src/Geom.java

   1 import java.awt.*;
   2 import java.util.*;
   3 import java.awt.event.*;
   4 import javax.swing.*;
   5 import javax.media.opengl.*;
   6 import javax.media.opengl.glu.*;
   7
   8 public class Geom implements Iterable<Geom.T> {
   9
  10     private HashMap<P,P> ps = new HashMap<P,P>();
  11     private HashMap<E,E> es = new HashMap<E,E>();
  12     private HashSet<T>   ts = new HashSet<T>();
  13
  14     public Iterator<T> iterator() { return ts.iterator(); }
  15
  16     public P newP(float x, float y, float z) {
  17         P p = new P(x, y, z);
  18         P p2 = ps.get(p);
  19         if (p2 != null) return p2;
  20         ps.put(p,p);
  21         return p;
  22     }
  23
  24     public E newE(P p1, P p2) {
  25         E e = new E(p1, p2);
  26         E e2 = es.get(e);
  27         if (e2 != null) return e2;
  28         es.put(e,e);
  29         return e;
  30     }
  31
  32     public T newT(E e1, E e2, E e3) {
  33         if (e1.t1 != null && e1.t1.hasE(e1) && e1.t1.hasE(e2) && e1.t1.hasE(e3)) return e1.t1;
  34         if (e1.t2 != null && e1.t2.hasE(e1) && e1.t2.hasE(e2) && e1.t2.hasE(e3)) return e1.t2;
  35         if (e2.t1 != null && e2.t1.hasE(e1) && e2.t1.hasE(e2) && e2.t1.hasE(e3)) return e2.t1;
  36         if (e2.t2 != null && e2.t2.hasE(e1) && e2.t2.hasE(e2) && e2.t2.hasE(e3)) return e2.t2;
  37         if (e3.t1 != null && e3.t1.hasE(e1) && e3.t1.hasE(e2) && e3.t1.hasE(e3)) return e3.t1;
  38         if (e3.t2 != null && e3.t2.hasE(e1) && e3.t2.hasE(e2) && e3.t2.hasE(e3)) return e3.t2;
  39         return new T(e1, e2, e3);
  40     }
  41
  42     /** [UNIQUE] point in 3-space */
  43     public final class P {
  44         public final float x, y, z;
  45         public P(float x, float y, float z) { this.x = x; this.y = y; this.z = z; }
  46         public V minus(P p) { return new V(x-p.x, y-p.y, z-p.z); }
  47         public boolean equals(Object o) {
  48             if (o==null || !(o instanceof P)) return false;
  49             P p = (P)o;
  50             return p.x==x && p.y==y && p.z==z;
  51         }
  52         public int hashCode() {
  53             return
  54                 Float.floatToIntBits(x) ^
  55                 Float.floatToIntBits(y) ^
  56                 Float.floatToIntBits(z);
  57         }
  58         public void glVertex(GL gl) { gl.glVertex3f(x, y, z); }
  59     }
  60
  61     /** vector in 3-space */
  62     public final class V {
  63         private final float x, y, z;
  64         public V(float x, float y, float z) { this.x = x; this.y = y; this.z = z; }
  65         public boolean sameDirection(V v) { throw new Error(); }
  66         public V cross(V v) { return new V(y*v.z-z*v.y, z*v.x-x*v.z, x*v.y-y*v.x); }
  67         public float mag() { return (float)Math.sqrt(x*x+y*y+z*z); }
  68         public V norm() { float m = mag(); return new V(x/m, y/m, z/m); }
  69     }
  70
  71     /** [UNIQUE] an edge */
  72     public final class E {
  73         public final P p1, p2;
  74         T t1, t2;
  75         public E(P p1, P p2) { this.p1 = p1; this.p2 = p2; }
  76         public int hashCode() { return p1.hashCode() ^ p2.hashCode(); }
  77         public boolean equals(Object o) {
  78             if (o==null || !(o instanceof E)) return false;
  79             E e = (E)o;
  80             if (this.p1 == e.p1 && this.p2 == e.p2) return true;
  81             if (this.p2 == e.p1 && this.p1 == e.p2) return true;
  82             return false;
  83         }
  84         public P shared(E e) {
  85             if (p1==e.p1) return p1;
  86             if (p1==e.p2) return p1;
  87             if (p2==e.p1) return p2;
  88             if (p2==e.p2) return p2;
  89             throw new Error("no shared vertex in shared()");
  90         }
  91         public P unshared(E e) {
  92             if (p1==e.p1) return p2;
  93             if (p1==e.p2) return p2;
  94             if (p2==e.p1) return p1;
  95             if (p2==e.p2) return p1;
  96             throw new Error("no shared vertex in unshared()");
  97         }
  98     }
  99
 100     /** [UNIQUE] a triangle (face) */
 101     public final class T {
 102         public final E e1, e2, e3;
 103         public T(E e1, E e2, E e3, V normal) {
 104             P p1 = e1.shared(e2);
 105             P p2 = e2.shared(e3);
 106             P p3 = e3.shared(e1);
 107             V norm = p2.minus(p1).cross(p3.minus(p1));
 108             if (norm.sameDirection(normal)) {
 109                 this.e1 = e1;
 110                 this.e2 = e2;
 111                 this.e3 = e3;
 112             } else {
 113                 this.e1 = e3;
 114                 this.e2 = e2;
 115                 this.e3 = e1;
 116             }
 117             if (e1.t1 == null) e1.t1 = this; else if (e1.t2 == null) e1.t2 = this; else throw new Error("non-manifold surface");
 118             if (e2.t1 == null) e2.t1 = this; else if (e2.t2 == null) e2.t2 = this; else throw new Error("non-manifold surface");
 119             if (e3.t1 == null) e3.t1 = this; else if (e3.t2 == null) e3.t2 = this; else throw new Error("non-manifold surface");
 120             ts.add(this);
 121         }
 122         public V norm() {
 123             P p1 = e1.shared(e2);
 124             P p2 = e2.shared(e3);
 125             P p3 = e3.shared(e1);
 126             return p2.minus(p1).cross(p3.minus(p1)).norm();
 127         }
 128         public T(E e1, E e2, E e3) {
 129             this.e1 = e1;
 130             this.e2 = e2;
 131             this.e3 = e3;
 132             if (e1.t1 == null) e1.t1 = this; else if (e1.t2 == null) e1.t2 = this; else throw new Error("non-manifold surface");
 133             if (e2.t1 == null) e2.t1 = this; else if (e2.t2 == null) e2.t2 = this; else throw new Error("non-manifold surface");
 134             if (e3.t1 == null) e3.t1 = this; else if (e3.t2 == null) e3.t2 = this; else throw new Error("non-manifold surface");
 135             ts.add(this);
 136         }
 137         public boolean hasE(E e) { return e1==e || e2==e || e3==e; }
 138         public void glVertices(GL gl) {
 139             e1.unshared(e2).glVertex(gl);
 140             e1.shared(e2).glVertex(gl);
 141             e2.shared(e3).glVertex(gl);
 142         }
 143     }
 144
 145     /** matrix */
 146     public class M {
 147     }
 148
 149 }