| [8393] | 1 | /* | 
|---|
 | 2 | Bullet Continuous Collision Detection and Physics Library | 
|---|
 | 3 | Copyright (c) 2011 Advanced Micro Devices, Inc.  http://bulletphysics.org | 
|---|
 | 4 |  | 
|---|
 | 5 | This software is provided 'as-is', without any express or implied warranty. | 
|---|
 | 6 | In no event will the authors be held liable for any damages arising from the use of this software. | 
|---|
 | 7 | Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,  | 
|---|
 | 8 | including commercial applications, and to alter it and redistribute it freely,  | 
|---|
 | 9 | subject to the following restrictions: | 
|---|
 | 10 |  | 
|---|
 | 11 | 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not claim that you wrote the original software. If you use this software in a product, an acknowledgment in the product documentation would be appreciated but is not required. | 
|---|
 | 12 | 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be misrepresented as being the original software. | 
|---|
 | 13 | 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution. | 
|---|
 | 14 | */ | 
|---|
 | 15 |  | 
|---|
 | 16 |  | 
|---|
 | 17 | ///This file was written by Erwin Coumans | 
|---|
 | 18 | ///Separating axis rest based on work from Pierre Terdiman, see | 
|---|
 | 19 | ///And contact clipping based on work from Simon Hobbs | 
|---|
 | 20 |  | 
|---|
 | 21 |  | 
|---|
 | 22 | #include "btPolyhedralContactClipping.h" | 
|---|
 | 23 | #include "BulletCollision/CollisionShapes/btConvexPolyhedron.h" | 
|---|
 | 24 |  | 
|---|
 | 25 | #include <float.h> //for FLT_MAX | 
|---|
 | 26 |  | 
|---|
 | 27 |  | 
|---|
 | 28 | // Clips a face to the back of a plane | 
|---|
 | 29 | void btPolyhedralContactClipping::clipFace(const btVertexArray& pVtxIn, btVertexArray& ppVtxOut, const btVector3& planeNormalWS,btScalar planeEqWS) | 
|---|
 | 30 | { | 
|---|
 | 31 |          | 
|---|
 | 32 |         int ve; | 
|---|
 | 33 |         btScalar ds, de; | 
|---|
 | 34 |         int numVerts = pVtxIn.size(); | 
|---|
 | 35 |         if (numVerts < 2) | 
|---|
 | 36 |                 return; | 
|---|
 | 37 |  | 
|---|
 | 38 |         btVector3 firstVertex=pVtxIn[pVtxIn.size()-1]; | 
|---|
 | 39 |         btVector3 endVertex = pVtxIn[0]; | 
|---|
 | 40 |          | 
|---|
 | 41 |         ds = planeNormalWS.dot(firstVertex)+planeEqWS; | 
|---|
 | 42 |  | 
|---|
 | 43 |         for (ve = 0; ve < numVerts; ve++) | 
|---|
 | 44 |         { | 
|---|
 | 45 |                 endVertex=pVtxIn[ve]; | 
|---|
 | 46 |  | 
|---|
 | 47 |                 de = planeNormalWS.dot(endVertex)+planeEqWS; | 
|---|
 | 48 |  | 
|---|
 | 49 |                 if (ds<0) | 
|---|
 | 50 |                 { | 
|---|
 | 51 |                         if (de<0) | 
|---|
 | 52 |                         { | 
|---|
 | 53 |                                 // Start < 0, end < 0, so output endVertex | 
|---|
 | 54 |                                 ppVtxOut.push_back(endVertex); | 
|---|
 | 55 |                         } | 
|---|
 | 56 |                         else | 
|---|
 | 57 |                         { | 
|---|
 | 58 |                                 // Start < 0, end >= 0, so output intersection | 
|---|
 | 59 |                                 ppVtxOut.push_back(     firstVertex.lerp(endVertex,btScalar(ds * 1.f/(ds - de)))); | 
