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synced 2025-11-10 12:02:47 -05:00
ENH: Use Eigen for mirrors
This commit is contained in:
@@ -8,50 +8,23 @@
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#include <geometry.hpp>
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#include <geometry.hpp>
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template<class V>
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template<unsigned int N>
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float dot(int n, const V &a, const V &b) {
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Eigen::Matrix<float, N, N> mirror(const tc::Group<> &group) {
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float sum = 0;
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Eigen::Matrix<float, N, N> res;
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for (int i = 0; i < n; ++i) {
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res.setZero();
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sum += a[i] * b[i];
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}
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for (int c = 0; c < group.rank(); ++c) {
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return sum;
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for (int r = 0; r < c; ++r) {
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auto angle = M_PI / group.get(c, r);
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auto dot = res.col(c).dot(res.col(r));
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res(r, c) = (cos(angle) - dot) / res(r, r);
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}
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}
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template<unsigned N>
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res(c, c) = sqrt(1 - res.col(c).squaredNorm());
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std::vector<vec<N>> mirror(const tc::Group<> &group) {
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res.col(c) *= -1;
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std::vector<std::vector<float>> mirrors;
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for (int p = 0; p < group.rank(); ++p) {
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std::vector<float> vp;
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for (int m = 0; m < p; ++m) {
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auto &vq = mirrors[m];
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vp.push_back((cos(M_PI / group.get(p, m)) - dot(m, vp, vq)) / vq[m]);
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}
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vp.push_back(std::sqrt(1 - dot(p, vp, vp)));
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for (const auto &v : mirrors) {
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if (dot(p, vp, vp) > 0) {
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for (auto &e : vp) {
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e *= -1;
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}
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break;
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}
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}
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}
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mirrors.push_back(vp);
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}
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std::vector<vec<N>> res;
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for (const auto &v : mirrors) {
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vec<N> rv = vec<N>::Zero();
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// ortho proj
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for (int i = 0; i < std::min(v.size(), (size_t) N); ++i) {
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rv[i] = v[i];
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}
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res.push_back(rv);
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}
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return res;
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return res;
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}
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}
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@@ -83,36 +56,41 @@ V reflect(const V &a, const V &axis) {
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return a - 2.f * project(a, axis);
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return a - 2.f * project(a, axis);
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}
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}
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template<class V>
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template<class Point, class Axis>
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V gram_schmidt_last(std::vector<V> vecs) {
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auto project_(const Point &point, const Axis &axis) {
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for (int i = 0; i < vecs.size(); ++i) {
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return axis.dot(point) / axis.dot(axis) * axis;
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for (int j = 0; j < i; ++j) {
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vecs[i] -= project(vecs[i], vecs[j]);
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}
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}
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}
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return vecs[vecs.size() - 1].normalized();
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template<class Mat>
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Mat gram_schmidt(Mat mat) {
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for (int i = 0; i < mat.cols(); ++i) {
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for (int j = i + 1; j < mat.cols(); ++j) {
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mat.col(j) -= project_(mat.col(j), mat.col(i));
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}
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}
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return mat;
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}
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}
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template<class V, class C>
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template<class Mat>
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V barycentric(const std::vector<V> &basis, const C &coords) {
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Mat plane_intersections(Mat normals) {
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V res = V::Zero();
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auto last = normals.cols() - 1;
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int N = std::min((int) basis.size(), (int) coords.rows());
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Mat results(normals.rows(), normals.cols());
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for (int i = 0; i < N; ++i) {
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results.setZero();
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res += basis[i] * coords[i];
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}
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Eigen::Matrix<int, Mat::ColsAtCompileTime, 1> indices(normals.cols());
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return res;
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std::iota(indices.begin(), indices.end(), 0);
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for (int i = 0; i < normals.cols(); ++i) {
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std::rotate(indices.begin(), indices.begin() + 1, indices.end());
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Mat cur = normals * Eigen::PermutationMatrix<Mat::ColsAtCompileTime>(indices);
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Mat res = gram_schmidt(cur);
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results.col(i) = res.col(last);
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}
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}
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template<class V>
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results.colwise().normalize();
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std::vector<V> plane_intersections(std::vector<V> normals) {
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std::vector<V> results(normals.size());
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for (int i = 0; i < normals.size(); ++i) {
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std::rotate(normals.begin(), normals.begin() + 1, normals.end());
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results[i] = gram_schmidt_last(normals);
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}
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return results;
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return results;
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}
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}
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@@ -83,12 +83,12 @@ template<class C>
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std::vector<vec4> points(const tc::Group<> &group, const C &coords) {
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std::vector<vec4> points(const tc::Group<> &group, const C &coords) {
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auto cosets = group.solve();
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auto cosets = group.solve();
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auto mirrors = mirror<5>(group);
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auto mirrors = mirror<5>(group);
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tc::Path<vec5> path(cosets, mirrors);
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auto corners = plane_intersections(mirrors);
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auto corners = plane_intersections(mirrors);
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auto start = barycentric(corners, coords);
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vec5 coord = coords;
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auto start = corners * coord;
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tc::Path<vec5> path(cosets, mirrors.colwise());
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std::vector<vec5> higher(path.order());
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std::vector<vec5> higher(path.order());
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path.walk(start, reflect<vec5>, higher.begin());
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path.walk(start, reflect<vec5>, higher.begin());
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