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source: code/branches/ode/ode-0.9/OPCODE/Ice/IceIndexedTriangle.cpp @ 216

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[Physik] add ode-0.9
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RevLine 
[216]1///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2/**
3 *      Contains a handy indexed triangle class.
4 *      \file           IceIndexedTriangle.cpp
5 *      \author         Pierre Terdiman
6 *      \date           January, 17, 2000
7 */
8///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
9
10///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
11// Precompiled Header
12#include "Stdafx.h"
13
14using namespace IceMaths;
15
16///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
17/**
18 *      Contains an indexed triangle class.
19 *
20 *      \class          Triangle
21 *      \author         Pierre Terdiman
22 *      \version        1.0
23 *      \date           08.15.98
24*/
25///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
26
27///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
28/**
29 *      Flips the winding order.
30 */
31///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
32void IndexedTriangle::Flip()
33{
34        Swap(mVRef[1], mVRef[2]);
35}
36
37///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
38/**
39 *      Computes the triangle area.
40 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
41 *      \return         the area
42 */
43///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
44float IndexedTriangle::Area(const Point* verts) const
45{
46        if(!verts)      return 0.0f;
47        const Point& p0 = verts[0];
48        const Point& p1 = verts[1];
49        const Point& p2 = verts[2];
50        return ((p0-p1)^(p0-p2)).Magnitude() * 0.5f;
51}
52
53///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
54/**
55 *      Computes the triangle perimeter.
56 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
57 *      \return         the perimeter
58 */
59///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
60float IndexedTriangle::Perimeter(const Point* verts)    const
61{
62        if(!verts)      return 0.0f;
63        const Point& p0 = verts[0];
64        const Point& p1 = verts[1];
65        const Point& p2 = verts[2];
66        return          p0.Distance(p1)
67                        +       p0.Distance(p2)
68                        +       p1.Distance(p2);
69}
70
71///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
72/**
73 *      Computes the triangle compacity.
74 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
75 *      \return         the compacity
76 */
77///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
78float IndexedTriangle::Compacity(const Point* verts) const
79{
80        if(!verts)      return 0.0f;
81        float P = Perimeter(verts);
82        if(P==0.0f)     return 0.0f;
83        return (4.0f*PI*Area(verts)/(P*P));
84}
85
86///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
87/**
88 *      Computes the triangle normal.
89 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
90 *      \param          normal  [out] the computed normal
91 */
92///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
93void IndexedTriangle::Normal(const Point* verts, Point& normal) const
94{
95        if(!verts)      return;
96
97        const Point& p0 = verts[mVRef[0]];
98        const Point& p1 = verts[mVRef[1]];
99        const Point& p2 = verts[mVRef[2]];
100        normal = ((p2-p1)^(p0-p1)).Normalize();
101}
102
103///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
104/**
105 *      Computes the triangle denormalized normal.
106 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
107 *      \param          normal  [out] the computed normal
108 */
109///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
110void IndexedTriangle::DenormalizedNormal(const Point* verts, Point& normal)     const
111{
112        if(!verts)      return;
113
114        const Point& p0 = verts[mVRef[0]];
115        const Point& p1 = verts[mVRef[1]];
116        const Point& p2 = verts[mVRef[2]];
117        normal = ((p2-p1)^(p0-p1));
118}
119
120///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
121/**
122 *      Computes the triangle center.
123 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
124 *      \param          center  [out] the computed center
125 */
126///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
127void IndexedTriangle::Center(const Point* verts, Point& center) const
128{
129        if(!verts)      return;
130
131        const Point& p0 = verts[mVRef[0]];
132        const Point& p1 = verts[mVRef[1]];
133        const Point& p2 = verts[mVRef[2]];
134        center = (p0+p1+p2)*INV3;
135}
136
137///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
138/**
139 *      Computes the centered normal
140 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
141 *      \param          normal  [out] the computed centered normal
142 */
143///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
144void IndexedTriangle::CenteredNormal(const Point* verts, Point& normal) const
145{
146        if(!verts)      return;
147
148        const Point& p0 = verts[mVRef[0]];
149        const Point& p1 = verts[mVRef[1]];
150        const Point& p2 = verts[mVRef[2]];
151        Point Center = (p0+p1+p2)*INV3;
152        normal = Center + ((p2-p1)^(p0-p1)).Normalize();
153}
154
155///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
156/**
157 *      Computes a random point within the triangle.
