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Zhongshi
2020-08-17 21:16:16 -04:00
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6 changed files with 72 additions and 58 deletions
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include/igl/scaf.cpp → include/igl/triangle/scaf.cpp
+41 -40
View File
@@ -7,41 +7,41 @@
// obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.
#include "scaf.h"
#include "triangulate.h"
#include <Eigen/Dense>
#include <Eigen/IterativeLinearSolvers>
#include <Eigen/Sparse>
#include <Eigen/SparseCholesky>
#include <Eigen/SparseQR>
#include <igl/PI.h>
#include <igl/Timer.h>
#include <igl/boundary_loop.h>
#include <igl/cat.h>
#include <igl/doublearea.h>
#include <igl/flip_avoiding_line_search.h>
#include <igl/flipped_triangles.h>
#include <igl/grad.h>
#include <igl/harmonic.h>
#include <igl/local_basis.h>
#include <igl/map_vertices_to_circle.h>
#include <igl/polar_svd.h>
#include <igl/slice.h>
#include <igl/slice_into.h>
#include <igl/slim.h>
#include <igl/triangle/triangulate.h>
#include "mapping_energy_with_jacobians.h"
#include "../PI.h"
#include "../Timer.h"
#include "../boundary_loop.h"
#include "../cat.h"
#include "../doublearea.h"
#include "../flip_avoiding_line_search.h"
#include "../flipped_triangles.h"
#include "../grad.h"
#include "../harmonic.h"
#include "../local_basis.h"
#include "../map_vertices_to_circle.h"
#include "../polar_svd.h"
#include "../slice.h"
#include "../slice_into.h"
#include "../slim.h"
#include "../mapping_energy_with_jacobians.h"
#include <iostream>
#include <map>
#include <algorithm>
#include <set>
#include <vector>
namespace igl
{
namespace triangle
{
namespace scaf
{
IGL_INLINE void update_scaffold(igl::SCAFData &s)
IGL_INLINE void update_scaffold(igl::triangle::SCAFData &s)
{
s.mv_num = s.m_V.rows();
s.mf_num = s.m_T.rows();
@@ -137,7 +137,7 @@ IGL_INLINE void compute_scaffold_gradient_matrix(SCAFData &s,
F2.col(2).asDiagonal() * Dz;
}
IGL_INLINE void mesh_improve(igl::SCAFData &s)
IGL_INLINE void mesh_improve(igl::triangle::SCAFData &s)
{
using namespace Eigen;
MatrixXd m_uv = s.w_uv.topRows(s.mv_num);
@@ -245,7 +245,7 @@ IGL_INLINE void mesh_improve(igl::SCAFData &s)
s.W_s.resize(s.Dx_s.rows(), s.dim * s.dim);
}
IGL_INLINE void add_new_patch(igl::SCAFData &s, const Eigen::MatrixXd &V_ref,
IGL_INLINE void add_new_patch(igl::triangle::SCAFData &s, const Eigen::MatrixXd &V_ref,
const Eigen::MatrixXi &F_ref,
const Eigen::RowVectorXd &center,
const Eigen::MatrixXd &uv_init)
@@ -617,14 +617,15 @@ IGL_INLINE double perform_iteration(SCAFData &s)
s.mesh_measure;
}
}
}
}
IGL_INLINE void igl::scaf_precompute(
IGL_INLINE void igl::triangle::scaf_precompute(
const Eigen::MatrixXd &V,
const Eigen::MatrixXi &F,
const Eigen::MatrixXd &V_init,
igl::SCAFData &data,
igl::triangle::SCAFData &data,
igl::MappingEnergyType slim_energy,
Eigen::VectorXi &b,
Eigen::MatrixXd &bc,