|---|
 | 60 |                         } | 
|---|
 | 61 |                 } | 
|---|
 | 62 |                 else | 
|---|
 | 63 |                 { | 
|---|
 | 64 |                         if (de<0) | 
|---|
 | 65 |                         { | 
|---|
 | 66 |                                 // Start >= 0, end < 0 so output intersection and end | 
|---|
 | 67 |                                 ppVtxOut.push_back(firstVertex.lerp(endVertex,btScalar(ds * 1.f/(ds - de)))); | 
|---|
 | 68 |                                 ppVtxOut.push_back(endVertex); | 
|---|
 | 69 |                         } | 
|---|
 | 70 |                 } | 
|---|
 | 71 |                 firstVertex = endVertex; | 
|---|
 | 72 |                 ds = de; | 
|---|
 | 73 |         } | 
|---|
 | 74 | } | 
|---|
 | 75 | #include <stdio.h> | 
|---|
 | 76 |  | 
|---|
 | 77 |  | 
|---|
 | 78 | static bool TestSepAxis(const btConvexPolyhedron& hullA, const btConvexPolyhedron& hullB, const btTransform& transA,const btTransform& transB, const btVector3& sep_axis, float& depth) | 
|---|
 | 79 | { | 
|---|
 | 80 |         float Min0,Max0; | 
|---|
 | 81 |         float Min1,Max1; | 
|---|
 | 82 |         hullA.project(transA,sep_axis, Min0, Max0); | 
|---|
 | 83 |         hullB.project(transB, sep_axis, Min1, Max1); | 
|---|
 | 84 |  | 
|---|
 | 85 |         if(Max0<Min1 || Max1<Min0) | 
|---|
 | 86 |                 return false; | 
|---|
 | 87 |  | 
|---|
 | 88 |         float d0 = Max0 - Min1; | 
|---|
 | 89 |         assert(d0>=0.0f); | 
|---|
 | 90 |         float d1 = Max1 - Min0; | 
|---|
 | 91 |         assert(d1>=0.0f); | 
|---|
 | 92 |         depth = d0<d1 ? d0:d1; | 
|---|
 | 93 |         return true; | 
|---|
 | 94 | } | 
|---|
 | 95 |  | 
|---|
 | 96 |  | 
|---|
 | 97 |  | 
|---|
 | 98 | static int gActualSATPairTests=0; | 
|---|
 | 99 |  | 
|---|
 | 100 | inline bool IsAlmostZero(const btVector3& v) | 
|---|
 | 101 | { | 
|---|
 | 102 |         if(fabsf(v.x())>1e-6 || fabsf(v.y())>1e-6 || fabsf(v.z())>1e-6) return false; | 
|---|
 | 103 |         return true; | 
|---|
 | 104 | } | 
|---|
 | 105 |  | 
|---|
 | 106 |  | 
|---|
 | 107 | bool btPolyhedralContactClipping::findSeparatingAxis(   const btConvexPolyhedron& hullA, const btConvexPolyhedron& hullB, const btTransform& transA,const btTransform& transB, btVector3& sep) | 
|---|
 | 108 | { | 
|---|
 | 109 |         gActualSATPairTests++; | 
|---|
 | 110 |  | 
|---|
 | 111 | #ifdef TEST_INTERNAL_OBJECTS | 
|---|
 | 112 |         const btVector3 c0 = transA * hullA.mLocalCenter; | 
|---|
 | 113 |         const btVector3 c1 = transB * hullB.mLocalCenter; | 
|---|
 | 114 |         const btVector3 DeltaC2 = c0 - c1; | 
|---|
 | 115 | #endif | 
|---|
 | 116 |  | 
|---|
 | 117 |         float dmin = FLT_MAX; | 
|---|
 | 118 |         int curPlaneTests=0; | 
|---|
 | 119 |  | 
|---|
 | 120 |         int numFacesA = hullA.m_faces.size(); | 
|---|
 | 121 |         // Test normals from hullA | 
|---|
 | 122 |         for(int i=0;i<numFacesA;i++) | 
|---|
 | 123 |         { | 
|---|
 | 124 |                 const btVector3 Normal(hullA.m_faces[i].m_plane[0], hullA.m_faces[i].m_plane[1], hullA.m_faces[i].m_plane[2]); | 
|---|
 | 125 |                 const btVector3 faceANormalWS = transA.getBasis() * Normal; | 