158 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
159 *      \param          normal  [out] the computed centered normal
160 */
161///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
162void IndexedTriangle::RandomPoint(const Point* verts, Point& random)    const
163{
164        if(!verts)      return;
165
166        // Random barycentric coords
167        float Alpha     = UnitRandomFloat();
168        float Beta      = UnitRandomFloat();
169        float Gamma     = UnitRandomFloat();
170        float OneOverTotal = 1.0f / (Alpha + Beta + Gamma);
171        Alpha   *= OneOverTotal;
172        Beta    *= OneOverTotal;
173        Gamma   *= OneOverTotal;
174
175        const Point& p0 = verts[mVRef[0]];
176        const Point& p1 = verts[mVRef[1]];
177        const Point& p2 = verts[mVRef[2]];
178        random = Alpha*p0 + Beta*p1 + Gamma*p2;
179}
180
181///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
182/**
183 *      Computes backface culling.
184 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
185 *      \param          source  [in] source point (in local space) from which culling must be computed
186 *      \return         true if the triangle is visible from the source point
187 */
188///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
189bool IndexedTriangle::IsVisible(const Point* verts, const Point& source)        const
190{
191        // Checkings
192        if(!verts)      return false;
193
194        const Point& p0 = verts[mVRef[0]];
195        const Point& p1 = verts[mVRef[1]];
196        const Point& p2 = verts[mVRef[2]];
197
198        // Compute denormalized normal
199        Point Normal = (p2 - p1)^(p0 - p1);
200
201        // Backface culling
202        return (Normal | source) >= 0.0f;
203
204// Same as:
205//      Plane PL(verts[mVRef[0]], verts[mVRef[1]], verts[mVRef[2]]);
206//      return PL.Distance(source) > PL.d;
207}
208
209///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
210/**
211 *      Computes backface culling.
212 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
213 *      \param          source  [in] source point (in local space) from which culling must be computed
214 *      \return         true if the triangle is visible from the source point
215 */
216///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
217bool IndexedTriangle::BackfaceCulling(const Point* verts, const Point& source)  const
218{
219        // Checkings
220        if(!verts)      return false;
221
222        const Point& p0 = verts[mVRef[0]];
223        const Point& p1 = verts[mVRef[1]];
224        const Point& p2 = verts[mVRef[2]];
225
226        // Compute base
227//      Point Base = (p0 + p1 + p2)*INV3;
228
229        // Compute denormalized normal
230        Point Normal = (p2 - p1)^(p0 - p1);
231
232        // Backface culling
233//      return (Normal | (source - Base)) >= 0.0f;
234        return (Normal | (source - p0)) >= 0.0f;
235
236// Same as: (but a bit faster)
237//      Plane PL(verts[mVRef[0]], verts[mVRef[1]], verts[mVRef[2]]);
238//      return PL.Distance(source)>0.0f;
239}
240
241///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
242/**
243 *      Computes the occlusion potential of the triangle.
244 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
245 *      \param          source  [in] source point (in local space) from which occlusion potential must be computed
246 *      \return         the occlusion potential
247 */
248///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
249float IndexedTriangle::ComputeOcclusionPotential(const Point* verts, const Point& view) const
250{
251        if(!verts)      return 0.0f;
252        // Occlusion potential: -(A * (N|V) / d^2)
253        // A = polygon area
254        // N = polygon normal
255        // V = view vector
256        // d = distance viewpoint-center of polygon
257
258        float A = Area(verts);
259        Point N;        Normal(verts, N);
260        Point C;        Center(verts, C);
261        float d = view.Distance(C);
262        return -(A*(N|view))/(d*d);
263}
264
265///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
266/**
267 *      Replaces a vertex reference with another one.
268 *      \param          oldref  [in] the vertex reference to replace
269 *      \param          newref  [in] the new vertex reference
270 *      \return         true if success, else false if the input vertex reference doesn't belong to the triangle
271 */
272///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
273bool IndexedTriangle::ReplaceVertex(udword oldref, udword newref)
274{
275                        if(mVRef[0]==oldref)    { mVRef[0] = newref; return true; }
276        else    if(mVRef[1]==oldref)    { mVRef[1] = newref; return true; }
277        else    if(mVRef[2]==oldref)    { mVRef[2] = newref; return true; }
278        return false;
279}
280
281///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
282/**
283 *      Checks whether the triangle is degenerate or not. A degenerate triangle has two common vertex references. This is a zero-area triangle.
284 *      \return         true if the triangle is degenerate
285 */
286///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
287bool IndexedTriangle::IsDegenerate()    const
288{
289        if(mVRef[0]==mVRef[1])  return true;
290        if(mVRef[1]==mVRef[2])  return true;
291        if(mVRef[2]==mVRef[0])  return true;
292        return false;
293}
294
295///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
296/**
297 *      Checks whether the input vertex reference belongs to the triangle or not.