@@ -632,7 +633,7 @@ IGL_INLINE void igl::scaf_precompute(
{
Eigen::MatrixXd CN;
Eigen::MatrixXi FN;
igl::scaf::add_new_patch(data, V, F, Eigen::RowVector2d(0, 0), V_init);
igl::triangle::scaf::add_new_patch(data, V, F, Eigen::RowVector2d(0, 0), V_init);
data.soft_const_p = soft_p;
for (int i = 0; i < b.rows(); i++)
data.soft_cons[b(i)] = bc.row(i);
@@ -664,7 +665,7 @@ IGL_INLINE void igl::scaf_precompute(
s.Dx_m = face_proj(F1) * G;
s.Dy_m = face_proj(F2) * G;
igl::scaf::compute_scaffold_gradient_matrix(s, s.Dx_s, s.Dy_s);
igl::triangle::scaf::compute_scaffold_gradient_matrix(s, s.Dx_s, s.Dy_s);
s.Dx_m.makeCompressed();
s.Dy_m.makeCompressed();
@@ -682,48 +683,48 @@ IGL_INLINE void igl::scaf_precompute(
}
}
IGL_INLINE Eigen::MatrixXd igl::scaf_solve(SCAFData &s, int iter_num)
IGL_INLINE Eigen::MatrixXd igl::triangle::scaf_solve(igl::triangle::SCAFData &s, int iter_num)
{
using namespace std;
using namespace Eigen;
s.energy = igl::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, false) / s.mesh_measure;
s.energy = igl::triangle::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, false) / s.mesh_measure;
for (int it = 0; it < iter_num; it++)
{
s.total_energy = igl::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, true) / s.mesh_measure;
s.total_energy = igl::triangle::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, true) / s.mesh_measure;
s.rect_frame_V = Eigen::MatrixXd();
igl::scaf::mesh_improve(s);
igl::triangle::scaf::mesh_improve(s);
double new_weight = s.mesh_measure * s.energy / (s.sf_num * 100);
s.scaffold_factor = new_weight;
igl::scaf::update_scaffold(s);
igl::triangle::scaf::update_scaffold(s);
s.total_energy = igl::scaf::perform_iteration(s);
s.total_energy = igl::triangle::scaf::perform_iteration(s);
s.energy =
igl::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, false) / s.mesh_measure;
igl::triangle::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, false) / s.mesh_measure;
}
return s.w_uv.topRows(s.mv_num);
}
IGL_INLINE void igl::scaf_system(SCAFData &s, Eigen::SparseMatrix<double> &L, Eigen::VectorXd &rhs)
IGL_INLINE void igl::triangle::scaf_system(igl::triangle::SCAFData &s, Eigen::SparseMatrix<double> &L, Eigen::VectorXd &rhs)
{
s.energy = igl::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, false) / s.mesh_measure;
s.energy = igl::triangle::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, false) / s.mesh_measure;
s.total_energy = igl::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, true) / s.mesh_measure;
s.total_energy = igl::triangle::scaf::compute_energy(s, s.w_uv, true) / s.mesh_measure;
s.rect_frame_V = Eigen::MatrixXd();
igl::scaf::mesh_improve(s);
igl::triangle::scaf::mesh_improve(s);
double new_weight = s.mesh_measure * s.energy / (s.sf_num * 100);
s.scaffold_factor = new_weight;
igl::scaf::update_scaffold(s);
igl::triangle::scaf::update_scaffold(s);
igl::scaf::compute_jacobians(s, s.w_uv, true);
