// This file is part of libigl, a simple c++ geometry processing library.
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// Copyright (C) 2015 Alec Jacobson <alecjacobson@gmail.com>
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// v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed with this file, You can
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#include "collapse_edge.h"
#include "circulation.h"
#include "edge_collapse_is_valid.h"
#include <vector>
IGL_INLINE bool igl::collapse_edge(
const int e,
const Eigen::RowVectorXd & p,
Eigen::MatrixXd & V,
Eigen::MatrixXi & F,
Eigen::MatrixXi & E,
Eigen::VectorXi & EMAP,
Eigen::MatrixXi & EF,
Eigen::MatrixXi & EI,
int & a_e1,
int & a_e2,
int & a_f1,
int & a_f2)
{
// Assign this to 0 rather than, say, -1 so that deleted elements will get
// draw as degenerate elements at vertex 0 (which should always exist and
// never get collapsed to anything else since it is the smallest index)
using namespace Eigen;
using namespace std;
const int eflip = E(e,0)>E(e,1);
// source and destination
const int s = eflip?E(e,1):E(e,0);
const int d = eflip?E(e,0):E(e,1);
if(!edge_collapse_is_valid(e,F,E,EMAP,EF,EI))
{
return false;
}
// Important to grab neighbors of d before monkeying with edges
const std::vector<int> nV2Fd = circulation(e,!eflip,F,E,EMAP,EF,EI);
// The following implementation strongly relies on s<d
assert(s<d && "s should be less than d");
// move source and destination to midpoint
V.row(s) = p;
V.row(d) = p;
// Helper function to replace edge and associate information with NULL
const auto & kill_edge = [&E,&EI,&EF](const int e)
{
E(e,0) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
E(e,1) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
EF(e,0) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
EF(e,1) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
EI(e,0) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
EI(e,1) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
};
// update edge info
// for each flap
const int m = F.rows();
for(int side = 0;side<2;side++)
{
const int f = EF(e,side);
const int v = EI(e,side);
const int sign = (eflip==0?1:-1)*(1-2*side);
// next edge emanating from d
const int e1 = EMAP(f+m*((v+sign*1+3)%3));
// prev edge pointing to s
const int e2 = EMAP(f+m*((v+sign*2+3)%3));
assert(E(e1,0) == d || E(e1,1) == d);
assert(E(e2,0) == s || E(e2,1) == s);
// face adjacent to f on e1, also incident on d
const bool flip1 = EF(e1,1)==f;
const int f1 = flip1 ? EF(e1,0) : EF(e1,1);
assert(f1!=f);
assert(F(f1,0)==d || F(f1,1)==d || F(f1,2) == d);
// across from which vertex of f1 does e1 appear?
const int v1 = flip1 ? EI(e1,0) : EI(e1,1);
// Kill e1
kill_edge(e1);
// Kill f
F(f,0) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
F(f,1) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
F(f,2) = IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL;
// map f1's edge on e1 to e2
assert(EMAP(f1+m*v1) == e1);
EMAP(f1+m*v1) = e2;
// side opposite f2, the face adjacent to f on e2, also incident on s
const int opp2 = (EF(e2,0)==f?0:1);
assert(EF(e2,opp2) == f);
EF(e2,opp2) = f1;
EI(e2,opp2) = v1;
// remap e2 from d to s
E(e2,0) = E(e2,0)==d ? s : E(e2,0);
E(e2,1) = E(e2,1)==d ? s : E(e2,1);
if(side==0)
{
a_e1 = e1;
a_f1 = f;
}else
{
a_e2 = e1;
a_f2 = f;
}
}
// finally, reindex faces and edges incident on d. Do this last so asserts
// make sense.
