]> git.jsancho.org Git - dungeon-master.git/blob - modules/dungeon-master/geom/bowyer-watson.scm
Modules reorganization
[dungeon-master.git] / modules / dungeon-master / geom / bowyer-watson.scm
1 ;;; Dungeon Master --- RPG Adventure Generator
2 ;;; Copyright © 2019 Javier Sancho <jsf@jsancho.org>
3 ;;;
4 ;;; Dungeon Master is free software; you can redistribute it and/or modify it
5 ;;; under the terms of the GNU General Public License as published by
6 ;;; the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
7 ;;; (at your option) any later version.
8 ;;;
9 ;;; Dungeon Master is distributed in the hope that it will be useful, but
10 ;;; WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11 ;;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12 ;;; General Public License for more details.
13 ;;;
14 ;;; You should have received a copy of the GNU General Public License
15 ;;; along with Dungeon Master. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16
17
18 (define-module (dungeon-master geom bowyer-watson)
19   #:use-module (ice-9 receive)
20   #:use-module (srfi srfi-1)
21   #:use-module (srfi srfi-9)
22   #:use-module (dungeon-master geom point)
23   #:use-module (dungeon-master geom triangle)
24   #:export (bowyer-watson))
25
26 "
27 Compute the Delaunay triangulation using Bowyer–Watson algorithm
28 https://en.wikipedia.org/wiki/Bowyer-Watson_algorithm
29 "
30
31 (define (bowyer-watson vertices)
32   (receive (minx miny maxx maxy)
33       (calculate-limits vertices)
34     (let ((c1 (make-point minx miny))
35           (c2 (make-point minx maxy))
36           (c3 (make-point maxx miny))
37           (c4 (make-point maxx maxy)))
38       (let ((frame (list c1 c2 c3 c4)))
39         (receive (points triangles)
40             (calculate-triangulation
41              (list c4 c3 c2 c1)
42              (list (make-triangle c1 c2 c3)
43                    (make-triangle c2 c3 c4))
44              vertices)
45           (values triangles points frame))))))
46
47 (define (calculate-limits vertices)
48   (let ((xs (map (lambda (p) (point-x p)) vertices))
49         (ys (map (lambda (p) (point-y p)) vertices)))
50     (let ((minx (apply min (cons (expt 10 10) xs)))
51           (miny (apply min (cons (expt 10 10) ys)))
52           (maxx (apply max (cons (- (expt 10 9)) xs)))
53           (maxy (apply max (cons (- (expt 10 9)) ys))))
54       (let ((dx (* (- maxx minx) 0.5))
55             (dy (* (- maxy miny) 0.5)))
56         (values (- minx (/ dx 2))
57                 (- miny (/ dy 2))
58                 (+ maxx (/ dx 2))
59                 (+ maxy (/ dy 2)))))))
60
61 (define (calculate-triangulation points triangles vertices)
62   (cond ((null? vertices)
63          (values points triangles))
64         (else
65          (let ((vertice (car vertices)))
66            (receive (to-split to-keep)
67                (triangles-contains-point triangles vertice)
68              (cond ((null? to-split)
69                     (calculate-triangulation points triangles (cdr vertices)))
70                    (else
71                     (calculate-triangulation
72                      (cons vertice points)
73                      (concatenate
74                       (list (calculate-new-triangles to-split vertice)
75                             to-keep))
76                      (cdr vertices)))))))))
77
78 (define (calculate-new-triangles to-split p1)
79   (receive (a b)
80       (calculate-new-edges to-split)
81     (let loop ((p2-list a)
82                (p3-list b)
83                (triangles '()))
84       (cond ((null? p2-list)
85              triangles)
86             (else
87              (let ((p2 (car p2-list))
88                    (p3 (car p3-list)))
89                (loop (cdr p2-list)
90                      (cdr p3-list)
91                      (cons (make-triangle p1 p2 p3) triangles))))))))
92
93 (define* (calculate-new-edges triangles #:optional (original-t triangles) (a '()) (b '()))
94   (cond ((null? triangles)
95          (values a b))
96         (else
97          (let* ((triangle (car triangles))
98                 (common-edge (triangles-has-common-edge triangle original-t)))
99            (let ((points (triangle-points triangle)))
100              (let ((p1 (car points))
101                    (p2 (cadr points))
102                    (p3 (caddr points))
103                    (e1 (car common-edge))
104                    (e2 (cadr common-edge))
105                    (e3 (caddr common-edge)))
106                (cond (e1
107                       (set! a (cons p1 a))
108                       (set! b (cons p2 b))))
109                (cond (e2
110                       (set! a (cons p2 a))
111                       (set! b (cons p3 b))))
112                (cond (e3
113                       (set! a (cons p3 a))
114                       (set! b (cons p1 b))))
115                (calculate-new-edges (cdr triangles) original-t a b)))))))
116
117 (define* (triangles-has-common-edge triangle triangles #:optional (e1 #t) (e2 #t) (e3 #t))
118   (cond ((not (or e1 e2 e3))
119          (list e1 e2 e3))
120         ((null? triangles)
121          (list e1 e2 e3))
122         (else
123          (let ((t (car triangles)))
124            (cond ((equal? t triangle)
125                   (triangles-has-common-edge triangle (cdr triangles) e1 e2 e3))
126                  (else
127                   (let ((points (triangle-points triangle)))
128                     (let ((p1 (car points))
129                           (p2 (cadr points))
130                           (p3 (caddr points)))
131                       (when (and e1 (triangle-has-edge t p2 p1))
132                         (set! e1 #f))
133                       (when (and e2 (triangle-has-edge t p3 p2))
134                         (set! e2 #f))
135                       (when (and e3 (triangle-has-edge t p1 p3))
136                         (set! e3 #f))))
137                   (triangles-has-common-edge triangle (cdr triangles) e1 e2 e3)))))))
138
139 (define (triangles-contains-point triangles point)
140   (partition
141    (lambda (triangle)
142      (< (points-distance point (triangle-center triangle))
143         (triangle-radius triangle)))
144    triangles))