]> icculus.org git repositories - divverent/netradiant.git/blob - radiant/winding.cpp
new args -meta and -patchmeta to -convert with .map file argument
[divverent/netradiant.git] / radiant / winding.cpp
1 /*
2 Copyright (C) 1999-2006 Id Software, Inc. and contributors.
3 For a list of contributors, see the accompanying CONTRIBUTORS file.
4
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6
7 GtkRadiant is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10 (at your option) any later version.
11
12 GtkRadiant is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GtkRadiant; if not, write to the Free Software
19 Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
20 */
21
22 #include "winding.h"
23
24 #include <algorithm>
25
26 #include "math/line.h"
27
28
29 inline double plane3_distance_to_point(const Plane3& plane, const DoubleVector3& point)
30 {
31   return vector3_dot(point, plane.normal()) - plane.dist();
32 }
33
34 inline double plane3_distance_to_point(const Plane3& plane, const Vector3& point)
35 {
36   return vector3_dot(point, plane.normal()) - plane.dist();
37 }
38
39 /// \brief Returns the point at which \p line intersects \p plane, or an undefined value if there is no intersection.
40 inline DoubleVector3 line_intersect_plane(const DoubleLine& line, const Plane3& plane)
41 {
42   return line.origin + vector3_scaled(
43     line.direction,
44     -plane3_distance_to_point(plane, line.origin)
45     / vector3_dot(line.direction, plane.normal())
46   );
47 }
48
49 inline bool float_is_largest_absolute(double axis, double other)
50 {
51   return fabs(axis) > fabs(other);
52 }
53
54 /// \brief Returns the index of the component of \p v that has the largest absolute value.
55 inline int vector3_largest_absolute_component_index(const DoubleVector3& v)
56 {
57   return (float_is_largest_absolute(v[1], v[0]))
58     ? (float_is_largest_absolute(v[1], v[2]))
59       ? 1
60       : 2
61     : (float_is_largest_absolute(v[0], v[2]))
62       ? 0
63       : 2;
64 }
65
66 /// \brief Returns the infinite line that is the intersection of \p plane and \p other.
67 inline DoubleLine plane3_intersect_plane3(const Plane3& plane, const Plane3& other)
68 {
69   DoubleLine line;
70   line.direction = vector3_cross(plane.normal(), other.normal());
71   switch(vector3_largest_absolute_component_index(line.direction))
72   {
73   case 0:
74     line.origin.x() = 0;
75     line.origin.y() = (-other.dist() * plane.normal().z() - -plane.dist() * other.normal().z()) / line.direction.x();
76     line.origin.z() = (-plane.dist() * other.normal().y() - -other.dist() * plane.normal().y()) / line.direction.x();
77     break;
78   case 1:
79     line.origin.x() = (-plane.dist() * other.normal().z() - -other.dist() * plane.normal().z()) / line.direction.y();
80     line.origin.y() = 0;
81     line.origin.z() = (-other.dist() * plane.normal().x() - -plane.dist() * other.normal().x()) / line.direction.y();
82     break;
83   case 2:
84     line.origin.x() = (-other.dist() * plane.normal().y() - -plane.dist() * other.normal().y()) / line.direction.z();
85     line.origin.y() = (-plane.dist() * other.normal().x() - -other.dist() * plane.normal().x()) / line.direction.z();
86     line.origin.z() = 0;
87     break;
88   default:
89     break;
90   }
91
92   return line;
93 }
94
95
96 /// \brief Keep the value of \p infinity as small as possible to improve precision in Winding_Clip.
