meshing recaclulation on the fly, picking, whatever
authorJohn Tsiombikas <nuclear@mutantstargoat.com>
Sat, 17 Sep 2016 05:39:00 +0000 (08:39 +0300)
committerJohn Tsiombikas <nuclear@mutantstargoat.com>
Sat, 17 Sep 2016 05:39:00 +0000 (08:39 +0300)
src/gear.cc
src/gear.h
src/machine.cc
src/machine.h
src/main.cc

index 6ce9d8a..10e8bc8 100644 (file)
@@ -29,7 +29,6 @@ void Gear::set_teeth(int nt, float tooth_pitch)
        float circ = tooth_pitch * nt;
        radius = circ / (2.0 * M_PI);
        nteeth = nt;
-       init_angle = get_angular_pitch() * 3.0 / 8.0;
 }
 
 void Gear::set_axis(const Vec3 &axis)
@@ -54,6 +53,12 @@ Vec3 Gear::get_global_position() const
        return pos;     // TODO
 }
 
+Vec3 Gear::get_planar_position() const
+{
+       Mat4 inv_xform = transpose(get_dir_matrix());
+       return inv_xform * pos;
+}
+
 void Gear::set_angle(float angle)
 {
        this->angle = angle;
@@ -67,7 +72,8 @@ float Gear::get_angle() const
 
 float Gear::get_vis_rotation() const
 {
-       return fmod(init_angle + angle, M_PI * 2.0);
+       float fix_crooked_teeth = get_angular_pitch() * 3.0 / 8.0;
+       return fmod(init_angle + fix_crooked_teeth + angle, M_PI * 2.0);
 }
 
 const Mat4 &Gear::get_matrix() const
@@ -85,7 +91,7 @@ const Mat4 &Gear::get_dir_matrix() const
                calc_matrix();
                xform_valid = true;
        }
-       return xform;
+       return dir_xform;
 }
 
 float Gear::get_angular_pitch() const
@@ -100,7 +106,9 @@ void Gear::draw() const
                        abort();
                }
        }
-       calc_matrix();
+       if(!xform_valid) {
+               calc_matrix();
+       }
 
        glPushAttrib(GL_ENABLE_BIT | GL_LINE_BIT);
 
@@ -132,6 +140,30 @@ void Gear::draw() const
        glPopAttrib();
 }
 
+void Gear::draw_wire(float wire_width) const
+{
+       if(!mesh) {
+               if(!((Gear*)this)->gen_mesh()) {
+                       abort();
+               }
+       }
+       if(!xform_valid) {
+               calc_matrix();
+       }
+
+       glPushAttrib(GL_ENABLE_BIT | GL_LINE_BIT);
+       glLineWidth(wire_width);
+       glDisable(GL_LIGHTING);
+
+       glPushMatrix();
+       glMultMatrixf(xform[0]);
+
+       mesh->draw_wire();
+
+       glPopMatrix();
+       glPopAttrib();
+}
+
 static Vec2 rev_pos(float u, float v, void *cls)
 {
        Gear *gear = (Gear*)cls;
index 281e77f..45a3d13 100644 (file)
@@ -79,6 +79,8 @@ public:
        const Vec3 &get_position() const;
        Vec3 get_global_position() const;       // taking parent gear into account
 
+       Vec3 get_planar_position() const;       // 2D pos of gear on its plane
+
        void set_angle(float angle);
        float get_angle() const;
 
@@ -90,6 +92,7 @@ public:
        float get_angular_pitch() const;
 
        void draw() const;
+       void draw_wire(float line_width = 1.0f) const;
 
        bool gen_mesh();
 };
index 274362a..913b0b0 100644 (file)
@@ -1,6 +1,7 @@
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <math.h>
+#include <float.h>
 #include <assert.h>
 #include "machine.h"
 
@@ -63,10 +64,10 @@ void Machine::calc_meshing()
                visited = new bool[ngears];
        }
 
