checkpoint autogen tile
[anneal.git] / src / edu / berkeley / qfat / Mesh.java
index 60aa9ab..0d7a96a 100644 (file)
@@ -51,7 +51,7 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
     public void transform(Matrix m) {
         ArrayList<Vertex> set = new ArrayList<Vertex>();
         for(Vertex v : vertices) set.add(v);
-        for(Vertex v : set) v.transform(m.times(v.p), true);
+        for(Vertex v : set) v.transform(m.times(v.p), true, null);
     }
 
     public void rebuild() { /*vertices.rebuild();*/ }
@@ -77,7 +77,8 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
 
     /** a vertex in the mesh */
     public final class Vertex extends HasQuadric implements Visitor {
-        public Point p, oldp, goodp;
+        public Point p, goodp;
+        public Point oldp;
         E e;                // some edge *leaving* this point
 
         private boolean illegal = false;
@@ -144,16 +145,17 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             if (quadric_count != 0)
                 nerror = (nerror + quadric.preAndPostMultiply(p))/(quadric_count+1);
 
+            if (!immutableVertices && quadric_count == 0)
+                nerror *= 2;
+                
             for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
                 double ang = Math.abs(e.dihedralAngle());
                 if (ang > Math.PI) throw new Error();
                 float minangle = (float)(Math.PI * 0.8);
                 if (ang > minangle) nerror += (ang - minangle);
-                /*
                 if (e.t.aspect() < 0.2) {
                     nerror += (0.2-e.t.aspect()) * 10;
                 }
-                */
             }
 
             setError(nerror);
@@ -167,43 +169,76 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             //     t2' = t2.getMatrix(t1) * M * t1
             //     t1 =     t1.getMatrix(t2) * t2
             // M * t1 = M * t1.getMatrix(t2) * t2
-            for(Vertex v : (Iterable<Vertex>)getBoundPeers())
-                good &= v.transform(v.getBindingMatrix(this).times(m).times(this.p),
-                                    ignoreProblems);
+            if (bindingGroup!=null && this != bindingGroup.getMaster()) {
+                Matrix v = getBindingMatrix(bindingGroup.getMaster());
+                return ((Vertex)bindingGroup.getMaster()).move(v.inverse().times(m).times(v), ignoreProblems);
+            }
 
-            for(Vertex v : (Iterable<Vertex>)getBoundPeers())
-                if (good || ignoreProblems)  v.reComputeErrorAround();
-                else                         v.transform(v.oldp, true);
+            if (bindingGroup != null) {
+                Matrix m2 = null;
+                for(int i=0; i<20 && !m.equals(m2); i++) {
+                    m2 = m.times(bindingGroup.krank);
+                    //System.out.println(m.minus(m2));
+                }
+                if (!m.equals(m2)) return true;
+            }
 
+            Point op = this.p;
+            Point pt = m.times(this.p);
+            for(Vertex v : (Iterable<Vertex>)getBoundPeers()) {
+                Point pt2 = v.getBindingMatrix(this).times(pt);
+                /*
+                if (Math.abs( v.p.minus(pt2).mag() / pt.minus(op).mag() ) > 5)
+                    throw new Error(v.p+" "+pt2+"\n"+op+" "+pt+"\n"+v.getBindingMatrix(this));
+                if (Math.abs( v.p.minus(pt2).mag() / pt.minus(op).mag() ) < 1/5) throw new Error();
+                */
+                good &= v.transform(pt2,
+                                    ignoreProblems, v.getBindingMatrix(this));
+            }
+
+            for(Vertex v : (Iterable<Vertex>)getBoundPeers())
+                v.recomputeFundamentalQuadricIfNeighborChanged();
             return good;
         }
 
