first release version of polygonal algorithms methods
This commit is contained in:
nico
parent
b482aa3cbe
commit
4b29ec5ef6
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@ -10,3 +10,26 @@ release/
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# Intermediate Files
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# Intermediate Files
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*.bc
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*.bc
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apps/sample/polygonmesh_dual/polygonmesh_base
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*.stash
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apps/sample/polygonmesh_dual/dual_dual.obj
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apps/sample/polygonmesh_dual/dual.obj
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apps/sample/polygonmesh_dual/Makefile
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apps/sample/polygonmesh_dual/plylib.o
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*.o
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*.ply
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*.obj
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apps/sample/polygonmesh_optimize/polygonmesh_base
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apps/sample/polygonmesh_optimize/Makefile
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vcg/complex/algorithms/polygonal_algorithmsOLD.h
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@ -0,0 +1,957 @@
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/****************************************************************************
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* VCGLib o o *
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* Visual and Computer Graphics Library o o *
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* _ O _ *
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* Copyright(C) 2004-2016 \/)\/ *
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* Visual Computing Lab /\/| *
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* ISTI - Italian National Research Council | *
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* \ *
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* All rights reserved. *
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* *
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* This program is free software; you can redistribute it and/or modify *
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* it under the terms of the GNU General Public License as published by *
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* the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or *
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* (at your option) any later version. *
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* *
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* This program is distributed in the hope that it will be useful, *
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* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of *
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* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the *
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* GNU General Public License (http://www.gnu.org/licenses/gpl.txt) *
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* for more details. *
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* *
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#ifndef __VCGLIB_POLY_MESH_ALGORITHM
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#define __VCGLIB_POLY_MESH_ALGORITHM
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#include <vcg/complex/algorithms/update/normal.h>
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#include <vcg/complex/complex.h>
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#include <vcg/space/polygon3.h>
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#include <vcg/complex/algorithms/update/color.h>
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#include <vcg/complex/algorithms/closest.h>
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#include <vcg/complex/algorithms/update/flag.h>
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#include <vcg/complex/algorithms/point_sampling.h>
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//define a temporary triangle mesh type
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class TempFace;
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class TempVertex;
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struct TempUsedTypes: public vcg::UsedTypes<vcg::Use<TempVertex>::AsVertexType,
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vcg::Use<TempFace>::AsFaceType>{};
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class TempVertex:public vcg::Vertex<TempUsedTypes,
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vcg::vertex::Coord3d,
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vcg::vertex::Normal3d,
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vcg::vertex::BitFlags>
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{};
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class TempFace:public vcg::Face<TempUsedTypes,
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vcg::face::VertexRef,
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vcg::face::BitFlags,
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|
vcg::face::FFAdj,
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vcg::face::Mark,
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vcg::face::Normal3d>
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{};
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class TempMesh: public vcg::tri::TriMesh< std::vector<TempVertex>,std::vector<TempFace > >
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{};
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namespace vcg{
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/*!
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\ingroup PolyMeshType
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\headerfile color.h vcg/complex/algorithms/polygonal_algorithms.h
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\brief processing and optimization of generic polygonal meshes.
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This class is used to performs varisous kind of geometric optimization on generic polygonal mesh such as flattengin or imptove the shape of polygons.
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*/
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template <class PolyMeshType>
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class PolygonalAlgorithm
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{
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typedef typename PolyMeshType::FaceType FaceType;
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typedef typename PolyMeshType::VertexType VertexType;
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typedef typename PolyMeshType::CoordType CoordType;
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|
typedef typename PolyMeshType::ScalarType ScalarType;
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static bool CollapseBorderSmallEdgesStep(PolyMeshType &poly_m,
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const ScalarType edge_limit)
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{
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bool collapsed=false;
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//update topology
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vcg::tri::UpdateTopology<PolyMeshType>::FaceFace(poly_m);
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//update border vertices
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//UpdateBorderVertexFromPFFAdj(poly_m);
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vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::VertexBorderFromFaceAdj(poly_m);
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//get border edges
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std::vector<std::vector<bool> > IsBorder;
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BorderEdgeFromPFFAdj(poly_m,IsBorder);
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//deselect all vertices
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vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::VertexClearS(poly_m);
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//this set how to remap the vertices after deletion
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std::map<VertexType*,VertexType*> VertexRemap;
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//go over all faces and check the ones needed to be deleted
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for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
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{
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int NumV=poly_m.face[i].VN();
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|
for (size_t j=0;j<NumV;j++)