igl::triangle::scaf::compute_jacobians(s, s.w_uv, true);
igl::slim_update_weights_and_closest_rotations_with_jacobians(s.Ji_m, s.slim_energy, 0, s.W_m, s.Ri_m);
igl::slim_update_weights_and_closest_rotations_with_jacobians(s.Ji_s, s.scaf_energy, 0, s.W_s, s.Ri_s);
igl::scaf::build_weighted_arap_system(s, L, rhs);
igl::triangle::scaf::build_weighted_arap_system(s, L, rhs);
}
#ifdef IGL_STATIC_LIBRARY
include/igl/scaf.h → include/igl/triangle/scaf.h
+9 -6
View File
@@ -8,12 +8,14 @@
#ifndef IGL_SCAF_H
#define IGL_SCAF_H
#include "slim.h"
#include "igl_inline.h"
#include "MappingEnergyType.h"
#include "../slim.h"
#include "../igl_inline.h"
#include "../MappingEnergyType.h"
namespace igl
{
namespace triangle
{
// Use a similar interface to igl::slim
// Implement ready-to-use 2D version of the algorithm described in
// SCAF: Simplicial Complex Augmentation Framework for Bijective Maps
@@ -81,7 +83,7 @@ namespace igl
const Eigen::MatrixXd &V,
const Eigen::MatrixXi &F,
const Eigen::MatrixXd &V_init,
SCAFData &data,
triangle::SCAFData &data,
MappingEnergyType slim_energy,
Eigen::VectorXi& b,
Eigen::MatrixXd& bc,
@@ -90,7 +92,7 @@ namespace igl
// Run iter_num iterations of SCAF, with precomputed data
// Outputs:
// V_o (in SLIMData): #V by dim list of mesh vertex positions
IGL_INLINE Eigen::MatrixXd scaf_solve(SCAFData &data, int iter_num);
IGL_INLINE Eigen::MatrixXd scaf_solve(triangle::SCAFData &data, int iter_num);
// Set up the SCAF system L * uv = rhs, without solving it.
// Inputs:
@@ -99,7 +101,7 @@ namespace igl
// L: m by m matrix
// rhs: m by 1 vector
// with m = dim * (#V_mesh + #V_scaf - #V_frame)
IGL_INLINE void scaf_system(SCAFData &s, Eigen::SparseMatrix<double> &L, Eigen::VectorXd &rhs);
IGL_INLINE void scaf_system(triangle::SCAFData &s, Eigen::SparseMatrix<double> &L, Eigen::VectorXd &rhs);
namespace scaf
{
@@ -110,6 +112,7 @@ namespace igl
// whole: Include scaffold if true
IGL_INLINE double compute_energy(SCAFData &s, const Eigen::MatrixXd &w_uv, bool whole);
}
}
}
#ifndef IGL_STATIC_LIBRARY
tests/CMakeLists.txt
+8
View File
@@ -95,6 +95,14 @@ if(LIBIGL_WITH_PREDICATES)
target_link_libraries(libigl_tests PUBLIC igl::predicates igl::triangle)
endif()
if(LIBIGL_WITH_TRIANGLE)
file(GLOB TEST_SRC_FILES ./include/igl/triangle/*.cpp)
file(GLOB TEST_INC_FILES ./include/igl/triangle/*.h ./include/igl/triangle/*.inl)
target_sources(libigl_tests PRIVATE ${TEST_SRC_FILES} ${TEST_INC_FILES})
target_link_libraries(libigl_tests PUBLIC igl::triangle)
endif()
file(GLOB TEST_SRC_FILES ./include/igl/*.cpp)
file(GLOB TEST_INC_FILES ./include/igl/*.h ./include/igl/*.inl)
target_sources(libigl_tests PRIVATE ${TEST_SRC_FILES} ${TEST_INC_FILES})
tests/include/igl/scaf.cpp → tests/include/igl/triangle/scaf.cpp
+8 -8
View File
@@ -1,6 +1,6 @@
#include <test_common.h>
#include <igl/cat.h>
#include <igl/scaf.h>
#include <igl/triangle/scaf.h>