         /** does NOT update bound pairs! */
-        private boolean transform(Point newp, boolean ignoreProblems) {
+        private boolean transform(Point newp, boolean ignoreProblems, Matrix yes) {
             this.oldp = this.p;
             if (immutableVertices) throw new Error();
 
             unApplyQuadricToNeighbor();
+
+
+            illegal = false;
+            if (this.p.minus(newp).mag() > 0.1 && !ignoreProblems) {
+            /*
+                try {
+                    throw new Exception(""+this.p.minus(newp).mag()+" "+ignoreProblems+" "+yes);
+                } catch(Exception e) {
+                    e.printStackTrace();
+                }
+            */
+                illegal = true;
+            }
+
             this.p = newp;
             reinsert();
             applyQuadricToNeighbor();
 
             if (!ignoreProblems) {
-                illegal = false;
                 checkLegality();
             }
-            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) e.p2.quadricStale = true;
+            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next)
+                e.p2.quadricStale = true;
             return !illegal;
         } 
 
         public void checkLegality() {
-            /*
             for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
                 if (Math.abs(e.dihedralAngle()) > (Math.PI * 0.9) ||
                     Math.abs(e.next.dihedralAngle()) > (Math.PI * 0.9)) illegal = true;
-                if (e.t.aspect() < 0.1) illegal = true;
+                if (e.t.aspect() < 0.2) illegal = true;
             }
-            */
             if (!illegal) triangles.range(oldp, this.p, (Visitor<T>)this);
         }
 
@@ -272,45 +307,6 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
         public void bindTo(Vertex p) { bindTo(Matrix.ONE, p); }
     }
 
-    public class BindingGroup {
-        private HashSet<E> set = new HashSet<E>();
-        public BindingGroup bind_others;
-        public BindingGroup other() { return bind_others; }
-        public BindingGroup(BindingGroup bind_others) { this.bind_others = bind_others; }
-        public BindingGroup() { this.bind_others = new BindingGroup(this); }
-        public BindingGroup(E e) { this(); set.add(e); }
-        public void add(E e) {
-            if (set.contains(e)) return;
-            set.add(e);
-            BindingGroup e_bind_peers = e.bind_peers;
-            BindingGroup e_bind_to    = e.bind_to;
-            e.bind_peers = this;
-            e.bind_to    = bind_others;
-            for (E epeer  : e_bind_peers.set) add(epeer);
-            for (E eother : e_bind_to.set)    bind_others.add(eother);
-            /*
-            for(E eother : bind_others.set) {
-                if (e.next.bind_to.set.contains(eother.prev)) {
-                    e.next.next.bindEdge(eother.prev.prev);
-                }
-                if (e.prev.bind_to.set.contains(eother.next)) {
-                    e.prev.prev.bindEdge(eother.next.next);
-                }
-            }
-            */
-        }
-        public void dobind(E e) {
-            for(E ebound : set) {
-                e.p1.bindTo(Matrix.ONE, ebound.p2);
-                e.p2.bindTo(Matrix.ONE, ebound.p1);
-            }
-        }
-        public void shatter(BindingGroup bg1, BindingGroup bg2, boolean triangles) {
-            for(E e : set) {
-                e.shatter(e.midpoint(), bg1, bg2, triangles);
-            }
-        }
-    }
 
     /** [UNIQUE] an edge */
     public final class E extends HasBindingGroup implements Comparable<E> {
@@ -320,23 +316,32 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
         E prev;  // previous half-edge
         E next;  // next half-edge
         E pair;  // partner half-edge
-        public BindingGroup bind_peers  = new BindingGroup(this);
-        public BindingGroup bind_to     = bind_peers.other();
         boolean shattered = false;
 
         public boolean intersects(T t) { return t.intersects(p1.p, p2.p); }
 
         public void bindingGroupChanged(edu.berkeley.qfat.geom.BindingGroup newBindingGroup_) {
+
             edu.berkeley.qfat.geom.BindingGroup<E> newBindingGroup =
                 (edu.berkeley.qfat.geom.BindingGroup<E>)newBindingGroup_;
             if (newBindingGroup==null) return;
             if (this==newBindingGroup.getMaster()) return;
-            /*
-            for(E eother : (Iterable<E>)newBindingGroup) {
-                this.next.bindTo(newBindingGroup.getMatrix(eother), eother.next);
-                this.prev.bindTo(newBindingGroup.getMatrix(eother), eother.prev);
+            HashSet<E> nbg = new HashSet<E>();
+            for(E eother : (Iterable<E>)newBindingGroup) nbg.add(eother);
+            for(E eother : nbg) {
+                if (next==null || prev==null) continue;
+                if (eother.next==null || eother.prev==null) continue;
+                if (next.isBoundTo(eother.pair.prev.pair) && !prev.isBoundTo(eother.pair.next.pair))
+                    prev.bindTo(next.getBindingMatrix(eother.pair.prev.pair), eother.pair.next.pair);
+                if (!next.isBoundTo(eother.pair.prev.pair) && prev.isBoundTo(eother.pair.next.pair))
+                    next.bindTo(prev.getBindingMatrix(eother.pair.next.pair), eother.pair.prev.pair);
+
+                if (next.isBoundTo(eother.next) && !prev.isBoundTo(eother.prev))
+                    prev.bindTo(next.getBindingMatrix(eother.next), eother.prev);
+                if (!next.isBoundTo(eother.next) && prev.isBoundTo(eother.prev))
+                    next.bindTo(prev.getBindingMatrix(eother.prev), eother.next);
             }
-            */
+
         }
 
