checkpoint
[anneal.git] / src / edu / berkeley / qfat / Mesh.java
index 57eda26..7c38672 100644 (file)
@@ -19,6 +19,47 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
     private RTree<T>         triangles = new RTree<T>();
     private PointSet<Vertex> vertices  = new PointSet<Vertex>();
 
+    public boolean option_wireframe    = false;
+    public boolean option_errorNormals = false;
+    public boolean option_selectable   = true;
+
+    public void render(GL gl, Matrix m) {
+        if (option_wireframe) {
+            gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
+            gl.glBegin(GL.GL_LINES);
+            gl.glColor3f(1, 1, 1);
+            for (T t : this) {
+                m.times(t.e1().p1.goodp).glVertex(gl);
+                m.times(t.e1().p2.goodp).glVertex(gl);
+                m.times(t.e2().p1.goodp).glVertex(gl);
+                m.times(t.e2().p2.goodp).glVertex(gl);
+                m.times(t.e3().p1.goodp).glVertex(gl);
+                m.times(t.e3().p2.goodp).glVertex(gl);
+            }
+            gl.glEnd();
+            gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
+            return;
+        }
+        for(T t : this) {
+            gl.glColor4f((float)(0.25+(0.05*t.color)),
+                         (float)(0.25+(0.05*t.color)),
+                         (float)(0.75+(0.05*t.color)),
+                         (float)0.3); 
+            t.glTriangle(gl, m);
+        }
+        if (option_errorNormals)
+            for(T t : this)
+                for(Mesh.Vertex p : new Mesh.Vertex[] { t.v1(), t.v2(), t.v3() }) {
+                    if (p.ok) {
+                        gl.glBegin(GL.GL_LINES);
+                        gl.glColor3f(1, 1, 1);
+                        p.p.glVertex(gl);
+                        p.p.plus(p.norm().times((float)p.error()*10)).glVertex(gl);
+                        gl.glEnd();
+                    }
+                }
+    }
+
     public boolean immutableVertices;
     public Mesh    error_against      = null;
     public double  error              = 0;
@@ -84,6 +125,8 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
 
         private boolean illegal = false;
 
+        public boolean visible = false;
+
         public Point getPoint() { return p; }
         public float error() { return olderror; }
 
@@ -108,6 +151,22 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             error += olderror;
         }
 
+        /*
+        public Vertex hack(GL gl, Point mouse) {
+            double dist = Double.MAX_VALUE;
+            Vertex cur = null;
+            for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
+                Vertex v = e.getOther(this);
+                double dist2 = v.getPoint().glProject(gl).distance(mouse);
+                if ((cur==null || dist2 < dist) && v.visible) {
+                    dist = dist2;
+                    cur = v;
+                }
+            }
+            return cur;
+        }
+        */
+
         public float averageTriangleArea() {
             int count = 0;
             float ret = 0;
@@ -134,6 +193,10 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
                 m = m.plus(e.t.norm().fundamentalQuadric(e.t.centroid()));
                 count++;
             }
+            if (count > 0) {
+                m = m.plus(norm().fundamentalQuadric(this.p).times(count));
+                count *= 2;
+            }
             return m.times(1/(float)count);
         }
 
@@ -147,28 +210,45 @@ 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;
+            if (!immutableVertices && quadric_count == 0) {
+                //nerror = Math.max(nerror, 0.4f);
+                //nerror *= 2;
+            }
             //System.out.println(nerror);
             for(E e = this.e; e!=null; e=e.pair.next==this.e?null:e.pair.next) {
                 double ang = e.dihedralAngle();
                 if (ang > Math.PI) throw new Error();
                 if (ang < -Math.PI) throw new Error();
-                //float minangle = (float)(Math.PI * 0.8);
-                nerror += ((ang / Math.PI)*(ang/Math.PI)) * e.length() * 0.05;
+                float minangle = (float)(Math.PI * 0.8);
+                //nerror += ((ang / Math.PI)*(ang/Math.PI)) * e.length() * 0.05;
+
+                nerror += (1-e.t.quality())*0.0001;
+                if (ang > minangle) nerror += (ang - minangle);
+
                 //System.out.println(((ang / Math.PI)*(ang/Math.PI)) * 0.000001);
-                //if (ang > minangle) nerror += (ang - minangle);
                 /*
                 if (e.t.aspect() < 0.2) {
                     nerror += (0.2-e.t.aspect()) * 10;
                 }
                 */
             }
+            if (!immutableVertices) {
+                Vertex n = (Vertex)nearest();
+                float d = norm().dot(n.norm());
+                if (d > 1 || d < -1) throw new Error();
+                if (d >= 0) {
+                    nerror *= (2.0f - d);
+                } else {
+                    nerror += 0.0003 * (2.0f + d);
+                    nerror *= (2.0f + d);
+                }
+            }
 
             setError(nerror);
         }
 
-        public boolean move(Matrix m, boolean ignoreProblems) {
+        public boolean move(Vec vv, boolean ignoreProblems) {
+
             boolean good = true;
 
