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ZCWang
8 months ago
18 changed files with 188761 additions and 83 deletions
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#include <implicit_functions.hpp> |
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#include <implicit_surface_network_processor.hpp> |
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int main(){ |
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return 0; |
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} |
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target("implicit_surface_integrator") |
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set_kind("binary") |
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add_rules("config.indirect_predicates.flags") |
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add_deps("implicit_surface_network_process", "implicit_functions", "shared_module") |
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|
add_files("main.cpp") |
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target_end() |
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File diff suppressed because it is too large
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599 |
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604 |
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606 |
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610 |
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637 |
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646 |
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647 |
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649 |
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654 |
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655 |
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659 |
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663 |
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665 |
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677 |
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698 |
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699 |
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707 |
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715 |
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729 |
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733 |
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735 |
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739 |
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743 |
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747 |
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751 |
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753 |
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757 |
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771 |
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775 |
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779 |
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791 |
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803 |
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804 |
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835 |
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841 |
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857 |
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859 |
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865 |
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866 |
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867 |
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|
871 |
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|
873 |
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874 |
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|
875 |
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889 |
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893 |
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897 |
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909 |
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920 |
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921 |
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929 |
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930 |
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|
931 |
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932 |
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@ -0,0 +1,9 @@ |
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|
#include <implicit_arrangement.h> |
||||
|
|
||||
|
int main() |
||||
|
{ |
||||
|
load_lut(); |
||||
|
lut_print_test(); |
||||
|
|
||||
|
return 0; |
||||
|
} |
||||
@ -0,0 +1,16 @@ |
|||||
|
#pragma once |
||||
|
|
||||
|
#include "utils/eigen_alias.hpp" |
||||
|
|
||||
|
class ImplicitFunction |
||||
|
{ |
||||
|
public: |
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
double evaluate_scalar(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>>& pos) const; |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim> evaluate_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>>& pos) const; |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim + 1> evaluate_scalar_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>>& pos) const; |
||||
|
}; |
||||
@ -0,0 +1,14 @@ |
|||||
|
#pragma once |
||||
|
|
||||
|
#include <string_view> |
||||
|
|
||||
|
#include <container/small_vector.hpp> |
||||
|
|
||||
|
#include "implicit_function.hpp" |
||||
|
|
||||
|
struct load_functions_result_t { |
||||
|
small_vector_mp<std::unique_ptr<ImplicitFunction>> functions{}; |
||||
|
bool success{}; |
||||
|
}; |
||||
|
|
||||
|
load_functions_result_t load_functions(const std::string_view& filename); |
||||
@ -0,0 +1,215 @@ |
|||||
|
#pragma once |
||||
|
|
||||
|
#include "implicit_function.hpp" |
||||
|
|
||||
|
static constexpr double kEpsilon = 1e-6; |
||||
|
|
||||
|
class ConstantFunction : public ImplicitFunction |
||||
|
{ |
||||
|
public: |
||||
|
explicit ConstantFunction(double value) : value_(value) {} |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
double evaluate_scalar(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
return value_; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim> evaluate_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
return Eigen::Vector<double, Dim>::Zero(); |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim + 1> evaluate_scalar_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
auto res = Eigen::Vector<double, Dim + 1>::Zero(); |
||||
|
res[0] = value_; |
||||
|
return res; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
private: |
||||
|
double value_{}; |
||||
|
}; |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
class PlaneDistanceFunction : public ImplicitFunction |
||||
|
{ |
||||
|
public: |
||||
|
PlaneDistanceFunction(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &point, |
||||
|
const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &normal) |
