karim
229169cea1
- native.rs: EINE winit-EventLoop hostet 2D- und 3D-Fenster (winit erlaubt nur eine Loop pro Prozess) — loest den RecreationAttempt-Panic zweier Loops; ersetzt native2d.rs/native3d.rs. Feature-gegated (native2d/native3d, einzeln oder zusammen). - render2d/render3d laden das ECHTE Modell aus assets/native2d_scene.json bzw. native3d_walls.json (Demo-Szene als Fallback); initialer Ausschnitt/Kamera aus den Modell-Grenzen gerahmt, initialer Redraw + gesetzte Fenstergroesse. - TS-Konverter toRenderScene/toWalls3d + scripts/dump-native-scene erzeugen die JSON aus sampleProject/generatePlan (npm run dump:native). - render2d: Scene.polylines fuer zusammenhaengende Umriss-/Zeichnungslaeufe → Gehrung statt Stumpfkappen an Wandecken/2D-Geometrien; MITER_LIMIT 4→8 (deckungsgleich mit SVG stroke-miterlimit:8 und WebGL2). - native3d-Feature + render3d-Pfad-Dep in der Tauri-Crate.
427 lines
14 KiB
Rust
427 lines
14 KiB
Rust
// Tessellierung: wandelt Szenen-Primitive in GPU-fertige Vertex-/Index-Puffer.
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// - Polygone -> echtes Ear-Clipping (konkav-faehig), Bildschirm-Raum-Dreiecke
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// - Linien -> Quad mit Normale + Seiten-Flag (Breite spaeter im Shader)
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//
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// 1:1-Port von `src/plan/glPlan/glPlanCompile.ts`. Koordinaten: alles wird in
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// BILDSCHIRM-Raum abgelegt (wie `to_screen`):
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// sx = mx * PX_PER_M, sy = -my * PX_PER_M.
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// Damit ist die Projektion eine reine viewBox-Orthografie (siehe `ortho`).
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//
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// WARUM Ear-Clipping selbst portiert (statt earcutr/lyon):
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// - Die Plan-Polygone haben wenige Ecken; O(n^2)-Ear-Clipping ist reichlich
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// schnell und exakt der bereits verifizierte Web-Algorithmus (gleiche Tests).
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// - Keine externe Abhaengigkeit -> die Tessellierungs-Bibliothek bleibt
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// serde-only und headless testbar (entscheidend fuer die saubere Trennung
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// vom GPU-Teil). earcutr/lyon zoegen zusaetzliche Crates in genau die
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// Schicht, die ohne Display gruen bleiben muss.
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// - Ergebnis ist byte-fuer-byte-vergleichbar mit dem WebGL-Referenzpfad.
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use crate::types::{FillPolygon, Line, Point, Polyline, Rgba, Scene};
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/// viewBox-Einheiten je Meter (identisch zu PlanView/toScreen im Web-Pfad).
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pub const PX_PER_M: f32 = 90.0;
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/// Modell-Meter -> Bildschirm-Raum (identisch zu `toScreen`).
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#[inline]
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pub fn to_screen(p: Point) -> Point {
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[p[0] * PX_PER_M, -p[1] * PX_PER_M]
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}
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/// Signierte Flaeche (Shoelace); >0 = CCW (Modell-Y nach oben).
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fn signed_area(pts: &[Point]) -> f32 {
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let mut a = 0.0f32;
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let n = pts.len();
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let mut j = n - 1;
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for i in 0..n {
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a += pts[j][0] * pts[i][1] - pts[i][0] * pts[j][1];
|
|
j = i;
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}
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a / 2.0
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}
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/// Kreuzprodukt (b-a) x (c-a).
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#[inline]
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fn cross(a: Point, b: Point, c: Point) -> f32 {
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(b[0] - a[0]) * (c[1] - a[1]) - (b[1] - a[1]) * (c[0] - a[0])
|
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}
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/// Maximaler Miter-Laengenfaktor; darueber wird geklemmt (kein Spike an spitzen Ecken).
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const MITER_LIMIT: f32 = 8.0;
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/// Einheits-Links-Normale von `from` nach `to` (Bildschirm-Raum); None bei Nulllaenge.