-       // we're going to need the inverse of each gear's matrix, so let's cache it here
-       Mat4 *inv_xform = (Mat4*)alloca(ngears * sizeof *inv_xform);
+       // we're going to need the planar position of each gear on its plane, so let's cache it
+       Vec3 *ppos = (Vec3*)alloca(ngears * sizeof *ppos);
        for(int i=0; i<ngears; i++) {
-               inv_xform[i] = transpose(gears[i]->get_dir_matrix());
+               ppos[i] = gears[i]->get_planar_position();
        }
 
        for(int i=0; i<ngears; i++) {
@@ -77,14 +78,11 @@ void Machine::calc_meshing()
 
                        if(1.0 - fabs(dot(gears[i]->axis, gears[j]->axis)) < 1e-5) {
                                // co-planar, just check Z range after inverse-transforming to the XY plane
-                               Vec3 pos_i = inv_xform[i] * gears[i]->get_position();
-                               Vec3 pos_j = inv_xform[j] * gears[j]->get_position();
-
-                               if(fabs(pos_i.z - pos_j.z) > (gears[i]->thickness + gears[j]->thickness) / 2.0) {
+                               if(fabs(ppos[i].z - ppos[j].z) > (gears[i]->thickness + gears[j]->thickness) / 2.0) {
                                        continue;
                                }
                                // Z interval match, check distance
-                               float dsq = length_sq(pos_i.xy() - pos_j.xy());
+                               float dsq = length_sq(ppos[i].xy() - ppos[j].xy());
 
                                float outer_rad_sum = gears[i]->radius + gears[j]->radius;
                                float inner_rad_sum = outer_rad_sum - gears[i]->teeth_length - gears[j]->teeth_length;
@@ -107,12 +105,19 @@ void Machine::calc_meshing()
        // fix the initial angles so that teeth mesh as best as possible
        // should work in one pass as long as the gear train is not impossible
        for(int i=0; i<ngears; i++) {
+               gears[i]->init_angle = 0;
+       }
+
+       for(int i=0; i<ngears; i++) {
                for(int j=1; j<ngears; j++) {
                        if(meshing[i][j]) {
                                assert(i != j);
 
+                               Vec2 dir = normalize(ppos[j].xy() - ppos[i].xy());
+                               float rel_angle = atan2(dir.y, dir.x);
+
                                float frac_i = fmod(gears[i]->init_angle / gears[i]->get_angular_pitch() + 1.0, 1.0);
-                               float frac_j = fmod(gears[j]->init_angle / gears[j]->get_angular_pitch() + 1.0, 1.0);
+                               float frac_j = fmod((gears[j]->init_angle + rel_angle) / gears[j]->get_angular_pitch() + 1.0, 1.0);
                                float delta = frac_j - frac_i;
 
                                float correction = 0.5 - delta;
@@ -120,6 +125,12 @@ void Machine::calc_meshing()
                        }
                }
        }
+
+       /*
+       for(int i=0; i<ngears; i++) {
+               printf("init %d: %f\n", i, gears[i]->init_angle);
+       }
+       */
 }
 
 void Machine::update_gear(int idx, float angle)
@@ -128,6 +139,7 @@ void Machine::update_gear(int idx, float angle)
                if(delta_angle(angle, gears[idx]->angle) > 0.25 / gears[idx]->nteeth) {
                        fprintf(stderr, "warning: trying to transmit different values to gear %s (%d)\n",
                                        gears[idx]->name.c_str(), idx);
+                       gears[idx]->angle = 0;
                }
                return;
        }
@@ -170,6 +182,29 @@ void Machine::draw() const
        }
 }
 
+Gear *Machine::intersect_gear(const Ray &ray, HitPoint *hitp) const
+{
+       Gear *res = 0;
+       HitPoint nearest;
+       nearest.dist = FLT_MAX;
+
+       for(size_t i=0; i<gears.size(); i++) {
+               Vec3 pos = gears[i]->get_global_position();
+               float rad = gears[i]->radius;
+
+               Plane plane = Plane(pos, gears[i]->axis);
+
+               HitPoint hit;
+               if(plane.intersect(ray, &hit) && hit.dist < nearest.dist &&
+                               length_sq(hit.pos - pos) <= rad * rad) {
+                       nearest = hit;
+                       res = gears[i];
+               }
+       }
+
+       if(hitp) *hitp = nearest;
+       return res;
+}
 
 static float delta_angle(float a, float b)
 {
index 5513e02..86caa48 100644 (file)
@@ -32,6 +32,8 @@ public:
 
        void update(float dt);
        void draw() const;
+
+       Gear *intersect_gear(const Ray &ray, HitPoint *hitp = 0) const;
 };
 
