Imported Upstream version 9.0.0
[platform/upstream/libGLU.git] / src / libnurbs / nurbtess / polyDBG.cc
1 /*
2 ** License Applicability. Except to the extent portions of this file are
3 ** made subject to an alternative license as permitted in the SGI Free
4 ** Software License B, Version 1.1 (the "License"), the contents of this
5 ** file are subject only to the provisions of the License. You may not use
6 ** this file except in compliance with the License. You may obtain a copy
7 ** of the License at Silicon Graphics, Inc., attn: Legal Services, 1600
8 ** Amphitheatre Parkway, Mountain View, CA 94043-1351, or at:
9 **
10 ** http://oss.sgi.com/projects/FreeB
11 **
12 ** Note that, as provided in the License, the Software is distributed on an
13 ** "AS IS" basis, with ALL EXPRESS AND IMPLIED WARRANTIES AND CONDITIONS
14 ** DISCLAIMED, INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, ANY IMPLIED WARRANTIES AND
15 ** CONDITIONS OF MERCHANTABILITY, SATISFACTORY QUALITY, FITNESS FOR A
16 ** PARTICULAR PURPOSE, AND NON-INFRINGEMENT.
17 **
18 ** Original Code. The Original Code is: OpenGL Sample Implementation,
19 ** Version 1.2.1, released January 26, 2000, developed by Silicon Graphics,
20 ** Inc. The Original Code is Copyright (c) 1991-2000 Silicon Graphics, Inc.
21 ** Copyright in any portions created by third parties is as indicated
22 ** elsewhere herein. All Rights Reserved.
23 **
24 ** Additional Notice Provisions: The application programming interfaces
25 ** established by SGI in conjunction with the Original Code are The
26 ** OpenGL(R) Graphics System: A Specification (Version 1.2.1), released
27 ** April 1, 1999; The OpenGL(R) Graphics System Utility Library (Version
28 ** 1.3), released November 4, 1998; and OpenGL(R) Graphics with the X
29 ** Window System(R) (Version 1.3), released October 19, 1998. This software
30 ** was created using the OpenGL(R) version 1.2.1 Sample Implementation
31 ** published by SGI, but has not been independently verified as being
32 ** compliant with the OpenGL(R) version 1.2.1 Specification.
33 **
34 */
35 /*
36 */
37
38 #include <stdlib.h>
39 #include <stdio.h>
40 #include <math.h>
41 #include "zlassert.h"
42 #include "polyDBG.h"
43
44 #ifdef __WATCOMC__
45 #pragma warning 14  10
46 #pragma warning 391 10
47 #pragma warning 726 10
48 #endif
49
50 static Real area(Real A[2], Real B[2], Real C[2])
51 {
52   Real Bx, By, Cx, Cy;
53   Bx = B[0] - A[0];
54   By = B[1] - A[1];
55   Cx = C[0] - A[0];
56   Cy = C[1] - A[1];
57   return Bx*Cy - Cx*By;
58 }
59
60 Int DBG_isConvex(directedLine *poly)
61 {
62   directedLine* temp;
63   if(area(poly->head(), poly->tail(), poly->getNext()->tail()) < 0.00000)
64     return 0;
65   for(temp = poly->getNext(); temp != poly; temp = temp->getNext())
66     {
67       if(area(temp->head(), temp->tail(), temp->getNext()->tail()) < 0.00000)
68         return 0;
69     }
70   return 1;
71 }
72
73 Int DBG_is_U_monotone(directedLine* poly)
74 {
75   Int n_changes = 0;
76   Int prev_sign;
77   Int cur_sign;
78    directedLine* temp;
79   cur_sign = compV2InX(poly->tail(), poly->head());
80
81   n_changes = (compV2InX(poly->getPrev()->tail(), poly->getPrev()->head())
82                != cur_sign);
83
84   for(temp = poly->getNext(); temp != poly; temp = temp->getNext())
85     {
86       prev_sign = cur_sign;
87       cur_sign = compV2InX(temp->tail(), temp->head());
88
89       if(cur_sign != prev_sign)
90         n_changes++;
91     }
92
93   if(n_changes ==2) return 1;
94   else return 0;
95 }
96
97 /*if u-monotone, and there is a long horizontal edge*/
98 Int DBG_is_U_direction(directedLine* poly)
99 {
100 /*
101   if(! DBG_is_U_monotone(poly))
102     return 0;
103 */
104   Int V_count = 0;
105   Int U_count = 0;
106   directedLine* temp;
107   if( fabs(poly->head()[0] - poly->tail()[0]) <= fabs(poly->head()[1]-poly->tail()[1]))
108     V_count += poly->get_npoints();
109   else
110     U_count += poly->get_npoints();
111   /*
112   else if(poly->head()[1] == poly->tail()[1])
113     U_count += poly->get_npoints();
114     */
115   for(temp = poly->getNext(); temp != poly; temp = temp->getNext())
116     {
117       if( fabs(temp->head()[0] - temp->tail()[0]) <= fabs(temp->head()[1]-temp->tail()[1]))
118         V_count += temp->get_npoints();
119       else
120         U_count += temp->get_npoints();
121       /*
122       if(temp->head()[0] == temp->tail()[0])
123         V_count += temp->get_npoints();
124       else if(temp->head()[1] == temp->tail()[1])
125         U_count += temp->get_npoints();
126         */
127     }
128
129   if(U_count > V_count) return 1;
130   else return 0;
131 }
132
133 /*given two line segments, determine whether
134  *they intersect each other or not.
