Dependencies/GLU/tess.c

   1 /*
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   4  *
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  11  *
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  22  * OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
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  28  * Silicon Graphics, Inc.
  29  */
  30 /*
  31 ** Author: Eric Veach, July 1994.
  32 **
  33 */
  34
  35 #include "gluos.h"
  36 #include <stddef.h>
  37 #include <assert.h>
  38 #include <setjmp.h>
  39 #include "memalloc.h"
  40 #include "tess.h"
  41 #include "mesh.h"
  42 #include "normal.h"
  43 #include "sweep.h"
  44 #include "tessmono.h"
  45 #include "render.h"
  46
  47 #define GLU_TESS_DEFAULT_TOLERANCE 0.0
  48 #define GLU_TESS_MESH           100112  /* void (*)(GLUmesh *mesh)          */
  49
  50 #define TRUE 1
  51 #define FALSE 0
  52
  53 /*ARGSUSED*/ static void GLAPIENTRY noBegin( GLenum type ) {}
  54 /*ARGSUSED*/ static void GLAPIENTRY noEdgeFlag( GLboolean boundaryEdge ) {}
  55 /*ARGSUSED*/ static void GLAPIENTRY noVertex( void *data ) {}
  56 /*ARGSUSED*/ static void GLAPIENTRY noEnd( void ) {}
  57 /*ARGSUSED*/ static void GLAPIENTRY noError( GLenum errnum ) {}
  58 /*ARGSUSED*/ static void GLAPIENTRY noCombine( GLdouble coords[3], void *data[4],
  59                                     GLfloat weight[4], void **dataOut ) {}
  60 /*ARGSUSED*/ static void GLAPIENTRY noMesh( GLUmesh *mesh ) {}
  61
  62
  63 /*ARGSUSED*/ void GLAPIENTRY __gl_noBeginData( GLenum type,
  64                                              void *polygonData ) {}
  65 /*ARGSUSED*/ void GLAPIENTRY __gl_noEdgeFlagData( GLboolean boundaryEdge,
  66                                        void *polygonData ) {}
  67 /*ARGSUSED*/ void GLAPIENTRY __gl_noVertexData( void *data,
  68                                               void *polygonData ) {}
  69 /*ARGSUSED*/ void GLAPIENTRY __gl_noEndData( void *polygonData ) {}
  70 /*ARGSUSED*/ void GLAPIENTRY __gl_noErrorData( GLenum errnum,
  71                                              void *polygonData ) {}
  72 /*ARGSUSED*/ void GLAPIENTRY __gl_noCombineData( GLdouble coords[3],
  73                                                void *data[4],
  74                                                GLfloat weight[4],
  75                                                void **outData,
  76                                                void *polygonData ) {}
  77
  78 /* Half-edges are allocated in pairs (see mesh.c) */
  79 typedef struct { GLUhalfEdge e, eSym; } EdgePair;
  80
  81 #undef  MAX
  82 #define MAX(a,b)        ((a) > (b) ? (a) : (b))
  83 #define MAX_FAST_ALLOC  (MAX(sizeof(EdgePair), \
  84                          MAX(sizeof(GLUvertex),sizeof(GLUface))))
  85
  86
  87 GLUtesselator * GLAPIENTRY
  88 gluNewTess( void )
  89 {
  90   GLUtesselator *tess;
  91
  92   /* Only initialize fields which can be changed by the api.  Other fields
  93    * are initialized where they are used.