 #endif // MACHINE_H_
index 6fc85ba..f98f190 100644 (file)
 #include "app.h"
 #include "machine.h"
 
-bool init();
-void cleanup();
-void display();
-void idle();
-void draw_gears();
-void reshape(int x, int y);
-void keyb(unsigned char key, int x, int y);
-void mouse(int bn, int st, int x, int y);
-void motion(int x, int y);
+static bool init();
+static void cleanup();
+static void display();
+static void idle();
+static void draw_gears();
+static void reshape(int x, int y);
+static void keyb(unsigned char key, int x, int y);
+static void mouse(int bn, int st, int x, int y);
+static void motion(int x, int y);
+static void passive_motion(int x, int y);
+static Gear *pick_gear(int x, int y);
+
+static int win_width, win_height;
 
 static float cam_dist = 0.5;
 static float cam_theta, cam_phi;
@@ -27,6 +31,9 @@ static bool bnstate[8];
 
 static unsigned int start_time, prev_msec;
 static Machine *machine;
+static Gear *hover_gear, *sel_gear;
+static HitPoint pick_hit;
+static Vec3 sel_hit_pos;
 
 int main(int argc, char **argv)
 {
@@ -41,6 +48,7 @@ int main(int argc, char **argv)
        glutKeyboardFunc(keyb);
        glutMouseFunc(mouse);
        glutMotionFunc(motion);
+       glutPassiveMotionFunc(passive_motion);
 
        if(!init()) {
                return 1;
@@ -51,7 +59,7 @@ int main(int argc, char **argv)
        return 0;
 }
 
-bool init()
+static bool init()
 {
        glewInit();
 
@@ -93,19 +101,27 @@ bool init()
        return true;
 }
 
-void cleanup()
+static void cleanup()
 {
        delete machine;
 }
 
-void display()
+static void update(float dt)
+{
+       machine->update(dt);
+
+       if(sel_gear) {
+       }
+
+       hover_gear = pick_gear(prev_mx, prev_my);
+}
+
+static void display()
 {
        unsigned int msec = glutGet(GLUT_ELAPSED_TIME) - start_time;
        float dt = (float)(msec - prev_msec) / 1000.0f;
        prev_msec = msec;
 
-       machine->update(dt);
-
        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 
        glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
@@ -114,30 +130,54 @@ void display()
        glRotatef(cam_phi, 1, 0, 0);
        glRotatef(cam_theta, 0, 1, 0);
 
+       update(dt);
+
        draw_gears();
 
        glutSwapBuffers();
        assert(glGetError() == GL_NO_ERROR);
 }
 
-void idle()
+static void idle()
 {
        glutPostRedisplay();
 }
 
-void draw_gears()
+static void draw_gears()
 {
        /* world scale is in meters, gears are in millimeters, scale by 1/1000 */
        glPushMatrix();
        glScalef(0.001, 0.001, 0.001);
 
+       if(sel_gear || hover_gear) {
+               glPushAttrib(GL_ENABLE_BIT | GL_LINE_BIT | GL_POLYGON_BIT);
+
+               glDisable(GL_LIGHTING);
+               glFrontFace(GL_CW);
+               glPolygonMode(GL_FRONT_AND_BACK, GL_LINE);
+               glLineWidth(3.0);
+
+               if(sel_gear) {
+                       glColor3f(0.2, 1.0, 0.3);
+                       sel_gear->draw();
+               } else {
+                       glColor3f(1.0, 0.75, 0.2);
+                       hover_gear->draw();
+               }
+
+               glPopAttrib();
+       }
+
        machine->draw();
 
        glPopMatrix();
 }
 
-void reshape(int x, int y)
+static void reshape(int x, int y)
 {
+       win_width = x;
+       win_height = y;
+
        glViewport(0, 0, x, y);
 
        glMatrixMode(GL_PROJECTION);
@@ -145,7 +185,7 @@ void reshape(int x, int y)
        gluPerspective(50.0, (float)x / (float)y, 0.01, 100.0);
 }
 