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|
{
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VertexType *v0=poly_m.face[i].V(j);
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VertexType *v1=poly_m.face[i].V((j+1)%NumV);
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assert(v0!=v1);
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bool IsBV0=v0->IsB();
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bool IsBV1=v1->IsB();
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//in these cases is not possible to collapse
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if ((!IsBV0)&&(!IsBV1))continue;
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if ((!IsBorder[i][j])&&(IsBV0)&&(IsBV1))continue;
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if (v0->IsS())continue;
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if (v1->IsS())continue;
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assert((IsBV0)||(IsBV1));
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CoordType pos0=v0->P();
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CoordType pos1=v1->P();
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ScalarType currL=(pos0-pos1).Norm();
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if (currL>edge_limit)continue;
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//then collapse the point
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CoordType InterpPos;
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if ((IsBV0)&&(!IsBV1))InterpPos=pos0;
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if ((!IsBV0)&&(IsBV1))InterpPos=pos1;
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||||||
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if ((IsBV0)&&(IsBV1))InterpPos=(pos0+pos1)/2.0;
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||||||
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//put on the same position
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v0->P()=InterpPos;
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v1->P()=InterpPos;
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//select the the two vertices
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v0->SetS();
|
||||||
|
v1->SetS();
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//set the remap
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VertexRemap[v1]=v0;
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collapsed=true;
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}
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|
}
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//then remap vertices
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for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
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{
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int NumV=poly_m.face[i].VN();
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||||||
|
for (int j=0;j<NumV;j++)
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{
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||||||
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//get the two vertices of the edge
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|
VertexType *v0=poly_m.face[i].V(j);
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|
//see if it must substituted or not
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if (VertexRemap.count(v0)==0)continue;
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//in that case remap to the new one
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VertexType *newV=VertexRemap[v0];
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//assign new vertex
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poly_m.face[i].V(j)=newV;
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|
}
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|
}
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//then re-elaborate the face
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for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
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{
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//get vertices of the face
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||||||
|
int NumV=poly_m.face[i].VN();
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||||||
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std::vector<VertexType*> FaceV;
|
||||||
|
for (int j=0;j<NumV;j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
VertexType *v0=poly_m.face[i].V(j);
|
||||||
|
VertexType *v1=poly_m.face[i].V((j+1)%NumV);
|
||||||
|
if(v0==v1)continue;
|
||||||
|
FaceV.push_back(v0);
|
||||||
|
}
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||||||
|
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||||||
|
//then deallocate face
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||||||
|
if ((int)FaceV.size()==NumV)continue;
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//otherwise deallocate and set new vertices
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|
poly_m.face[i].Dealloc();
|
||||||
|
poly_m.face[i].Alloc(FaceV.size());
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<FaceV.size();j++)
|
||||||
|
poly_m.face[i].V(j)=FaceV[j];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return collapsed;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
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|
static void LaplacianPos(PolyMeshType &poly_m,std::vector<CoordType> &AvVert)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//cumulate step
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||||||
|
AvVert.clear();
|
||||||
|
AvVert.resize(poly_m.vert.size(),CoordType(0,0,0));
|
||||||
|
std::vector<ScalarType> AvSum(poly_m.vert.size(),0);
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<(size_t)poly_m.face[i].VN();j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//get current vertex
|
||||||
|
VertexType *currV=poly_m.face[i].V(j);
|
||||||
|
//and its position
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||||||
|
CoordType currP=currV->P();
|
||||||
|
//cumulate over other positions
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||||||
|
ScalarType W=vcg::PolyArea(poly_m.face[i]);
|
||||||
|
//assert(W!=0);
|
||||||
|
for (size_t k=0;k<(size_t)poly_m.face[i].VN();k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (k==j)continue;
|
||||||
|
int IndexV=vcg::tri::Index(poly_m,poly_m.face[i].V(k));
|
||||||
|
AvVert[IndexV]+=currP*W;
|
||||||
|
AvSum[IndexV]+=W;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//average step
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (AvSum[i]==0)continue;
|
||||||
|
AvVert[i]/=AvSum[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
static void UpdateNormal(FaceType &F)
|
||||||
|
{
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||||||
|
F.N()=vcg::PolygonNormal(F);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void UpdateNormalByFitting(FaceType &F)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
UpdateNormal(F);
|
||||||
|
vcg::Plane3<ScalarType> PlF;
|
||||||
|
PlF=PolyFittingPlane(F);
|
||||||
|
if ((PlF.Direction()*F.N())<0)
|
||||||
|
F.N()=-PlF.Direction();
|
||||||
|
else
|
||||||
|
F.N()=PlF.Direction();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
public:
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|
|
||||||
|
// static void GetFaceNormals(FaceType &F,
|
||||||
|
// std::vector<CoordType> &Norms)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// Norms.clear();
|
||||||
|
// if (F.VN()<=2) return;
|
||||||
|
// for (int i=0;i<F.VN();i++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// int index0=(i+F.VN()-1) % F.VN();
|
||||||
|
// int index1=i;
|
||||||
|
// int index2=(i+1) % F.VN();
|
||||||
|
|
||||||
|
// CoordType p0=F.P(index0);
|
||||||
|
// CoordType p1=F.P(index1);
|
||||||
|
// CoordType p2=F.P(index2);
|
||||||
|
|
||||||
|
// CoordType v0=p0-p1;
|
||||||
|
// CoordType v1=p2-p1;
|
||||||
|
// CoordType Ni=v1^v0;
|
||||||
|
// Ni.Normalize();
|
||||||
|
// // bool isOK=CheckCoords(Ni);
|
||||||
|
// // if (isOK)
|
||||||
|
// Norms.push_back(Ni);
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
static CoordType GetFaceGetBary(FaceType &F)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
CoordType bary=PolyBarycenter(F);
|
||||||
|
return bary;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief update the face normal by averaging among vertex's
|
||||||
|
* normals computed between adjacent edges
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void UpdateFaceNormals(PolyMeshType &poly_m)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
UpdateNormal(poly_m.face[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief update the face normal by fitting a plane
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void UpdateFaceNormalByFitting(PolyMeshType &poly_m)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
UpdateNormalByFitting(poly_m.face[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// ///METTERE SOTTO TOPOLOGY?