|---|
 | 126 |  | 
|---|
 | 127 |                 curPlaneTests++; | 
|---|
 | 128 | #ifdef TEST_INTERNAL_OBJECTS | 
|---|
 | 129 |                 gExpectedNbTests++; | 
|---|
 | 130 |                 if(gUseInternalObject && !TestInternalObjects(transA,transB,DeltaC2, faceANormalWS, hullA, hullB, dmin)) | 
|---|
 | 131 |                         continue; | 
|---|
 | 132 |                 gActualNbTests++; | 
|---|
 | 133 | #endif | 
|---|
 | 134 |  | 
|---|
 | 135 |                 float d; | 
|---|
 | 136 |                 if(!TestSepAxis( hullA, hullB, transA,transB, faceANormalWS, d)) | 
|---|
 | 137 |                         return false; | 
|---|
 | 138 |  | 
|---|
 | 139 |                 if(d<dmin) | 
|---|
 | 140 |                 { | 
|---|
 | 141 |                         dmin = d; | 
|---|
 | 142 |                         sep = faceANormalWS; | 
|---|
 | 143 |                 } | 
|---|
 | 144 |         } | 
|---|
 | 145 |  | 
|---|
 | 146 |         int numFacesB = hullB.m_faces.size(); | 
|---|
 | 147 |         // Test normals from hullB | 
|---|
 | 148 |         for(int i=0;i<numFacesB;i++) | 
|---|
 | 149 |         { | 
|---|
 | 150 |                 const btVector3 Normal(hullB.m_faces[i].m_plane[0], hullB.m_faces[i].m_plane[1], hullB.m_faces[i].m_plane[2]); | 
|---|
 | 151 |                 const btVector3 WorldNormal = transB.getBasis() * Normal; | 
|---|
 | 152 |  | 
|---|
 | 153 |                 curPlaneTests++; | 
|---|
 | 154 | #ifdef TEST_INTERNAL_OBJECTS | 
|---|
 | 155 |                 gExpectedNbTests++; | 
|---|
 | 156 |                 if(gUseInternalObject && !TestInternalObjects(transA,transB,DeltaC2, WorldNormal, hullA, hullB, dmin)) | 
|---|
 | 157 |                         continue; | 
|---|
 | 158 |                 gActualNbTests++; | 
|---|
 | 159 | #endif | 
|---|
 | 160 |  | 
|---|
 | 161 |                 float d; | 
|---|
 | 162 |                 if(!TestSepAxis(hullA, hullB,transA,transB, WorldNormal,d)) | 
|---|
 | 163 |                         return false; | 
|---|
 | 164 |  | 
|---|
 | 165 |                 if(d<dmin) | 
|---|
 | 166 |                 { | 
|---|
 | 167 |                         dmin = d; | 
|---|
 | 168 |                         sep = WorldNormal; | 
|---|
 | 169 |                 } | 
|---|
 | 170 |         } | 
|---|
 | 171 |  | 
|---|
 | 172 |         btVector3 edgeAstart,edgeAend,edgeBstart,edgeBend; | 
|---|
 | 173 |  | 
|---|
 | 174 |         int curEdgeEdge = 0; | 
|---|
 | 175 |         // Test edges | 
|---|
 | 176 |         for(int e0=0;e0<hullA.m_uniqueEdges.size();e0++) | 
|---|
 | 177 |         { | 
|---|
 | 178 |                 const btVector3 edge0 = hullA.m_uniqueEdges[e0]; | 
|---|
 | 179 |                 const btVector3 WorldEdge0 = transA.getBasis() * edge0; | 
|---|
 | 180 |                 for(int e1=0;e1<hullB.m_uniqueEdges.size();e1++) | 
|---|
 | 181 |                 { | 
|---|
 | 182 |                         const btVector3 edge1 = hullB.m_uniqueEdges[e1]; | 
|---|
 | 183 |                         const btVector3 WorldEdge1 = transB.getBasis() * edge1; | 
|---|
 | 184 |  | 
|---|
 | 185 |                         btVector3 Cross = WorldEdge0.cross(WorldEdge1); | 
|---|
 | 186 |                         curEdgeEdge++; | 
|---|
 | 187 |                         if(!IsAlmostZero(Cross)) | 