//
// Could actually skip first and last, since those are always the two
// collpased faces.
for(auto f : nV2Fd)
{
for(int v = 0;v<3;v++)
{
if(F(f,v) == d)
{
const int flip1 = (EF(EMAP(f+m*((v+1)%3)),0)==f)?1:0;
const int flip2 = (EF(EMAP(f+m*((v+2)%3)),0)==f)?0:1;
assert(
E(EMAP(f+m*((v+1)%3)),flip1) == d ||
E(EMAP(f+m*((v+1)%3)),flip1) == s);
E(EMAP(f+m*((v+1)%3)),flip1) = s;
assert(
E(EMAP(f+m*((v+2)%3)),flip2) == d ||
E(EMAP(f+m*((v+2)%3)),flip2) == s);
E(EMAP(f+m*((v+2)%3)),flip2) = s;
F(f,v) = s;
break;
}
}
}
// Finally, "remove" this edge and its information
kill_edge(e);
return true;
}
IGL_INLINE bool igl::collapse_edge(
const int e,
const Eigen::RowVectorXd & p,
Eigen::MatrixXd & V,
Eigen::MatrixXi & F,
Eigen::MatrixXi & E,
Eigen::VectorXi & EMAP,
Eigen::MatrixXi & EF,
Eigen::MatrixXi & EI)
{
int e1,e2,f1,f2;
return collapse_edge(e,p,V,F,E,EMAP,EF,EI,e1,e2,f1,f2);
}
IGL_INLINE bool igl::collapse_edge(
const std::function<void(
const int,
const Eigen::MatrixXd &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::VectorXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
double &,
Eigen::RowVectorXd &)> & cost_and_placement,
Eigen::MatrixXd & V,
Eigen::MatrixXi & F,
Eigen::MatrixXi & E,
Eigen::VectorXi & EMAP,
Eigen::MatrixXi & EF,
Eigen::MatrixXi & EI,
std::set<std::pair<double,int> > & Q,
std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > & Qit,
Eigen::MatrixXd & C)
{
int e,e1,e2,f1,f2;
const auto always_try = [](
const Eigen::MatrixXd & ,/*V*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*F*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*E*/
const Eigen::VectorXi & ,/*EMAP*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*EF*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*EI*/
const std::set<std::pair<double,int> > & ,/*Q*/
const std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > &,/*Qit*/
const Eigen::MatrixXd & ,/*C*/
const int /*e*/
) -> bool { return true;};
const auto never_care = [](
const Eigen::MatrixXd & , /*V*/
const Eigen::MatrixXi & , /*F*/
const Eigen::MatrixXi & , /*E*/
const Eigen::VectorXi & ,/*EMAP*/
const Eigen::MatrixXi & , /*EF*/
const Eigen::MatrixXi & , /*EI*/
const std::set<std::pair<double,int> > & , /*Q*/
const std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > &, /*Qit*/
const Eigen::MatrixXd & , /*C*/
const int , /*e*/
const int , /*e1*/
const int , /*e2*/
const int , /*f1*/
const int , /*f2*/
const bool /*collapsed*/
)-> void { };
return
collapse_edge(
cost_and_placement,always_try,never_care,
V,F,E,EMAP,EF,EI,Q,Qit,C,e,e1,e2,f1,f2);
}
IGL_INLINE bool igl::collapse_edge(
const std::function<void(
const int,
const Eigen::MatrixXd &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::VectorXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
double &,
Eigen::RowVectorXd &)> & cost_and_placement,
const std::function<bool(
const Eigen::MatrixXd & ,/*V*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*F*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*E*/
const Eigen::VectorXi & ,/*EMAP*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*EF*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*EI*/
const std::set<std::pair<double,int> > & ,/*Q*/
const std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > &,/*Qit*/
const Eigen::MatrixXd & ,/*C*/
const int /*e*/
)> & pre_collapse,
const std::function<void(
const Eigen::MatrixXd & , /*V*/
const Eigen::MatrixXi & , /*F*/
const Eigen::MatrixXi & , /*E*/
const Eigen::VectorXi & ,/*EMAP*/
const Eigen::MatrixXi & , /*EF*/
const Eigen::MatrixXi & , /*EI*/
const std::set<std::pair<double,int> > & , /*Q*/
const std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > &, /*Qit*/
const Eigen::MatrixXd & , /*C*/
const int , /*e*/
const int , /*e1*/