|
||||||
|
// static void BorderEdgeFromPFFAdj(FaceType &F,std::vector<bool> &IsBorder)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// IsBorder.resize(F.VN(),false);
|
||||||
|
// for (int j=0;j<F.VN();j++)
|
||||||
|
// IsBorder[j]=(F.FFp(j)==&F);
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
// static void BorderEdgeFromPFFAdj(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
// std::vector<std::vector<bool> > &IsBorder)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// IsBorder.resize(poly_m.face.size());
|
||||||
|
// for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// if (poly_m.face[i].IsD())continue;
|
||||||
|
// BorderEdgeFromPFFAdj(poly_m.face[i],IsBorder[i]);
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
// static void UpdateBorderVertexFromPFFAdj(PolyMeshType &poly_m)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// //get per edge border flag
|
||||||
|
// std::vector<std::vector<bool> > IsBorderE;
|
||||||
|
// BorderEdgeFromPFFAdj(poly_m,IsBorderE);
|
||||||
|
|
||||||
|
// //then update per vertex
|
||||||
|
// vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::VertexClearB(poly_m);
|
||||||
|
// for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// if (poly_m.face[i].IsD())continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
// for (int j=0;j<poly_m.face[i].VN();j++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// if (!IsBorderE[i][j])continue;
|
||||||
|
// poly_m.face[i].V0(j)->SetB();
|
||||||
|
// poly_m.face[i].V1(j)->SetB();
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
// //METTERE IN QUALITY -> update quality
|
||||||
|
// static void PerVertexValence(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
// std::vector<unsigned int> &Valence)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// Valence.resize(poly_m.vert.size(),0);
|
||||||
|
// for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// if (poly_m.face[i].IsD())continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
// for (int j=0;j<poly_m.face[i].VN();j++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// VertexType *v=poly_m.face[i].V(j);
|
||||||
|
// int Index=vcg::tri::Index(poly_m,v);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Valence[Index]++;
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
enum PolyQualityType{QAngle,QPlanar,QTemplate};
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief update the quality of the faces by considering different possibilities
|
||||||
|
* QAngle = consider the angle deviation from ideal one (ex 90° quad, 60° triangle...)