|---|
 | 188 |                         { | 
|---|
 | 189 |                                 Cross = Cross.normalize(); | 
|---|
 | 190 |  | 
|---|
 | 191 | #ifdef TEST_INTERNAL_OBJECTS | 
|---|
 | 192 |                                 gExpectedNbTests++; | 
|---|
 | 193 |                                 if(gUseInternalObject && !TestInternalObjects(transA,transB,DeltaC2, Cross, hullA, hullB, dmin)) | 
|---|
 | 194 |                                         continue; | 
|---|
 | 195 |                                 gActualNbTests++; | 
|---|
 | 196 | #endif | 
|---|
 | 197 |  | 
|---|
 | 198 |                                 float dist; | 
|---|
 | 199 |                                 if(!TestSepAxis( hullA, hullB, transA,transB, Cross, dist)) | 
|---|
 | 200 |                                         return false; | 
|---|
 | 201 |  | 
|---|
 | 202 |                                 if(dist<dmin) | 
|---|
 | 203 |                                 { | 
|---|
 | 204 |                                         dmin = dist; | 
|---|
 | 205 |                                         sep = Cross; | 
|---|
 | 206 |                                 } | 
|---|
 | 207 |                         } | 
|---|
 | 208 |                 } | 
|---|
 | 209 |  | 
|---|
 | 210 |         } | 
|---|
 | 211 |  | 
|---|
 | 212 |         const btVector3 deltaC = transB.getOrigin() - transA.getOrigin(); | 
|---|
 | 213 |         if((deltaC.dot(sep))>0.0f) | 
|---|
 | 214 |                 sep = -sep; | 
|---|
 | 215 |  | 
|---|
 | 216 |         return true; | 
|---|
 | 217 | } | 
|---|
 | 218 |  | 
|---|
 | 219 | void    btPolyhedralContactClipping::clipFaceAgainstHull(const btVector3& separatingNormal, const btConvexPolyhedron& hullA,  const btTransform& transA, btVertexArray& worldVertsB1, const btScalar minDist, btScalar maxDist,btDiscreteCollisionDetectorInterface::Result& resultOut) | 
|---|
 | 220 | { | 
|---|
 | 221 |         btVertexArray worldVertsB2; | 
|---|
 | 222 |         btVertexArray* pVtxIn = &worldVertsB1; | 
|---|
 | 223 |         btVertexArray* pVtxOut = &worldVertsB2; | 
|---|
 | 224 |         pVtxOut->reserve(pVtxIn->size()); | 
|---|
 | 225 |  | 
|---|
 | 226 |         int closestFaceA=-1; | 
|---|
 | 227 |         { | 
|---|
 | 228 |                 btScalar dmin = FLT_MAX; | 
|---|
 | 229 |                 for(int face=0;face<hullA.m_faces.size();face++) | 
|---|
 | 230 |                 { | 
|---|
 | 231 |                         const btVector3 Normal(hullA.m_faces[face].m_plane[0], hullA.m_faces[face].m_plane[1], hullA.m_faces[face].m_plane[2]); | 
|---|
 | 232 |                         const btVector3 faceANormalWS = transA.getBasis() * Normal; | 
|---|
 | 233 |                  | 
|---|
 | 234 |                         btScalar d = faceANormalWS.dot(separatingNormal); | 
|---|
 | 235 |                         if (d < dmin) | 
|---|
 | 236 |                         { | 
|---|
 | 237 |                                 dmin = d; | 
|---|
 | 238 |                                 closestFaceA = face; | 
|---|
 | 239 |                         } | 
|---|
 | 240 |                 } | 
|---|
 | 241 |         } | 
|---|
 | 242 |         if (closestFaceA<0) | 
|---|
 | 243 |                 return; | 
|---|
 | 244 |  | 
|---|