135  *return 1 if they do,
136  *return 0 otherwise
137  */
138 Int DBG_edgesIntersect(directedLine* l1, directedLine* l2)
139 {
140   if(l1->getNext() == l2)
141     {
142       if(area(l1->head(), l1->tail(), l2->tail()) == 0) //colinear
143         {
144           if( (l1->tail()[0] - l1->head()[0])*(l2->tail()[0]-l2->head()[0]) +
145              (l1->tail()[1] - l1->head()[1])*(l2->tail()[1]-l2->head()[1]) >=0)
146             return 0; //not intersect
147           else
148             return 1;
149         }
150       //else we use the normal code
151     }
152   else if(l1->getPrev() == l2)
153     {
154       if(area(l2->head(), l2->tail(), l1->tail()) == 0) //colinear
155         {
156           if( (l2->tail()[0] - l2->head()[0])*(l1->tail()[0]-l1->head()[0]) +
157              (l2->tail()[1] - l2->head()[1])*(l1->tail()[1]-l1->head()[1]) >=0)
158             return 0; //not intersect
159           else
160             return 1;
161         }
162       //else we use the normal code
163     }
164   else //the two edges are not connected
165     {
166       if((l1->head()[0] == l2->head()[0] &&
167          l1->head()[1] == l2->head()[1]) ||
168          (l1->tail()[0] == l2->tail()[0] &&
169          l1->tail()[1] == l2->tail()[1]))
170         return 1;
171
172     }
173
174
175   if(
176      (
177       area(l1->head(), l1->tail(), l2->head())
178       *
179       area(l1->head(), l1->tail(), l2->tail())
180       < 0
181       )
182      &&
183      (
184       area(l2->head(), l2->tail(), l1->head())
185       *area(l2->head(), l2->tail(), l1->tail())
186       < 0
187       )
188      )
189     return 1;
190   else
191     return 0;
192 }
193
194 /*whether AB and CD intersect
195  *return 1 if they do
196  *retur 0 otheriwse
197  */
198 Int DBG_edgesIntersectGen(Real A[2], Real B[2], Real C[2], Real D[2])
199 {
200   if(
201      (
202       area(A, B, C) * area(A,B,D) <0
203       )
204      &&
205      (
206       area(C,D,A) * area(C,D,B) < 0
207       )
208      )
209     return 1;
210   else
211     return 0;
212 }
213
214 /*determien whether    (A,B) interesect chain[start] to [end]
215  */
216 Int DBG_intersectChain(vertexArray* chain, Int start, Int end, Real A[2], Real B[2])
217 {
218   Int i;
219   for(i=start; i<=end-2; i++)
220     if(DBG_edgesIntersectGen(chain->getVertex(i), chain->getVertex(i+1), A, B))
221       return 1;
222
223   return 0;
224 }
225
226 /*determine whether a polygon intersect itself or not
227  *return 1 is it does,
228  *       0 otherwise
229  */
230 Int DBG_polygonSelfIntersect(directedLine* poly)
231 {
232   directedLine* temp1;
233   directedLine* temp2;
234   temp1=poly;