             //     t1' = M * t1
@@ -178,21 +258,26 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             // M * t1 = M * t1.getMatrix(t2) * t2
 
             if (bindingGroup!=null && this != bindingGroup.getMaster()) {
-                Matrix v = getBindingMatrix(bindingGroup.getMaster());
-                return ((Vertex)bindingGroup.getMaster()).move(v.inverse().times(m).times(v), ignoreProblems);
+                Matrix m2 = getBindingMatrix(bindingGroup.getMaster());
+                Vec v2 = m2.times(vv.plus(getPoint())).minus(m2.times(getPoint()));
+                return ((Vertex)bindingGroup.getMaster()).move(v2, ignoreProblems);
             }
 
+            Point op = this.p;
+            Point pp = vv.plus(getPoint());
             if (bindingGroup != null) {
-                Matrix m2 = null;
-                for(int i=0; i<20 && !m.equals(m2); i++) {
-                    m2 = m.times(getConstraint());
+                /*
+                for(int i=0; i<20 ; i++) {
+                    Point p2 = getConstraint().times(pp);
+                    pp = pp.midpoint(p2);
                     //System.out.println(m.minus(m2));
                 }
-                if (!m.equals(m2)) return true;
+            */
+                    pp = getConstraint().times(pp);
             }
-
-            Point op = this.p;
-            Point pt = m.times(this.p);
+            pp = pp.minus(op).norm().times(vv.mag()).plus(op);
+            ok = false;
+            Point pt = pp;
             for(Vertex v : (Iterable<Vertex>)getBoundPeers()) {
                 Point pt2 = v.getBindingMatrix(this).times(pt);
                 /*
@@ -212,8 +297,10 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
                 v.recomputeFundamentalQuadricIfNeighborChanged();
             for(Vertex v : (Iterable<Vertex>)getBoundPeers())
                 v.reComputeErrorAround();
+            ok = true;
             return good;
         }
+        public boolean ok = true;
 
         /** does NOT update bound pairs! */
         private boolean transform(Point newp, boolean ignoreProblems, Matrix yes) {
@@ -222,7 +309,6 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
 
             unApplyQuadricToNeighbor();
 
-
             boolean illegalbefore = illegal;
             illegal = false;
             /*
@@ -283,6 +369,7 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             return !illegal;
         }
 
+        public E getEdge() { return e; }
         public E getFreeIncident() {
             E ret = getFreeIncident(e, e);
             if (ret != null) return ret;
@@ -337,6 +424,8 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
 
         public boolean intersects(T t) { return t.intersects(p1.p, p2.p); }
 
+        public Segment getSegment() { return new Segment(p1.getPoint(), p2.getPoint()); }
+
         public void bindingGroupChanged(edu.berkeley.qfat.geom.BindingGroup newBindingGroup_) {
 
             edu.berkeley.qfat.geom.BindingGroup<E> newBindingGroup =
@@ -354,6 +443,12 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
                 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.prev) && !prev.isBoundTo(eother.next))
+                    prev.bindTo(next.getBindingMatrix(eother.prev), eother.next);
+                if (!next.isBoundTo(eother.prev) && prev.isBoundTo(eother.next))
+                    next.bindTo(prev.getBindingMatrix(eother.next), eother.prev);
+                */
                 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))
@@ -372,7 +467,6 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
         }
         public float comparator() {
             return length();
-            //return t==null?0:(1/t.aspect());
         }
         public int compareTo(E e) {
             return e.comparator() > comparator() ? 1 : -1;
@@ -401,8 +495,10 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             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);
         }
         
@@ -522,6 +618,12 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             return Math.acos(v1.norm().dot(v2.norm()));
         }
 
+        public Vertex getOther(Vertex v) {
+            if (this.p1 == v) return p2;
+            if (this.p2 == v) return p1;
+            throw new Error();
+        }
+
         public void makeAdjacent(E e) {
             if (this.next == e) return;
             if (p2 != e.p1) throw new Error("cannot make adjacent -- no shared vertex");
@@ -643,12 +745,16 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
         return ret;
     }
 
+    private int max_serial = 0;
     /** [UNIQUE] a triangle (face) */
     public final class T extends Triangle {
         public final E e1;
         public final int color;
         public final int colorclass;
 
+        public final int serial = max_serial++;
+        public boolean occluded;
+
         T(E e1, int colorclass) {
             this.e1 = e1;
             E e2 = e1.next;
@@ -700,17 +806,18 @@ public class Mesh implements Iterable<Mesh.T> {
             return true;
         }
 
+        public void glTriangle(GL gl, Matrix m) {
+            gl.glPushName(serial);
+            gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
+            glVertices(gl, m);
+            gl.glEnd();
+            gl.glPopName();
+        }
+
         /** issue gl.glVertex() for each of the triangle's points */
-        public void glVertices(GL gl) {
+        public void glVertices(GL gl, Matrix m) {
             if (!shouldBeDrawn()) return;
-            norm().glNormal(gl);
-            Point p1 = v1().goodp;
-            Point p2 = v2().goodp;
-            Point p3 = v3().goodp;
-            p1.glVertex(gl);
-            p2.glVertex(gl);
-            p3.glVertex(gl);
+            super.glVertices(gl, m);
         }
-
     }
 }