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 ($$$$) {
  48     my ($t, $ok, $changed, $edge_need_subdivide_fn) = @_;
  49
  50     foreach my $ix (0..2) {
  51         my $jx = ($ix+1) % 3;
  52         my $kx = ($ix+2) % 3;
  53         if ($edge_need_subdivide_fn->($t->[$ix], $t->[$jx])) {
  54             my @midp;
  55             foreach my $ci (0..2) {
  56                 push @midp, 0.5 * ($t->[$ix][$ci] + $t->[$jx][$ci]);
  57             }
  58             # triangle i-j-k, splitting edge i-m
  59             # gives    i-m-k, k-m-j
  60             push @$changed,
  61                 [ $t->[$ix], \@midp, $t->[$kx] ],
  62                 [ $t->[$kx], \@midp, $t->[$jx] ];
  63             return;
  64         }
  65     }
  66     push @$ok, $t;
  67 }
  68
  69 sub maybe_subdivide ($) {
  70     my ($edge_need_subdivide_fn) = @_;
  71
  72     my @small_enough = ();
  73     while (my $t = shift @$triangles) {
  74         maybe_subdivide_triangle $t, \@small_enough, $triangles,
  75             $edge_need_subdivide_fn;
  76     }
  77
  78     $triangles = \@small_enough;
  79 }
  80
  81 sub append_triangle ($) {
  82     my ($t) = @_;
  83     push @$output, $t;
  84 }
  85
  86 #---------- set-fa ----------
  87
  88 sub op__set_fa () {
  89     $fa = shift_arg;
  90 }
  91
  92 #---------- project-cylinder ----------
  93
  94 our $project_cylinder_radius;
  95 our $project_cylinder_max_d_theta;
  96
  97 sub project_cylinder_edge_need_subdivide ($$) {
  98     my @thetas = map { $_->[0] / $project_cylinder_radius } @_;
  99     return abs($thetas[0] - $thetas[1]) > $project_cylinder_max_d_theta;
 100 }
 101
 102 sub project_cylinder_tri {
 103     my ($t) = @_;
 104
 105     #print STDERR 'PROJECT', Dumper($t);
 106
 107     my $radius = $project_cylinder_radius;
 108
 109     my @ot;
 110     foreach my $p (@$t) {
 111         my ($x,$y,$z) = @$p;
 112         my $r = $radius - $y;
 113         my $theta = $x / $radius;
 114         push @ot, [ $r * sin($theta),
 115                     -$r * cos($theta),
 116                     $z ];
 117     }
 118     append_triangle \@ot;
 119 }
 120
 121 sub op__project_cylinder () {
 122     $project_cylinder_radius = shift_arg;
 123     $project_cylinder_max_d_theta = $fa * TAU/360;
 124
 125     maybe_subdivide \&project_cylinder_edge_need_subdivide;
 126
 127     $output = [];
 128     foreach my $t (@$triangles) {
 129         project_cylinder_tri $t;
 130     }
 131     $triangles = $output;
 132 }
 133
 134 #---------- main program ----------
 135
 136 our $raw;
 137
 138 while (@ARGV && $ARGV[0] =~ m/^-/) {
 139     $_ = shift @ARGV;
 140     last if m/^--$/;
 141     if (s/^--raw$//) {
 142         $raw = 1;
 143     } else {
 144         die "$_ ?";
 145     }
 146 }
 147
 148 my $itmp;
 149 my $otmp;
 150
 151 my $admesh_stdout = '--write-ascii-stl /dev/fd/3 3>&1 >/dev/null';
 152
 153 if ($raw) {
 154     open I, "<& STDIN";
 155     $otmp = *STDOUT;
 156 } else {
 157     $itmp = new File::Temp;
 158     $otmp = new File::Temp;
 159
 160     system "cat >$itmp";
 161
 162     open I, "admesh $admesh_stdout $itmp |";
 163 }
 164
 165 my $triangle;
 166
 167 while (<I>) {
 168     s/^\s*//;
 169     if (m/^outer\s+loop/) {
 170         die if $triangle;
 171         $triangle = [];
 172     } elsif (s/^vertex\s+//) {
 173         my $lhs = $&;
 174         s/\s+$//;
 175         my @xyz = split /\s+/, $_;
 176         die unless $triangle;
 177         push @$triangle, \@xyz;
 178     } elsif (m/^endloop/) {
 179         die unless @$triangle == 3;
 180         push @$triangles, $triangle;
 181         undef $triangle;
 182     } elsif (m/^(?:solid|facet\s+normal|endfacet|endsolid)\s/) {
 183     } else {
 184         die "$_ ?";
 185     }
 186 }
 187
 188 close I;
 189 <I> if 0; # suppresses Name "main::I" used only once
 190
 191 while (@ARGV) {
 192     my $op = shift_arg;
 193     $op =~ y/-/_/;
 194     &{ ${*::}{"op__$op"} };
 195 }
 196
 197 select $otmp;
 198
 199 print "solid distort-stl\n";
 200
 201 foreach my $t (@$triangles) {
 202     print "  facet normal 0 0 0\n";
 203     print "    outer loop\n";
 204     die unless @$t==3;
 205     foreach my $p (@$t) {
 206         die unless @$p==3;
 207         print "      vertex";
 208         printf " %.18g", $_ foreach @$p;
 209         print "\n";
 210     }
 211     print "    endloop\n";
 212     print "  endfacet\n";
 213 }
 214
 215 print "endsolid distort-stl\n";
 216
 217 flush $otmp;
 218
 219 if (!$raw) {
 220     system "admesh --normal-values $admesh_stdout $otmp";
 221 }