  94    */
  95
  96   if (memInit( MAX_FAST_ALLOC ) == 0) {
  97      return 0;                  /* out of memory */
  98   }
  99   tess = (GLUtesselator *)memAlloc( sizeof( GLUtesselator ));
 100   if (tess == NULL) {
 101      return 0;                  /* out of memory */
 102   }
 103
 104   tess->state = T_DORMANT;
 105
 106   tess->normal[0] = 0;
 107   tess->normal[1] = 0;
 108   tess->normal[2] = 0;
 109
 110   tess->relTolerance = GLU_TESS_DEFAULT_TOLERANCE;
 111   tess->windingRule = GLU_TESS_WINDING_ODD;
 112   tess->flagBoundary = FALSE;
 113   tess->boundaryOnly = FALSE;
 114
 115   tess->callBegin = &noBegin;
 116   tess->callEdgeFlag = &noEdgeFlag;
 117   tess->callVertex = &noVertex;
 118   tess->callEnd = &noEnd;
 119
 120   tess->callError = &noError;
 121   tess->callCombine = &noCombine;
 122   tess->callMesh = &noMesh;
 123
 124   tess->callBeginData= &__gl_noBeginData;
 125   tess->callEdgeFlagData= &__gl_noEdgeFlagData;
 126   tess->callVertexData= &__gl_noVertexData;
 127   tess->callEndData= &__gl_noEndData;
 128   tess->callErrorData= &__gl_noErrorData;
 129   tess->callCombineData= &__gl_noCombineData;
 130
 131   tess->polygonData= NULL;
 132
 133   return tess;
 134 }
 135
 136 static void MakeDormant( GLUtesselator *tess )
 137 {
 138   /* Return the tessellator to its original dormant state. */
 139
 140   if( tess->mesh != NULL ) {
 141     __gl_meshDeleteMesh( tess->mesh );
 142   }
 143   tess->state = T_DORMANT;
 144   tess->lastEdge = NULL;
 145   tess->mesh = NULL;
 146 }
 147
 148 #define RequireState( tess, s )   if( tess->state != s ) GotoState(tess,s)
 149
 150 static void GotoState( GLUtesselator *tess, enum TessState newState )
 151 {
 152   while( tess->state != newState ) {
 153     /* We change the current state one level at a time, to get to
 154      * the desired state.
 155      */
 156     if( tess->state < newState ) {
 157       switch( tess->state ) {
 158       case T_DORMANT:
 159         CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_TESS_MISSING_BEGIN_POLYGON );
 160         gluTessBeginPolygon( tess, NULL );
 161         break;
 162       case T_IN_POLYGON:
 163         CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_TESS_MISSING_BEGIN_CONTOUR );
 164         gluTessBeginContour( tess );
 165         break;
 166       default:
 167          ;
 168       }
 169     } else {
 170       switch( tess->state ) {
 171       case T_IN_CONTOUR:
 172         CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_TESS_MISSING_END_CONTOUR );
 173         gluTessEndContour( tess );
 174         break;
 175       case T_IN_POLYGON:
 176         CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_TESS_MISSING_END_POLYGON );
 177         /* gluTessEndPolygon( tess ) is too much work! */
 178         MakeDormant( tess );
 179         break;
 180       default:
 181          ;
 182       }
 183     }
 184   }
 185 }
 186
 187
 188 void GLAPIENTRY
 189 gluDeleteTess( GLUtesselator *tess )
 190 {
 191   RequireState( tess, T_DORMANT );
 192   memFree( tess );
 193 }
 194
 195
 196 void GLAPIENTRY
 197 gluTessProperty( GLUtesselator *tess, GLenum which, GLdouble value )
 198 {
 199   GLenum windingRule;
 200
 201   switch( which ) {
 202   case GLU_TESS_TOLERANCE:
 203     if( value < 0.0 || value > 1.0 ) break;
 204     tess->relTolerance = value;
 205     return;
 206
 207   case GLU_TESS_WINDING_RULE:
 208     windingRule = (GLenum) value;
 209     if( windingRule != value ) break;   /* not an integer */
