| 1 | /* | 
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| 2 | Bullet Continuous Collision Detection and Physics Library | 
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| 3 | Copyright (c) 2003-2006 Erwin Coumans  http://continuousphysics.com/Bullet/ | 
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| 4 |  | 
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| 5 | This software is provided 'as-is', without any express or implied warranty. | 
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| 8 | including commercial applications, and to alter it and redistribute it freely,  | 
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| 14 | */ | 
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| 15 |  | 
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| 16 | #include "btGjkPairDetector.h" | 
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| 17 | #include "BulletCollision/CollisionShapes/btConvexShape.h" | 
|---|
| 18 | #include "BulletCollision/NarrowPhaseCollision/btSimplexSolverInterface.h" | 
|---|
| 19 | #include "BulletCollision/NarrowPhaseCollision/btConvexPenetrationDepthSolver.h" | 
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| 20 |  | 
|---|
| 21 |  | 
|---|
| 22 |  | 
|---|
| 23 | #if defined(DEBUG) || defined (_DEBUG) | 
|---|
| 24 | #define TEST_NON_VIRTUAL 1 | 
|---|
| 25 | #include <stdio.h> //for debug printf | 
|---|
| 26 | #ifdef __SPU__ | 
|---|
| 27 | #include <spu_printf.h> | 
|---|
| 28 | #define printf spu_printf | 
|---|
| 29 | //#define DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION 1 | 
|---|
| 30 | #endif //__SPU__ | 
|---|
| 31 | #endif | 
|---|
| 32 |  | 
|---|
| 33 | //must be above the machine epsilon | 
|---|
| 34 | #define REL_ERROR2 btScalar(1.0e-6) | 
|---|
| 35 |  | 
|---|
| 36 | //temp globals, to improve GJK/EPA/penetration calculations | 
|---|
| 37 | int gNumDeepPenetrationChecks = 0; | 
|---|
| 38 | int gNumGjkChecks = 0; | 
|---|
| 39 |  | 
|---|
| 40 |  | 
|---|
| 41 |  | 
|---|
| 42 | btGjkPairDetector::btGjkPairDetector(const btConvexShape* objectA,const btConvexShape* objectB,btSimplexSolverInterface* simplexSolver,btConvexPenetrationDepthSolver*  penetrationDepthSolver) | 
|---|
| 43 | :m_cachedSeparatingAxis(btScalar(0.),btScalar(0.),btScalar(1.)), | 
|---|
| 44 | m_penetrationDepthSolver(penetrationDepthSolver), | 
|---|
| 45 | m_simplexSolver(simplexSolver), | 
|---|
| 46 | m_minkowskiA(objectA), | 
|---|
| 47 | m_minkowskiB(objectB), | 
|---|
| 48 | m_ignoreMargin(false), | 
|---|
| 49 | m_lastUsedMethod(-1), | 
|---|
| 50 | m_catchDegeneracies(1) | 
|---|
| 51 | { | 
|---|
| 52 | } | 
|---|
| 53 |  | 
|---|
| 54 | void btGjkPairDetector::getClosestPoints(const ClosestPointInput& input,Result& output,class btIDebugDraw* debugDraw,bool swapResults) | 
|---|
| 55 | { | 
|---|
| 56 |         btScalar distance=btScalar(0.); | 
|---|
| 57 |         btVector3       normalInB(btScalar(0.),btScalar(0.),btScalar(0.)); | 
|---|
| 58 |         btVector3 pointOnA,pointOnB; | 
|---|
| 59 |         btTransform     localTransA = input.m_transformA; | 
|---|
| 60 |         btTransform localTransB = input.m_transformB; | 
|---|
| 61 |         btVector3 positionOffset = (localTransA.getOrigin() + localTransB.getOrigin()) * btScalar(0.5); | 
|---|
| 62 |         localTransA.getOrigin() -= positionOffset; | 
|---|
| 63 |         localTransB.getOrigin() -= positionOffset; | 
|---|
| 64 |  | 
|---|
| 65 |  | 
|---|
| 66 |         btScalar marginA = m_minkowskiA->getMarginNonVirtual(); | 
|---|
| 67 |         btScalar marginB = m_minkowskiB->getMarginNonVirtual(); | 
|---|
| 68 |  | 
|---|
| 69 | #ifdef TEST_NON_VIRTUAL | 
|---|
| 70 |         btScalar marginAv = m_minkowskiA->getMargin(); | 
|---|
| 71 |         btScalar marginBv = m_minkowskiB->getMargin(); | 
|---|
| 72 |  | 
|---|
| 73 |         btAssert(marginA == marginAv); | 
|---|
| 74 |         btAssert(marginB == marginBv); | 
|---|
| 75 | #endif //TEST_NON_VIRTUAL | 
|---|
| 76 |  | 
|---|
| 77 |         gNumGjkChecks++; | 
|---|
| 78 |  | 
|---|
| 79 | #ifdef DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION | 
|---|