|
||||||
|
* QPlanar = consider the difference wrt interpolating plane
|
||||||
|
* QTemplate= consider the difference wrt template polygon as in "Statics Aware Grid Shells"
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void UpdateQuality(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
const PolyQualityType &QType)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (poly_m.face[i].IsD())continue;
|
||||||
|
switch (QType)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
case QAngle:
|
||||||
|
ScalarType AvgDev,WorstDev;
|
||||||
|
vcg::PolyAngleDeviation(poly_m.face[i],AvgDev,WorstDev);
|
||||||
|
poly_m.face[i].Q()=AvgDev;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case QPlanar:
|
||||||
|
poly_m.face[i].Q()=vcg::PolyFlatness(poly_m.face[i]);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
poly_m.face[i].Q()=vcg::PolyAspectRatio(poly_m.face[i],true);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// //DELETE
|
||||||
|
// static void ColorByQuality(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
// const PolyQualityType &QType)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// UpdateQuality(poly_m,QType);
|
||||||
|
// vcg::tri::UpdateColor<PolyMeshType>::PerFaceQualityRamp(poly_m);
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
// static void ColorScatterByQuality(PolyMeshType &poly_m)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// //get the max of quality
|
||||||
|
// ScalarType MaxQ=0;
|
||||||
|
// for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// if (poly_m.face[i].Q()<MaxQ)continue;
|
||||||
|
// MaxQ=poly_m.face[i].Q();
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// poly_m.face[i].C()=vcg::Color4b::Scatter(MaxQ+1,poly_m.face[i].Q());
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
// static void ColorRangeByQuality(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
// ScalarType minV=0,
|
||||||
|
// ScalarType maxV=1)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// //get the max of quality
|
||||||
|
// ScalarType testMin=std::min(minV,maxV);
|
||||||
|
// ScalarType testMax=std::max(minV,maxV);
|
||||||
|
// bool to_swap=minV>maxV;
|
||||||
|
// for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// ScalarType val=poly_m.face[i].Q();
|
||||||
|
// if (val<testMin)val=testMin;
|
||||||
|
// if (val>testMax)val=testMax;
|
||||||
|
// if (!to_swap)
|
||||||
|
// poly_m.face[i].C()=vcg::Color4b::ColorRamp(testMin,testMax,poly_m.face[i].Q());
|
||||||
|
// else
|
||||||
|
// poly_m.face[i].C()=vcg::Color4b::ColorRamp(testMax,testMin,poly_m.face[i].Q());
|
||||||
|
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
// //DELETE
|
||||||
|
// static void ColorUniformly(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
// vcg::Color4b col=vcg::Color4b(200,200,200,255))
|
||||||
|
// {
|
||||||
|
// vcg::tri::UpdateColor<PolyMeshType>::PerFaceConstant(poly_m,col);
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief given a face this function returns the template positions as in "Statics Aware Grid Shells"
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void GetRotatedTemplatePos(FaceType &f,
|
||||||
|
std::vector<CoordType> &TemplatePos)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vcg::GetPolyTemplatePos(f,TemplatePos,true);
|
||||||
|
|
||||||
|
CoordType NormT=Normal(TemplatePos);
|
||||||
|
//get the normal of vertices
|
||||||
|
CoordType AVN(0,0,0);
|
||||||
|
CoordType Origin(0,0,0);
|
||||||
|
for (int j=0;j<f.VN();j++)
|
||||||
|
AVN+=f.V(j)->N();
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<TemplatePos.size();j++)
|
||||||
|
Origin+=TemplatePos[j];
|
||||||
|
|
||||||
|
Origin/=(ScalarType)TemplatePos.size();
|
||||||
|
AVN.Normalize();
|
||||||
|
|
||||||
|
//find rotation matrix
|
||||||
|
vcg::Matrix33<ScalarType> Rot=vcg::RotationMatrix(NormT,AVN);
|
||||||
|
|
||||||
|
//apply transformation
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<TemplatePos.size();j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
TemplatePos[j]-=Origin;
|
||||||
|
TemplatePos[j]=Rot*TemplatePos[j];
|
||||||
|
TemplatePos[j]+=Origin;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function performs the polygon regularization as in "Statics Aware Grid Shells"
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void SmoothPCA(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
int relax_step=10,
|
||||||
|
ScalarType Damp=0.5,
|
||||||
|
bool fixIrr=false,
|
||||||
|
bool isotropic=true,
|
||||||
|
ScalarType smoothTerm=0.1,
|
||||||
|
bool fixB=true)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
(void)isotropic;
|
||||||
|
typedef typename PolyMeshType::FaceType PolygonType;
|
||||||
|
// // select irregular ones
|
||||||
|
// if (fixIrr)
|
||||||
|
// poly_m.NumIrregular(true);
|
||||||
|
// compute the average edge
|
||||||
|
ScalarType MeshArea=0;
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
MeshArea+=vcg::PolyArea(poly_m.face[i]);
|
||||||
|
|
||||||
|
ScalarType AvgArea=MeshArea/(ScalarType)poly_m.face.size();
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t s=0;s<(size_t)relax_step;s++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//initialize the accumulation vector
|
||||||
|
std::vector<CoordType> avgPos(poly_m.vert.size(),CoordType(0,0,0));
|
||||||
|
std::vector<ScalarType> weightSum(poly_m.vert.size(),0);
|
||||||
|
//then compute the templated positions
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::vector<typename PolygonType::CoordType> TemplatePos;