||||
|
: point_(point), normal_(normal) |
||||
|
{ |
||||
|
normal_.normalize(); |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
double evaluate_scalar(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const { return normal_.dot(pos - point_); } |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim> evaluate_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
return normal_; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim + 1> evaluate_scalar_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim + 1> res{}; |
||||
|
res.template head<Dim>().array() = normal_.array(); |
||||
|
res[Dim] = evaluate_scalar(pos); |
||||
|
return res; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
private: |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim> point_{}; |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim> normal_{}; |
||||
|
}; |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
class SphereDistanceFunction : public ImplicitFunction |
||||
|
{ |
||||
|
public: |
||||
|
SphereDistanceFunction(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> ¢er, double radius) |
||||
|
: center_(center), radius_(radius) |
||||
|
{ |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
double evaluate_scalar(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
return (pos - center_).norm() - radius_; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim> evaluate_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
auto vec = pos - center_; |
||||
|
double norm = vec.norm(); |
||||
|
if (norm <= kEpsilon) return Eigen::Vector<double, Dim>::Zero(); |
||||
|
return vec / norm; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim + 1> evaluate_scalar_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector<double, Dim>> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim + 1> res{}; |
||||
|
|
||||
|
auto vec = pos - center_; |
||||
|
double norm = vec.norm(); |
||||
|
if (norm <= kEpsilon) { |
||||
|
res[Dim] = -radius_; |
||||
|
return res; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
res.template head<Dim>().array() = vec.array() / norm; |
||||
|
res[Dim] = norm - radius_; |
||||
|
return res; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
private: |
||||
|
Eigen::Vector<double, Dim> center_{}; |
||||
|
double radius_{}; |
||||
|
}; |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
class CylinderDistanceFunction; |
||||
|
|
||||
|
template <> |
||||
|
class CylinderDistanceFunction<3> : public ImplicitFunction |
||||
|
{ |
||||
|
public: |
||||
|
CylinderDistanceFunction(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &axis_point, |
||||
|
const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &axis_dir, |
||||
|
double radius) |
||||
|
: axis_point_(axis_point), axis_dir_(axis_dir), radius_(radius) |
||||
|
{ |
||||
|
axis_dir_.normalize(); |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
double evaluate_scalar(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
auto vec = pos - axis_point_; |
||||
|
auto dist = vec.dot(axis_dir_); |
||||
|
return (vec - dist * axis_dir_).norm() - radius_; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector3d evaluate_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
auto vec = pos - axis_point_; |
||||
|
auto dist = vec.dot(axis_dir_); |
||||
|
auto vec_para = dist * axis_dir_; |
||||
|
Eigen::Vector3d vec_perp = vec - vec_para; |
||||
|
double norm = vec_perp.norm(); |
||||
|
if (norm <= kEpsilon) return Eigen::Vector3d::Zero(); |
||||
|
return vec_perp / norm; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector4d evaluate_scalar_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
Eigen::Vector4d res{}; |
||||
|
|
||||
|
auto vec = pos - axis_point_; |
||||
|
auto dist = vec.dot(axis_dir_); |
||||
|
auto vec_para = dist * axis_dir_; |
||||
|
Eigen::Vector3d vec_perp = vec - vec_para; |
||||
|
double norm = vec_perp.norm(); |
||||
|
if (norm <= kEpsilon) { |
||||
|
res[3] = -radius_; |
||||
|
return res; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
res.template head<3>().array() = vec_perp.array() / norm; |
||||
|
res[3] = norm - radius_; |
||||
|
return res; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
private: |
||||
|
Eigen::Vector3d axis_point_{}; |
||||
|
Eigen::Vector3d axis_dir_{}; |
||||
|
double radius_{}; |
||||
|
}; |
||||
|
|
||||
|
template <size_t Dim> |
||||
|
class ConeDistanceFunction; |
||||
|
|
||||
|
template <> |
||||
|
class ConeDistanceFunction<3> : public ImplicitFunction |
||||
|
{ |
||||
|
public: |
||||
|
ConeDistanceFunction(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &apex_point, |
||||
|
const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &axis_dir, |
||||
|
double apex_angle) |
||||
|
: apex_point_(apex_point), axis_dir_(axis_dir), apex_angle_cosine_(std::cos(apex_angle)) |
||||
|
{ |
||||
|
axis_dir_.normalize(); |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
double evaluate_scalar(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
return apex_angle_cosine_ * (pos - apex_point_).norm() - (pos - apex_point_).dot(axis_dir_); |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector3d evaluate_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
auto vec_apex = pos - apex_point_; |
||||
|
auto vec_norm = vec_apex.norm(); |
||||
|
if (vec_norm <= kEpsilon) return Eigen::Vector3d::Zero(); |
||||
|
return vec_apex * apex_angle_cosine_ / vec_norm - axis_dir_; |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector4d evaluate_scalar_gradient(const Eigen::Ref<const Eigen::Vector3d> &pos) const |
||||
|
{ |
||||
|
auto vec_apex = pos - apex_point_; |
||||
|
auto vec_norm = vec_apex.norm(); |
||||
|
if (vec_norm <= kEpsilon) return Eigen::Vector4d::Zero(); |
||||
|
|
||||
|
Eigen::Vector4d res{}; |
||||
|
res.template head<3>().array() = vec_apex.array() * apex_angle_cosine_ / vec_norm - axis_dir_.array(); |
||||
|
res[3] = apex_angle_cosine_ * vec_norm - vec_apex.dot(axis_dir_); |
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return res; |
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|
} |
||||
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||||
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private: |
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Eigen::Vector3d apex_point_{}; |
||||
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Eigen::Vector3d axis_dir_{}; |
||||
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double apex_angle_cosine_{}; |
||||
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}; |
||||
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template <size_t Dim> |
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class TorusDistanceFunction; |
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@ -0,0 +1,27 @@ |
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#pragma once |