| 80 |         spu_printf("inside gjk\n"); | 
|---|
| 81 | #endif | 
|---|
| 82 |         //for CCD we don't use margins | 
|---|
| 83 |         if (m_ignoreMargin) | 
|---|
| 84 |         { | 
|---|
| 85 |                 marginA = btScalar(0.); | 
|---|
| 86 |                 marginB = btScalar(0.); | 
|---|
| 87 | #ifdef DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION | 
|---|
| 88 |                 spu_printf("ignoring margin\n"); | 
|---|
| 89 | #endif | 
|---|
| 90 |         } | 
|---|
| 91 |  | 
|---|
| 92 |         m_curIter = 0; | 
|---|
| 93 |         int gGjkMaxIter = 1000;//this is to catch invalid input, perhaps check for #NaN? | 
|---|
| 94 |         m_cachedSeparatingAxis.setValue(0,1,0); | 
|---|
| 95 |  | 
|---|
| 96 |         bool isValid = false; | 
|---|
| 97 |         bool checkSimplex = false; | 
|---|
| 98 |         bool checkPenetration = true; | 
|---|
| 99 |         m_degenerateSimplex = 0; | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 |         m_lastUsedMethod = -1; | 
|---|
| 102 |  | 
|---|
| 103 |         { | 
|---|
| 104 |                 btScalar squaredDistance = SIMD_INFINITY; | 
|---|
| 105 |                 btScalar delta = btScalar(0.); | 
|---|
| 106 |                  | 
|---|
| 107 |                 btScalar margin = marginA + marginB; | 
|---|
| 108 |                  | 
|---|
| 109 |                  | 
|---|
| 110 |  | 
|---|
| 111 |                 m_simplexSolver->reset(); | 
|---|
| 112 |                  | 
|---|
| 113 |                 for ( ; ; ) | 
|---|
| 114 |                 //while (true) | 
|---|
| 115 |                 { | 
|---|
| 116 |  | 
|---|
| 117 |                         btVector3 seperatingAxisInA = (-m_cachedSeparatingAxis)* input.m_transformA.getBasis(); | 
|---|
| 118 |                         btVector3 seperatingAxisInB = m_cachedSeparatingAxis* input.m_transformB.getBasis(); | 
|---|
| 119 |  | 
|---|
| 120 | #ifdef TEST_NON_VIRTUAL | 
|---|
| 121 |                         btVector3 pInAv = m_minkowskiA->localGetSupportingVertexWithoutMargin(seperatingAxisInA); | 
|---|
| 122 |                         btVector3 qInBv = m_minkowskiB->localGetSupportingVertexWithoutMargin(seperatingAxisInB); | 
|---|
| 123 | #endif  | 
|---|
| 124 |                         btVector3 pInA = m_minkowskiA->localGetSupportVertexWithoutMarginNonVirtual(seperatingAxisInA); | 
|---|
| 125 |                         btVector3 qInB = m_minkowskiB->localGetSupportVertexWithoutMarginNonVirtual(seperatingAxisInB); | 
|---|
| 126 | #ifdef TEST_NON_VIRTUAL | 
|---|
| 127 |                         btAssert((pInAv-pInA).length() < 0.0001); | 
|---|
| 128 |                         btAssert((qInBv-qInB).length() < 0.0001); | 
|---|
| 129 | #endif // | 
|---|
| 130 |  | 
|---|
| 131 |                         btPoint3  pWorld = localTransA(pInA);    | 
|---|
| 132 |                         btPoint3  qWorld = localTransB(qInB); | 
|---|
| 133 |  | 
|---|
| 134 | #ifdef DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION | 
|---|
| 135 |                 spu_printf("got local supporting vertices\n"); | 
|---|
| 136 | #endif | 
|---|
| 137 |  | 
|---|
| 138 |                         btVector3 w     = pWorld - qWorld; | 
|---|
| 139 |                         delta = m_cachedSeparatingAxis.dot(w); | 
|---|
| 140 |  | 
|---|
| 141 |                         // potential exit, they don't overlap | 
|---|
| 142 |                         if ((delta > btScalar(0.0)) && (delta * delta > squaredDistance * input.m_maximumDistanceSquared))  | 
|---|
| 143 |                         { | 
|---|
| 144 |                                 checkPenetration = false; | 
|---|
| 145 |                                 break; | 
|---|
| 146 |                         } | 
|---|
| 147 |  | 
|---|
| 148 |                         //exit 0: the new point is already in the simplex, or we didn't come any closer | 
|---|
| 149 |                         if (m_simplexSolver->inSimplex(w)) | 
|---|
| 150 |                         { | 
|---|
| 151 |                                 m_degenerateSimplex = 1; | 
|---|
| 152 |                                 checkSimplex = true; | 