298 *      \param          ref             [in] the vertex reference to look for
299 *      \return         true if the triangle contains the vertex reference
300 */
301///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
302bool IndexedTriangle::HasVertex(udword ref)     const
303{
304        if(mVRef[0]==ref)       return true;
305        if(mVRef[1]==ref)       return true;
306        if(mVRef[2]==ref)       return true;
307        return false;
308}
309
310///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
311/**
312 *      Checks whether the input vertex reference belongs to the triangle or not.
313 *      \param          ref             [in] the vertex reference to look for
314 *      \param          index   [out] the corresponding index in the triangle
315 *      \return         true if the triangle contains the vertex reference
316 */
317///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
318bool IndexedTriangle::HasVertex(udword ref, udword* index)      const
319{
320        if(mVRef[0]==ref)       { *index = 0;   return true; }
321        if(mVRef[1]==ref)       { *index = 1;   return true; }
322        if(mVRef[2]==ref)       { *index = 2;   return true; }
323        return false;
324}
325
326///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
327/**
328 *      Finds an edge in a tri, given two vertex references.
329 *      \param          vref0   [in] the edge's first vertex reference
330 *      \param          vref1   [in] the edge's second vertex reference
331 *      \return         the edge number between 0 and 2, or 0xff if input refs are wrong.
332 */
333///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
334ubyte IndexedTriangle::FindEdge(udword vref0, udword vref1)     const
335{
336                        if(mVRef[0]==vref0 && mVRef[1]==vref1)  return 0;
337        else    if(mVRef[0]==vref1 && mVRef[1]==vref0)  return 0;
338        else    if(mVRef[0]==vref0 && mVRef[2]==vref1)  return 1;
339        else    if(mVRef[0]==vref1 && mVRef[2]==vref0)  return 1;
340        else    if(mVRef[1]==vref0 && mVRef[2]==vref1)  return 2;
341        else    if(mVRef[1]==vref1 && mVRef[2]==vref0)  return 2;
342        return 0xff;
343}
344
345///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
346/**
347 *      Gets the last reference given the first two.
348 *      \param          vref0   [in] the first vertex reference
349 *      \param          vref1   [in] the second vertex reference
350 *      \return         the last reference, or INVALID_ID if input refs are wrong.
351 */
352///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
353udword IndexedTriangle::OppositeVertex(udword vref0, udword vref1)      const
354{
355                        if(mVRef[0]==vref0 && mVRef[1]==vref1)  return mVRef[2];
356        else    if(mVRef[0]==vref1 && mVRef[1]==vref0)  return mVRef[2];
357        else    if(mVRef[0]==vref0 && mVRef[2]==vref1)  return mVRef[1];
358        else    if(mVRef[0]==vref1 && mVRef[2]==vref0)  return mVRef[1];
359        else    if(mVRef[1]==vref0 && mVRef[2]==vref1)  return mVRef[0];
360        else    if(mVRef[1]==vref1 && mVRef[2]==vref0)  return mVRef[0];
361        return INVALID_ID;
362}
363
364///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
365/**
366 *      Gets the three sorted vertex references according to an edge number.
367 *      edgenb = 0      => edge 0-1, returns references 0, 1, 2
368 *      edgenb = 1      => edge 0-2, returns references 0, 2, 1
369 *      edgenb = 2      => edge 1-2, returns references 1, 2, 0
370 *
371 *      \param          edgenb  [in] the edge number, 0, 1 or 2
372 *      \param          vref0   [out] the returned first vertex reference
373 *      \param          vref1   [out] the returned second vertex reference
374 *      \param          vref2   [out] the returned third vertex reference
375 */
376///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
377void IndexedTriangle::GetVRefs(ubyte edgenb, udword& vref0, udword& vref1, udword& vref2) const
378{
379        if(edgenb==0)
380        {
381                vref0 = mVRef[0];
382                vref1 = mVRef[1];
383                vref2 = mVRef[2];
384        }
385        else if(edgenb==1)
386        {
387                vref0 = mVRef[0];
388                vref1 = mVRef[2];
389                vref2 = mVRef[1];
390        }
391        else if(edgenb==2)
392        {
393                vref0 = mVRef[1];
394                vref1 = mVRef[2];
395                vref2 = mVRef[0];
396        }
397}
398
399///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
400/**
401 *      Computes the triangle's smallest edge length.
402 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
403 *      \return         the smallest edge length
404 */
405///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
406float IndexedTriangle::MinEdgeLength(const Point* verts)        const
407{
408        if(!verts)      return 0.0f;
409
410        float Min = MAX_FLOAT;
411        float Length01 = verts[0].Distance(verts[1]);
412        float Length02 = verts[0].Distance(verts[2]);
413        float Length12 = verts[1].Distance(verts[2]);
414        if(Length01 < Min)      Min = Length01;
415        if(Length02 < Min)      Min = Length02;
416        if(Length12 < Min)      Min = Length12;
417        return Min;
418}
419
420///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
421/**
422 *      Computes the triangle's largest edge length.
