You can not select more than 25 topics
Topics must start with a letter or number, can include dashes ('-') and can be up to 35 characters long.
193 lines
14 KiB
193 lines
14 KiB
// This file is part of libigl, a simple c++ geometry processing library.
|
|
//
|
|
// Copyright (C) 2013 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 "per_face_normals.h"
|
|
#include "parallel_for.h"
|
|
#include <Eigen/Geometry>
|
|
|
|
#define SQRT_ONE_OVER_THREE 0.57735026918962573
|
|
template <typename DerivedV, typename DerivedF, typename DerivedZ, typename DerivedN>
|
|
IGL_INLINE void igl::per_face_normals(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedV>& V,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedF>& F,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedZ> & Z,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N)
|
|
{
|
|
N.resize(F.rows(),3);
|
|
// loop over faces
|
|
int Frows = F.rows();
|
|
parallel_for(Frows,[&](const int i)
|
|
{
|
|
const Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar, 1, 3> v1 = V.row(F(i,1)) - V.row(F(i,0));
|
|
const Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar, 1, 3> v2 = V.row(F(i,2)) - V.row(F(i,0));
|
|
N.row(i) = v1.cross(v2);//.normalized();
|
|
typename DerivedV::Scalar r = N.row(i).norm();
|
|
if(r == 0)
|
|
{
|
|
N.row(i) = Z;
|
|
}else
|
|
{
|
|
N.row(i) /= r;
|
|
}
|
|
},10000);
|
|
}
|
|
|
|
template <typename DerivedV, typename DerivedF, typename DerivedN>
|
|
IGL_INLINE void igl::per_face_normals(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedV>& V,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedF>& F,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N)
|
|
{
|
|
Eigen::Matrix<typename DerivedN::Scalar,3,1> Z(0,0,0);
|
|
return per_face_normals(V,F,Z,N);
|
|
}
|
|
|
|
template <typename DerivedV, typename DerivedF, typename DerivedN>
|
|
IGL_INLINE void igl::per_face_normals_stable(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedV>& V,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedF>& F,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N)
|
|
{
|
|
typedef Eigen::Matrix<typename DerivedV::Scalar,1,3> RowVectorV3;
|
|
typedef typename DerivedV::Scalar Scalar;
|
|
|
|
const size_t m = F.rows();
|
|
|
|
N.resize(F.rows(),3);
|
|
// Grad all points
|
|
parallel_for(m,[&](const int f)
|
|
{
|
|
const RowVectorV3 p0 = V.row(F(f,0));
|
|
const RowVectorV3 p1 = V.row(F(f,1));
|
|
const RowVectorV3 p2 = V.row(F(f,2));
|
|
const RowVectorV3 n0 = (p1 - p0).cross(p2 - p0);
|
|
const RowVectorV3 n1 = (p2 - p1).cross(p0 - p1);
|
|
const RowVectorV3 n2 = (p0 - p2).cross(p1 - p2);
|
|
|
|
// careful sum
|
|
for(int d = 0;d<3;d++)
|
|
{
|
|
// This is a little _silly_ in terms of complexity, but its recursive
|
|
// implementation is clean looking...
|
|
const std::function<Scalar(Scalar,Scalar,Scalar)> sum3 =
|
|
[&sum3](Scalar a, Scalar b, Scalar c)->Scalar
|
|
{
|
|
if(fabs(c)>fabs(a))
|
|
{
|
|
return sum3(c,b,a);
|
|
}
|
|
// c < a
|
|
if(fabs(c)>fabs(b))
|
|
{
|
|
return sum3(a,c,b);
|
|
}
|
|
// c < a, c < b
|
|
if(fabs(b)>fabs(a))
|
|
{
|
|
return sum3(b,a,c);
|
|
}
|
|
return (a+b)+c;
|
|
};
|
|
|
|
N(f,d) = sum3(n0(d),n1(d),n2(d));
|
|
}
|
|
// sum better not be sure, or else NaN
|
|
N.row(f) /= N.row(f).norm();
|
|
},10000);
|
|
|
|
}
|
|
|
|
#include "cotmatrix.h"
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedV,
|
|
typename DerivedI,
|
|
typename DerivedC,
|
|
typename DerivedN,
|
|
typename DerivedVV,
|
|
typename DerivedFF,
|
|
typename DerivedJ>
|
|
IGL_INLINE void igl::per_face_normals(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedI> & I,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedC> & C,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedVV> & VV,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedFF> & FF,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedJ> & J)
|
|
{
|
|
assert(V.cols() == 3);
|
|
typedef Eigen::Index Index;
|
|
typedef typename DerivedN::Scalar Scalar;
|
|
// Use Bunge et al. algorithm in igl::cotmatrix to insert a point for each
|
|
// polygon which minimizes squared area.