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#[inline]
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fn left_normal(from: Point, to: Point) -> Option<Point> {
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let dx = to[0] - from[0];
|
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let dy = to[1] - from[1];
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let len = (dx * dx + dy * dy).sqrt();
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if len < 1e-6 {
|
|
None
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} else {
|
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Some([-dy / len, dx / len])
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}
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}
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/// Liegt p im (a,b,c)-Dreieck? (CCW-orientiert).
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fn point_in_tri(a: Point, b: Point, c: Point, p: Point) -> bool {
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let d1 = cross(a, b, p);
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let d2 = cross(b, c, p);
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let d3 = cross(c, a, p);
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let has_neg = d1 < 0.0 || d2 < 0.0 || d3 < 0.0;
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|
let has_pos = d1 > 0.0 || d2 > 0.0 || d3 > 0.0;
|
|
!(has_neg && has_pos)
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}
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/// Ear-Clipping-Triangulierung eines einfachen (lochfreien) Polygons. Robust fuer
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|
/// konvexe UND konkave Ringe. O(n^2) — fuer Plan-Polygone (wenige Ecken) voellig
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/// ausreichend. Gibt Dreiecks-Indizes (0-basiert auf `pts`) zurueck; leer bei <3
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|
/// Ecken oder Degeneration.
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pub fn triangulate(pts: &[Point]) -> Vec<u32> {
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let n = pts.len();
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|
if n < 3 {
|
|
return Vec::new();
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|
}
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// Ohr-Test unten nutzt cross>0 = konvex, was CCW voraussetzt. Bei CW-Polygonen
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// die Index-Reihenfolge umdrehen (Triangulierung ist raum-affin-invariant, die
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|
// Indizes gelten danach auch fuer die Bildschirm-Raum-Vertices).
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let mut idx: Vec<usize> = (0..n).collect();
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|
if signed_area(pts) < 0.0 {
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|
idx.reverse(); // <0 = CW -> auf CCW drehen
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|
}
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let mut tris: Vec<u32> = Vec::new();
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let mut guard = 0usize;
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let max_guard = n * n + 16;
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while idx.len() > 3 && guard < max_guard {
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guard += 1;
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let mut clipped = false;
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let m = idx.len();
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for i in 0..m {
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|
let i_prev = idx[(i + m - 1) % m];
|
|
let i_cur = idx[i];
|
|
let i_next = idx[(i + 1) % m];
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let a = pts[i_prev];
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let b = pts[i_cur];
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let c = pts[i_next];
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|
// Konvexe Ecke? (bei CCW: cross > 0)
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if cross(a, b, c) <= 0.0 {
|
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continue;
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}
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// Kein anderer Vertex im Ohr?
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let mut contains = false;
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for &vi in &idx {
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|
if vi == i_prev || vi == i_cur || vi == i_next {
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|
continue;
|
|
}
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if point_in_tri(a, b, c, pts[vi]) {
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contains = true;
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break;
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}
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}
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|
if contains {
|
|
continue;
|
|
}
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// Ohr abschneiden.
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tris.push(i_prev as u32);
|
|
tris.push(i_cur as u32);
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tris.push(i_next as u32);
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idx.remove(i);
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|
clipped = true;
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|
break;
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|
}
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if !clipped {
|
|
break; // Degeneriert -> abbrechen (kein Absturz).
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|
}
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|
}
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|
if idx.len() == 3 {
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|
tris.push(idx[0] as u32);
|
|
tris.push(idx[1] as u32);
|
|
tris.push(idx[2] as u32);
|
|
}
|
|
tris
|
|
}
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|
|
/// Ein zusammenhaengender Zeichen-Batch (Index-Bereich) mit einer Farbe.
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#[derive(Debug, Clone)]
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|
pub struct FillBatch {
|
|
pub start_index: u32,
|
|
pub index_count: u32,
|
|
pub color: Rgba,
|
|
}
|
|
|
|
/// Ein Linien-Batch: Index-Bereich mit Farbe + echter Papier-Strichbreite.
|
|
#[derive(Debug, Clone)]
|
|
pub struct LineBatch {
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|
pub start_index: u32,
|
|
pub index_count: u32,
|
|
pub color: Rgba,
|
|
/// ECHTE Strichbreite in Papier-Millimeter.
|
|
pub stroke_mm: f32,
|
|
}
|
|
|
|
/// GPU-fertige Geometrie: getrennte Puffer fuer Flaechen (Poche) und Striche.
|
|
/// Einmal je Szene tessellieren; danach treibt nur die Projektionsmatrix Pan/Zoom.
