diff options
Diffstat (limited to 'contrib/Opcode/Ice/IceIndexedTriangle.cpp')
| -rw-r--r-- | contrib/Opcode/Ice/IceIndexedTriangle.cpp | 548 |
1 files changed, 548 insertions, 0 deletions
diff --git a/contrib/Opcode/Ice/IceIndexedTriangle.cpp b/contrib/Opcode/Ice/IceIndexedTriangle.cpp new file mode 100644 index 0000000..3e74cbb --- /dev/null +++ b/contrib/Opcode/Ice/IceIndexedTriangle.cpp @@ -0,0 +1,548 @@ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Contains a handy indexed triangle class. + * \file IceIndexedTriangle.cpp + * \author Pierre Terdiman + * \date January, 17, 2000 + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +// Precompiled Header +#include "StdAfx.h" + +using namespace IceMaths; + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Contains an indexed triangle class. + * + * \class Triangle + * \author Pierre Terdiman + * \version 1.0 + * \date 08.15.98 +*/ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Flips the winding order. + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +void IndexedTriangle::Flip() +{ + Swap(mVRef[1], mVRef[2]); +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the triangle area. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \return the area + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +float IndexedTriangle::Area(const IcePoint* verts) const +{ + if(!verts) return 0.0f; + const IcePoint& p0 = verts[0]; + const IcePoint& p1 = verts[1]; + const IcePoint& p2 = verts[2]; + return ((p0-p1)^(p0-p2)).Magnitude() * 0.5f; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the triangle perimeter. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \return the perimeter + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +float IndexedTriangle::Perimeter(const IcePoint* verts) const +{ + if(!verts) return 0.0f; + const IcePoint& p0 = verts[0]; + const IcePoint& p1 = verts[1]; + const IcePoint& p2 = verts[2]; + return p0.Distance(p1) + + p0.Distance(p2) + + p1.Distance(p2); +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the triangle compacity. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \return the compacity + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +float IndexedTriangle::Compacity(const IcePoint* verts) const +{ + if(!verts) return 0.0f; + float P = Perimeter(verts); + if(P==0.0f) return 0.0f; + return (4.0f*PI*Area(verts)/(P*P)); +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the triangle normal. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param normal [out] the computed normal + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +void IndexedTriangle::Normal(const IcePoint* verts, IcePoint& normal) const +{ + if(!verts) return; + + const IcePoint& p0 = verts[mVRef[0]]; + const IcePoint& p1 = verts[mVRef[1]]; + const IcePoint& p2 = verts[mVRef[2]]; + normal = ((p2-p1)^(p0-p1)).Normalize(); +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the triangle denormalized normal. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param normal [out] the computed normal + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +void IndexedTriangle::DenormalizedNormal(const IcePoint* verts, IcePoint& normal) const +{ + if(!verts) return; + + const IcePoint& p0 = verts[mVRef[0]]; + const IcePoint& p1 = verts[mVRef[1]]; + const IcePoint& p2 = verts[mVRef[2]]; + normal = ((p2-p1)^(p0-p1)); +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the triangle center. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param center [out] the computed center + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +void IndexedTriangle::Center(const IcePoint* verts, IcePoint& center) const +{ + if(!verts) return; + + const IcePoint& p0 = verts[mVRef[0]]; + const IcePoint& p1 = verts[mVRef[1]]; + const IcePoint& p2 = verts[mVRef[2]]; + center = (p0+p1+p2)*INV3; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the centered normal + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param normal [out] the computed centered normal + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +void IndexedTriangle::CenteredNormal(const IcePoint* verts, IcePoint& normal) const +{ + if(!verts) return; + + const IcePoint& p0 = verts[mVRef[0]]; + const IcePoint& p1 = verts[mVRef[1]]; + const IcePoint& p2 = verts[mVRef[2]]; + IcePoint Center = (p0+p1+p2)*INV3; + normal = Center + ((p2-p1)^(p0-p1)).Normalize(); +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes a random point within the triangle. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param normal [out] the computed centered normal + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +void IndexedTriangle::RandomPoint(const IcePoint* verts, IcePoint& random) const +{ + if(!verts) return; + + // Random barycentric coords + float Alpha = UnitRandomFloat(); + float Beta = UnitRandomFloat(); + float Gamma = UnitRandomFloat(); + float OneOverTotal = 1.0f / (Alpha + Beta + Gamma); + Alpha *= OneOverTotal; + Beta *= OneOverTotal; + Gamma *= OneOverTotal; + + const IcePoint& p0 = verts[mVRef[0]]; + const IcePoint& p1 = verts[mVRef[1]]; + const IcePoint& p2 = verts[mVRef[2]]; + random = Alpha*p0 + Beta*p1 + Gamma*p2; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes backface culling. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param source [in] source point (in local space) from which culling must be computed + * \return true if the triangle is visible from the source point + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +bool IndexedTriangle::IsVisible(const IcePoint* verts, const IcePoint& source) const +{ + // Checkings + if(!verts) return false; + + const IcePoint& p0 = verts[mVRef[0]]; + const IcePoint& p1 = verts[mVRef[1]]; + const IcePoint& p2 = verts[mVRef[2]]; + + // Compute denormalized normal + IcePoint Normal = (p2 - p1)^(p0 - p1); + + // Backface culling + return (Normal | source) >= 0.0f; + +// Same as: +// IcePlane PL(verts[mVRef[0]], verts[mVRef[1]], verts[mVRef[2]]); +// return PL.Distance(source) > PL.d; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes backface culling. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param source [in] source point (in local space) from which culling must be computed + * \return true if the triangle is visible from the source point + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +bool IndexedTriangle::BackfaceCulling(const IcePoint* verts, const IcePoint& source) const +{ + // Checkings + if(!verts) return false; + + const IcePoint& p0 = verts[mVRef[0]]; + const IcePoint& p1 = verts[mVRef[1]]; + const IcePoint& p2 = verts[mVRef[2]]; + + // Compute base +// IcePoint Base = (p0 + p1 + p2)*INV3; + + // Compute denormalized normal + IcePoint Normal = (p2 - p1)^(p0 - p1); + + // Backface culling +// return (Normal | (source - Base)) >= 0.0f; + return (Normal | (source - p0)) >= 0.0f; + +// Same as: (but a bit faster) +// IcePlane PL(verts[mVRef[0]], verts[mVRef[1]], verts[mVRef[2]]); +// return PL.Distance(source)>0.0f; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the occlusion potential of the triangle. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param source [in] source point (in local space) from which occlusion potential must be computed + * \return the occlusion potential + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +float IndexedTriangle::ComputeOcclusionPotential(const IcePoint* verts, const IcePoint& view) const +{ + if(!verts) return 0.0f; + // Occlusion potential: -(A * (N|V) / d^2) + // A = polygon area + // N = polygon normal + // V = view vector + // d = distance viewpoint-center of polygon + + float A = Area(verts); + IcePoint N; Normal(verts, N); + IcePoint C; Center(verts, C); + float d = view.Distance(C); + return -(A*(N|view))/(d*d); +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Replaces a vertex reference with another one. + * \param oldref [in] the vertex reference to replace + * \param newref [in] the new vertex reference + * \return true if success, else false if the input vertex reference doesn't belong to the triangle + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +bool IndexedTriangle::ReplaceVertex(udword oldref, udword newref) +{ + if(mVRef[0]==oldref) { mVRef[0] = newref; return true; } + else if(mVRef[1]==oldref) { mVRef[1] = newref; return true; } + else if(mVRef[2]==oldref) { mVRef[2] = newref; return