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 #no warnings qw(recursion);
  45
  46 sub subdivide_triangle ($$) {
  47     my ($t, $fn) = @_;
  48
  49     #print STDERR 'SUBDIV', Dumper($t, $fn);
  50
  51     my @mids;
  52     foreach my $ix (0..2) {
  53         my $jx = ($ix+1) % 3;
  54         my @midp;
  55         foreach my $ci (0..2) {
  56             push @midp, 0.5 * ($t->[$ix][$ci] + $t->[$jx][$ci]);
  57         }
  58         push @mids, \@midp;
  59     }
  60     foreach my $ix (0..2) {
  61         #print STDERR 'SUBDIV IX ', $ix, "\n";
  62         my $kx = ($ix+2) % 3;
  63         $fn->([ $t->[$ix], $mids[$ix], $mids[$kx] ]);
  64     }
  65     #print STDERR 'SUBDIV MID\n';
  66     $fn->(\@mids);
  67 }
  68
  69 #---------- project-cylinder ----------
  70
  71 our $project_cylinder_radius;
  72 our $project_cylinder_max_d_theta;
  73
  74 sub project_cylinder_tri {
  75     my ($t) = @_;
  76
  77     #print STDERR 'PROJECT', Dumper($t);
  78
  79     my $radius = $project_cylinder_radius;
  80
  81     my @thetas = map { $_->[0] / $radius } @$t;
  82
  83     foreach my $ix (0..2) {
  84         if (abs($thetas[$ix] - $thetas[($ix+1)%3])
  85             > $project_cylinder_max_d_theta) {
  86             subdivide_triangle $t, \&project_cylinder_tri;
  87             return;
  88         }
  89     }
  90
  91     my @ot;
  92     foreach my $p (@$t) {
  93         my ($x,$y,$z) = @$p;
  94         my $r = $radius - $y;
  95         my $theta = $x / $radius;
  96         push @ot, [ $r * sin($theta),
  97                     -$r * cos($theta),
  98                     $z ];
  99     }
 100     push @triangles, \@ot;
 101 }
 102
 103 sub op__project_cylinder () {
 104     $project_cylinder_radius = shift_arg;
 105     $project_cylinder_max_d_theta = $fa * TAU/360;
 106
 107     my @input = (@triangles);
 108     @triangles = ();
 109
 110     project_cylinder_tri $_ foreach @input;
 111 }
 112
 113 #---------- main program ----------
 114
 115 our $raw;
 116
 117 while (@ARGV && $ARGV[0] =~ m/^-/) {
 118     $_ = shift @ARGV;
 119     last if m/^--$/;
 120     if (s/^--raw$//) {
 121         $raw = 1;
 122     } else {
 123         die "$_ ?";
 124     }
 125 }
 126
 127 my $itmp;
 128 my $otmp;
 129
 130 my $admesh_stdout = '--write-ascii-stl /dev/fd/3 3>&1 >/dev/null';
 131
 132 if ($raw) {
 133     open I, "<& STDIN";
 134     $otmp = *STDOUT;
 135 } else {
 136     $itmp = new File::Temp;
 137     $otmp = new File::Temp;
 138
 139     system "cat >$itmp";
 140
 141     open I, "admesh $admesh_stdout $itmp |";
 142 }
 143
 144 my $triangle;
 145
 146 while (<I>) {
 147     s/^\s*//;
 148     if (m/^outer\s+loop/) {
 149         die if $triangle;
 150         $triangle = [];
 151     } elsif (s/^vertex\s+//) {
 152         my $lhs = $&;
 153         s/\s+$//;
 154         my @xyz = split /\s+/, $_;
 155         die unless $triangle;
 156         push @$triangle, \@xyz;
 157     } elsif (m/^endloop/) {
 158         die unless @$triangle == 3;
 159         push @triangles, $triangle;
 160         undef $triangle;
 161     } elsif (m/^(?:solid|facet\s+normal|endfacet|endsolid)\s/) {
 162     } else {
 163         die "$_ ?";
 164     }
 165 }
 166
 167 close I;
 168 <I> if 0; # suppresses Name "main::I" used only once
 169
 170 while (@ARGV) {
 171     my $op = shift_arg;
 172     $op =~ y/-/_/;
 173     &{ ${*::}{"op__$op"} };
 174 }
 175
 176 select $otmp;
 177
 178 print "solid distort-stl\n";
 179
 180 foreach my $t (@triangles) {
 181     print "  facet normal 0 0 0\n";
 182     print "    outer loop\n";
 183     die unless @$t==3;
 184     foreach my $p (@$t) {
 185         die unless @$p==3;
 186         print "      vertex";
 187         printf " %.18g", $_ foreach @$p;
 188         print "\n";
 189     }
 190     print "    endloop\n";
 191     print "  endfacet\n";
 192 }
 193
 194 print "endsolid distort-stl\n";
 195
 196 flush $otmp;
 197
 198 if (!$raw) {
 199     system "admesh --normal-values $admesh_stdout $otmp";
 200 }