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#[derive(Debug, Clone, Default)]
|
|
pub struct GpuGeometry {
|
|
/// Fuell-Positionen, interleaved [x,y, x,y, ...] in Bildschirm-Raum.
|
|
pub fill_pos: Vec<f32>,
|
|
pub fill_idx: Vec<u32>,
|
|
pub fill_batches: Vec<FillBatch>,
|
|
/// Linien-Vertices, interleaved [x,y, bx,by, side, miter] in Bildschirm-Raum
|
|
/// (bx,by = Miter-Bisektor, miter = 1/cos(theta/2)-Laengenfaktor).
|
|
pub line_verts: Vec<f32>,
|
|
pub line_idx: Vec<u32>,
|
|
pub line_batches: Vec<LineBatch>,
|
|
/// Modell-Bounds (Meter) fuer Debug/Einpassen; nicht render-kritisch.
|
|
pub bounds: [f32; 4], // [min_x, min_y, max_x, max_y]
|
|
}
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|
|
|
#[inline]
|
|
fn same_rgba(a: Rgba, b: Rgba) -> bool {
|
|
a[0] == b[0] && a[1] == b[1] && a[2] == b[2] && a[3] == b[3]
|
|
}
|
|
|
|
impl GpuGeometry {
|
|
/// Ordnungserhaltendes Batch-Merging fuer Fuellungen: aufeinanderfolgende
|
|
/// Indizes gleicher Farbe werden zu EINEM Draw-Call zusammengefasst.
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|
fn add_fill_batch(&mut self, count: u32, color: Rgba) {
|
|
if let Some(last) = self.fill_batches.last_mut() {
|
|
if same_rgba(last.color, color) {
|
|
last.index_count += count;
|
|
return;
|
|
}
|
|
}
|
|
self.fill_batches.push(FillBatch {
|
|
start_index: self.fill_idx.len() as u32 - count,
|
|
index_count: count,
|
|
color,
|
|
});
|
|
}
|
|
|
|
fn add_line_batch(&mut self, count: u32, color: Rgba, stroke_mm: f32) {
|
|
if let Some(last) = self.line_batches.last_mut() {
|
|
if last.stroke_mm == stroke_mm && same_rgba(last.color, color) {
|
|
last.index_count += count;
|
|
return;
|
|
}
|
|
}
|
|
self.line_batches.push(LineBatch {
|
|
start_index: self.line_idx.len() as u32 - count,
|
|
index_count: count,
|
|
color,
|
|
stroke_mm,
|
|
});
|
|
}
|
|
|
|
/// Zeichnet einen zusammenhaengenden Linienzug (Modell-Meter) als EINEN
|
|
/// gehrten Streifen: an jedem Stuetzpunkt wird der Versatz entlang des Miter-
|
|
/// Bisektors verlaengert (1/cos(theta/2)), sodass benachbarte Segmente buendig
|
|
/// verschmelzen -> gehrte Ecke statt Butt-Cap-Stufe. `closed` schliesst den Ring
|
|
/// (letzter<->erster Punkt). Vertex-Layout: [x,y, bx,by, side, miter] (6 floats).
|
|
///
|
|
/// 1:1-Port von `strokePolyline` in `src/plan/glPlan/glPlanCompile.ts`.
|
|
fn stroke_polyline(
|
|
&mut self,
|
|
pts_m: &[Point],
|
|
closed: bool,
|
|
color: Rgba,
|
|
stroke_mm: f32,
|
|
bounds: &mut Bounds,
|
|
) {
|
|
// Auf Bildschirm-Raum abbilden + aufeinanderfolgende Duplikate entfernen.
