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