|
||||||
|
GetRotatedTemplatePos(poly_m.face[i],TemplatePos);
|
||||||
|
//then cumulate the position per vertex
|
||||||
|
ScalarType val=vcg::PolyArea(poly_m.face[i]);
|
||||||
|
if (val<(AvgArea*0.00001))
|
||||||
|
val=(AvgArea*0.00001);
|
||||||
|
ScalarType W=1.0/val;//poly_m.face[i].Q();
|
||||||
|
//ScalarType W=1;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<TemplatePos.size();j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int IndexV=vcg::tri::Index(poly_m,poly_m.face[i].V(j));
|
||||||
|
CoordType Pos=TemplatePos[j];
|
||||||
|
//sum up contributes
|
||||||
|
avgPos[IndexV]+=Pos*W;
|
||||||
|
weightSum[IndexV]+=W;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//get the laplacian contribute
|
||||||
|
std::vector<CoordType> AvVert;
|
||||||
|
LaplacianPos(poly_m,AvVert);
|
||||||
|
//then update the position
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ScalarType alpha=smoothTerm;//PolyNormDeviation(poly_m.face[i]);
|
||||||
|
// if (alpha<0)alpha=0;
|
||||||
|
// if (alpha>1)alpha=1;
|
||||||
|
// if (isnan(alpha))alpha=1;
|
||||||
|
CoordType newP=avgPos[i]/weightSum[i];
|
||||||
|
newP=newP*(1-alpha)+AvVert[i]*alpha;
|
||||||
|
if ((fixB)&&(poly_m.vert[i].IsB()))continue;
|
||||||
|
if ((fixIrr)&&(poly_m.vert[i].IsS()))continue;
|
||||||
|
poly_m.vert[i].P()=poly_m.vert[i].P()*Damp+
|
||||||
|
newP*(1-Damp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function smooth the borders of the polygonal mesh and reproject back to the triangolar one
|
||||||
|
* except the vertices that are considered as corner wrt the angleDeg threshold
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template <class TriMeshType>
|
||||||
|
static void LaplacianReprojectBorder(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
TriMeshType &tri_mesh,
|
||||||
|
int nstep=100,
|
||||||
|
ScalarType Damp=0.5,
|
||||||
|
ScalarType angleDeg=100)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
typedef typename TriMeshType::FaceType FaceType;
|
||||||
|
|
||||||
|
//first select corners
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::VertexClearS(poly_m);
|
||||||
|
|
||||||
|
//update topology
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateTopology<PolyMeshType>::FaceFace(poly_m);
|
||||||
|
|
||||||
|
//update border vertices
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::VertexBorderFromFaceAdj(poly_m);
|
||||||
|
|
||||||
|
//select corner vertices on the border
|
||||||
|
ScalarType angleRad=angleDeg * M_PI / 180;
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::SelectVertexCornerBorder(poly_m,angleRad);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int s=0;s<nstep;s++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::vector<CoordType> AvVert;
|
||||||
|
LaplacianPos(poly_m,AvVert);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!poly_m.vert[i].IsB())continue;
|
||||||
|
if (poly_m.vert[i].IsS())continue;
|
||||||
|
poly_m.vert[i].P()=poly_m.vert[i].P()*Damp+
|
||||||
|
AvVert[i]*(1-Damp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//then reproject on border
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!poly_m.vert[i].IsB())continue;
|
||||||
|
if (poly_m.vert[i].IsS())continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
CoordType testPos=poly_m.vert[i].P();
|
||||||
|
ScalarType minD=std::numeric_limits<ScalarType>::max();
|
||||||
|
CoordType closPos;
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<tri_mesh.face.size();j++)
|
||||||
|
for (size_t k=0;k<3;k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (!tri_mesh.face[j].IsB(k))continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
CoordType P0,P1;
|
||||||
|
P0.Import(tri_mesh.face[j].cP0(k));
|
||||||
|
P1.Import(tri_mesh.face[j].cP1(k));
|
||||||
|
vcg::Segment3<ScalarType> Seg(P0,P1);
|
||||||
|
ScalarType testD;
|
||||||
|
CoordType closTest;
|
||||||
|
vcg::SegmentPointDistance(Seg,testPos,closTest,testD);
|
||||||
|
if (testD>minD)continue;
|
||||||
|
minD=testD;
|
||||||
|
closPos=closTest;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
poly_m.vert[i].P()=closPos;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function smooth the borders of the polygonal mesh and reproject back to its border
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void LaplacianReprojectBorder(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
int nstep=100,
|
||||||
|
ScalarType Damp=0.5)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//transform into triangular
|
||||||
|
TempMesh GuideSurf;
|
||||||
|
vcg::tri::PolygonSupport<TempMesh,PolyMeshType>::ImportFromPolyMesh(GuideSurf,poly_m);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateBounding<TempMesh>::Box(GuideSurf);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateNormal<TempMesh>::PerVertexNormalizedPerFace(GuideSurf);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateTopology<TempMesh>::FaceFace(GuideSurf);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateFlags<TempMesh>::FaceBorderFromFF(GuideSurf);
|
||||||
|
|
||||||
|
LaplacianReprojectBorder<TempMesh>(poly_m,GuideSurf,nstep,Damp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function performs the reprojection of the polygonal mesh onto a triangular one passed as input parameter
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template <class TriMeshType>
|
||||||
|
static void LaplacianReproject(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
TriMeshType &tri_mesh,
|