 | 245 |         const btFace& polyA = hullA.m_faces[closestFaceA]; | 
|---|
 | 246 |  | 
|---|
 | 247 |                 // clip polygon to back of planes of all faces of hull A that are adjacent to witness face | 
|---|
 | 248 |         int numContacts = pVtxIn->size(); | 
|---|
 | 249 |         int numVerticesA = polyA.m_indices.size(); | 
|---|
 | 250 |         for(int e0=0;e0<numVerticesA;e0++) | 
|---|
 | 251 |         { | 
|---|
 | 252 |                 /*const btVector3& a = hullA.m_vertices[polyA.m_indices[e0]]; | 
|---|
 | 253 |                 const btVector3& b = hullA.m_vertices[polyA.m_indices[(e0+1)%numVerticesA]]; | 
|---|
 | 254 |                 const btVector3 edge0 = a - b; | 
|---|
 | 255 |                 const btVector3 WorldEdge0 = transA.getBasis() * edge0; | 
|---|
 | 256 |                 */ | 
|---|
 | 257 |  | 
|---|
 | 258 |                 int otherFace = polyA.m_connectedFaces[e0]; | 
|---|
 | 259 |                 btVector3 localPlaneNormal (hullA.m_faces[otherFace].m_plane[0],hullA.m_faces[otherFace].m_plane[1],hullA.m_faces[otherFace].m_plane[2]); | 
|---|
 | 260 |                 btScalar localPlaneEq = hullA.m_faces[otherFace].m_plane[3]; | 
|---|
 | 261 |  | 
|---|
 | 262 |                 btVector3 planeNormalWS = transA.getBasis()*localPlaneNormal; | 
|---|
 | 263 |                 btScalar planeEqWS=localPlaneEq-planeNormalWS.dot(transA.getOrigin()); | 
|---|
 | 264 |                 //clip face | 
|---|
 | 265 |  | 
|---|
 | 266 |                 clipFace(*pVtxIn, *pVtxOut,planeNormalWS,planeEqWS); | 
|---|
 | 267 |                 btSwap(pVtxIn,pVtxOut); | 
|---|
 | 268 |                 pVtxOut->resize(0); | 
|---|
 | 269 |         } | 
|---|
 | 270 |  | 
|---|
 | 271 |  | 
|---|
 | 272 |  | 
|---|
 | 273 | //#define ONLY_REPORT_DEEPEST_POINT | 
|---|
 | 274 |  | 
|---|
 | 275 |         btVector3 point; | 
|---|
 | 276 |          | 
|---|
 | 277 |  | 
|---|
 | 278 |         // only keep points that are behind the witness face | 
|---|
 | 279 |         { | 
|---|
 | 280 |                 btVector3 localPlaneNormal (polyA.m_plane[0],polyA.m_plane[1],polyA.m_plane[2]); | 
|---|
 | 281 |                 btScalar localPlaneEq = polyA.m_plane[3]; | 
|---|
 | 282 |                 btVector3 planeNormalWS = transA.getBasis()*localPlaneNormal; | 
|---|
 | 283 |                 btScalar planeEqWS=localPlaneEq-planeNormalWS.dot(transA.getOrigin()); | 
|---|
 | 284 |                 for (int i=0;i<pVtxIn->size();i++) | 
|---|
 | 285 |                 { | 
|---|
 | 286 |                          | 
|---|
 | 287 |                         btScalar depth = planeNormalWS.dot(pVtxIn->at(i))+planeEqWS; | 
|---|
 | 288 |                         if (depth <=maxDist && depth >=minDist) | 
|---|
 | 289 |                         { | 
|---|
 | 290 |                                 btVector3 point = pVtxIn->at(i); | 
|---|
 | 291 | #ifdef ONLY_REPORT_DEEPEST_POINT | 
|---|
 | 292 |                                 curMaxDist = depth; | 
|---|
 | 293 | #else | 
|---|
 | 294 | #if 0 | 
|---|
 | 295 |                                 if (depth<-3) | 
|---|
 | 296 |                                 { | 
|---|
 | 297 |                                         printf("error in btPolyhedralContactClipping depth = %f\n", depth); | 
|---|