|
|
{
|
|
Eigen::SparseMatrix<Scalar> _1,_2,P;
|
|
igl::cotmatrix(V,I,C,_1,_2,P);
|
|
VV = P*V;
|
|
}
|
|
// number of polygons
|
|
const Eigen::Index m = C.size()-1;
|
|
N.resize(m,3);
|
|
FF.resize(C(m),3);
|
|
J.resize(C(m));
|
|
{
|
|
Eigen::Index k = 0;
|
|
for(Eigen::Index p = 0;p<m;p++)
|
|
{
|
|
N.row(p).setZero();
|
|
// number of faces/vertices in this simple polygon
|
|
const Index np = C(p+1)-C(p);
|
|
for(Eigen::Index i = 0;i<np;i++)
|
|
{
|
|
FF.row(k) <<
|
|
I(C(p)+((i+0)%np)),
|
|
I(C(p)+((i+1)%np)),
|
|
V.rows()+p;
|
|
J(k) = p;
|
|
k++;
|
|
typedef Eigen::Matrix<Scalar,1,3> V3;
|
|
N.row(p) +=
|
|
V3(VV.row(I(C(p)+((i+0)%np)))-VV.row(V.rows()+p)).cross(
|
|
V3(VV.row(I(C(p)+((i+1)%np)))-VV.row(V.rows()+p)));
|
|
}
|
|
// normalize to take average
|
|
N.row(p) /= N.row(p).stableNorm();
|
|
}
|
|
assert(k == FF.rows());
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
#ifdef IGL_STATIC_LIBRARY
|
|
// Explicit template instantiation
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<unsigned int, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<unsigned int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
// generated by autoexplicit.sh
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> >&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<float, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<float, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<float, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<float, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<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::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
// Nonsense template. Where'd this come from? AABB nonsense?
|
|
namespace igl{template<> void per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, 2, 0, -1, 2>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 2, 0, -1, 2> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&){} }
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<float, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<float, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<float, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<float, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<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::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, 3, 1, 0, 3, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, 3, 1, 0, 3, 1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, 1, 3, 1, 1, 3>, Eigen::Matrix<double, 1, -1, 1, 1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, 1, 3, 1, 1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, 1, -1, 1, 1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 1, -1, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<float, -1, -1, 1, -1, -1>, Eigen::Matrix<unsigned int, -1, -1, 1, -1, -1>, Eigen::Matrix<float, -1, -1, 1, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<float, -1, -1, 1, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<unsigned int, -1, -1, 1, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<float, -1, -1, 1, -1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<unsigned int, -1, 3, 1, -1, 3>, Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<unsigned int, -1, 3, 1, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<float, -1, 3, 1, -1, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals<class Eigen::Matrix<double,-1,3,0,-1,3>,class Eigen::Matrix<int,-1,-1,0,-1,-1>,class Eigen::Matrix<double,-1,-1,0,-1,-1> >(class Eigen::MatrixBase<class Eigen::Matrix<double,-1,3,0,-1,3> > const &,class Eigen::MatrixBase<class Eigen::Matrix<int,-1,-1,0,-1,-1> > const &,class Eigen::PlainObjectBase<class Eigen::Matrix<double,-1,-1,0,-1,-1> > &);
|
|
template void igl::per_face_normals<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, 2, 3, 0, 2, 3>, Eigen::Matrix<double, 2, 3, 0, 2, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, 2, 3, 0, 2, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, 2, 3, 0, 2, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals_stable<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals_stable<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::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
template void igl::per_face_normals_stable<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<int, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> >&);
|
|
#endif
|
|
|