|---|
| 153 |                                 break; | 
|---|
| 154 |                         } | 
|---|
| 155 |                         // are we getting any closer ? | 
|---|
| 156 |                         btScalar f0 = squaredDistance - delta; | 
|---|
| 157 |                         btScalar f1 = squaredDistance * REL_ERROR2; | 
|---|
| 158 |  | 
|---|
| 159 |                         if (f0 <= f1) | 
|---|
| 160 |                         { | 
|---|
| 161 |                                 if (f0 <= btScalar(0.)) | 
|---|
| 162 |                                 { | 
|---|
| 163 |                                         m_degenerateSimplex = 2; | 
|---|
| 164 |                                 } | 
|---|
| 165 |                                 checkSimplex = true; | 
|---|
| 166 |                                 break; | 
|---|
| 167 |                         } | 
|---|
| 168 |  | 
|---|
| 169 | #ifdef DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION | 
|---|
| 170 |                 spu_printf("addVertex 1\n"); | 
|---|
| 171 | #endif | 
|---|
| 172 |                         //add current vertex to simplex | 
|---|
| 173 |                         m_simplexSolver->addVertex(w, pWorld, qWorld); | 
|---|
| 174 | #ifdef DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION | 
|---|
| 175 |                 spu_printf("addVertex 2\n"); | 
|---|
| 176 | #endif | 
|---|
| 177 |                         //calculate the closest point to the origin (update vector v) | 
|---|
| 178 |                         if (!m_simplexSolver->closest(m_cachedSeparatingAxis)) | 
|---|
| 179 |                         { | 
|---|
| 180 |                                 m_degenerateSimplex = 3; | 
|---|
| 181 |                                 checkSimplex = true; | 
|---|
| 182 |                                 break; | 
|---|
| 183 |                         } | 
|---|
| 184 |  | 
|---|
| 185 |                         if(m_cachedSeparatingAxis.length2()<REL_ERROR2) | 
|---|
| 186 |             { | 
|---|
| 187 |                 m_degenerateSimplex = 6; | 
|---|
| 188 |                 checkSimplex = true; | 
|---|
| 189 |                 break; | 
|---|
| 190 |             } | 
|---|
| 191 |  | 
|---|
| 192 |                         btScalar previousSquaredDistance = squaredDistance; | 
|---|
| 193 |                         squaredDistance = m_cachedSeparatingAxis.length2(); | 
|---|
| 194 |                          | 
|---|
| 195 |                         //redundant m_simplexSolver->compute_points(pointOnA, pointOnB); | 
|---|
| 196 |  | 
|---|
| 197 |                         //are we getting any closer ? | 
|---|
| 198 |                         if (previousSquaredDistance - squaredDistance <= SIMD_EPSILON * previousSquaredDistance)  | 
|---|
| 199 |                         {  | 
|---|
| 200 |                                 m_simplexSolver->backup_closest(m_cachedSeparatingAxis); | 
|---|
| 201 |                                 checkSimplex = true; | 
|---|
| 202 |                                 break; | 
|---|
| 203 |                         } | 
|---|
| 204 |  | 
|---|
| 205 |                           //degeneracy, this is typically due to invalid/uninitialized worldtransforms for a btCollisionObject    | 
|---|
| 206 |               if (m_curIter++ > gGjkMaxIter)    | 
|---|
| 207 |               {    | 
|---|
| 208 |                       #if defined(DEBUG) || defined (_DEBUG) || defined (DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION) | 
|---|
| 209 |  | 
|---|
| 210 |                               printf("btGjkPairDetector maxIter exceeded:%i\n",m_curIter);    | 
|---|
| 211 |                               printf("sepAxis=(%f,%f,%f), squaredDistance = %f, shapeTypeA=%i,shapeTypeB=%i\n",    | 
|---|
| 212 |                               m_cachedSeparatingAxis.getX(),    | 
|---|
| 213 |                               m_cachedSeparatingAxis.getY(),    | 
|---|
| 214 |                               m_cachedSeparatingAxis.getZ(),    | 
|---|
| 215 |                               squaredDistance,    | 
|---|
| 216 |                               m_minkowskiA->getShapeType(),    | 