 210
 211     switch( windingRule ) {
 212     case GLU_TESS_WINDING_ODD:
 213     case GLU_TESS_WINDING_NONZERO:
 214     case GLU_TESS_WINDING_POSITIVE:
 215     case GLU_TESS_WINDING_NEGATIVE:
 216     case GLU_TESS_WINDING_ABS_GEQ_TWO:
 217       tess->windingRule = windingRule;
 218       return;
 219     default:
 220       break;
 221     }
 222
 223   case GLU_TESS_BOUNDARY_ONLY:
 224     tess->boundaryOnly = (value != 0);
 225     return;
 226
 227   default:
 228     CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_INVALID_ENUM );
 229     return;
 230   }
 231   CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_INVALID_VALUE );
 232 }
 233
 234 /* Returns tessellator property */
 235 void GLAPIENTRY
 236 gluGetTessProperty( GLUtesselator *tess, GLenum which, GLdouble *value )
 237 {
 238    switch (which) {
 239    case GLU_TESS_TOLERANCE:
 240       /* tolerance should be in range [0..1] */
 241       assert(0.0 <= tess->relTolerance && tess->relTolerance <= 1.0);
 242       *value= tess->relTolerance;
 243       break;
 244    case GLU_TESS_WINDING_RULE:
 245       assert(tess->windingRule == GLU_TESS_WINDING_ODD ||
 246              tess->windingRule == GLU_TESS_WINDING_NONZERO ||
 247              tess->windingRule == GLU_TESS_WINDING_POSITIVE ||
 248              tess->windingRule == GLU_TESS_WINDING_NEGATIVE ||
 249              tess->windingRule == GLU_TESS_WINDING_ABS_GEQ_TWO);
 250       *value= tess->windingRule;
 251       break;
 252    case GLU_TESS_BOUNDARY_ONLY:
 253       assert(tess->boundaryOnly == TRUE || tess->boundaryOnly == FALSE);
 254       *value= tess->boundaryOnly;
 255       break;
 256    default:
 257       *value= 0.0;
 258       CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_INVALID_ENUM );
 259       break;
 260    }
 261 } /* gluGetTessProperty() */
 262
 263 void GLAPIENTRY
 264 gluTessNormal( GLUtesselator *tess, GLdouble x, GLdouble y, GLdouble z )
 265 {
 266   tess->normal[0] = x;
 267   tess->normal[1] = y;
 268   tess->normal[2] = z;
 269 }
 270
 271 void GLAPIENTRY
 272 gluTessCallback( GLUtesselator *tess, GLenum which, _GLUfuncptr fn)
 273 {
 274   switch( which ) {
 275   case GLU_TESS_BEGIN:
 276     tess->callBegin = (fn == NULL) ? &noBegin : (void (GLAPIENTRY *)(GLenum)) fn;
 277     return;
 278   case GLU_TESS_BEGIN_DATA:
 279     tess->callBeginData = (fn == NULL) ?
 280         &__gl_noBeginData : (void (GLAPIENTRY *)(GLenum, void *)) fn;
 281     return;
 282   case GLU_TESS_EDGE_FLAG:
 283     tess->callEdgeFlag = (fn == NULL) ? &noEdgeFlag :
 284                                         (void (GLAPIENTRY *)(GLboolean)) fn;
 285     /* If the client wants boundary edges to be flagged,
 286      * we render everything as separate triangles (no strips or fans).
 287      */
 288     tess->flagBoundary = (fn != NULL);
 289     return;
 290   case GLU_TESS_EDGE_FLAG_DATA:
 291     tess->callEdgeFlagData= (fn == NULL) ?
 292         &__gl_noEdgeFlagData : (void (GLAPIENTRY *)(GLboolean, void *)) fn;
 293     /* If the client wants boundary edges to be flagged,
 294      * we render everything as separate triangles (no strips or fans).
 295      */
 296     tess->flagBoundary = (fn != NULL);
 297     return;
 298   case GLU_TESS_VERTEX:
 299     tess->callVertex = (fn == NULL) ? &noVertex :
 300                                       (void (GLAPIENTRY *)(void *)) fn;
 301     return;
 302   case GLU_TESS_VERTEX_DATA:
 303     tess->callVertexData = (fn == NULL) ?