235   for(temp2=temp1->getNext(); temp2 != temp1; temp2=temp2->getNext())
236     {
237       if(DBG_edgesIntersect(temp1, temp2))
238         {
239           return 1;
240         }
241
242     }
243
244   for(temp1=poly->getNext(); temp1 != poly; temp1 = temp1->getNext())
245     for(temp2=temp1->getNext(); temp2 != temp1; temp2=temp2->getNext())
246       {
247         if(DBG_edgesIntersect(temp1, temp2))
248           {
249             return 1;
250           }
251       }
252   return 0;
253 }
254
255 /*check whether a line segment intersects a  polygon
256  */
257 Int DBG_edgeIntersectPoly(directedLine* edge, directedLine* poly)
258 {
259   directedLine* temp;
260   if(DBG_edgesIntersect(edge, poly))
261     return 1;
262   for(temp=poly->getNext(); temp != poly; temp=temp->getNext())
263     if(DBG_edgesIntersect(edge, temp))
264       return 1;
265   return 0;
266 }
267
268 /*check whether two polygons intersect
269  */
270 Int DBG_polygonsIntersect(directedLine* p1, directedLine* p2)
271 {
272   directedLine* temp;
273   if(DBG_edgeIntersectPoly(p1, p2))
274     return 1;
275   for(temp=p1->getNext(); temp!= p1; temp = temp->getNext())
276     if(DBG_edgeIntersectPoly(temp, p2))
277       return 1;
278   return 0;
279 }
280
281 /*check whether there are polygons intersecting each other in
282  *a list of polygons
283  */
284 Int DBG_polygonListIntersect(directedLine* pList)
285 {
286   directedLine *temp;
287   for(temp=pList; temp != NULL; temp = temp->getNextPolygon())
288     if(DBG_polygonSelfIntersect(temp))
289       return 1;
290   directedLine* temp2;
291   for(temp=pList; temp!=NULL; temp=temp->getNextPolygon())
292     {
293       for(temp2=temp->getNextPolygon(); temp2 != NULL; temp2=temp2->getNextPolygon())
294         if(DBG_polygonsIntersect(temp, temp2))
295           return 1;
296     }
297
298   return 0;
299 }
300
301
302 Int DBG_isCounterclockwise(directedLine* poly)
303 {
304   return (poly->polyArea() > 0);
305 }
306
307 /*ray: v0 with direction (dx,dy).
308  *edge: v1-v2.
309  * the extra point v10[2] is given for the information at
310  *v1. Basically this edge is connectd to edge
311  * v10-v1. If v1 is on the ray,
312  * then we need v10  to determine whether this ray intersects
313  * the edge or not (that is, return 1 or return 0).
314  * If v1 is on the ray, then if v2 and v10 are on the same side of the ray,
315  * we return 0, otherwise return 1.
316  *For v2, if v2 is on the ray, we always return 0.
317  *Notice that v1 and v2 are not symmetric. So the edge is directed!!!
318  * The purpose for this convention is such that: a point is inside a polygon
319  * if and only if it intersets with odd number of edges.