||||||
|
bool fixIrr=false,
|
||||||
|
int nstep=100,
|
||||||
|
ScalarType Damp=0.5)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
typedef typename TriMeshType::FaceType FaceType;
|
||||||
|
typedef vcg::GridStaticPtr<FaceType, ScalarType> TriMeshGrid;
|
||||||
|
TriMeshGrid grid;
|
||||||
|
|
||||||
|
//initialize the grid
|
||||||
|
grid.Set(tri_mesh.face.begin(),tri_mesh.face.end());
|
||||||
|
|
||||||
|
ScalarType MaxD=tri_mesh.bbox.Diag();
|
||||||
|
|
||||||
|
if (fixIrr)
|
||||||
|
poly_m.NumIrregular(true);
|
||||||
|
for (int s=0;s<nstep;s++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::vector<CoordType> AvVert;
|
||||||
|
LaplacianPos(poly_m,AvVert);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (poly_m.vert[i].IsB())continue;
|
||||||
|
if (fixIrr && (poly_m.vert[i].IsS()))continue;
|
||||||
|
poly_m.vert[i].P()=poly_m.vert[i].P()*Damp+
|
||||||
|
AvVert[i]*(1-Damp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
CoordType testPos=poly_m.vert[i].P();
|
||||||
|
CoordType closestPt;
|
||||||
|
ScalarType minDist;
|
||||||
|
FaceType *f=NULL;
|
||||||
|
CoordType norm,ip;
|
||||||
|
f=vcg::tri::GetClosestFaceBase(tri_mesh,grid,testPos,MaxD,minDist,closestPt,norm,ip);
|
||||||
|
poly_m.vert[i].P()=poly_m.vert[i].P()*Damp+
|
||||||
|
closestPt*(1-Damp);
|
||||||
|
poly_m.vert[i].N()=norm;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function performs the polygon regularization as in "Statics Aware Grid Shells"
|
||||||
|
* followed by a reprojection step on the triangle mesh passed as parameter
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
template <class TriMeshType>
|
||||||
|
static void SmoothReprojectPCA(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
TriMeshType &tri_mesh,
|
||||||
|
int relaxStep=100,
|
||||||
|
bool fixIrr=false,
|
||||||
|
ScalarType Damp=0.5)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateTopology<PolyMeshType>::FaceFace(poly_m);
|
||||||
|
|
||||||
|
//UpdateBorderVertexFromPFFAdj(poly_m);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::VertexBorderFromFaceAdj(poly_m);
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef typename TriMeshType::FaceType FaceType;
|
||||||
|
typedef vcg::GridStaticPtr<FaceType, typename TriMeshType::ScalarType> TriMeshGrid;
|
||||||
|
TriMeshGrid grid;
|
||||||
|
|
||||||
|
//initialize the grid
|
||||||
|
grid.Set(tri_mesh.face.begin(),tri_mesh.face.end());
|
||||||
|
|
||||||
|
ScalarType MaxD=tri_mesh.bbox.Diag();
|
||||||
|
|
||||||
|
// //update quality as area
|
||||||
|
// for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
// poly_m.face[i].Q()=vcg::PolyArea(poly_m.face[i]);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
typename TriMeshType::CoordType testPos;
|
||||||
|
testPos.Import(poly_m.vert[i].P());
|
||||||
|
typename TriMeshType::CoordType closestPt;
|
||||||
|
typename TriMeshType::ScalarType minDist;
|
||||||
|
typename TriMeshType::FaceType *f=NULL;
|
||||||
|
typename TriMeshType::CoordType norm,ip;
|
||||||
|
f=vcg::tri::GetClosestFaceBase(tri_mesh,grid,testPos,MaxD,minDist,closestPt,norm,ip);
|
||||||
|
poly_m.vert[i].N().Import(norm);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for(int k=0;k<relaxStep;k++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//smooth PCA step
|
||||||
|
SmoothPCA(poly_m,1,Damp,fixIrr);
|
||||||
|
//reprojection step
|
||||||
|
//laplacian smooth step
|
||||||
|
//Laplacian(poly_m,Damp,1);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
typename TriMeshType::CoordType testPos;
|
||||||
|
testPos.Import(poly_m.vert[i].P());
|
||||||
|
typename TriMeshType::CoordType closestPt;
|
||||||
|
typename TriMeshType::ScalarType minDist;
|
||||||
|
FaceType *f=NULL;
|
||||||
|
typename TriMeshType::CoordType norm,ip;
|
||||||
|
f=vcg::tri::GetClosestFaceBase(tri_mesh,grid,testPos,MaxD,minDist,closestPt,norm,ip);
|
||||||
|
poly_m.vert[i].P().Import(testPos*Damp+closestPt*(1-Damp));
|
||||||
|
poly_m.vert[i].N().Import(norm);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function performs the polygon regularization as in "Statics Aware Grid Shells"
|
||||||
|
* followed by a reprojection step on the original mesh
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static void SmoothReprojectPCA(PolyMeshType &poly_m,
|
||||||
|
int relaxStep=100,
|
||||||
|
bool fixIrr=false,
|
||||||
|
ScalarType Damp=0.5)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//transform into triangular
|
||||||
|
TempMesh GuideSurf;
|
||||||
|
vcg::tri::PolygonSupport<TempMesh,PolyMeshType>::ImportFromPolyMesh(GuideSurf,poly_m);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateBounding<TempMesh>::Box(GuideSurf);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateNormal<TempMesh>::PerVertexNormalizedPerFace(GuideSurf);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateTopology<TempMesh>::FaceFace(GuideSurf);
|
||||||
|
vcg::tri::UpdateFlags<TempMesh>::FaceBorderFromFF(GuideSurf);
|
||||||
|
|
||||||
|
//optimize it
|
||||||
|
vcg::PolygonalAlgorithm<PolyMeshType>::SmoothReprojectPCA<TempMesh>(poly_m,GuideSurf,relaxStep,fixIrr,Damp);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function return average edge size
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static ScalarType AverageEdge(PolyMeshType &poly_m)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ScalarType AvL=0;
|
||||||
|
size_t numE=0;
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int NumV=poly_m.face[i].VN();