 304         &__gl_noVertexData : (void (GLAPIENTRY *)(void *, void *)) fn;
 305     return;
 306   case GLU_TESS_END:
 307     tess->callEnd = (fn == NULL) ? &noEnd : (void (GLAPIENTRY *)(void)) fn;
 308     return;
 309   case GLU_TESS_END_DATA:
 310     tess->callEndData = (fn == NULL) ? &__gl_noEndData :
 311                                        (void (GLAPIENTRY *)(void *)) fn;
 312     return;
 313   case GLU_TESS_ERROR:
 314     tess->callError = (fn == NULL) ? &noError : (void (GLAPIENTRY *)(GLenum)) fn;
 315     return;
 316   case GLU_TESS_ERROR_DATA:
 317     tess->callErrorData = (fn == NULL) ?
 318         &__gl_noErrorData : (void (GLAPIENTRY *)(GLenum, void *)) fn;
 319     return;
 320   case GLU_TESS_COMBINE:
 321     tess->callCombine = (fn == NULL) ? &noCombine :
 322         (void (GLAPIENTRY *)(GLdouble [3],void *[4], GLfloat [4], void ** )) fn;
 323     return;
 324   case GLU_TESS_COMBINE_DATA:
 325     tess->callCombineData = (fn == NULL) ? &__gl_noCombineData :
 326                                            (void (GLAPIENTRY *)(GLdouble [3],
 327                                                      void *[4],
 328                                                      GLfloat [4],
 329                                                      void **,
 330                                                      void *)) fn;
 331     return;
 332   case GLU_TESS_MESH:
 333     tess->callMesh = (fn == NULL) ? &noMesh : (void (GLAPIENTRY *)(GLUmesh *)) fn;
 334     return;
 335   default:
 336     CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_INVALID_ENUM );
 337     return;
 338   }
 339 }
 340
 341 static int AddVertex( GLUtesselator *tess, GLdouble coords[3], void *data )
 342 {
 343   GLUhalfEdge *e;
 344
 345   e = tess->lastEdge;
 346   if( e == NULL ) {
 347     /* Make a self-loop (one vertex, one edge). */
 348
 349     e = __gl_meshMakeEdge( tess->mesh );
 350     if (e == NULL) return 0;
 351     if ( !__gl_meshSplice( e, e->Sym ) ) return 0;
 352   } else {
 353     /* Create a new vertex and edge which immediately follow e
 354      * in the ordering around the left face.
 355      */
 356     if (__gl_meshSplitEdge( e ) == NULL) return 0;
 357     e = e->Lnext;
 358   }
 359
 360   /* The new vertex is now e->Org. */
 361   e->Org->data = data;
 362   e->Org->coords[0] = coords[0];
 363   e->Org->coords[1] = coords[1];
 364   e->Org->coords[2] = coords[2];
 365
 366   /* The winding of an edge says how the winding number changes as we
 367    * cross from the edge''s right face to its left face.  We add the
 368    * vertices in such an order that a CCW contour will add +1 to
 369    * the winding number of the region inside the contour.