true; } + return false; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Checks whether the triangle is degenerate or not. A degenerate triangle has two common vertex references. This is a zero-area triangle. + * \return true if the triangle is degenerate + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +bool IndexedTriangle::IsDegenerate() const +{ + if(mVRef[0]==mVRef[1]) return true; + if(mVRef[1]==mVRef[2]) return true; + if(mVRef[2]==mVRef[0]) return true; + return false; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Checks whether the input vertex reference belongs to the triangle or not. + * \param ref [in] the vertex reference to look for + * \return true if the triangle contains the vertex reference + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +bool IndexedTriangle::HasVertex(udword ref) const +{ + if(mVRef[0]==ref) return true; + if(mVRef[1]==ref) return true; + if(mVRef[2]==ref) return true; + return false; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Checks whether the input vertex reference belongs to the triangle or not. + * \param ref [in] the vertex reference to look for + * \param index [out] the corresponding index in the triangle + * \return true if the triangle contains the vertex reference + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +bool IndexedTriangle::HasVertex(udword ref, udword* index) const +{ + if(mVRef[0]==ref) { *index = 0; return true; } + if(mVRef[1]==ref) { *index = 1; return true; } + if(mVRef[2]==ref) { *index = 2; return true; } + return false; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Finds an edge in a tri, given two vertex references. + * \param vref0 [in] the edge's first vertex reference + * \param vref1 [in] the edge's second vertex reference + * \return the edge number between 0 and 2, or 0xff if input refs are wrong. + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +ubyte IndexedTriangle::FindEdge(udword vref0, udword vref1) const +{ + if(mVRef[0]==vref0 && mVRef[1]==vref1) return 0; + else if(mVRef[0]==vref1 && mVRef[1]==vref0) return 0; + else if(mVRef[0]==vref0 && mVRef[2]==vref1) return 1; + else if(mVRef[0]==vref1 && mVRef[2]==vref0) return 1; + else if(mVRef[1]==vref0 && mVRef[2]==vref1) return 2; + else if(mVRef[1]==vref1 && mVRef[2]==vref0) return 2; + return 0xff; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Gets the last reference given the first two. + * \param vref0 [in] the first vertex reference + * \param vref1 [in] the second vertex reference + * \return the last reference, or INVALID_ID if input refs are wrong. + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +udword IndexedTriangle::OppositeVertex(udword vref0, udword vref1) const +{ + if(mVRef[0]==vref0 && mVRef[1]==vref1) return mVRef[2]; + else if(mVRef[0]==vref1 && mVRef[1]==vref0) return mVRef[2]; + else if(mVRef[0]==vref0 && mVRef[2]==vref1) return mVRef[1]; + else if(mVRef[0]==vref1 && mVRef[2]==vref0) return mVRef[1]; + else if(mVRef[1]==vref0 && mVRef[2]==vref1) return mVRef[0]; + else if(mVRef[1]==vref1 && mVRef[2]==vref0) return mVRef[0]; + return INVALID_ID; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Gets the three sorted vertex references according to an edge number. + * edgenb = 0 => edge 0-1, returns references 0, 1, 2 + * edgenb = 1 => edge 0-2, returns references 0, 2, 1 + * edgenb = 2 => edge 1-2, returns references 1, 2, 0 + * + * \param edgenb [in] the edge number, 0, 1 or 2 + * \param vref0 [out] the returned first vertex reference + * \param vref1 [out] the returned second vertex reference + * \param vref2 [out] the returned third vertex reference + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +void IndexedTriangle::GetVRefs(ubyte edgenb, udword& vref0, udword& vref1, udword& vref2) const +{ + if(edgenb==0) + { + vref0 = mVRef[0]; + vref1 = mVRef[1]; + vref2 = mVRef[2]; + } + else if(edgenb==1) + { + vref0 = mVRef[0]; + vref1 = mVRef[2]; + vref2 = mVRef[1]; + } + else if(edgenb==2) + { + vref0 = mVRef[1]; + vref1 = mVRef[2]; + vref2 = mVRef[0]; + } +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the triangle's smallest edge length. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \return the smallest edge length + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +float IndexedTriangle::MinEdgeLength(const IcePoint* verts) const +{ + if(!verts) return 0.0f; + + float Min = MAX_FLOAT; + float Length01 = verts[0].Distance(verts[1]); + float Length02 = verts[0].Distance(verts[2]); + float Length12 = verts[1].Distance(verts[2]); + if(Length01 < Min) Min = Length01; + if(Length02 < Min) Min = Length02; + if(Length12 < Min) Min = Length12; + return Min; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the triangle's largest edge length. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \return the largest edge length + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +float IndexedTriangle::MaxEdgeLength(const IcePoint* verts) const +{ + if(!verts) return 0.0f; + + float Max = MIN_FLOAT; + float Length01 = verts[0].Distance(verts[1]); + float Length02 = verts[0].Distance(verts[2]); + float Length12 = verts[1].Distance(verts[2]); + if(Length01 > Max) Max = Length01; + if(Length02 > Max) Max = Length02; + if(Length12 > Max) Max = Length12; + return Max; +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes a point on the triangle according to the stabbing information. + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \param u,v [in] point's barycentric coordinates + * \param pt [out] point on triangle + * \param nearvtx [out] index of nearest vertex + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +void IndexedTriangle::ComputePoint(const IcePoint* verts, float u, float v, IcePoint& pt, udword* nearvtx) const +{ + // Checkings + if(!verts) return; + + // Get face in local or global space + const IcePoint& p0 = verts[mVRef[0]]; + const IcePoint& p1 = verts[mVRef[1]]; + const IcePoint& p2 = verts[mVRef[2]]; + + // Compute point coordinates + pt = (1.0f - u - v)*p0 + u*p1 + v*p2; + + // Compute nearest vertex if needed + if(nearvtx) + { + // Compute distance vector + IcePoint d(p0.SquareDistance(pt), // Distance^2 from vertex 0 to point on the face + p1.SquareDistance(pt), // Distance^2 from vertex 1 to point on the face + p2.SquareDistance(pt)); // Distance^2 from vertex 2 to point on the face + + // Get smallest distance + *nearvtx = mVRef[d.SmallestAxis()]; + } +} + + //************************************** + // Angle between two vectors (in radians) + // we use this formula + // uv = |u||v| cos(u,v) + // u ^ v = w + // |w| = |u||v| |sin(u,v)| + //************************************** + float Angle(const IcePoint& u, const IcePoint& v) + { + float NormU = u.Magnitude(); // |u| + float NormV = v.Magnitude(); // |v| + float Product = NormU*NormV; // |u||v| + if(Product==0.0f) return 0.0f; + float OneOverProduct = 1.0f / Product; + + // Cosinus + float Cosinus = (u|v) * OneOverProduct; + + // Sinus + IcePoint w = u^v; + float NormW = w.Magnitude(); + + float AbsSinus = NormW * OneOverProduct; + + // Remove degeneracy + if(AbsSinus > 1.0f) AbsSinus = 1.0f; + if(AbsSinus < -1.0f) AbsSinus = -1.0f; + + if(Cosinus>=0.0f) return asinf(AbsSinus); + else return (PI-asinf(AbsSinus)); + } + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Computes the angle between two triangles. + * \param tri [in] the other triangle + * \param verts [in] the list of indexed vertices + * \return the angle in radians + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +float IndexedTriangle::Angle(const IndexedTriangle& tri, const IcePoint* verts) const +{ + // Checkings + if(!verts) return 0.0f; + + // Compute face normals + IcePoint n0, n1; + Normal(verts, n0); + tri.Normal(verts, n1); + + // Compute angle + float dp = n0|n1; + if(dp>1.0f) return 0.0f; + if(dp<-1.0f) return PI; + return acosf(dp); + +// return ::Angle(n0,n1); +} + +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +/** + * Checks a triangle is the same as another one. + * \param tri [in] the other triangle + * \return true if same triangle + */ +/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// +bool IndexedTriangle::Equal(const IndexedTriangle& tri) const +{ + // Test all vertex references + return (HasVertex(tri.mVRef[0]) && + HasVertex(tri.mVRef[1]) && + HasVertex(tri.mVRef[2])); +} |