#include <igl/slice.h>
#include <igl/harmonic.h>
#include <igl/boundary_loop.h>
@@ -36,20 +36,20 @@ TEST_CASE("scaf_system: Test scaf_system() vs scaf_solve()", "[igl]")
Eigen::MatrixXd bc;
// Run one scaf iteration as reference
igl::SCAFData s_ref;
igl::triangle::SCAFData s_ref;
{
igl::scaf_precompute(V, F, uv_init, s_ref, igl::MappingEnergyType::SYMMETRIC_DIRICHLET, b, bc, 0);
igl::scaf_solve(s_ref, 1);
igl::triangle::scaf_precompute(V, F, uv_init, s_ref, igl::MappingEnergyType::SYMMETRIC_DIRICHLET, b, bc, 0);
igl::triangle::scaf_solve(s_ref, 1);
}
// Obtain SCAF linear system perform iteration manually
igl::SCAFData s_test;
igl::triangle::SCAFData s_test;
{
// Set up system
igl::scaf_precompute(V, F, uv_init, s_test, igl::MappingEnergyType::SYMMETRIC_DIRICHLET, b, bc, 0);
igl::triangle::scaf_precompute(V, F, uv_init, s_test, igl::MappingEnergyType::SYMMETRIC_DIRICHLET, b, bc, 0);
Eigen::SparseMatrix<double> L;
Eigen::VectorXd rhs;
igl::scaf_system(s_test, L, rhs);
igl::triangle::scaf_system(s_test, L, rhs);
// Solve
Eigen::SimplicialLDLT<Eigen::SparseMatrix<double>> solver;
@@ -69,7 +69,7 @@ TEST_CASE("scaf_system: Test scaf_system() vs scaf_solve()", "[igl]")
}
// Line search
auto E = [&s_test](Eigen::MatrixXd &uv) { return igl::scaf::compute_energy(s_test, uv, true); };
auto E = [&s_test](Eigen::MatrixXd &uv) { return igl::triangle::scaf::compute_energy(s_test, uv, true); };
Eigen::MatrixXi w_T;
igl::cat(1, s_test.m_T, s_test.s_T, w_T);
igl::flip_avoiding_line_search(w_T, s_test.w_uv, uv_target, E, -1);
tutorial/710_SCAF/main.cpp
+4 -4
View File
@@ -1,4 +1,4 @@
#include <igl/scaf.h>
#include <igl/triangle/scaf.h>
#include <igl/arap.h>
#include <igl/boundary_loop.h>
#include <igl/harmonic.h>
@@ -18,7 +18,7 @@ Eigen::MatrixXd V;
Eigen::MatrixXi F;
Eigen::MatrixXd V_uv;
igl::Timer timer;
igl::SCAFData scaf_data;
igl::triangle::SCAFData scaf_data;
bool show_uv = false;
float uv_scale = 0.2f;
@@ -33,7 +33,7 @@ bool key_down(igl::opengl::glfw::Viewer& viewer, unsigned char key, int modifier
if (key == ' ')
{
timer.start();
igl::scaf_solve(scaf_data, 1);
igl::triangle::scaf_solve(scaf_data, 1);
std::cout << "time = " << timer.getElapsedTime() << std::endl;
}
@@ -103,7 +103,7 @@ int main(int argc, char *argv[])
}
Eigen::VectorXi b; Eigen::MatrixXd bc;
igl::scaf_precompute(V, F, uv_init, scaf_data, igl::MappingEnergyType::SYMMETRIC_DIRICHLET, b, bc, 0);
igl::triangle::scaf_precompute(V, F, uv_init, scaf_data, igl::MappingEnergyType::SYMMETRIC_DIRICHLET, b, bc, 0);
// Plot the mesh
igl::opengl::glfw::Viewer viewer;
tutorial/CMakeLists.txt
+2
View File
@@ -148,7 +148,9 @@ if(TUTORIALS_CHAPTER7)
add_subdirectory("707_SweptVolume")
add_subdirectory("708_Picking")
add_subdirectory("709_SLIM")
if(LIBIGL_WITH_TRIANGLE)
add_subdirectory("710_SCAF")
endif()
add_subdirectory("711_Subdivision")
add_subdirectory("712_DataSmoothing")
add_subdirectory("713_ShapeUp")