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
  39 sub shift_arg () {
  40     die unless @ARGV;
  41     scalar shift @ARGV;
  42 }
  43
  44 sub subdivide_triangle ($$) {
  45     my ($t, $fn) = @_;
  46     my @mids;
  47     foreach my $ix (0..2) {
  48         my $jx = ($ix+1) % 3;
  49         my @midp;
  50         foreach my $ci (0..2) {
  51             push @midp, 0.5 * ($t->[$ix][$ci] + $t->[$jx][$ci]);
  52         }
  53         push @mids, @midp;
  54     }
  55     foreach my $ix (0..2) {
  56         my $kx = ($ix+2) % 3;
  57         $fn->([ $t->[$ix], $mids[$ix], $t->[$kx] ]);
  58     }
  59     $fn->(\@mids);
  60 }
  61
  62 #---------- project-cylinder ----------
  63
  64 our $project_cylinder_radius;
  65 our $project_cylinder_max_d_theta;
  66
  67 sub project_cylinder_tri {
  68     my ($t) = @_;
  69
  70     my $radius = $project_cylinder_radius;
  71
  72     my @thetas = map { $_->[0] / $radius } @$t;
  73
  74     foreach my $ix (0..2) {
  75         if (abs($thetas[$ix] - $thetas[($ix+1)%3])
  76             > $project_cylinder_max_d_theta) {
  77             subdivide_triangle $t, \&project_cylinder_tri;
  78             return;
  79         }
  80     }
  81
  82     my @ot;
  83     foreach my $p ($t) {
  84         my ($x,$y,$z) = @$p;
  85         my $r = $radius - $y;
  86         my $theta = $x / $radius;
  87         push @ot, [ $r * sin($theta),
  88                     -$r * cos($theta),
  89                     $z ];
  90     }
  91     push @triangles, \@ot;
  92 }
  93
  94 sub op__project_cylinder () {
  95     $project_cylinder_radius = shift_arg;
  96     $project_cylinder_max_d_theta = $fa * TAU/360;
  97
  98     my @input = (@triangles);
  99     @triangles = ();
 100
 101     project_cylinder_tri $_ foreach @input;
 102 }
 103
 104 #---------- main program ----------
 105
 106 our $raw;
 107
 108 while (@ARGV && $ARGV[0] =~ m/^-/) {
 109     $_ = shift @ARGV;
 110     last if m/^--$/;
 111     if (s/^--raw$//) {
 112         $raw = 1;
 113     } else {
 114         die "$_ ?";
 115     }
 116 }
 117
 118 my $itmp;
 119 my $otmp;
 120
 121 my $admesh_stdout = '--write-ascii-stl /dev/fd/3 3>&1 >/dev/null';
 122
 123 if ($raw) {
 124     open I, "<& STDIN";
 125     $otmp = *STDOUT;
 126 } else {
 127     $itmp = new File::Temp;
 128     $otmp = new File::Temp;
 129
 130     system "cat >$itmp";
 131
 132     open I, "admesh $admesh_stdout $itmp |";
 133 }
 134
 135 my $triangle;
 136
 137 while (<I>) {
 138     s/^\s*//;
 139     if (m/^outer\s+loop/) {
 140         die if $triangle;
 141         $triangle = [];
 142     } elsif (s/^vertex\s+//) {
 143         my $lhs = $&;
 144         s/\s+$//;
 145         my @xyz = split /\s+/, $_;
 146         die unless $triangle;
 147         push @$triangle, \@xyz;
 148     } elsif (m/^endloop/) {
 149         die unless @$triangle == 3;
 150         push @triangles, $triangle;
 151         undef $triangle;
 152     } elsif (m/^(?:solid|facet\s+normal|endfacet|endsolid)\s/) {
 153     } else {
 154         die "$_ ?";
 155     }
 156 }
 157
 158 close I;
 159 <I> if 0; # suppresses Name "main::I" used only once
 160
 161 while (@ARGV) {
 162     my $op = shift_arg;
 163     $op =~ y/-/_/;
 164     &{ ${*::}{"op__$op"} };
 165 }
 166
 167 select $otmp;
 168
 169 print "solid distort-stl\n";
 170
 171 foreach my $t (@triangles) {
 172     print "  facet normal 0 0 0\n";
 173     print "    outer loop\n";
 174     foreach my $p (@$t) {
 175         print "      vertex";
 176         printf " %.18g", $_ foreach @$p;
 177         print "\n";
 178     }
 179     print "    endloop\n";
 180     print "  endfacet\n";
 181 }
 182
 183 print "endsolid distort-stl\n";
 184
 185 flush $otmp;
 186
 187 if (!$raw) {
 188     system "admesh --normal-values $admesh_stdout $otmp";
 189 }