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 #---------- project-cylinder ----------
  76
  77 our $project_cylinder_radius;
  78 our $project_cylinder_max_d_theta;
  79
  80 sub project_cylinder_triangle_need_subdivide ($) {
  81     my ($t) = @_;
  82     my @thetas = map { $_->[0] / $project_cylinder_radius } @$t;
  83
  84     foreach my $ix (0..2) {
  85         if (abs($thetas[$ix] - $thetas[($ix+1)%3])
  86             > $project_cylinder_max_d_theta) {
  87             return 1;
  88         }
  89     }
  90     return 0;
  91 }
  92
  93 sub project_cylinder_tri {
  94     my ($t) = @_;
  95
  96     #print STDERR 'PROJECT', Dumper($t);
  97
  98     my $radius = $project_cylinder_radius;
  99
 100     my @ot;
 101     foreach my $p (@$t) {
 102         my ($x,$y,$z) = @$p;
 103         my $r = $radius - $y;
 104         my $theta = $x / $radius;
 105         push @ot, [ $r * sin($theta),
 106                     -$r * cos($theta),
 107                     $z ];
 108     }
 109     append_triangle \@ot;
 110 }
 111
 112 sub op__project_cylinder () {
 113     $project_cylinder_radius = shift_arg;
 114     $project_cylinder_max_d_theta = $fa * TAU/360;
 115
 116     my @small_enough = ();
 117     while (my $t = shift @$triangles) {
 118         if (!project_cylinder_triangle_need_subdivide $t) {
 119             push @small_enough, $t;
 120         } else {
 121             local $output = $triangles;
 122             subdivide_triangle $t, \&append_triangle;
 123         }
 124     }
 125
 126     $triangles = \@small_enough;
 127
 128     $output = [];
 129     foreach my $t (@$triangles) {
 130         project_cylinder_tri $t;
 131     }
 132     $triangles = $output;
 133 }
 134
 135 #---------- main program ----------
 136
 137 our $raw;
 138
 139 while (@ARGV && $ARGV[0] =~ m/^-/) {
 140     $_ = shift @ARGV;
 141     last if m/^--$/;
 142     if (s/^--raw$//) {
 143         $raw = 1;
 144     } else {
 145         die "$_ ?";
 146     }
 147 }
 148
 149 my $itmp;
 150 my $otmp;
 151
 152 my $admesh_stdout = '--write-ascii-stl /dev/fd/3 3>&1 >/dev/null';
 153
 154 if ($raw) {
 155     open I, "<& STDIN";
 156     $otmp = *STDOUT;
 157 } else {
 158     $itmp = new File::Temp;
 159     $otmp = new File::Temp;
 160
 161     system "cat >$itmp";
 162
 163     open I, "admesh $admesh_stdout $itmp |";
 164 }
 165
 166 my $triangle;
 167
 168 while (<I>) {
 169     s/^\s*//;
 170     if (m/^outer\s+loop/) {
 171         die if $triangle;
 172         $triangle = [];
 173     } elsif (s/^vertex\s+//) {
 174         my $lhs = $&;
 175         s/\s+$//;
 176         my @xyz = split /\s+/, $_;
 177         die unless $triangle;
 178         push @$triangle, \@xyz;
 179     } elsif (m/^endloop/) {
 180         die unless @$triangle == 3;
 181         push @$triangles, $triangle;
 182         undef $triangle;
 183     } elsif (m/^(?:solid|facet\s+normal|endfacet|endsolid)\s/) {
 184     } else {
 185         die "$_ ?";
 186     }
 187 }
 188
 189 close I;
 190 <I> if 0; # suppresses Name "main::I" used only once
 191
 192 while (@ARGV) {
 193     my $op = shift_arg;
 194     $op =~ y/-/_/;
 195     &{ ${*::}{"op__$op"} };
 196 }
 197
 198 select $otmp;
 199
 200 print "solid distort-stl\n";
 201
 202 foreach my $t (@$triangles) {
 203     print "  facet normal 0 0 0\n";
 204     print "    outer loop\n";
 205     die unless @$t==3;
 206     foreach my $p (@$t) {
 207         die unless @$p==3;
 208         print "      vertex";
 209         printf " %.18g", $_ foreach @$p;
 210         print "\n";
 211     }
 212     print "    endloop\n";
 213     print "  endfacet\n";
 214 }
 215
 216 print "endsolid distort-stl\n";
 217
 218 flush $otmp;
 219
 220 if (!$raw) {
 221     system "admesh --normal-values $admesh_stdout $otmp";
 222 }