423 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
424 *      \return         the largest edge length
425 */
426///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
427float IndexedTriangle::MaxEdgeLength(const Point* verts)        const
428{
429        if(!verts)      return 0.0f;
430
431        float Max = MIN_FLOAT;
432        float Length01 = verts[0].Distance(verts[1]);
433        float Length02 = verts[0].Distance(verts[2]);
434        float Length12 = verts[1].Distance(verts[2]);
435        if(Length01 > Max)      Max = Length01;
436        if(Length02 > Max)      Max = Length02;
437        if(Length12 > Max)      Max = Length12;
438        return Max;
439}
440
441///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
442/**
443 *      Computes a point on the triangle according to the stabbing information.
444 *      \param          verts           [in] the list of indexed vertices
445 *      \param          u,v                     [in] point's barycentric coordinates
446 *      \param          pt                      [out] point on triangle
447 *      \param          nearvtx         [out] index of nearest vertex
448 */
449///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
450void IndexedTriangle::ComputePoint(const Point* verts, float u, float v, Point& pt, udword* nearvtx)    const
451{
452        // Checkings
453        if(!verts)      return;
454
455        // Get face in local or global space
456        const Point& p0 = verts[mVRef[0]];
457        const Point& p1 = verts[mVRef[1]];
458        const Point& p2 = verts[mVRef[2]];
459
460        // Compute point coordinates
461        pt = (1.0f - u - v)*p0 + u*p1 + v*p2;
462
463        // Compute nearest vertex if needed
464        if(nearvtx)
465        {
466                // Compute distance vector
467                Point d(p0.SquareDistance(pt),  // Distance^2 from vertex 0 to point on the face
468                                p1.SquareDistance(pt),  // Distance^2 from vertex 1 to point on the face
469                                p2.SquareDistance(pt)); // Distance^2 from vertex 2 to point on the face
470
471                // Get smallest distance
472                *nearvtx = mVRef[d.SmallestAxis()];
473        }
474}
475
476        //**************************************
477        // Angle between two vectors (in radians)
478        // we use this formula
479        // uv = |u||v| cos(u,v)
480        // u  ^ v  = w
481        // |w| = |u||v| |sin(u,v)|
482        //**************************************
483        float Angle(const Point& u, const Point& v)
484        {
485                float NormU = u.Magnitude();    // |u|
486                float NormV = v.Magnitude();    // |v|
487                float Product = NormU*NormV;    // |u||v|
488                if(Product==0.0f)       return 0.0f;
489                float OneOverProduct = 1.0f / Product;
490
491                // Cosinus
492                float Cosinus = (u|v) * OneOverProduct;
493
494                // Sinus
495                Point w = u^v;
496                float NormW = w.Magnitude();
497
498                float AbsSinus = NormW * OneOverProduct;
499
500                // Remove degeneracy
501                if(AbsSinus > 1.0f) AbsSinus = 1.0f;
502                if(AbsSinus < -1.0f) AbsSinus = -1.0f;
503
504                if(Cosinus>=0.0f)       return asinf(AbsSinus);
505                else                            return (PI-asinf(AbsSinus));
506        }
507
508///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
509/**
510 *      Computes the angle between two triangles.
511 *      \param          tri             [in] the other triangle
512 *      \param          verts   [in] the list of indexed vertices
513 *      \return         the angle in radians
514 */
515///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
516float IndexedTriangle::Angle(const IndexedTriangle& tri, const Point* verts)    const
517{
518        // Checkings
519        if(!verts)      return 0.0f;
520
521        // Compute face normals
522        Point n0, n1;
523        Normal(verts, n0);
524        tri.Normal(verts, n1);
525
526        // Compute angle
527        float dp = n0|n1;
528        if(dp>1.0f)             return 0.0f;
529        if(dp<-1.0f)    return PI;
530        return acosf(dp);
531
532//      return ::Angle(n0,n1);
533}
534
535///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
536/**
537 *      Checks a triangle is the same as another one.
538 *      \param          tri             [in] the other triangle
539 *      \return         true if same triangle
540 */
541///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
542bool IndexedTriangle::Equal(const IndexedTriangle& tri) const
543{
544        // Test all vertex references
545        return (HasVertex(tri.mVRef[0]) && 
546                        HasVertex(tri.mVRef[1]) &&
547                        HasVertex(tri.mVRef[2]));
548}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.