97 void Winding_createInfinite(FixedWinding& winding, const Plane3& plane, double infinity)
98 {
99   double max = -infinity;
100   int x = -1;
101   for (int i=0 ; i<3; i++)
102   {
103     double d = fabs(plane.normal()[i]);
104     if (d > max)
105     {
106       x = i;
107       max = d;
108     }
109   }
110   if(x == -1)
111   {
112     globalErrorStream() << "invalid plane\n";
113     return;
114   }
115     
116   DoubleVector3 vup = g_vector3_identity;  
117   switch (x)
118   {
119   case 0:
120   case 1:
121     vup[2] = 1;
122     break;    
123   case 2:
124     vup[0] = 1;
125     break;    
126   }
127
128
129   vector3_add(vup, vector3_scaled(plane.normal(), -vector3_dot(vup, plane.normal())));
130   vector3_normalise(vup);
131     
132   DoubleVector3 org = vector3_scaled(plane.normal(), plane.dist());
133   
134   DoubleVector3 vright = vector3_cross(vup, plane.normal());
135   
136   vector3_scale(vup, infinity);
137   vector3_scale(vright, infinity);
138
139   // project a really big  axis aligned box onto the plane
140   
141   DoubleLine r1, r2, r3, r4;
142   r1.origin = vector3_added(vector3_subtracted(org, vright), vup);
143   r1.direction = vector3_normalised(vright);
144   winding.push_back(FixedWindingVertex(r1.origin, r1, c_brush_maxFaces));
145   r2.origin = vector3_added(vector3_added(org, vright), vup);
146   r2.direction = vector3_normalised(vector3_negated(vup));
147   winding.push_back(FixedWindingVertex(r2.origin, r2, c_brush_maxFaces));
148   r3.origin = vector3_subtracted(vector3_added(org, vright), vup);
149   r3.direction = vector3_normalised(vector3_negated(vright));
150   winding.push_back(FixedWindingVertex(r3.origin, r3, c_brush_maxFaces));
151   r4.origin = vector3_subtracted(vector3_subtracted(org, vright), vup);
152   r4.direction = vector3_normalised(vup);
153   winding.push_back(FixedWindingVertex(r4.origin, r4, c_brush_maxFaces));
154 }
155
156
157 inline PlaneClassification Winding_ClassifyDistance(const double distance, const double epsilon)
158 {
159   if(distance > epsilon)
160   {
161     return ePlaneFront;
162   }
163   if(distance < -epsilon)
164   {
165     return ePlaneBack;
166   }
167   return ePlaneOn;
168 }
169
170 /// \brief Returns true if
171 /// !flipped && winding is completely BACK or ON
172 /// or flipped && winding is completely FRONT or ON
173 bool Winding_TestPlane(const Winding& winding, const Plane3& plane, bool flipped) 
174 {
175   const int test = (flipped) ? ePlaneBack : ePlaneFront;
176   for(Winding::const_iterator i = winding.begin(); i != winding.end(); ++i)
177   {
178     if(test == Winding_ClassifyDistance(plane3_distance_to_point(plane, (*i).vertex), ON_EPSILON))
179     {
180       return false;
181     }
182   }
183   return true;
184 }
185
186 /// \brief Returns true if any point in \p w1 is in front of plane2, or any point in \p w2 is in front of plane1
187 bool Winding_PlanesConcave(const Winding& w1, const Winding& w2, const Plane3& plane1, const Plane3& plane2)
188 {
189   return !Winding_TestPlane(w1, plane2, false) || !Winding_TestPlane(w2, plane1, false);
190 }
191
192 brushsplit_t Winding_ClassifyPlane(const Winding& winding, const Plane3& plane) 
193 {
194   brushsplit_t split;
195   for(Winding::const_iterator i = winding.begin(); i != winding.end(); ++i)
196   {
197     ++split.counts[Winding_ClassifyDistance(plane3_distance_to_point(plane, (*i).vertex), ON_EPSILON)];
198   }
199   return split;
200 }
201
202
203 #define DEBUG_EPSILON ON_EPSILON
204 const double DEBUG_EPSILON_SQUARED = DEBUG_EPSILON * DEBUG_EPSILON;
205
206 #define WINDING_DEBUG 0
207
208 /// \brief Clip \p winding which lies on \p plane by \p clipPlane, resulting in \p clipped.
209 /// If \p winding is completely in front of the plane, \p clipped will be identical to \p winding.  
210 /// If \p winding is completely in back of the plane, \p clipped will be empty.  
211 /// If \p winding intersects the plane, the edge of \p clipped which lies on \p clipPlane will store the value of \p adjacent.