         public float stretchRatio() {
@@ -355,10 +360,13 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             return e.comparator() > comparator() ? 1 : -1;
         }
         public void bindEdge(E e, Matrix m) {
-            //bind_to.add(e);
-
-            //assumes edges are identical length at binding time
+            _bindEdge(e, m);
+            pair._bindEdge(e.pair, m);
+        }
+        public void _bindEdge(E e, Matrix m) {
             e = e.pair;
+            /*
+            //assumes edges are identical length at binding time
             Vec reflectionPlaneNormal = e.p2.p.minus(e.p1.p).norm();
             float a = reflectionPlaneNormal.x;
             float b = reflectionPlaneNormal.y;
@@ -368,21 +376,19 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
                             -2*a*b,  1-2*b*b,  -2*b*c, 0,
                             -2*a*c,   -2*b*c, 1-2*c*c, 0,
                             0,       0,       0,       1);
-            /*
             m = m.times(Matrix.translate(e.midpoint().minus(Point.ORIGIN))
                         .times(reflectionMatrix)
                         .times(Matrix.translate(Point.ORIGIN.minus(e.midpoint()))));
-            */
             System.out.println(reflectionPlaneNormal);
             System.out.println("  " + p1.p + " " + m.times(e.p1.p));
             System.out.println("  " + p2.p + " " + m.times(e.p2.p));
+            */
             if (m.times(e.p1.p).minus(p1.p).mag() > EPSILON) throw new Error();
             if (m.times(e.p2.p).minus(p2.p).mag() > EPSILON) throw new Error();
             this.bindTo(m, e);
         }
         
         public void dobind() {
-            //bind_to.dobind(this);
             for(E e : (Iterable<E>)getBoundPeers()) {
                 if (e==this) continue;
                 p1.bindTo(getBindingMatrix(e), e.p1);
@@ -390,40 +396,43 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             }
         }
 
-        public Point shatter() { return shatter(true); }
-        public Point shatter(boolean triangles) { return shatter(midpoint(), null, null, triangles); }
-        public Point shatter(Point mid, BindingGroup bg1, BindingGroup bg2, boolean triangles) {
-            return shatter(mid, bg1, bg2, triangles, false);
-        }
-        public Point shatter(Point mid, BindingGroup bg1, BindingGroup bg2, boolean triangles, boolean leader) {
-            if (shattered || destroyed) return mid;
+        public Point shatter() {
+            if (shattered || destroyed) return null;
             shattered = true;
-
-            Vertex r = next.p2;
-            E next = this.next;
-            E prev = this.prev;
-
-            int old_colorclass = t==null ? 0 : t.colorclass;
-            if (bg1==null) bg1 = new BindingGroup();
-            if (bg2==null) bg2 = new BindingGroup();
-            BindingGroup old_bind_to = bind_to;
-            bind_peers.shatter(bg1, bg2, triangles);
-            old_bind_to.shatter(bg2.other(), bg1.other(), triangles);
-            if (!triangles) {
-                next.shatter(false);
-                prev.shatter(false);
+            E first = null;
+            E firste = null;
+            E firstx = null;
+            E firstq = null;
+            for(E e : (Iterable<E>)getBoundPeers()) {
+                E enext = e.next;
+                E eprev = e.prev;
+                E pnext = e.pair.next;
+                E pprev = e.pair.prev;
+                Point mid = e.midpoint();
+                Vertex r = e.next.p2;
+                Vertex l = e.pair.next.p2;
+                e.destroy();
+                e.pair.destroy();
+                newT(r.p, e.p1.p, mid,    null, 0);
+                newT(r.p, mid,    e.p2.p, null, 0);
+                newT(l.p, mid,    e.p1.p, null, 0);
+                newT(l.p, e.p2.p, mid,    null, 0);
             }
-            pair.shatter();
-            destroy();
-
-            if (triangles) {
-                newT(r.p, p1.p, mid, null, old_colorclass);
-                newT(r.p, mid, p2.p, null, old_colorclass);
-                bg1.add(p1.getE(mid));
-                bg2.add(p2.getE(mid).pair);
-                if (leader) p1.getE(mid).shatter();
+            for(E e : (Iterable<E>)getBoundPeers()) {
+                Point mid = e.midpoint();
+                if (first==null) {
+                    first = e.p1.getE(mid);
+                    firste = e;
+                    firstx = e.pair;
+                    firstq = e.p2.getE(mid).pair;
+                    continue;
+                }
+                e.p1.getE(mid).          bindTo(e.getBindingMatrix(firste), first);
+                e.p1.getE(mid).pair.     bindTo(e.getBindingMatrix(firste), first.pair);
+                e.p2.getE(mid).pair.     bindTo(e.getBindingMatrix(firste), firstq);
+                e.p2.getE(mid).pair.pair.bindTo(e.getBindingMatrix(firste), firstq.pair);
             }
-            return mid;
+            return null;
         }
 