 | 298 |                                         printf("likely wrong separatingNormal passed in\n"); | 
|---|
 | 299 |                                 }  | 
|---|
 | 300 | #endif                           | 
|---|
 | 301 |                                 resultOut.addContactPoint(separatingNormal,point,depth); | 
|---|
 | 302 | #endif | 
|---|
 | 303 |                         } | 
|---|
 | 304 |                 } | 
|---|
 | 305 |         } | 
|---|
 | 306 | #ifdef ONLY_REPORT_DEEPEST_POINT | 
|---|
 | 307 |         if (curMaxDist<maxDist) | 
|---|
 | 308 |         { | 
|---|
 | 309 |                 resultOut.addContactPoint(separatingNormal,point,curMaxDist); | 
|---|
 | 310 |         } | 
|---|
 | 311 | #endif //ONLY_REPORT_DEEPEST_POINT | 
|---|
 | 312 |  | 
|---|
 | 313 | } | 
|---|
 | 314 |  | 
|---|
 | 315 | void    btPolyhedralContactClipping::clipHullAgainstHull(const btVector3& separatingNormal, const btConvexPolyhedron& hullA, const btConvexPolyhedron& hullB, const btTransform& transA,const btTransform& transB, const btScalar minDist, btScalar maxDist,btDiscreteCollisionDetectorInterface::Result& resultOut) | 
|---|
 | 316 | { | 
|---|
 | 317 |  | 
|---|
 | 318 |         btScalar curMaxDist=maxDist; | 
|---|
 | 319 |         int closestFaceB=-1; | 
|---|
 | 320 |  | 
|---|
 | 321 |         { | 
|---|
 | 322 |                 btScalar dmax = -FLT_MAX; | 
|---|
 | 323 |                 for(int face=0;face<hullB.m_faces.size();face++) | 
|---|
 | 324 |                 { | 
|---|
 | 325 |                         const btVector3 Normal(hullB.m_faces[face].m_plane[0], hullB.m_faces[face].m_plane[1], hullB.m_faces[face].m_plane[2]); | 
|---|
 | 326 |                         const btVector3 WorldNormal = transB.getBasis() * Normal; | 
|---|
 | 327 |  | 
|---|
 | 328 |                         btScalar d = WorldNormal.dot(separatingNormal); | 
|---|
 | 329 |                         if (d > dmax) | 
|---|
 | 330 |                         { | 
|---|
 | 331 |                                 dmax = d; | 
|---|
 | 332 |                                 closestFaceB = face; | 
|---|
 | 333 |                         } | 
|---|
 | 334 |                 } | 
|---|
 | 335 |         } | 
|---|
 | 336 |  | 
|---|
 | 337 |  | 
|---|
 | 338 |  | 
|---|
 | 339 |         if (closestFaceB<0) | 
|---|
 | 340 |         { | 
|---|
 | 341 |                 return; | 
|---|
 | 342 |         } | 
|---|
 | 343 |  | 
|---|
 | 344 |  | 
|---|
 | 345 |  | 
|---|
 | 346 |         // setup initial clip face (minimizing face from hull B) | 
|---|
 | 347 |         btVertexArray worldVertsB1; | 
|---|
 | 348 |         { | 
|---|
 | 349 |                 const btFace& polyB = hullB.m_faces[closestFaceB]; | 
|---|
 | 350 |                 const int numVertices = polyB.m_indices.size(); | 
|---|
 | 351 |                 for(int e0=0;e0<numVertices;e0++) | 
|---|
 | 352 |                 { | 
|---|
 | 353 |                         const btVector3& b = hullB.m_vertices[polyB.m_indices[e0]]; | 
|---|
 | 354 |                         worldVertsB1.push_back(transB*b); | 
|---|
 | 355 |                 } | 
|---|
 | 356 |         } | 
|---|
 | 357 |  | 
|---|
 | 358 |         clipFaceAgainstHull(separatingNormal, hullA, transA,worldVertsB1, minDist, maxDist,resultOut); | 
|---|
 | 359 |  | 
|---|
 | 360 | } | 
|---|