Extras/ConvexDecomposition/bestfitobb.cpp

   1 #include "float_math.h"
   2
   3 #include <stdio.h>
   4 #include <stdlib.h>
   5 #include <string.h>
   6 #include <math.h>
   7 #include <assert.h>
   8
   9 /*----------------------------------------------------------------------
  10                 Copyright (c) 2004 Open Dynamics Framework Group
  11                                         www.physicstools.org
  12                 All rights reserved.
  13
  14                 Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification, are permitted provided
  15                 that the following conditions are met:
  16
  17                 Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list of conditions
  18                 and the following disclaimer.
  19
  20                 Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
  21                 this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
  22                 and/or other materials provided with the distribution.
  23
  24                 Neither the name of the Open Dynamics Framework Group nor the names of its contributors may
  25                 be used to endorse or promote products derived from this software without specific prior written permission.
  26
  27                 THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS 'AS IS' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
  28                 INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
  29                 DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE INTEL OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
  30                 EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  31                 LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER
  32                 IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  33                 THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  34 -----------------------------------------------------------------------*/
  35
  36 // http://codesuppository.blogspot.com
  37 //
  38 // mailto: jratcliff@infiniplex.net
  39 //
  40 // http://www.amillionpixels.us
  41 //
  42
  43 #include "bestfitobb.h"
  44 #include "float_math.h"
  45
  46 // computes the OBB for this set of points relative to this transform matrix.
  47 void computeOBB(unsigned int vcount,const float *points,unsigned int pstride,float *sides,const float *matrix)
  48 {
  49   const char *src = (const char *) points;
  50
  51   float bmin[3] = { 1e9, 1e9, 1e9 };
  52   float bmax[3] = { -1e9, -1e9, -1e9 };
  53
  54   for (unsigned int i=0; i<vcount; i++)
  55   {
  56     const float *p = (const float *) src;
  57     float t[3];
  58
  59     fm_inverseRT(matrix, p, t ); // inverse rotate translate
  60
  61     if ( t[0] < bmin[0] ) bmin[0] = t[0];
  62     if ( t[1] < bmin[1] ) bmin[1] = t[1];
  63     if ( t[2] < bmin[2] ) bmin[2] = t[2];
  64
  65     if ( t[0] > bmax[0] ) bmax[0] = t[0];
  66     if ( t[1] > bmax[1] ) bmax[1] = t[1];
  67     if ( t[2] > bmax[2] ) bmax[2] = t[2];
  68
  69     src+=pstride;
  70   }
  71
  72
  73   sides[0] = bmax[0];
  74   sides[1] = bmax[1];
  75   sides[2] = bmax[2];
  76
  77   if ( fabsf(bmin[0]) > sides[0] ) sides[0] = fabsf(bmin[0]);
  78   if ( fabsf(bmin[1]) > sides[1] ) sides[1] = fabsf(bmin[1]);
  79   if ( fabsf(bmin[2]) > sides[2] ) sides[2] = fabsf(bmin[2]);
  80
  81   sides[0]*=2.0f;
  82   sides[1]*=2.0f;
  83   sides[2]*=2.0f;
  84
  85 }
  86
  87 void computeBestFitOBB(unsigned int vcount,const float *points,unsigned int pstride,float *sides,float *matrix)
  88 {
  89
  90   float bmin[3];
  91   float bmax[3];
  92
  93   fm_getAABB(vcount,points,pstride,bmin,bmax);
  94
  95   float center[3];
  96
  97   center[0] = (bmax[0]-bmin[0])*0.5f + bmin[0];
  98   center[1] = (bmax[1]-bmin[1])*0.5f + bmin[1];
  99   center[2] = (bmax[2]-bmin[2])*0.5f + bmin[2];
 100
 101   float ax = 0;
 102   float ay = 0;
 103   float az = 0;
 104
 105   float sweep =  45.0f; // 180 degree sweep on all three axes.
 106   float steps =   8.0f; // 16 steps on each axis.
 107
 108   float bestVolume = 1e9;
 109   float angle[3]={0.f,0.f,0.f};
 110
 111   while ( sweep >= 1 )
 112   {
 113
 114     bool found = false;
 115
 116     float stepsize = sweep / steps;
 117
 118     for (float x=ax-sweep; x<=ax+sweep; x+=stepsize)
 119     {
 120       for (float y=ay-sweep; y<=ay+sweep; y+=stepsize)
 121       {
 122         for (float z=az-sweep; z<=az+sweep; z+=stepsize)
 123         {
 124           float pmatrix[16];
 125
 126           fm_eulerMatrix( x*FM_DEG_TO_RAD, y*FM_DEG_TO_RAD, z*FM_DEG_TO_RAD, pmatrix );
 127
 128           pmatrix[3*4+0] = center[0];
 129           pmatrix[3*4+1] = center[1];
 130           pmatrix[3*4+2] = center[2];
 131
 132           float psides[3];
 133
 134           computeOBB( vcount, points, pstride, psides, pmatrix );
 135
 136           float volume = psides[0]*psides[1]*psides[2]; // the volume of the cube
 137
 138           if ( volume <= bestVolume )
 139           {
 140             bestVolume = volume;
 141
 142             sides[0] = psides[0];
 143             sides[1] = psides[1];
 144             sides[2] = psides[2];
 145
 146             angle[0] = ax;
 147             angle[1] = ay;
 148             angle[2] = az;
 149
 150             memcpy(matrix,pmatrix,sizeof(float)*16);
 151             found = true; // yes, we found an improvement.
 152           }
 153         }
 154       }
 155     }
 156
 157     if ( found )
 158     {
 159
 160       ax = angle[0];
 161       ay = angle[1];
 162       az = angle[2];
 163
 164       sweep*=0.5f; // sweep 1/2 the distance as the last time.
 165     }
 166     else
 167     {
 168       break; // no improvement, so just
 169     }
 170
 171   }
 172
 173 }