 370    */
 371   e->winding = 1;
 372   e->Sym->winding = -1;
 373
 374   tess->lastEdge = e;
 375
 376   return 1;
 377 }
 378
 379
 380 static void CacheVertex( GLUtesselator *tess, GLdouble coords[3], void *data )
 381 {
 382   CachedVertex *v = &tess->cache[tess->cacheCount];
 383
 384   v->data = data;
 385   v->coords[0] = coords[0];
 386   v->coords[1] = coords[1];
 387   v->coords[2] = coords[2];
 388   ++tess->cacheCount;
 389 }
 390
 391
 392 static int EmptyCache( GLUtesselator *tess )
 393 {
 394   CachedVertex *v = tess->cache;
 395   CachedVertex *vLast;
 396
 397   tess->mesh = __gl_meshNewMesh();
 398   if (tess->mesh == NULL) return 0;
 399
 400   for( vLast = v + tess->cacheCount; v < vLast; ++v ) {
 401     if ( !AddVertex( tess, v->coords, v->data ) ) return 0;
 402   }
 403   tess->cacheCount = 0;
 404   tess->emptyCache = FALSE;
 405
 406   return 1;
 407 }
 408
 409
 410 void GLAPIENTRY
 411 gluTessVertex( GLUtesselator *tess, GLdouble coords[3], void *data )
 412 {
 413   int i, tooLarge = FALSE;
 414   GLdouble x, clamped[3];
 415
 416   RequireState( tess, T_IN_CONTOUR );
 417
 418   if( tess->emptyCache ) {
 419     if ( !EmptyCache( tess ) ) {
 420        CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_OUT_OF_MEMORY );
 421        return;
 422     }
 423     tess->lastEdge = NULL;
 424   }
 425   for( i = 0; i < 3; ++i ) {
 426     x = coords[i];
 427     if( x < - GLU_TESS_MAX_COORD ) {
 428       x = - GLU_TESS_MAX_COORD;
 429       tooLarge = TRUE;
 430     }
 431     if( x > GLU_TESS_MAX_COORD ) {
 432       x = GLU_TESS_MAX_COORD;
 433       tooLarge = TRUE;
 434     }
 435     clamped[i] = x;
 436   }
 437   if( tooLarge ) {
 438     CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_TESS_COORD_TOO_LARGE );
 439   }
 440
 441   if( tess->mesh == NULL ) {
 442     if( tess->cacheCount < TESS_MAX_CACHE ) {
 443       CacheVertex( tess, clamped, data );
 444       return;
 445     }
 446     if ( !EmptyCache( tess ) ) {
 447        CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_OUT_OF_MEMORY );
 448        return;
 449     }
 450   }
 451   if ( !AddVertex( tess, clamped, data ) ) {
 452        CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_OUT_OF_MEMORY );
 453   }
 454 }
 455
 456
 457 void GLAPIENTRY
 458 gluTessBeginPolygon( GLUtesselator *tess, void *data )
 459 {
 460   RequireState( tess, T_DORMANT );
 461
 462   tess->state = T_IN_POLYGON;
 463   tess->cacheCount = 0;
 464   tess->emptyCache = FALSE;
 465   tess->mesh = NULL;
 466
 467   tess->polygonData= data;
 468 }
 469
 470
 471 void GLAPIENTRY
 472 gluTessBeginContour( GLUtesselator *tess )
 473 {
 474   RequireState( tess, T_IN_POLYGON );
 475
 476   tess->state = T_IN_CONTOUR;
 477   tess->lastEdge = NULL;
 478   if( tess->cacheCount > 0 ) {
 479     /* Just set a flag so we don't get confused by empty contours
 480      * -- these can be generated accidentally with the obsolete
 481      * NextContour() interface.
 482      */
 483     tess->emptyCache = TRUE;
 484   }
 485 }
 486
 487
 488 void GLAPIENTRY
 489 gluTessEndContour( GLUtesselator *tess )
 490 {
 491   RequireState( tess, T_IN_CONTOUR );
 492   tess->state = T_IN_POLYGON;
 493 }
 494
 495 void GLAPIENTRY
 496 gluTessEndPolygon( GLUtesselator *tess )
 497 {
 498   GLUmesh *mesh;
 499
 500   if (setjmp(tess->env) != 0) {
 501      /* come back here if out of memory */
 502      CALL_ERROR_OR_ERROR_DATA( GLU_OUT_OF_MEMORY );
 503      return;
 504   }
 505
 506   RequireState( tess, T_IN_POLYGON );
 507   tess->state = T_DORMANT;
 508
 509   if( tess->mesh == NULL ) {
 510     if( ! tess->flagBoundary && tess->callMesh == &noMesh ) {
 511
 512       /* Try some special code to make the easy cases go quickly
 513        * (eg. convex polygons).  This code does NOT handle multiple contours,
 514        * intersections, edge flags, and of course it does not generate
 515        * an explicit mesh either.