320  */
321 Int DBG_rayIntersectEdge(Real v0[2], Real dx, Real dy, Real v10[2], Real v1[2], Real v2[2])
322 {
323 /*
324 if( (v1[1] >= v0[1] && v2[1]<= v0[1] )
325   ||(v2[1] >= v0[1] && v1[1]<= v0[1] )
326    )
327   printf("rayIntersectEdge, *********\n");
328 */
329
330   Real denom = (v2[0]-v1[0])*(-dy) - (v2[1]-v1[1]) * (-dx);
331   Real nomRay = (v2[0]-v1[0]) * (v0[1] - v1[1]) - (v2[1]-v1[1])*(v0[0]-v1[0]);
332   Real nomEdge = (v0[0]-v1[0]) * (-dy) - (v0[1]-v1[1])*(-dx);
333
334
335   /*if the ray is parallel to the edge, return 0: not intersect*/
336   if(denom == 0.0)
337     return 0;
338
339   /*if v0 is on the edge, return 0: not intersect*/
340   if(nomRay == 0.0)
341     return 0;
342
343   /*if v1 is on the positive ray, and the neighbor of v1 crosses the ray
344    *return 1: intersect
345    */
346   if(nomEdge == 0)
347     { /*v1 is on the positive or negative ray*/
348
349 /*
350       printf("v1 is on the ray\n");
351 */
352
353       if(dx*(v1[0]-v0[0])>=0 && dy*(v1[1]-v0[1])>=0) /*v1 on positive ray*/
354         {
355           if(area(v0, v1, v10) * area(v0, v1, v2) >0)
356             return 0;
357           else
358             return 1;
359         }
360       else /*v1 on negative ray*/
361         return 0;
362     }
363
364   /*if v2 is on the ray, always return 0: not intersect*/
365   if(nomEdge == denom) {
366 /*    printf("v2 is on the ray\n");*/
367     return 0;
368   }
369
370   /*finally */
371   if(denom*nomRay>0 && denom*nomEdge>0 && nomEdge/denom <=1.0)
372     return 1;
373   return 0;
374 }
375
376
377 /*return the number of intersections*/
378 Int DBG_rayIntersectPoly(Real v0[2], Real dx, Real dy, directedLine* poly)
379 {
380   directedLine* temp;
381   Int count=0;
382   if(DBG_rayIntersectEdge(v0, dx, dy, poly->getPrev()->head(), poly->head(), poly->tail()))
383     count++;
384
385   for(temp=poly->getNext(); temp != poly; temp = temp->getNext())
386     if(DBG_rayIntersectEdge(v0, dx, dy, temp->getPrev()->head(), temp->head(), temp->tail()))
387       count++;
388 /*printf("ray intersect poly: count=%i\n", count);*/
389   return count;
390 }
391
392 Int DBG_pointInsidePoly(Real v[2], directedLine* poly)
393 {
394 /*
395 printf("enter pointInsidePoly , v=(%f,%f)\n", v[0], v[1]);
396 printf("the polygon is\n");
397 poly->printList();
398 */
399   /*for debug purpose*/
400   assert( (DBG_rayIntersectPoly(v,1,0,poly) % 2 )
401          == (DBG_rayIntersectPoly(v,1,Real(0.1234), poly) % 2 )
402          );
403   if(DBG_rayIntersectPoly(v, 1, 0, poly) % 2 == 1)
404     return 1;
405   else
406     return 0;
407 }
408
409 /*return the number of polygons which contain thie polygon
410  * as a subset
411  */
412 Int DBG_enclosingPolygons(directedLine* poly, directedLine* list)
413 {
414   directedLine* temp;
415   Int count=0;
416 /*
417 printf("%i\n", DBG_pointInsidePoly(poly->head(),
418                                    list->getNextPolygon()
419                                    ->getNextPolygon()
420                                    ->getNextPolygon()
421                                    ->getNextPolygon()
422 ));
423 */
424
425   for(temp = list; temp != NULL; temp = temp->getNextPolygon())
426     {
427       if(poly != temp)
428         if(DBG_pointInsidePoly(poly->head(), temp))
429           count++;
430 /*      printf("count=%i\n", count);*/
431     }
432   return count;
433 }
434
435 void  DBG_reverse(directedLine* poly)
436 {
437   if(poly->getDirection() == INCREASING)
438     poly->putDirection(DECREASING);
439   else
440     poly->putDirection(INCREASING);
441
442   directedLine* oldNext = poly->getNext();
443   poly->putNext(poly->getPrev());
444   poly->putPrev(oldNext);
445
446   directedLine* temp;
447   for(temp=oldNext; temp!=poly; temp = oldNext)
448     {
449       if(temp->getDirection() == INCREASING)
450         temp->putDirection(DECREASING);
451       else
452         temp->putDirection(INCREASING);
453
454       oldNext = temp->getNext();
455       temp->putNext(temp->getPrev());
456       temp->putPrev(oldNext);
457     }
458   printf("reverse done\n");
459 }
460
461 Int DBG_checkConnectivity(directedLine *polygon)
462 {
463   if(polygon == NULL) return 1;
464   directedLine* temp;
465   if(polygon->head()[0] != polygon->getPrev()->tail()[0] ||
466      polygon->head()[1] != polygon->getPrev()->tail()[1])
467     return 0;
468   for(temp=polygon->getNext(); temp != polygon; temp=temp->getNext())
469     {
470       if(temp->head()[0] != temp->getPrev()->tail()[0] ||
471          temp->head()[1] != temp->getPrev()->tail()[1])
472         return 0;
473     }
474   return 1;
475 }
476
477 /*print out error message.
