checkpoint
[anneal.git] / src / edu / berkeley / qfat / Mesh.java
index 1a210cd..6fd53d3 100644 (file)
@@ -8,6 +8,7 @@ import javax.media.opengl.glu.*;
 import edu.berkeley.qfat.geom.*;
 import edu.wlu.cs.levy.CG.KDTree;
 import edu.berkeley.qfat.geom.Point;
+import com.infomatiq.jsi.IntProcedure;
 
 public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
 
@@ -19,13 +20,13 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
 
     public boolean immutableVertices;
     public boolean ignorecollision    = false;
-    public Mesh    score_against      = null;
-    public double  score              = 0;
+    public Mesh    error_against      = null;
+    public double  error              = 0;
 
     public Mesh(boolean immutableVertices) { this.immutableVertices = immutableVertices; }
 
     public void makeVerticesImmutable() { this.immutableVertices = true; }
-    public float score() { return (float)score; }
+    public float error() { return (float)error; }
 
     public int size() { return vertices.size(); }
     public Iterable<Vertex> vertices() { return vertices; }
@@ -49,7 +50,7 @@ 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);
+        for(Vertex v : set) v.transform(m.times(v.p), true);
     }
 
     public void rebuild() { /*vertices.rebuild();*/ }
@@ -74,16 +75,16 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
     // Vertexices //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
     /** a vertex in the mesh */
-    public final class Vertex extends HasQuadric implements Visitor<T> {
-        public String toString() { return p.toString(); }
-        public Point p;
+    public final class Vertex extends HasQuadric implements Visitor {
+        public Point p, oldp;
         E e;                // some edge *leaving* this point
 
         Matrix binding = Matrix.ONE;
         Vertex bound_to = this;
+        private boolean good;
 
         public Point getPoint() { return p; }
-        public float score() { return oldscore; }
+        public float error() { return olderror; }
 
         private Vertex(Point p) {
             this.p = p;
@@ -91,149 +92,111 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             vertices.add(this);
         }
 
-        private void glNormal(GL gl) {
-            Vec norm = norm();
-            gl.glNormal3f(norm.x, norm.y, norm.z);
-        }
-
-        public void recomputeFundamentalQuadric() {
-            unApplyQuadricToNeighbor();
-            if (quadricStale || fundamentalQuadric==null) {
-                Matrix m = Matrix.ZERO;
-                int count = 0;
-                for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
-                    T t = e.t;
-                    m = m.plus(t.norm().fundamentalQuadric(t.centroid()));
-                    count++;
-                }
-                quadricStale = false;
-                fundamentalQuadric = m.times(1/(float)count);
-            }
-            applyQuadricToNeighbor();
+        public float olderror = 0;
+        public void setError(float nerror) {
+            error -= olderror;
+            olderror = nerror;
+            error += olderror;
         }
 
-        public void applyQuadricToNeighbor() {
-            if (score_against == null) return;
-
-            Vertex new_nearest = score_against.nearest(p);
-            if (nearest_in_other_mesh != null && new_nearest == nearest_in_other_mesh) return;
-
-            if (nearest_in_other_mesh != null) unApplyQuadricToNeighbor();
-            if (nearest_in_other_mesh != null) throw new Error();
-
-            nearest_in_other_mesh = new_nearest;
-                
-            // don't attract to vertices that face the other way
-            if (((Vertex)nearest_in_other_mesh).e == null || ((Vertex)nearest_in_other_mesh).norm().dot(norm()) < 0) {
-                nearest_in_other_mesh = null;
-            } else {
-                nearest_in_other_mesh.unComputeError();
-                nearest_in_other_mesh.quadric = nearest_in_other_mesh.quadric.plus(fundamentalQuadric());
-                nearest_in_other_mesh.quadric_count++;
-                nearest_in_other_mesh.computeError();
+        public Matrix _recomputeFundamentalQuadric() {
+            Matrix m = Matrix.ZERO;
+            int count = 0;
+            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
+                m = m.plus(e.t.norm().fundamentalQuadric(e.t.centroid()));
+                count++;
             }
-            reComputeError();
+            return m.times(1/(float)count);
         }
 
-        public void reComputeErrorAround() {
-            reComputeError();
-            if (nearest_in_other_mesh != null) nearest_in_other_mesh.reComputeError();
-            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next)
-                e.p2.reComputeError();
-        }
-        public void reComputeError() {
-            unComputeError();
-            computeError();
-        }
-        public void unComputeError() {
-            score -= oldscore;
-            oldscore = 0;
-        }
-        public HasQuadric nearest() { return score_against.nearest(p); }
+        public HasQuadric nearest() { return error_against==null ? null : error_against.vertices.nearest(p, this); }
         public void computeError() {
-            oldscore =
+            float nerror =
                 quadric_count != 0
                 ? (quadric.preAndPostMultiply(p) * 100) / quadric_count
-                : immutableVertices
-                ? oldscore
                 : nearest_in_other_mesh != null
                 ? nearest_in_other_mesh.fundamentalQuadric().preAndPostMultiply(p) * 100 * 10
-                : score_against != null
-                ? score_against.nearest(p).fundamentalQuadric().preAndPostMultiply(p) * 100 * 10
+                : error_against != null
+                ? nearest().fundamentalQuadric().preAndPostMultiply(p) * 100 * 10
                 : 0;
             for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
                 double ang = Math.abs(e.crossAngle());
                 if (ang > Math.PI) throw new Error();
                 float minangle = (float)(Math.PI * 0.8);
-                if (ang > minangle)
-                    oldscore += (ang - minangle);
+                if (ang > minangle) nerror += (ang - minangle);
             }
-            score += oldscore;
-        }
-
-        private void removeTrianglesFromRTree() {
-            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next)
-                if (e.t != null) e.t.removeFromRTree();
-        }
-        private void addTrianglesToRTree() {
-            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next)
-                if (e.t != null) e.t.addToRTree();
+            setError(nerror);
         }
 
