| 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. | 
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| 14 | */ | 
|---|
| 15 |  | 
|---|
| 16 |  | 
|---|
| 17 | ///This file was written by Erwin Coumans | 
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| 18 | ///Separating axis rest based on work from Pierre Terdiman, see | 
|---|
| 19 | ///And contact clipping based on work from Simon Hobbs | 
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| 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 | } | 
|---|