 516        */
 517       if( __gl_renderCache( tess )) {
 518         tess->polygonData= NULL;
 519         return;
 520       }
 521     }
 522     if ( !EmptyCache( tess ) ) longjmp(tess->env,1); /* could've used a label*/
 523   }
 524
 525   /* Determine the polygon normal and project vertices onto the plane
 526    * of the polygon.
 527    */
 528   __gl_projectPolygon( tess );
 529
 530   /* __gl_computeInterior( tess ) computes the planar arrangement specified
 531    * by the given contours, and further subdivides this arrangement
 532    * into regions.  Each region is marked "inside" if it belongs
 533    * to the polygon, according to the rule given by tess->windingRule.
 534    * Each interior region is guaranteed be monotone.
 535    */
 536   if ( !__gl_computeInterior( tess ) ) {
 537      longjmp(tess->env,1);      /* could've used a label */
 538   }
 539
 540   mesh = tess->mesh;
 541   if( ! tess->fatalError ) {
 542     int rc = 1;
 543
 544     /* If the user wants only the boundary contours, we throw away all edges
 545      * except those which separate the interior from the exterior.
 546      * Otherwise we tessellate all the regions marked "inside".
 547      */
 548     if( tess->boundaryOnly ) {
 549       rc = __gl_meshSetWindingNumber( mesh, 1, TRUE );
 550     } else {
 551       rc = __gl_meshTessellateInterior( mesh );
 552     }
 553     if (rc == 0) longjmp(tess->env,1);  /* could've used a label */
 554
 555     __gl_meshCheckMesh( mesh );
 556
 557     if( tess->callBegin != &noBegin || tess->callEnd != &noEnd
 558        || tess->callVertex != &noVertex || tess->callEdgeFlag != &noEdgeFlag
 559        || tess->callBeginData != &__gl_noBeginData
 560        || tess->callEndData != &__gl_noEndData
 561        || tess->callVertexData != &__gl_noVertexData
 562        || tess->callEdgeFlagData != &__gl_noEdgeFlagData )
 563     {
 564       if( tess->boundaryOnly ) {
 565         __gl_renderBoundary( tess, mesh );  /* output boundary contours */
 566       } else {
 567         __gl_renderMesh( tess, mesh );     /* output strips and fans */
 568       }
 569     }
 570     if( tess->callMesh != &noMesh ) {
 571
 572       /* Throw away the exterior faces, so that all faces are interior.
 573        * This way the user doesn't have to check the "inside" flag,
 574        * and we don't need to even reveal its existence.  It also leaves
 575        * the freedom for an implementation to not generate the exterior
 576        * faces in the first place.
 577        */
 578       __gl_meshDiscardExterior( mesh );
 579       (*tess->callMesh)( mesh );                /* user wants the mesh itself */
 580       tess->mesh = NULL;
 581       tess->polygonData= NULL;
 582       return;
 583     }
 584   }
 585   __gl_meshDeleteMesh( mesh );
 586   tess->polygonData= NULL;
 587   tess->mesh = NULL;
 588 }
 589
 590
 591 /*XXXblythe unused function*/
 592 #if 0
 593 void GLAPIENTRY
 594 gluDeleteMesh( GLUmesh *mesh )
 595 {
 596   __gl_meshDeleteMesh( mesh );
 597 }
 598 #endif
 599
 600
 601
 602 /*******************************************************/
 603
 604 /* Obsolete calls -- for backward compatibility */
 605
 606 void GLAPIENTRY
 607 gluBeginPolygon( GLUtesselator *tess )
 608 {
 609   gluTessBeginPolygon( tess, NULL );
 610   gluTessBeginContour( tess );
 611 }
 612
 613
 614 /*ARGSUSED*/
 615 void GLAPIENTRY
 616 gluNextContour( GLUtesselator *tess, GLenum type )
 617 {
 618   gluTessEndContour( tess );
 619   gluTessBeginContour( tess );
 620 }
 621
 622
 623 void GLAPIENTRY
 624 gluEndPolygon( GLUtesselator *tess )
 625 {
 626   gluTessEndContour( tess );
 627   gluTessEndPolygon( tess );
 628 }