         public boolean destroyed = false;
@@ -448,10 +457,6 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             pair.next.t = null;
             pair.prev.t = null;
 
-            this.bind_to = null;
-            pair.bind_to = null;
-            this.bind_peers = null;
-            pair.bind_peers = null;
             pair.prev.next = next;
             next.prev = pair.prev;
             prev.next = pair.next;
@@ -464,7 +469,6 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             this.prev.next = this;
             this.next.prev = this;
             this.pair.pair = this;
-            bind_peers.add(this);
             if (this.next.p1 != p2) throw new Error();
             if (this.prev.p2 != p1) throw new Error();
             if (this.p1.e == null) this.p1.e = this;
@@ -490,7 +494,7 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
         public void makeAdjacent(E e) {
             if (this.next == e) return;
             if (p2 != e.p1) throw new Error("cannot make adjacent -- no shared vertex");
-            if (t != null || e.t != null) throw new Error("cannot make adjacent -- edges not both free");
+            if (t != null || e.t != null) throw new Error("cannot make adjacent -- edges not both free ");
 
             E freeIncident = p2.getFreeIncident(e, this);
 
@@ -571,7 +575,22 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
         if (v2 != null) return new E(v2.getFreeIncident(), p1).pair;
         return new E(p1, p2);
     }
+    public boolean coalesce = false;
+    private static float round(float f) {
+        return Math.round(f*1000)/1000f;
+    }
     public T newT(Point p1, Point p2, Point p3, Vec norm, int colorclass) {
+        if (coalesce) {
+
+            for(Vertex v : vertices) { if (p1.distance(v.p) < EPSILON) { p1 = v.p; break; } }
+            for(Vertex v : vertices) { if (p2.distance(v.p) < EPSILON) { p2 = v.p; break; } }
+            for(Vertex v : vertices) { if (p3.distance(v.p) < EPSILON) { p3 = v.p; break; } }
+            /*
+            p1 = new Point(round(p1.x), round(p1.y), round(p1.z));
+            p2 = new Point(round(p2.x), round(p2.y), round(p2.z));
+            p3 = new Point(round(p3.x), round(p3.y), round(p3.z));
+            */
+        }
         if (norm != null) {
             Vec norm2 = p3.minus(p1).cross(p2.minus(p1));
             float dot = norm.dot(norm2);
@@ -642,14 +661,11 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
         public void reinsert() { triangles.remove(this); triangles.add(this); }
 
         public boolean shouldBeDrawn() {
-            /*
-            if (e1().bind_to==null) return false;
-            if (e2().bind_to==null) return false;
-            if (e3().bind_to==null) return false;
-            if (e1().bind_to.set.size() == 0) return false;
-            if (e2().bind_to.set.size() == 0) return false;
-            if (e3().bind_to.set.size() == 0) return false;
-            */
+
+            if (e1().bindingGroupSize() <= 1) return false;
+            if (e2().bindingGroupSize() <= 1) return false;
+            if (e3().bindingGroupSize() <= 1) return false;
+
             return true;
         }