478  *If it cannot modify the polygon list to make it satify the
479  *requirements, return 1.
480  *otherwise modify the polygon list, and return 0
481  */
482 Int DBG_check(directedLine *polyList)
483 {
484   directedLine* temp;
485   if(polyList == NULL) return 0;
486
487   /*if there are intersections, print out error message
488    */
489   if(DBG_polygonListIntersect(polyList))
490     {
491       fprintf(stderr, "DBG_check: there are self intersections, don't know to modify the polygons\n");
492     return 1;
493     }
494
495   /*check the connectivity of each polygon*/
496   for(temp = polyList; temp!= NULL; temp = temp ->getNextPolygon())
497     {
498       if(! DBG_checkConnectivity(temp))
499         {
500           fprintf(stderr, "DBG_check, polygon not connected\n");
501           return 1;
502         }
503     }
504
505   /*check the orientation of each polygon*/
506   for(temp = polyList; temp!= NULL; temp = temp ->getNextPolygon())
507     {
508
509
510       Int correctDir;
511
512       if( DBG_enclosingPolygons(temp, polyList) % 2 == 0)
513         correctDir = 1; /*counterclockwise*/
514       else
515         correctDir = 0; /*clockwise*/
516
517       Int actualDir = DBG_isCounterclockwise(temp);
518
519       if(correctDir != actualDir)
520         {
521           fprintf(stderr, "DBG_check: polygon with incorrect orientations. reversed\n");
522
523           DBG_reverse(temp);
524         }
525
526     }
527   return 0;
528 }
529
530 /**************handle self intersections*****************/
531 //determine whether e interects [begin, end] or not
532 static directedLine* DBG_edgeIntersectChainD(directedLine *e,
533                                directedLine *begin, directedLine *end)
534 {
535   directedLine *temp;
536   for(temp=begin; temp != end; temp = temp->getNext())
537     {
538       if(DBG_edgesIntersect(e, temp))
539          return temp;
540     }
541   if(DBG_edgesIntersect(e, end))
542     return end;
543   return NULL;
544 }
545
546 //given a polygon, cut the edges off and finally obtain a
547 //a polygon without intersections. The cut-off edges are
548 //dealloated. The new polygon is returned.
549 directedLine* DBG_cutIntersectionPoly(directedLine *polygon, int& cutOccur)
550 {
551   directedLine *begin, *end, *next;
552   begin = polygon;
553   end = polygon;
554   cutOccur = 0;
555   while( (next = end->getNext()) != begin)
556     {
557       directedLine *interc = NULL;
558       if( (interc = DBG_edgeIntersectChainD(next, begin, end)))
559         {
560           int fixed = 0;
561           if(DBG_edgesIntersect(next, interc->getNext()))
562              {
563                //trying to fix it
564                Real buf[2];
565                int i;
566                Int n=5;
567                buf[0] = interc->tail()[0];
568                buf[1] = interc->tail()[1];
569
570                for(i=1; i<n; i++)
571                  {
572                    Real r = ((Real)i) / ((Real) n);
573                    Real u = (1-r) * interc->head()[0] + r * interc->tail()[0];
574                    Real v = (1-r) * interc->head()[1] + r * interc->tail()[1];
575                    interc->tail()[0] = interc->getNext()->head()[0] = u;
576                    interc->tail()[1] = interc->getNext()->head()[1] = v;
577                    if( (! DBG_edgesIntersect(next, interc)) &&
578                       (! DBG_edgesIntersect(next, interc->getNext())))
579                      break; //we fixed it
580                  }
581                if(i==n) // we didn't fix it
582                  {
583                    fixed = 0;
584                    //back to original
585                    interc->tail()[0] = interc->getNext()->head()[0] = buf[0];
586                    interc->tail()[1] = interc->getNext()->head()[1] = buf[1];
587                  }
588                else
589                  {
590                    fixed = 1;
591                  }
592              }
593           if(fixed == 0)
594             {
595               cutOccur = 1;
596               begin->deleteSingleLine(next);
597
598               if(begin != end)
599                 {
600                   if(DBG_polygonSelfIntersect(begin))
601                     {
602                       directedLine* newEnd = end->getPrev();
603                       begin->deleteSingleLine(end);
604                       end = newEnd;
605                     }
606                 }
607             }
608           else
609             {
610               end = end->getNext();
611             }
612         }
613       else
614         {
615           end = end->getNext();
616         }
617     }
618   return begin;
619 }
620
621 //given a polygon, cut the edges off and finally obtain a
622 //a polygon without intersections. The cut-off edges are
623 //dealloated. The new polygon is returned.