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#include <tbb/tbbmalloc_proxy.h> |
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#define EIGEN_NO_CUDA 1 |
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#define EIGEN_USE_MKL 1 |
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#define EIGEN_USE_MKL_ALL 1 |
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#define EIGEN_USE_THREADS 1 |
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// just an experiment, since it seems OKay to mix oneTBB and OpenMP, see
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// https://oneapi-src.github.io/oneTBB/main/tbb_userguide/appendix_B.html
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// #define EIGEN_DONT_PARALLELIZE \ |
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// 1 // use this macro to disable multi-threading in Eigen, since Eigen's multi-threading is
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// // restricted to use OpenMP
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#define EIGEN_INITIALIZE_MATRICES_BY_ZERO 1 |
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#define EIGEN_NO_AUTOMATIC_RESIZING 1 |
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// #define EIGEN_MAX_CPP_VER 17
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#include <Eigen/Dense> |
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// namespace BlobtreeIntegral::IMath
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// {
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// using namespace Eigen;
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// static aligned_allocator<double> g_aligned_allocator{};
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// static ThreadPool g_thread_pool(nbThreads());
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|
// static ThreadPoolDevice g_tensor_thread_pool_handle(&g_thread_pool, nbThreads());
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||||
|
// } // namespace BlobtreeIntegral::IMath
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@ -0,0 +1,4 @@ |
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#pragma once |
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|
#include <primitive_functions.hpp> |
||||
|
#include <load_functions.hpp> |
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@ -0,0 +1,82 @@ |
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#include <iostream> |
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#include <fstream> |
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#include <nlohmann/json.hpp> |
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#include <implicit_functions.hpp> |
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#include "primitive_functions.hpp" |
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load_functions_result_t load_functions(const std::string_view& filename) |
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{ |
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using json = nlohmann::json; |
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|
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|
std::ifstream file(filename.data()); |
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if (!file) { |
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|
std::cout << "Failed to open function file: " << filename << std::endl; |
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|
return {}; |
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|
} |
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|
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json data; |
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file >> data; |
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file.close(); |
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load_functions_result_t result{}; |
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|
const auto num_functions = data.size(); |
||||
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result.functions.reserve(num_functions); |
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|
for (size_t j = 0; j < num_functions; ++j) { |
||||
|
const auto type = data[j]["type"].get<std::string>(); |
||||
|
if (type == "plane") { |
||||
|
Eigen::Vector3d point, normal; |
||||
|
for (auto i = 0; i < 3; ++i) { |
||||
|
point[i] = data[j]["point"][i].get<double>(); |
||||
|
normal[i] = data[j]["normal"][i].get<double>(); |
||||
|
} |
||||
|
result.functions.emplace_back(std::make_unique<PlaneDistanceFunction<3>>(point, normal)); |
||||
|
} else if (type == "line") { |
||||
|
Eigen::Vector3d point, direction; |
||||
|
for (auto i = 0; i < 3; ++i) { |
||||
|
point[i] = data[j]["point"][i].get<double>(); |
||||
|
direction[i] = data[j]["direction"][i].get<double>(); |
||||
|
} |
||||
|
result.functions.emplace_back(std::make_unique<CylinderDistanceFunction<3>>(point, direction, 0)); |
||||
|
} else if (type == "cylinder") { |
||||
|
Eigen::Vector3d axis_point, axis_direction; |
||||
|
if (data[j].contains("axis_point1") && data[j].contains("axis_point2")) { |
||||
|
Eigen::Vector3d axis_point_; |
||||
|
for (auto i = 0; i < 3; ++i) { |
||||
|
axis_point[i] = data[j]["axis_point1"][i].get<double>(); |
||||
|
axis_point_[i] = data[j]["axis_point2"][i].get<double>(); |
||||
|
} |
||||
|
axis_direction = axis_point_ - axis_point; |
||||
|
} else { |
||||
|
for (auto i = 0; i < 3; ++i) { |
||||
|
axis_point[i] = data[j]["axis_point"][i].get<double>(); |
||||
|
axis_direction[i] = data[j]["axis_direction"][i].get<double>(); |
||||
|
} |
||||
|
} |
||||
|
double radius = data[j]["radius"].get<double>(); |
||||
|
result.functions.emplace_back(std::make_unique<CylinderDistanceFunction<3>>(axis_point, axis_direction, radius)); |
||||
|
} else if (type == "sphere") { |
||||
|
Eigen::Vector3d center; |
||||
|
for (auto i = 0; i < 3; ++i) { center[i] = data[j]["center"][i].get<double>(); } |
||||
|
double radius = data[j]["radius"].get<double>(); |
||||
|
result.functions.emplace_back(std::make_unique<SphereDistanceFunction<3>>(center, radius)); |
||||
|
} else if (type == "cone") { |
||||
|
Eigen::Vector3d apex_point, axis_direction; |
||||
|
for (auto i = 0; i < 3; ++i) { |
||||
|
apex_point[i] = data[j]["apex_point"][i].get<double>(); |
||||
|
axis_direction[i] = data[j]["axis_direction"][i].get<double>(); |
||||
|
} |
||||
|
double apex_angle = data[j]["apex_angle"].get<double>(); |
||||
|
result.functions.emplace_back(std::make_unique<ConeDistanceFunction<3>>(apex_point, axis_direction, apex_angle)); |
||||
|
} else if (type == "constant") { |
||||
|
double value = data[j]["value"].get<double>(); |
||||
|
result.functions.emplace_back(std::make_unique<ConstantFunction>(value)); |
||||
|
} else { |
||||
|
std::cout << "Unsupported function type: " << type << std::endl; |
||||
|
return {}; |
||||
|
} |
||||
|
} |
||||
|
|
||||
|
return result; |
||||
|
} |
||||
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