distort-stl

   1 #!/usr/bin/perl -w
   2 #
   3 # usage:
   4 #   ./distort-stl <INPUT >OUTPUT DISTORTION [PARAMS...] ...
   5 #
   6 # DISTORTIONs:
   7 #
   8 #   project-cylinder RADIUS
   9 #       projects the X-Z plane onto the cylinder of
  10 #           radius RADIUS with axis [0, 0, t]
  11 #       origin becomes [0, -RADIUS, 0]
  12 #       other planes of the input are projected onto smaller
  13 #           or larger cylinders accordingly
  14 #       probably a bad idea if
  15 #           object has any Y > RADIUS
  16 #           object has any |X| > tau / RADIUS
  17 #       technically, treats input as if it were
  18 #       polar-rectangular coords:
  19 #          Z' = Z; R' = Y + RADIUS; theta' = X / RADIUS
  20 #       and then converts back into cartesian
  21 #       honours fa but not fs or fn
  22 #
  23 #   set-fa $FA
  24
  25 use strict;
  26 use autodie;
  27
  28 use List::Util;
  29 use POSIX;
  30 use File::Temp ();
  31 use Data::Dumper;
  32
  33 sub TAU () { M_PI * 2; }
  34
  35 our $fa = 10;
  36
  37 our $triangles;
  38 our $output;
  39
  40 sub shift_arg () {
  41     die unless @ARGV;
  42     scalar shift @ARGV;
  43 }
  44
  45 #no warnings qw(recursion);
  46
  47 sub subdivide_triangle ($$) {
  48     my ($t, $fn) = @_;
  49
  50     #print STDERR 'SUBDIV', Dumper($t, $fn);
  51
  52     my @mids;
  53     foreach my $ix (0..2) {
  54         my $jx = ($ix+1) % 3;
  55         my @midp;
  56         foreach my $ci (0..2) {
  57             push @midp, 0.5 * ($t->[$ix][$ci] + $t->[$jx][$ci]);
  58         }
  59         push @mids, \@midp;
  60     }
  61     foreach my $ix (0..2) {
  62         #print STDERR 'SUBDIV IX ', $ix, "\n";
  63         my $kx = ($ix+2) % 3;
  64         $fn->([ $t->[$ix], $mids[$ix], $mids[$kx] ]);
  65     }
  66     #print STDERR 'SUBDIV MID\n';
  67     $fn->(\@mids);
  68 }
  69
  70 sub append_triangle ($) {
  71     my ($t) = @_;
  72     push @$output, $t;
  73 }
  74
  75 #---------- set-fa ----------
  76
  77 sub op__set_fa () {
  78     $fa = shift_arg;
  79 }
  80
  81 #---------- project-cylinder ----------
  82
  83 our $project_cylinder_radius;
  84 our $project_cylinder_max_d_theta;
  85
  86 sub project_cylinder_triangle_need_subdivide ($) {
  87     my ($t) = @_;
  88     my @thetas = map { $_->[0] / $project_cylinder_radius } @$t;
  89
  90     foreach my $ix (0..2) {
  91         if (abs($thetas[$ix] - $thetas[($ix+1)%3])
  92             > $project_cylinder_max_d_theta) {
  93             return 1;
  94         }
  95     }
  96     return 0;
  97 }
  98
  99 sub project_cylinder_tri {
 100     my ($t) = @_;
 101
 102     #print STDERR 'PROJECT', Dumper($t);
 103
 104     my $radius = $project_cylinder_radius;
 105
 106     my @ot;
 107     foreach my $p (@$t) {
 108         my ($x,$y,$z) = @$p;
 109         my $r = $radius - $y;
 110         my $theta = $x / $radius;
 111         push @ot, [ $r * sin($theta),
 112                     -$r * cos($theta),
 113                     $z ];
 114     }
 115     append_triangle \@ot;
 116 }
 117
 118 sub op__project_cylinder () {
 119     $project_cylinder_radius = shift_arg;
 120     $project_cylinder_max_d_theta = $fa * TAU/360;
 121
 122     my @small_enough = ();
 123     while (my $t = shift @$triangles) {
 124         if (!project_cylinder_triangle_need_subdivide $t) {
 125             push @small_enough, $t;
 126         } else {
 127             local $output = $triangles;
 128             subdivide_triangle $t, \&append_triangle;
 129         }
 130     }
 131
 132     $triangles = \@small_enough;
 133
 134     $output = [];
 135     foreach my $t (@$triangles) {
 136         project_cylinder_tri $t;
 137     }
 138     $triangles = $output;
 139 }
 140
 141 #---------- main program ----------
 142
 143 our $raw;
 144
 145 while (@ARGV && $ARGV[0] =~ m/^-/) {
 146     $_ = shift @ARGV;
 147     last if m/^--$/;
 148     if (s/^--raw$//) {
 149         $raw = 1;
 150     } else {
 151         die "$_ ?";
 152     }
 153 }
 154
 155 my $itmp;
 156 my $otmp;
 157
 158 my $admesh_stdout = '--write-ascii-stl /dev/fd/3 3>&1 >/dev/null';
 159
 160 if ($raw) {
 161     open I, "<& STDIN";
 162     $otmp = *STDOUT;
 163 } else {
 164     $itmp = new File::Temp;
 165     $otmp = new File::Temp;
 166
 167     system "cat >$itmp";
 168
 169     open I, "admesh $admesh_stdout $itmp |";
 170 }
 171
 172 my $triangle;
 173
 174 while (<I>) {
 175     s/^\s*//;
 176     if (m/^outer\s+loop/) {
 177         die if $triangle;
 178         $triangle = [];
 179     } elsif (s/^vertex\s+//) {
 180         my $lhs = $&;
 181         s/\s+$//;
 182         my @xyz = split /\s+/, $_;
 183         die unless $triangle;
 184         push @$triangle, \@xyz;
 185     } elsif (m/^endloop/) {
 186         die unless @$triangle == 3;
 187         push @$triangles, $triangle;
 188         undef $triangle;
 189     } elsif (m/^(?:solid|facet\s+normal|endfacet|endsolid)\s/) {
 190     } else {
 191         die "$_ ?";
 192     }
 193 }
 194
 195 close I;
 196 <I> if 0; # suppresses Name "main::I" used only once
 197
 198 while (@ARGV) {
 199     my $op = shift_arg;
 200     $op =~ y/-/_/;
 201     &{ ${*::}{"op__$op"} };
 202 }
 203
 204 select $otmp;
 205
 206 print "solid distort-stl\n";
 207
 208 foreach my $t (@$triangles) {
 209     print "  facet normal 0 0 0\n";
 210     print "    outer loop\n";
 211     die unless @$t==3;
 212     foreach my $p (@$t) {
 213         die unless @$p==3;
 214         print "      vertex";
 215         printf " %.18g", $_ foreach @$p;
 216         print "\n";
 217     }
 218     print "    endloop\n";
 219     print "  endfacet\n";
 220 }
 221
 222 print "endsolid distort-stl\n";
 223
 224 flush $otmp;
 225
 226 if (!$raw) {
 227     system "admesh --normal-values $admesh_stdout $otmp";
 228 }