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
  32 sub TAU () { M_PI * 2; }
  33
  34 our $fa = 10;
  35
  36 our @triangles;
  37
  38 sub shift_arg () {
  39     die unless @ARGV;
  40     scalar shift @ARGV;
  41 }
  42
  43 sub subdivide_triangle ($$) {
  44     my ($t, $fn) = @_;
  45     my @mids;
  46     foreach my $ix (0..2) {
  47         my $jx = ($ix+1) % 3;
  48         my @midp;
  49         foreach my $ci (0..2) {
  50             push @midp, 0.5 * ($t->[$ix][$ci] + $t->[$jx][$ci]);
  51         }
  52         push @mids, @midp;
  53     }
  54     foreach my $ix (0..2) {
  55         my $kx = ($ix+2) % 3;
  56         $fn->([ $t->[$ix], $mids[$ix], $t->[$kx] ]);
  57     }
  58     $fn->(\@mids);
  59 }
  60
  61 #---------- project-cylinder ----------
  62
  63 our $project_cylinder_radius;
  64 our $project_cylinder_max_d_theta;
  65
  66 sub project_cylinder_tri {
  67     my ($t) = @_;
  68
  69     my $radius = $project_cylinder_radius;
  70
  71     my @thetas = map { $_->[0] / $radius } @$t;
  72
  73     foreach my $ix (0..2) {
  74         if (abs($thetas[$ix] - $thetas[($ix+1)%3])
  75             > $project_cylinder_max_d_theta) {
  76             subdivide_triangle $t, \&project_cylinder_tri;
  77             return;
  78         }
  79     }
  80
  81     my @ot;
  82     foreach my $p ($t) {
  83         my ($x,$y,$z) = @$p;
  84         my $r = $radius - $y;
  85         my $theta = $x / $radius;
  86         push @ot, [ $r * sin($theta),
  87                     -$r * cos($theta),
  88                     $z ];
  89     }
  90     push @triangles, \@ot;
  91 }
  92
  93 sub op__project_cylinder () {
  94     $project_cylinder_radius = shift_arg;
  95     $project_cylinder_max_d_theta = $fa * TAU/360;
  96
  97     my @input = (@triangles);
  98     @triangles = ();
  99
 100     project_cylinder_tri $_ foreach @input;
 101 }
 102
 103 #---------- main program ----------
 104
 105 our $raw;
 106
 107 while (@ARGV && $ARGV[0] =~ m/^-/) {
 108     $_ = shift @ARGV;
 109     last if m/^--$/;
 110     if (s/^--raw$//) {
 111         $raw = 1;
 112     } else {
 113         die "$_ ?";
 114     }
 115 }
 116
 117 my $itmp;
 118 my $otmp;
 119
 120 my $admesh_stdout = '--write-ascii-stl /dev/fd/3 3>&1 >/dev/null';
 121
 122 if ($raw) {
 123     open I, "<& STDIN";
 124     $otmp = *STDOUT;
 125 } else {
 126     $itmp = new File::Temp;
 127     $otmp = new File::Temp;
 128
 129     system "cat >$itmp";
 130
 131     open I, "admesh $admesh_stdout $itmp |";
 132 }
 133
 134 my $triangle;
 135
 136 while (<I>) {
 137     s/^\s*//;
 138     if (m/^outer\s+loop/) {
 139         die if $triangle;
 140         $triangle = [];
 141     } elsif (s/^vertex\s+//) {
 142         my $lhs = $&;
 143         s/\s+$//;
 144         my @xyz = split /\s+/, $_;
 145         die unless $triangle;
 146         push @$triangle, \@xyz;
 147     } elsif (m/^endloop/) {
 148         die unless @$triangle == 3;
 149         push @triangles, $triangle;
 150         undef $triangle;
 151     } elsif (m/^(?:solid|facet\s+normal|endfacet|endsolid)\s/) {
 152     } else {
 153         die "$_ ?";
 154     }
 155 }
 156
 157 close I;
 158 <I> if 0; # suppresses Name "main::I" used only once
 159
 160 while (@ARGV) {
 161     my $op = shift_arg;
 162     $op =~ y/-/_/;
 163     &{ ${*::}{"op__$op"} };
 164 }
 165
 166 select $otmp;
 167
 168 print "solid distort-stl\n";
 169
 170 foreach my $t (@triangles) {
 171     print "  facet normal 0 0 0\n";
 172     print "    outer loop\n";
 173     print "      vertex";
 174     printf " %.18g", $_ foreach @$t;
 175     print "\n";
 176     print "    endloop\n";
 177     print "  endfacet\n";
 178 }
 179
 180 print "endsolid distort-stl\n";
 181
 182 flush $otmp;
 183
 184 if (!$raw) {
 185     system "admesh --normal-values $admesh_stdout $otmp";
 186 }