|---|
| 217 |                               m_minkowskiB->getShapeType());    | 
|---|
| 218 |  | 
|---|
| 219 |                       #endif    | 
|---|
| 220 |                       break;    | 
|---|
| 221 |  | 
|---|
| 222 |               }  | 
|---|
| 223 |  | 
|---|
| 224 |  | 
|---|
| 225 |                         bool check = (!m_simplexSolver->fullSimplex()); | 
|---|
| 226 |                         //bool check = (!m_simplexSolver->fullSimplex() && squaredDistance > SIMD_EPSILON * m_simplexSolver->maxVertex()); | 
|---|
| 227 |  | 
|---|
| 228 |                         if (!check) | 
|---|
| 229 |                         { | 
|---|
| 230 |                                 //do we need this backup_closest here ? | 
|---|
| 231 |                                 m_simplexSolver->backup_closest(m_cachedSeparatingAxis); | 
|---|
| 232 |                                 break; | 
|---|
| 233 |                         } | 
|---|
| 234 |                 } | 
|---|
| 235 |  | 
|---|
| 236 |                 if (checkSimplex) | 
|---|
| 237 |                 { | 
|---|
| 238 |                         m_simplexSolver->compute_points(pointOnA, pointOnB); | 
|---|
| 239 |                         normalInB = pointOnA-pointOnB; | 
|---|
| 240 |                         btScalar lenSqr = m_cachedSeparatingAxis.length2(); | 
|---|
| 241 |                         //valid normal | 
|---|
| 242 |                         if (lenSqr < 0.0001) | 
|---|
| 243 |                         { | 
|---|
| 244 |                                 m_degenerateSimplex = 5; | 
|---|
| 245 |                         }  | 
|---|
| 246 |                         if (lenSqr > SIMD_EPSILON*SIMD_EPSILON) | 
|---|
| 247 |                         { | 
|---|
| 248 |                                 btScalar rlen = btScalar(1.) / btSqrt(lenSqr ); | 
|---|
| 249 |                                 normalInB *= rlen; //normalize | 
|---|
| 250 |                                 btScalar s = btSqrt(squaredDistance); | 
|---|
| 251 |                          | 
|---|
| 252 |                                 btAssert(s > btScalar(0.0)); | 
|---|
| 253 |                                 pointOnA -= m_cachedSeparatingAxis * (marginA / s); | 
|---|
| 254 |                                 pointOnB += m_cachedSeparatingAxis * (marginB / s); | 
|---|
| 255 |                                 distance = ((btScalar(1.)/rlen) - margin); | 
|---|
| 256 |                                 isValid = true; | 
|---|
| 257 |                                  | 
|---|
| 258 |                                 m_lastUsedMethod = 1; | 
|---|
| 259 |                         } else | 
|---|
| 260 |                         { | 
|---|
| 261 |                                 m_lastUsedMethod = 2; | 
|---|
| 262 |                         } | 
|---|
| 263 |                 } | 
|---|
| 264 |  | 
|---|
| 265 |                 bool catchDegeneratePenetrationCase =  | 
|---|
| 266 |                         (m_catchDegeneracies && m_penetrationDepthSolver && m_degenerateSimplex && ((distance+margin) < 0.01)); | 
|---|
| 267 |  | 
|---|
| 268 |                 //if (checkPenetration && !isValid) | 
|---|
| 269 |                 if (checkPenetration && (!isValid || catchDegeneratePenetrationCase )) | 
|---|
| 270 |                 { | 
|---|
| 271 |                         //penetration case | 
|---|
| 272 |                  | 
|---|
| 273 |                         //if there is no way to handle penetrations, bail out | 
|---|
| 274 |                         if (m_penetrationDepthSolver) | 
|---|
| 275 |                         { | 
|---|
| 276 |                                 // Penetration depth case. | 
|---|
| 277 |                                 btVector3 tmpPointOnA,tmpPointOnB; | 
|---|
| 278 |                                  | 
|---|
| 279 |                                 gNumDeepPenetrationChecks++; | 
|---|
| 280 |  | 
|---|
| 281 |                                 bool isValid2 = m_penetrationDepthSolver->calcPenDepth(  | 
|---|
| 282 |                                         *m_simplexSolver,  | 
|---|
| 283 |                                         m_minkowskiA,m_minkowskiB, | 