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<NumV;j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
CoordType pos0=poly_m.face[i].V(j)->P();
|
||||||
|
CoordType pos1=poly_m.face[i].V((j+1)%NumV)->P();
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||||||
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AvL+=(pos0-pos1).Norm();
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||||||
|
numE++;
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||||||
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}
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||||||
|
}
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||||||
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AvL/=numE;
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||||||
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return AvL;
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|
}
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||||||
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||||||
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/*! \brief This function remove valence 2 faces from the mesh
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*/
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||||||
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static void RemoveValence2Faces(PolyMeshType &poly_m)
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||||||
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{
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||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (poly_m.face[i].VN()>=3)continue;
|
||||||
|
vcg::tri::Allocator<PolyMeshType>::DeleteFace(poly_m,poly_m.face[i]);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//then remove unreferenced vertices
|
||||||
|
vcg::tri::Clean<PolyMeshType>::RemoveUnreferencedVertex(poly_m);
|
||||||
|
vcg::tri::Allocator<PolyMeshType>::CompactEveryVector(poly_m);
|
||||||
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||||||
|
}
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||||||
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||||||
|
/*! \brief This function remove valence 2 vertices on the border by considering the degree threshold
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* bacause there could be eventually some corner that should be preserved
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*/
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||||||
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static void RemoveValence2BorderVertices(PolyMeshType &poly_m,
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|
ScalarType corner_degree=25)
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|
{
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||||||
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//update topology
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vcg::tri::UpdateTopology<PolyMeshType>::FaceFace(poly_m);
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//update border vertices
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|
//UpdateBorderVertexFromPFFAdj(poly_m);
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||||||
|
vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::VertexBorderFromFaceAdj(poly_m);
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||||||
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|
vcg::tri::UpdateFlags<PolyMeshType>::VertexClearS(poly_m);
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//select corners
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|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
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||||||
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{
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|
if (poly_m.face[i].IsD())continue;
|
||||||
|
|
||||||
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//get vertices of the face
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||||||
|
int NumV=poly_m.face[i].VN();
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||||||
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for (size_t j=0;j<NumV;j++)
|
||||||
|
{
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||||||
|
VertexType *v0=poly_m.face[i].V((j+NumV-1)%NumV);
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||||||
|
VertexType *v1=poly_m.face[i].V(j);
|
||||||
|
VertexType *v2=poly_m.face[i].V((j+1)%NumV);
|
||||||
|
//must be 3 borders
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||||||
|
if ((!v0->IsB())||(!v1->IsB())||(!v2->IsB()))continue;
|
||||||
|
CoordType dir0=(v0->P()-v1->P());
|
||||||
|
CoordType dir1=(v2->P()-v1->P());
|
||||||
|
dir0.Normalize();
|
||||||
|
dir1.Normalize();
|
||||||
|
ScalarType testDot=(dir0*dir1);
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if (testDot>(-cos(corner_degree* (M_PI / 180.0))))
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|
v1->SetS();
|
||||||
|
}
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||||||
|
}
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typename PolyMeshType::template PerVertexAttributeHandle<size_t> valenceVertH =
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|
vcg::tri::Allocator<PolyMeshType>:: template GetPerVertexAttribute<size_t> (poly_m);
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||||||
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||||||
|
//initialize to zero
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|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
