dust3d/third_party/libigl/include/igl/shape_diameter_function.cpp

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6.8 KiB
C++
Raw Normal View History

// This file is part of libigl, a simple c++ geometry processing library.
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// Copyright (C) 2017 Alec Jacobson <alecjacobson@gmail.com>
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#include "shape_diameter_function.h"
#include "random_dir.h"
#include "barycenter.h"
#include "ray_mesh_intersect.h"
#include "per_vertex_normals.h"
#include "per_face_normals.h"
#include "EPS.h"
#include "Hit.h"
#include "parallel_for.h"
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>
template <
typename DerivedP,
typename DerivedN,
typename DerivedS >
IGL_INLINE void igl::shape_diameter_function(
const std::function<
double(
const Eigen::Vector3f&,
const Eigen::Vector3f&)
> & shoot_ray,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedP> & P,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N,
const int num_samples,
Eigen::PlainObjectBase<DerivedS> & S)
{
using namespace Eigen;
const int n = P.rows();
// Resize output
S.resize(n,1);
// Embree seems to be parallel when constructing but not when tracing rays
const MatrixXf D = random_dir_stratified(num_samples).cast<float>();
const auto & inner = [&P,&N,&num_samples,&D,&S,&shoot_ray](const int p)
{
const Vector3f origin = P.row(p).template cast<float>();
const Vector3f normal = N.row(p).template cast<float>();
int num_hits = 0;
double total_distance = 0;
for(int s = 0;s<num_samples;s++)
{
Vector3f d = D.row(s);
// Shoot _inward_
if(d.dot(normal) > 0)
{
// reverse ray
d *= -1;
}
const double dist = shoot_ray(origin,d);
if(std::isfinite(dist))
{
total_distance += dist;
num_hits++;
}
}
S(p) = total_distance/(double)num_hits;
};
parallel_for(n,inner,1000);
}
template <
typename DerivedV,
int DIM,
typename DerivedF,
typename DerivedP,
typename DerivedN,
typename DerivedS >
IGL_INLINE void igl::shape_diameter_function(
const igl::AABB<DerivedV,DIM> & aabb,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedV> & V,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedF> & F,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedP> & P,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N,
const int num_samples,
Eigen::PlainObjectBase<DerivedS> & S)
{
const auto & shoot_ray = [&aabb,&V,&F](
const Eigen::Vector3f& _s,
const Eigen::Vector3f& dir)->double
{
Eigen::Vector3f s = _s+1e-4*dir;
igl::Hit hit;
if(aabb.intersect_ray(
V,
F,
s .cast<typename DerivedV::Scalar>().eval(),
dir.cast<typename DerivedV::Scalar>().eval(),
hit))
{
return hit.t;
}else
{
return std::numeric_limits<double>::infinity();
}
};
return shape_diameter_function(shoot_ray,P,N,num_samples,S);
}
template <
typename DerivedV,
typename DerivedF,
typename DerivedP,
typename DerivedN,
typename DerivedS >
IGL_INLINE void igl::shape_diameter_function(
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedV> & V,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedF> & F,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedP> & P,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedN> & N,
const int num_samples,
Eigen::PlainObjectBase<DerivedS> & S)
{
if(F.rows() < 100)
{
// Super naive
const auto & shoot_ray = [&V,&F](
const Eigen::Vector3f& _s,
const Eigen::Vector3f& dir)->double
{
Eigen::Vector3f s = _s+1e-4*dir;
igl::Hit hit;
if(ray_mesh_intersect(s,dir,V,F,hit))
{
return hit.t;
}else
{
return std::numeric_limits<double>::infinity();
}
};
return shape_diameter_function(shoot_ray,P,N,num_samples,S);
}
AABB<DerivedV,3> aabb;
aabb.init(V,F);
return shape_diameter_function(aabb,V,F,P,N,num_samples,S);
}
template <
typename DerivedV,
typename DerivedF,
typename DerivedS>
IGL_INLINE void igl::shape_diameter_function(
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedV> & V,
const Eigen::PlainObjectBase<DerivedF> & F,
const bool per_face,
const int num_samples,
Eigen::PlainObjectBase<DerivedS> & S)
{
if (per_face)
{
DerivedV N;
igl::per_face_normals(V, F, N);
DerivedV P;
igl::barycenter(V, F, P);
return igl::shape_diameter_function(V, F, P, N, num_samples, S);
}
else
{
DerivedV N;
igl::per_vertex_normals(V, F, N);
return igl::shape_diameter_function(V, F, V, N, num_samples, S);
}
}
#ifdef IGL_STATIC_LIBRARY
// Explicit template instantiation
template void igl::shape_diameter_function<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >(std::function<double (Eigen::Matrix<float, 3, 1, 0, 3, 1> const&, Eigen::Matrix<float, 3, 1, 0, 3, 1> const&)> const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >&);
template void igl::shape_diameter_function<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >(std::function<double (Eigen::Matrix<float, 3, 1, 0, 3, 1> const&, Eigen::Matrix<float, 3, 1, 0, 3, 1> const&)> const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 3, 0, -1, 3> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >&);
template void igl::shape_diameter_function<Eigen::Matrix<double, 1, 3, 1, 1, 3>, Eigen::Matrix<double, 1, 3, 1, 1, 3>, Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >(std::function<double (Eigen::Matrix<float, 3, 1, 0, 3, 1> const&, Eigen::Matrix<float, 3, 1, 0, 3, 1> const&)> const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, 1, 3, 1, 1, 3> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, 1, 3, 1, 1, 3> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >&);
template void igl::shape_diameter_function<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(std::function<double (Eigen::Matrix<float, 3, 1, 0, 3, 1> const&, Eigen::Matrix<float, 3, 1, 0, 3, 1> const&)> const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
template void igl::shape_diameter_function<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, bool, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
#endif