624 #if 0 // UNUSED
625 static directedLine* DBG_cutIntersectionPoly_notwork(directedLine *polygon)
626 {
627   directedLine *crt;//current polygon
628   directedLine *begin;
629   directedLine *end;
630   directedLine *temp;
631   crt = polygon;
632   int find=0;
633   while(1)
634     {
635 //printf("loop\n");
636       //if there are less than 3 edges, we should stop
637       if(crt->getPrev()->getPrev() == crt)
638         return NULL;
639
640       if(DBG_edgesIntersect(crt, crt->getNext()) ||
641         (crt->head()[0] == crt->getNext()->tail()[0] &&
642         crt->head()[1] == crt->getNext()->tail()[1])
643          )
644         {
645           find = 1;
646           crt=crt->deleteChain(crt, crt->getNext());
647         }
648       else
649         {
650           //now we know crt and crt->getNext do not intersect
651           begin = crt;
652           end = crt->getNext();
653 //printf("begin=(%f,%f)\n", begin->head()[0], begin->head()[1]);
654 //printf("end=(%f,%f)\n", end->head()[0], end->head()[1]);
655           for(temp=end->getNext(); temp!=begin; temp= temp->getNext())
656             {
657 //printf("temp=(%f,%f)\n", temp->head()[0], temp->head()[1]);
658                directedLine *intersect = DBG_edgeIntersectChainD(temp, begin, end);
659                if(intersect != NULL)
660                 {
661                   crt = crt->deleteChain(intersect, temp);
662                   find=1;
663                   break; //the for loop
664                 }
665               else
666                 {
667                   end = temp;
668                 }
669             }
670         }
671       if(find == 0)
672         return crt;
673       else
674         find = 0;    //go to next loop
675 }
676 }
677 #endif
678
679 directedLine* DBG_cutIntersectionAllPoly(directedLine* list)
680 {
681   directedLine* temp;
682   directedLine* tempNext=NULL;
683   directedLine* ret = NULL;
684   int cutOccur=0;
685   for(temp=list; temp != NULL; temp = tempNext)
686     {
687       directedLine *left;
688       tempNext = temp->getNextPolygon();
689
690       left = DBG_cutIntersectionPoly(temp, cutOccur);
691       if(left != NULL)
692         ret=left->insertPolygon(ret);
693     }
694   return ret;
695 }
696
697 sampledLine*  DBG_collectSampledLinesAllPoly(directedLine *polygonList)
698 {
699   directedLine *temp;
700   sampledLine* tempHead = NULL;
701   sampledLine* tempTail = NULL;
702   sampledLine* cHead = NULL;
703   sampledLine* cTail = NULL;
704
705   if(polygonList == NULL)
706     return NULL;
707
708   DBG_collectSampledLinesPoly(polygonList, cHead, cTail);
709
710   assert(cHead);
711   assert(cTail);
712   for(temp = polygonList->getNextPolygon(); temp != NULL; temp = temp->getNextPolygon())
713     {
714       DBG_collectSampledLinesPoly(temp, tempHead, tempTail);
715       cTail->insert(tempHead);
716       cTail = tempTail;
717     }
718   return cHead;
719 }
720
721 void  DBG_collectSampledLinesPoly(directedLine *polygon, sampledLine*& retHead, sampledLine*& retTail)
722 {
723   directedLine *temp;
724   retHead = NULL;
725   retTail = NULL;
726   if(polygon == NULL)
727     return;
728
729   retHead = retTail = polygon->getSampledLine();
730   for(temp = polygon->getNext(); temp != polygon; temp=temp->getNext())
731     {
732       retHead = temp->getSampledLine()->insert(retHead);
733     }
734 }