176 lines
7.9 KiB
C++
176 lines
7.9 KiB
C++
// This file is part of libigl, a simple c++ geometry processing library.
|
|
//
|
|
// Copyright (C) 2014 Alec Jacobson <alecjacobson@gmail.com>
|
|
//
|
|
// This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla Public License
|
|
// v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed with this file, You can
|
|
// obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.
|
|
#include "harmonic.h"
|
|
#include "adjacency_matrix.h"
|
|
#include "cotmatrix.h"
|
|
#include "diag.h"
|
|
#include "invert_diag.h"
|
|
#include "isdiag.h"
|
|
#include "massmatrix.h"
|
|
#include "min_quad_with_fixed.h"
|
|
#include "speye.h"
|
|
#include "sum.h"
|
|
#include <Eigen/Sparse>
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedV,
|
|
typename DerivedF,
|
|
typename Derivedb,
|
|
typename Derivedbc,
|
|
typename DerivedW>
|
|
IGL_INLINE bool igl::harmonic(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
|
const Eigen::MatrixBase<Derivedb> & b,
|
|
const Eigen::MatrixBase<Derivedbc> & bc,
|
|
const int k,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedW> & W)
|
|
{
|
|
using namespace Eigen;
|
|
typedef typename DerivedV::Scalar Scalar;
|
|
SparseMatrix<Scalar> L,M;
|
|
cotmatrix(V,F,L);
|
|
if(k>1)
|
|
{
|
|
massmatrix(V,F,MASSMATRIX_TYPE_DEFAULT,M);
|
|
}
|
|
return harmonic(L,M,b,bc,k,W);
|
|
}
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedF,
|
|
typename Derivedb,
|
|
typename Derivedbc,
|
|
typename DerivedW>
|
|
IGL_INLINE bool igl::harmonic(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
|
const Eigen::MatrixBase<Derivedb> & b,
|
|
const Eigen::MatrixBase<Derivedbc> & bc,
|
|
const int k,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedW> & W)
|
|
{
|
|
using namespace Eigen;
|
|
typedef typename Derivedbc::Scalar Scalar;
|
|
SparseMatrix<Scalar> A;
|
|
adjacency_matrix(F,A);
|
|
// sum each row
|
|
SparseVector<Scalar> Asum;
|
|
sum(A,1,Asum);
|
|
// Convert row sums into diagonal of sparse matrix
|
|
SparseMatrix<Scalar> Adiag;
|
|
diag(Asum,Adiag);
|
|
SparseMatrix<Scalar> L = A-Adiag;
|
|
SparseMatrix<Scalar> M;
|
|
speye(L.rows(),M);
|
|
return harmonic(L,M,b,bc,k,W);
|
|
}
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedL,
|
|
typename DerivedM,
|
|
typename Derivedb,
|
|
typename Derivedbc,
|
|
typename DerivedW>
|
|
IGL_INLINE bool igl::harmonic(
|
|
const Eigen::SparseMatrix<DerivedL> & L,
|
|
const Eigen::SparseMatrix<DerivedM> & M,
|
|
const Eigen::MatrixBase<Derivedb> & b,
|
|
const Eigen::MatrixBase<Derivedbc> & bc,
|
|
const int k,
|
|
Eigen::PlainObjectBase<DerivedW> & W)
|
|
{
|
|
const int n = L.rows();
|
|
assert(n == L.cols() && "L must be square");
|
|
assert((k==1 || n == M.cols() ) && "M must be same size as L");
|
|
assert((k==1 || n == M.rows() ) && "M must be square");
|
|
assert((k==1 || igl::isdiag(M)) && "Mass matrix should be diagonal");
|
|
|
|
Eigen::SparseMatrix<DerivedL> Q;
|
|
igl::harmonic(L,M,k,Q);
|
|
|
|
typedef DerivedL Scalar;
|
|
min_quad_with_fixed_data<Scalar> data;
|
|
min_quad_with_fixed_precompute(Q,b,Eigen::SparseMatrix<Scalar>(),true,data);
|
|
W.resize(n,bc.cols());
|
|
typedef Eigen::Matrix<Scalar,Eigen::Dynamic,1> VectorXS;
|
|
const VectorXS B = VectorXS::Zero(n,1);
|
|
for(int w = 0;w<bc.cols();w++)
|
|
{
|
|
const VectorXS bcw = bc.col(w);
|
|
VectorXS Ww;
|
|
if(!min_quad_with_fixed_solve(data,B,bcw,VectorXS(),Ww))
|
|
{
|
|
return false;
|
|
}
|
|
W.col(w) = Ww;
|
|
}
|
|
return true;
|
|
}
|
|
|
|
template <
|
|
typename DerivedL,
|
|
typename DerivedM,
|
|
typename DerivedQ>
|
|
IGL_INLINE void igl::harmonic(
|
|
const Eigen::SparseMatrix<DerivedL> & L,
|
|
const Eigen::SparseMatrix<DerivedM> & M,
|
|
const int k,
|
|
Eigen::SparseMatrix<DerivedQ> & Q)
|
|
{
|
|
assert(L.rows() == L.cols()&&"L should be square");
|
|
Q = -L;
|
|
if(k == 1) return;
|
|
assert(L.rows() == M.rows()&&"L should match M's dimensions");
|
|
assert(M.rows() == M.cols()&&"M should be square");
|
|
Eigen::SparseMatrix<DerivedM> Mi;
|
|
invert_diag(M,Mi);
|
|
// This is **not** robust for k>2. See KKT system in [Jacobson et al. 2010]
|
|
// of the kharmonic function in gptoolbox
|
|
for(int p = 1;p<k;p++)
|
|
{
|
|
Q = (Q*Mi*-L).eval();
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
#include "find.h"
|
|
template <
|
|
typename DerivedV,
|
|
typename DerivedF,
|
|
typename DerivedQ>
|
|
IGL_INLINE void igl::harmonic(
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedV> & V,
|
|
const Eigen::MatrixBase<DerivedF> & F,
|
|
const int k,
|
|
Eigen::SparseMatrix<DerivedQ> & Q)
|
|
{
|
|
Eigen::SparseMatrix<DerivedQ> L,M;
|
|
cotmatrix(V,F,L);
|
|
if(k>1)
|
|
{
|
|
massmatrix(V,F,MASSMATRIX_TYPE_DEFAULT,M);
|
|
}
|
|
return harmonic(L,M,k,Q);
|
|
}
|
|
|
|
#ifdef IGL_STATIC_LIBRARY
|
|
// Explicit template instantiation
|
|
// generated by autoexplicit.sh
|
|
template bool igl::harmonic<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 1, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 1, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
// generated by autoexplicit.sh
|
|
template bool igl::harmonic<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 1, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 1, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 1, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 1, -1, -1> >&);
|
|
// generated by autoexplicit.sh
|
|
template bool igl::harmonic<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
// generated by autoexplicit.sh
|
|
template void igl::harmonic<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, double>(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, int, Eigen::SparseMatrix<double, 0, int>&);
|
|
// generated by autoexplicit.sh
|
|
template bool igl::harmonic<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, 1, 0, -1, 1> >&);
|
|
// generated by autoexplicit.sh
|
|
template bool igl::harmonic<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, 1, 0, -1, 1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
template bool igl::harmonic<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1>, Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >(Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<int, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, Eigen::MatrixBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> > const&, int, Eigen::PlainObjectBase<Eigen::Matrix<double, -1, -1, 0, -1, -1> >&);
|
|
#endif
|