         /** does NOT update bound pairs! */
-        public boolean transform(Matrix m) {
+        public boolean transform(Point newp, boolean ignoreProblems) {
+            this.oldp = this.p;
             if (immutableVertices) throw new Error();
 
             unApplyQuadricToNeighbor();
-            Point oldp = this.p;
 
             if (vertices.get(this.p)==null) throw new Error();
             vertices.remove(this);
-            removeTrianglesFromRTree();
-            float newx = m.a*p.x + m.b*p.y + m.c*p.z + m.d;
-            float newy = m.e*p.x + m.f*p.y + m.g*p.z + m.h;
-            float newz = m.i*p.x + m.j*p.y + m.k*p.z + m.l;
-            this.p = new Point(newx, newy, newz);
-            addTrianglesToRTree();
+            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next)
+                if (e.t != null) e.t.removeFromRTree();
+            this.p = newp;
+            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next)
+                if (e.t != null) e.t.addToRTree();
             vertices.add(this);
 
             applyQuadricToNeighbor();
 
             good = true;
 
-            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
-                if (Math.abs(e.crossAngle()) > (Math.PI * 0.9) || Math.abs(e.next.crossAngle()) > (Math.PI * 0.9)) good = false;
-                if (e.t.aspect() < 0.1) good = false;
-                e.p2.quadricStale = true;
-            }
+            if (!ignoreProblems)
+                for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
+                    if (Math.abs(e.crossAngle()) > (Math.PI * 0.9) || Math.abs(e.next.crossAngle()) > (Math.PI * 0.9)) good = false;
+                    if (e.t.aspect() < 0.1) good = false;
+                    e.p2.quadricStale = true;
+                }
 
-            if (!ignorecollision && good) triangles.range(oldp, this.p, (Visitor<T>)this);
+            if (!ignorecollision && !ignoreProblems && good)
+                triangles.range(oldp, this.p, (Visitor<T>)this);
 
-            reComputeErrorAround();
             return good;
         }
 
-        public void visit(T t) {
-            if (!good) return;
-            for(E e = Vertex.this.e; e!=null; e=e.pair.next==Vertex.this.e?null:e.pair.next) {
-                if (!t.has(e.p1) && !t.has(e.p2) && e.intersects(t)) { good = false; }
-                if (e.t != null) {
-                    if (!e.t.has(t.e1().p1) && !e.t.has(t.e1().p2) && t.e1().intersects(e.t)) { good = false; }
-                    if (!e.t.has(t.e2().p1) && !e.t.has(t.e2().p2) && t.e2().intersects(e.t)) { good = false; }
-                    if (!e.t.has(t.e3().p1) && !e.t.has(t.e3().p2) && t.e3().intersects(e.t)) { good = false; }
+        public void reComputeErrorAround() {
+            reComputeError();
+            if (nearest_in_other_mesh != null) nearest_in_other_mesh.reComputeError();
+            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next)
+                e.p2.reComputeError();
+        }
+
+        public boolean visit(Object o) {
+            if (o instanceof T) {
+                T t = (T)o;
+                if (!good) return false;
+                for(E e = Vertex.this.e; e!=null; e=e.pair.next==Vertex.this.e?null:e.pair.next) {
+                    if (!t.has(e.p1) && !t.has(e.p2) && e.intersects(t)) { good = false; }
+                    if (e.t != null) {
+                        if (!e.t.has(t.e1().p1) && !e.t.has(t.e1().p2) && t.e1().intersects(e.t)) { good = false; }
+                        if (!e.t.has(t.e2().p1) && !e.t.has(t.e2().p2) && t.e2().intersects(e.t)) { good = false; }
+                        if (!e.t.has(t.e3().p1) && !e.t.has(t.e3().p2) && t.e3().intersects(e.t)) { good = false; }
+                    }
                 }
+                return good;
+            } else {
+                Vertex v = (Vertex)o;
+                if (v.e==null || v.norm().dot(Vertex.this.norm()) < 0)
+                    return false;
+                return true;
             }
         }
-        private boolean good;
 
         public boolean move(Vec v) {
             Matrix m = Matrix.translate(v);
-            Vertex p = this;
             boolean good = true;
-            do {
-                good &= p.transform(m);
-                p = p.bound_to;
-            } while (p != this);
+            for(Vertex p = this; p != null; p = (p.bound_to==this)?null:p.bound_to)
+                good &= p.transform(m.times(p.p), false);
+            for(Vertex p = this; p != null; p = (p.bound_to==this)?null:p.bound_to)
+                if (good)  p.reComputeErrorAround();
+                else       p.transform(p.oldp, true);
             return good;
         }
 
@@ -263,6 +226,10 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             return null;
         }
 
+        private void glNormal(GL gl) {
+            Vec norm = norm();
+            gl.glNormal3f(norm.x, norm.y, norm.z);
+        }
         public Vec norm() {
             Vec norm = new Vec(0, 0, 0);
             for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next)
@@ -345,7 +312,7 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
 
         public boolean intersects(T t) { return t.intersects(p1.p, p2.p); }
         public float comparator() {
-            Vertex nearest = score_against.nearest(midpoint());
+            Vertex nearest = error_against.nearest(midpoint());
             return (float)Math.max(length(), midpoint().distance(nearest.p));
         }
         public int compareTo(E e) {