const int , /*e2*/
const int , /*f1*/
const int , /*f2*/
const bool /*collapsed*/
)> & post_collapse,
Eigen::MatrixXd & V,
Eigen::MatrixXi & F,
Eigen::MatrixXi & E,
Eigen::VectorXi & EMAP,
Eigen::MatrixXi & EF,
Eigen::MatrixXi & EI,
std::set<std::pair<double,int> > & Q,
std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > & Qit,
Eigen::MatrixXd & C)
{
int e,e1,e2,f1,f2;
return
collapse_edge(
cost_and_placement,pre_collapse,post_collapse,
V,F,E,EMAP,EF,EI,Q,Qit,C,e,e1,e2,f1,f2);
}
IGL_INLINE bool igl::collapse_edge(
const std::function<void(
const int,
const Eigen::MatrixXd &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::VectorXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
const Eigen::MatrixXi &,
double &,
Eigen::RowVectorXd &)> & cost_and_placement,
const std::function<bool(
const Eigen::MatrixXd & ,/*V*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*F*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*E*/
const Eigen::VectorXi & ,/*EMAP*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*EF*/
const Eigen::MatrixXi & ,/*EI*/
const std::set<std::pair<double,int> > & ,/*Q*/
const std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > &,/*Qit*/
const Eigen::MatrixXd & ,/*C*/
const int /*e*/
)> & pre_collapse,
const std::function<void(
const Eigen::MatrixXd & , /*V*/
const Eigen::MatrixXi & , /*F*/
const Eigen::MatrixXi & , /*E*/
const Eigen::VectorXi & ,/*EMAP*/
const Eigen::MatrixXi & , /*EF*/
const Eigen::MatrixXi & , /*EI*/
const std::set<std::pair<double,int> > & , /*Q*/
const std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > &, /*Qit*/
const Eigen::MatrixXd & , /*C*/
const int , /*e*/
const int , /*e1*/
const int , /*e2*/
const int , /*f1*/
const int , /*f2*/
const bool /*collapsed*/
)> & post_collapse,
Eigen::MatrixXd & V,
Eigen::MatrixXi & F,
Eigen::MatrixXi & E,
Eigen::VectorXi & EMAP,
Eigen::MatrixXi & EF,
Eigen::MatrixXi & EI,
std::set<std::pair<double,int> > & Q,
std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > & Qit,
Eigen::MatrixXd & C,
int & e,
int & e1,
int & e2,
int & f1,
int & f2)
{
using namespace Eigen;
if(Q.empty())
{
// no edges to collapse
return false;
}
std::pair<double,int> p = *(Q.begin());
if(p.first == std::numeric_limits<double>::infinity())
{
// min cost edge is infinite cost
return false;
}
Q.erase(Q.begin());
e = p.second;
Qit[e] = Q.end();
std::vector<int> N = circulation(e, true,F,E,EMAP,EF,EI);
std::vector<int> Nd = circulation(e,false,F,E,EMAP,EF,EI);
N.insert(N.begin(),Nd.begin(),Nd.end());
bool collapsed = true;
if(pre_collapse(V,F,E,EMAP,EF,EI,Q,Qit,C,e))
{
collapsed = collapse_edge(e,C.row(e),V,F,E,EMAP,EF,EI,e1,e2,f1,f2);
}else
{
// Aborted by pre collapse callback
collapsed = false;
}
post_collapse(V,F,E,EMAP,EF,EI,Q,Qit,C,e,e1,e2,f1,f2,collapsed);
if(collapsed)
{
// Erase the two, other collapsed edges
Q.erase(Qit[e1]);
Qit[e1] = Q.end();
Q.erase(Qit[e2]);
Qit[e2] = Q.end();
// update local neighbors
// loop over original face neighbors
for(auto n : N)
{
if(F(n,0) != IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL ||
F(n,1) != IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL ||
F(n,2) != IGL_COLLAPSE_EDGE_NULL)
{
for(int v = 0;v<3;v++)
{
// get edge id
const int ei = EMAP(v*F.rows()+n);
// erase old entry
Q.erase(Qit[ei]);
// compute cost and potential placement
double cost;
RowVectorXd place;
cost_and_placement(ei,V,F,E,EMAP,EF,EI,cost,place);
// Replace in queue
Qit[ei] = Q.insert(std::pair<double,int>(cost,ei)).first;
C.row(ei) = place;
}
}
}
}else
{
// reinsert with infinite weight (the provided cost function must **not**
// have given this un-collapsable edge inf cost already)
p.first = std::numeric_limits<double>::infinity();
Qit[e] = Q.insert(p).first;
}
return collapsed;
}