采样点个数

  void initOrientedDistance();

  void initOrientedDisAndVecFields(
      const vector<pair<pair<int, int>, pair<int, int>>> &intersectBoxPairs);
  void initOrientedDisAndVecFields_deprecated(
      const map<pair<int, int>, set<pair<int, int>>> &intersectBoxPairs);
  void initOrientedDisAndVecFields(
      const map<pair<int, int>, set<pair<int, int>>> &intersectBoxPairs);

  // Yawei Ma的文章中的做法
  void initVectorField0();

  // G A Kriezis的文章中的做法
  void initVectorField();

  void getRotationNumber();
  void getRotationNumber(
      const vector<pair<pair<int, int>, pair<int, int>>> &intersectBoxPairs);
  void getRotationNumber(
      const map<pair<int, int>, set<pair<int, int>>> &intersectBoxPairs);
};

#endif // LOOPDETECTOR_LOOP_DETECTOR_H