212 void Winding_Clip(const FixedWinding& winding, const Plane3& plane, const Plane3& clipPlane, std::size_t adjacent, FixedWinding& clipped)
213 {
214   PlaneClassification classification = Winding_ClassifyDistance(plane3_distance_to_point(clipPlane, winding.back().vertex), ON_EPSILON);
215   PlaneClassification nextClassification;
216   // for each edge
217   for(std::size_t next = 0, i = winding.size()-1; next != winding.size(); i = next, ++next, classification = nextClassification)
218   {
219     nextClassification = Winding_ClassifyDistance(plane3_distance_to_point(clipPlane, winding[next].vertex), ON_EPSILON);
220     const FixedWindingVertex& vertex = winding[i];
221
222     // if first vertex of edge is ON
223     if(classification == ePlaneOn)
224     {
225       // append first vertex to output winding
226       if(nextClassification == ePlaneBack)
227       {
228         // this edge lies on the clip plane
229         clipped.push_back(FixedWindingVertex(vertex.vertex, plane3_intersect_plane3(plane, clipPlane), adjacent));
230       }
231       else
232       {
233         clipped.push_back(vertex);
234       }
235       continue;
236     }
237   
238     // if first vertex of edge is FRONT
239     if(classification == ePlaneFront)
240     {
241       // add first vertex to output winding
242       clipped.push_back(vertex);
243     }
244     // if second vertex of edge is ON
245     if(nextClassification == ePlaneOn)
246     {
247       continue;
248     }
249     // else if second vertex of edge is same as first
250     else if(nextClassification == classification)
251     {
252       continue;
253     }
254     // else if first vertex of edge is FRONT and there are only two edges
255     else if(classification == ePlaneFront && winding.size() == 2)
256     {
257       continue;
258     }
259     // else first vertex is FRONT and second is BACK or vice versa
260     else
261     {
262       // append intersection point of line and plane to output winding
263       DoubleVector3 mid(line_intersect_plane(vertex.edge, clipPlane));
264
265       if(classification == ePlaneFront)
266       {
267         // this edge lies on the clip plane
268         clipped.push_back(FixedWindingVertex(mid, plane3_intersect_plane3(plane, clipPlane), adjacent));
269       }
270       else
271       {
272         clipped.push_back(FixedWindingVertex(mid, vertex.edge, vertex.adjacent));
273       }
274     }
275   }
276 }
277
278 std::size_t Winding_FindAdjacent(const Winding& winding, std::size_t face)
279 {
280   for(std::size_t i=0; i<winding.numpoints; ++i)
281   {
282     ASSERT_MESSAGE(winding[i].adjacent != c_brush_maxFaces, "edge connectivity data is invalid");
283     if(winding[i].adjacent == face)
284     {
285       return i;
286     }
287   }
288   return c_brush_maxFaces;
289 }
290
291 std::size_t Winding_Opposite(const Winding& winding, const std::size_t index, const std::size_t other)
292 {
293   ASSERT_MESSAGE(index < winding.numpoints && other < winding.numpoints, "Winding_Opposite: index out of range");
294
295   double dist_best = 0;
296   std::size_t index_best = c_brush_maxFaces;
297
298   Ray edge(ray_for_points(winding[index].vertex, winding[other].vertex));
299
300   for(std::size_t i=0; i<winding.numpoints; ++i)
301   {
302     if(i == index || i == other)
303     {
304       continue;
305     }
306
307     double dist_squared = ray_squared_distance_to_point(edge, winding[i].vertex);
308
309     if(dist_squared > dist_best)
310     {
311       dist_best = dist_squared;
312       index_best = i;
313     }
314   }
315   return index_best;
316 }
317
318 std::size_t Winding_Opposite(const Winding& winding, const std::size_t index)
319 {
320   return Winding_Opposite(winding, index, Winding_next(winding, index));
321 }
322
323 /// \brief Calculate the \p centroid of the polygon defined by \p winding which lies on plane \p plane.
324 void Winding_Centroid(const Winding& winding, const Plane3& plane, Vector3& centroid)
325 {
326   double area2 = 0, x_sum = 0, y_sum = 0;
327   const ProjectionAxis axis = projectionaxis_for_normal(plane.normal());
328   const indexremap_t remap = indexremap_for_projectionaxis(axis);
329   for(std::size_t i = winding.numpoints-1, j = 0; j < winding.numpoints; i = j, ++j)
330   {
331     const double ai = winding[i].vertex[remap.x] * winding[j].vertex[remap.y] - winding[j].vertex[remap.x] * winding[i].vertex[remap.y];
332     area2 += ai;
333     x_sum += (winding[j].vertex[remap.x] + winding[i].vertex[remap.x]) * ai;
334     y_sum += (winding[j].vertex[remap.y] + winding[i].vertex[remap.y]) * ai;
335   }
336
337   centroid[remap.x] = static_cast<float>(x_sum / (3 * area2));
338   centroid[remap.y] = static_cast<float>(y_sum / (3 * area2));
339   {
340     Ray ray(Vector3(0, 0, 0), Vector3(0, 0, 0));
341     ray.origin[remap.x] = centroid[remap.x];
342     ray.origin[remap.y] = centroid[remap.y];
343     ray.direction[remap.z] = 1;
344     centroid[remap.z] = static_cast<float>(ray_distance_to_plane(ray, plane));
345   }
346 }