|---|
| 284 |                                         localTransA,localTransB, | 
|---|
| 285 |                                         m_cachedSeparatingAxis, tmpPointOnA, tmpPointOnB, | 
|---|
| 286 |                                         debugDraw,input.m_stackAlloc | 
|---|
| 287 |                                         ); | 
|---|
| 288 |  | 
|---|
| 289 |                                 if (isValid2) | 
|---|
| 290 |                                 { | 
|---|
| 291 |                                         btVector3 tmpNormalInB = tmpPointOnB-tmpPointOnA; | 
|---|
| 292 |                                         btScalar lenSqr = tmpNormalInB.length2(); | 
|---|
| 293 |                                         if (lenSqr > (SIMD_EPSILON*SIMD_EPSILON)) | 
|---|
| 294 |                                         { | 
|---|
| 295 |                                                 tmpNormalInB /= btSqrt(lenSqr); | 
|---|
| 296 |                                                 btScalar distance2 = -(tmpPointOnA-tmpPointOnB).length(); | 
|---|
| 297 |                                                 //only replace valid penetrations when the result is deeper (check) | 
|---|
| 298 |                                                 if (!isValid || (distance2 < distance)) | 
|---|
| 299 |                                                 { | 
|---|
| 300 |                                                         distance = distance2; | 
|---|
| 301 |                                                         pointOnA = tmpPointOnA; | 
|---|
| 302 |                                                         pointOnB = tmpPointOnB; | 
|---|
| 303 |                                                         normalInB = tmpNormalInB; | 
|---|
| 304 |                                                         isValid = true; | 
|---|
| 305 |                                                         m_lastUsedMethod = 3; | 
|---|
| 306 |                                                 } else | 
|---|
| 307 |                                                 { | 
|---|
| 308 |                                                          | 
|---|
| 309 |                                                 } | 
|---|
| 310 |                                         } else | 
|---|
| 311 |                                         { | 
|---|
| 312 |                                                 //isValid = false; | 
|---|
| 313 |                                                 m_lastUsedMethod = 4; | 
|---|
| 314 |                                         } | 
|---|
| 315 |                                 } else | 
|---|
| 316 |                                 { | 
|---|
| 317 |                                         m_lastUsedMethod = 5; | 
|---|
| 318 |                                 } | 
|---|
| 319 |                                  | 
|---|
| 320 |                         } | 
|---|
| 321 |                 } | 
|---|
| 322 |         } | 
|---|
| 323 |  | 
|---|
| 324 |         if (isValid) | 
|---|
| 325 |         { | 
|---|
| 326 | #ifdef __SPU__ | 
|---|
| 327 |                 //spu_printf("distance\n"); | 
|---|
| 328 | #endif //__CELLOS_LV2__ | 
|---|
| 329 |  | 
|---|
| 330 |  | 
|---|
| 331 | #ifdef DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION | 
|---|
| 332 |                 spu_printf("output 1\n"); | 
|---|
| 333 | #endif | 
|---|
| 334 |                 output.addContactPoint( | 
|---|
| 335 |                         normalInB, | 
|---|
| 336 |                         pointOnB+positionOffset, | 
|---|
| 337 |                         distance); | 
|---|
| 338 |  | 
|---|
| 339 | #ifdef DEBUG_SPU_COLLISION_DETECTION | 
|---|
| 340 |                 spu_printf("output 2\n"); | 
|---|
| 341 | #endif | 
|---|
| 342 |                 //printf("gjk add:%f",distance); | 
|---|
| 343 |         } | 
|---|
| 344 |  | 
|---|
| 345 |  | 
|---|
| 346 | } | 
|---|
| 347 |  | 
|---|
| 348 |  | 
|---|
| 349 |  | 
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| 350 |  | 
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| 351 |  | 
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