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||||||
|
valenceVertH[i]=0;
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||||||
|
//then sum up the valence
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||||||
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for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
for (int j=0;j<poly_m.face[i].VN();j++)
|
||||||
|
valenceVertH[poly_m.face[i].V(j)]++;
|
||||||
|
|
||||||
|
//then re-elaborate the faces
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (poly_m.face[i].IsD())continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
//get vertices of the face
|
||||||
|
int NumV=poly_m.face[i].VN();
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<VertexType*> FaceV;
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<NumV;j++)
|
||||||
|
{
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||||||
|
VertexType *v=poly_m.face[i].V(j);
|
||||||
|
assert(!v->IsD());
|
||||||
|
if ((!v->IsS()) && (v->IsB()) && (valenceVertH[v]==1)) continue;
|
||||||
|
FaceV.push_back(v);
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
//then deallocate face
|
||||||
|
if (FaceV.size()==NumV)continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
//otherwise deallocate and set new vertices
|
||||||
|
poly_m.face[i].Dealloc();
|
||||||
|
poly_m.face[i].Alloc(FaceV.size());
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<FaceV.size();j++)
|
||||||
|
poly_m.face[i].V(j)=FaceV[j];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//then remove unreferenced vertices
|
||||||
|
vcg::tri::Clean<PolyMeshType>::RemoveUnreferencedVertex(poly_m);
|
||||||
|
vcg::tri::Allocator<PolyMeshType>::CompactEveryVector(poly_m);
|
||||||
|
|
||||||
|
vcg::tri::Allocator<PolyMeshType>::DeletePerVertexAttribute(poly_m,valenceVertH);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function collapse small edges which are on the boundary of the mesh
|
||||||
|
* this is sometimes useful to remove small edges coming out from a quadrangulation which is not
|
||||||
|
* aligned to boundaries
|
||||||
|
*/
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||||||
|
static void CollapseBorderSmallEdges(PolyMeshType &poly_m,const ScalarType perc_average=0.3)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
//compute the average edge
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||||||
|
ScalarType AvEdge=AverageEdge(poly_m);
|
||||||
|
ScalarType minLimit=AvEdge*perc_average;
|
||||||
|
|
||||||
|
while(CollapseBorderSmallEdgesStep(poly_m,minLimit)){};
|
||||||
|
|
||||||
|
RemoveValence2Faces(poly_m);
|
||||||
|
|
||||||
|
RemoveValence2BorderVertices(poly_m);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/*! \brief This function use a local global approach to flatten polygonal faces
|
||||||
|
* the approach is similar to "Shape-Up: Shaping Discrete Geometry with Projections"
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
static ScalarType FlattenFaces(PolyMeshType &poly_m, size_t steps=100,bool OnlySFaces=false)
|
||||||
|
{
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||||||
|
ScalarType MaxDispl=0;
|
||||||
|
for (size_t s=0;s<steps;s++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::vector<std::vector<CoordType> > VertPos(poly_m.vert.size());
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.face.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (poly_m.face[i].IsD())continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (OnlySFaces && (!poly_m.face[i].IsS()))continue;
|
||||||
|
//get vertices of the face
|
||||||
|
int NumV=poly_m.face[i].VN();
|
||||||
|
if (NumV<=3)continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
//save vertice's positions
|
||||||
|
std::vector<CoordType> FacePos;
|
||||||
|
for (int j=0;j<NumV;j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
VertexType *v=poly_m.face[i].V(j);
|
||||||
|
assert(!v->IsD());
|
||||||
|
FacePos.push_back(v->P());
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
//then fit the plane
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||||||
|
vcg::Plane3<ScalarType> FitPl;
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||||||
|
vcg::FitPlaneToPointSet(FacePos,FitPl);
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||||||
|
|
||||||
|
//project each point onto fitting plane
|
||||||
|
for (int j=0;j<NumV;j++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
VertexType *v=poly_m.face[i].V(j);
|
||||||
|
int IndexV=vcg::tri::Index(poly_m,v);
|
||||||
|
CoordType ProjP=FitPl.Projection(v->P());
|
||||||
|
VertPos[IndexV].push_back(ProjP);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i=0;i<poly_m.vert.size();i++)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
CoordType AvgPos(0,0,0);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t j=0;j<VertPos[i].size();j++)
|
||||||
|
AvgPos+=VertPos[i][j];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (VertPos[i].size()==0)continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
AvgPos/=(ScalarType)VertPos[i].size();
|
||||||
|
|
||||||
|
MaxDispl=std::max(MaxDispl,(poly_m.vert[i].P()-AvgPos).Norm());
|
||||||
|
poly_m.vert[i].P()=AvgPos;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return MaxDispl;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
}//end namespace vcg
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif
|
||||||
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Reference in New Issue