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 maybe_subdivide_triangle ($$$$) {
  48     my ($t, $ok, $changed, $edge_need_subdivide_fn) = @_;
  49
  50     foreach my $ix (0..2) {
  51         my $jx = ($ix+1) % 3;
  52         my $kx = ($ix+2) % 3;
  53         if ($edge_need_subdivide_fn->($t[$ix], $t[$jx])) {
  54             foreach my $ci (0..2) {
  55                 push @midp, 0.5 * ($t->[$ix][$ci] + $t->[$jx][$ci]);
  56             }
  57             # triangle i-j-k, splitting edge i-m
  58             # gives    i-m-k, k-m-j
  59             push @$changed,
  60                 [ $t[$ix], \@midp, $t[kx] ],
  61                 [ $t[$kx], \@midp, $t[jx] ];
  62             return;
  63         }
  64     }
  65     push @$ok, $t;
  66 }
  67
  68 sub maybe_subdivide ($) {
  69     my ($edge_need_subdivide_fn) = @_;
  70
  71     my @small_enough = ();
  72     while (my $t = shift @$triangles) {
  73         maybe_subdivide_triangle $t, \@small_enough, $triangles,
  74             $edge_need_subdivide_fn;
  75     }
  76
  77     $triangles = \@small_enough;
  78 }
  79
  80 sub append_triangle ($) {
  81     my ($t) = @_;
  82     push @$output, $t;
  83 }
  84
  85 #---------- set-fa ----------
  86
  87 sub op__set_fa () {
  88     $fa = shift_arg;
  89 }
  90
  91 #---------- project-cylinder ----------
  92
  93 our $project_cylinder_radius;
  94 our $project_cylinder_max_d_theta;
  95
  96 sub project_cylinder_edge_need_subdivide ($$) {
  97     my @thetas = map { $_->[0] / $project_cylinder_radius } @_;
  98     return abs($thetas[0] - $thetas[1]) > $project_cylinder_max_d_theta;
  99 }
 100
 101 sub project_cylinder_tri {
 102     my ($t) = @_;
 103
 104     #print STDERR 'PROJECT', Dumper($t);
 105
 106     my $radius = $project_cylinder_radius;
 107
 108     my @ot;
 109     foreach my $p (@$t) {
 110         my ($x,$y,$z) = @$p;
 111         my $r = $radius - $y;
 112         my $theta = $x / $radius;
 113         push @ot, [ $r * sin($theta),
 114                     -$r * cos($theta),
 115                     $z ];
 116     }
 117     append_triangle \@ot;
 118 }
 119
 120 sub op__project_cylinder () {
 121     $project_cylinder_radius = shift_arg;
 122     $project_cylinder_max_d_theta = $fa * TAU/360;
 123
 124     maybe_subdivide \&project_cylinder_triangle_need_subdivide;
 125
 126     $output = [];
 127     foreach my $t (@$triangles) {
 128         project_cylinder_tri $t;
 129     }
 130     $triangles = $output;
 131 }
 132
 133 #---------- main program ----------
 134
 135 our $raw;
 136
 137 while (@ARGV && $ARGV[0] =~ m/^-/) {
 138     $_ = shift @ARGV;
 139     last if m/^--$/;
 140     if (s/^--raw$//) {
 141         $raw = 1;
 142     } else {
 143         die "$_ ?";
 144     }
 145 }
 146
 147 my $itmp;
 148 my $otmp;
 149
 150 my $admesh_stdout = '--write-ascii-stl /dev/fd/3 3>&1 >/dev/null';
 151
 152 if ($raw) {
 153     open I, "<& STDIN";
 154     $otmp = *STDOUT;
 155 } else {
 156     $itmp = new File::Temp;
 157     $otmp = new File::Temp;
 158
 159     system "cat >$itmp";
 160
 161     open I, "admesh $admesh_stdout $itmp |";
 162 }
 163
 164 my $triangle;
 165
 166 while (<I>) {
 167     s/^\s*//;
 168     if (m/^outer\s+loop/) {
 169         die if $triangle;
 170         $triangle = [];
 171     } elsif (s/^vertex\s+//) {
 172         my $lhs = $&;
 173         s/\s+$//;
 174         my @xyz = split /\s+/, $_;
 175         die unless $triangle;
 176         push @$triangle, \@xyz;
 177     } elsif (m/^endloop/) {
 178         die unless @$triangle == 3;
 179         push @$triangles, $triangle;
 180         undef $triangle;
 181     } elsif (m/^(?:solid|facet\s+normal|endfacet|endsolid)\s/) {
 182     } else {
 183         die "$_ ?";
 184     }
 185 }
 186
 187 close I;
 188 <I> if 0; # suppresses Name "main::I" used only once
 189
 190 while (@ARGV) {
 191     my $op = shift_arg;
 192     $op =~ y/-/_/;
 193     &{ ${*::}{"op__$op"} };
 194 }
 195
 196 select $otmp;
 197
 198 print "solid distort-stl\n";
 199
 200 foreach my $t (@$triangles) {
 201     print "  facet normal 0 0 0\n";
 202     print "    outer loop\n";
 203     die unless @$t==3;
 204     foreach my $p (@$t) {
 205         die unless @$p==3;
 206         print "      vertex";
 207         printf " %.18g", $_ foreach @$p;
 208         print "\n";
 209     }
 210     print "    endloop\n";
 211     print "  endfacet\n";
 212 }
 213
 214 print "endsolid distort-stl\n";
 215
 216 flush $otmp;
 217
 218 if (!$raw) {
 219     system "admesh --normal-values $admesh_stdout $otmp";
 220 }