-void keyb(unsigned char key, int x, int y)
+static void keyb(unsigned char key, int x, int y)
 {
        switch(key) {
        case 27:
@@ -158,14 +198,26 @@ void keyb(unsigned char key, int x, int y)
        }
 }
 
-void mouse(int bn, int st, int x, int y)
+static void mouse(int bn, int st, int x, int y)
 {
+       int bidx = bn - GLUT_LEFT_BUTTON;
+       bool down = st == GLUT_DOWN;
+
        prev_mx = x;
        prev_my = y;
-       bnstate[bn - GLUT_LEFT_BUTTON] = st == GLUT_DOWN;
+       bnstate[bidx] = down;
+
+       if(bidx == 0) {
+               if(down) {
+                       sel_gear = pick_gear(x, y);
+                       sel_hit_pos = pick_hit.pos;
+               } else {
+                       sel_gear = 0;
+               }
+       }
 }
 
-void motion(int x, int y)
+static void motion(int x, int y)
 {
        int dx = x - prev_mx;
        int dy = y - prev_my;
@@ -174,17 +226,55 @@ void motion(int x, int y)
 
        if(!dx && !dy) return;
 
-       if(bnstate[0]) {
-               cam_theta += dx * 0.5;
-               cam_phi += dy * 0.5;
-
-               if(cam_phi < -90) cam_phi = -90;
-               if(cam_phi > 90) cam_phi = 90;
-               glutPostRedisplay();
-       }
-       if(bnstate[2]) {
-               cam_dist += dy * 0.01;
-               if(cam_dist < 0.0) cam_dist = 0.0;
-               glutPostRedisplay();
+       if(sel_gear) {
+               float speed = 0.5;
+               Vec3 offs = Vec3(dx * speed, -dy * speed, 0.0);
+               offs = sel_gear->get_dir_matrix() * offs;
+
+               sel_gear->set_position(sel_gear->get_position() + offs);
+               machine->invalidate_meshing();
+
+       } else {
+               if(bnstate[0]) {
+                       cam_theta += dx * 0.5;
+                       cam_phi += dy * 0.5;
+
+                       if(cam_phi < -90) cam_phi = -90;
+                       if(cam_phi > 90) cam_phi = 90;
+                       glutPostRedisplay();
+               }
+               if(bnstate[2]) {
+                       cam_dist += dy * 0.01;
+                       if(cam_dist < 0.0) cam_dist = 0.0;
+                       glutPostRedisplay();
+               }
        }
 }
+
+static void passive_motion(int x, int y)
+{
+       prev_mx = x;
+       prev_my = y;
+}
+
+static Gear *pick_gear(int x, int y)
+{
+       double pt[3];
+       double viewmat[16], projmat[16];
+       int vp[4];
+       Ray ray;
+
+       y = win_height - y;
+
+       glGetDoublev(GL_MODELVIEW_MATRIX, viewmat);
+       glGetDoublev(GL_PROJECTION_MATRIX, projmat);
+       glGetIntegerv(GL_VIEWPORT, vp);
+
+       gluUnProject(x, y, 0, viewmat, projmat, vp, pt, pt + 1, pt + 2);
+       ray.origin = Vec3(pt[0], pt[1], pt[2]) * 1000.0f;
+
+       gluUnProject(x, y, 1, viewmat, projmat, vp, pt, pt + 1, pt + 2);
+       ray.dir = Vec3(pt[0], pt[1], pt[2]) * 1000.0f - ray.origin;
+
+       return machine->intersect_gear(ray, &pick_hit);
+}