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|
let mut s: Vec<Point> = Vec::with_capacity(pts_m.len());
|
|
for &p in pts_m {
|
|
let sp = to_screen(p);
|
|
if let Some(last) = s.last() {
|
|
if (last[0] - sp[0]).abs() < 1e-6 && (last[1] - sp[1]).abs() < 1e-6 {
|
|
continue;
|
|
}
|
|
}
|
|
s.push(sp);
|
|
bounds.track(p);
|
|
}
|
|
if closed && s.len() > 1 {
|
|
let f = s[0];
|
|
let l = s[s.len() - 1];
|
|
if (f[0] - l[0]).abs() < 1e-6 && (f[1] - l[1]).abs() < 1e-6 {
|
|
s.pop();
|
|
}
|
|
}
|
|
let k = s.len();
|
|
if k < 2 {
|
|
return;
|
|
}
|
|
|
|
let base = (self.line_verts.len() / 6) as u32;
|
|
for i in 0..k {
|
|
let has_in = closed || i > 0;
|
|
let has_out = closed || i < k - 1;
|
|
let n_in = if has_in {
|
|
left_normal(s[(i + k - 1) % k], s[i])
|
|
} else {
|
|
None
|
|
};
|
|
let n_out = if has_out {
|
|
left_normal(s[i], s[(i + 1) % k])
|
|
} else {
|
|
None
|
|
};
|
|
|
|
let (bx, by, miter): (f32, f32, f32);
|
|
match (n_in, n_out) {
|
|
(Some(a), Some(b)) => {
|
|
let sx = a[0] + b[0];
|
|
let sy = a[1] + b[1];
|
|
let slen = (sx * sx + sy * sy).sqrt();
|
|
if slen < 1e-3 {
|
|
// ~180-Grad-Umkehr -> kein sinnvoller Bisektor, gerade weiter.
|
|
bx = b[0];
|
|
by = b[1];
|
|
miter = 1.0;
|
|
} else {
|
|
bx = sx / slen;
|
|
by = sy / slen;
|
|
let denom = bx * b[0] + by * b[1]; // cos(theta/2)
|
|
miter = if denom > 1e-3 {
|
|
(1.0 / denom).min(MITER_LIMIT)
|
|
} else {
|
|
1.0
|
|
};
|
|
}
|
|
}
|
|
(Some(n), None) | (None, Some(n)) => {
|
|
bx = n[0];
|
|
by = n[1];
|
|
miter = 1.0;
|
|
}
|
|
(None, None) => {
|
|
// Bei k>=2 unerreichbar; sicherheitshalber gerade lassen.
|
|
bx = 0.0;
|
|
by = 0.0;
|
|
miter = 1.0;
|
|
}
|
|
}
|
|
self.line_verts
|
|
.extend_from_slice(&[s[i][0], s[i][1], bx, by, 1.0, miter]);
|
|
self.line_verts
|
|
.extend_from_slice(&[s[i][0], s[i][1], bx, by, -1.0, miter]);
|
|
}
|
|
|
|
let segs = if closed { k } else { k - 1 };
|
|
for i in 0..segs {
|
|
let a = base + 2 * i as u32;
|
|
let b = base + 2 * (((i + 1) % k) as u32);
|
|
self.line_idx
|
|
.extend_from_slice(&[a, a + 1, b, a + 1, b + 1, b]);
|
|
}
|
|
self.add_line_batch((segs * 6) as u32, color, stroke_mm);
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
/// Hilfsstruct zum Verfolgen der Modell-Bounds.
|
|
struct Bounds {
|
|
min_x: f32,
|
|
min_y: f32,
|
|
max_x: f32,
|
|
max_y: f32,
|
|
}
|
|
|
|
impl Bounds {
|
|
fn new() -> Self {
|
|
Self {
|
|
min_x: f32::INFINITY,
|
|
min_y: f32::INFINITY,
|
|
max_x: f32::NEG_INFINITY,
|
|
max_y: f32::NEG_INFINITY,
|
|
}
|
|
}
|
|
#[inline]
|
|
fn track(&mut self, p: Point) {
|
|
if p[0] < self.min_x {
|
|
self.min_x = p[0];
|
|
}
|
|
if p[1] < self.min_y {
|
|
self.min_y = p[1];
|
|
}
|
|
if p[0] > self.max_x {
|
|
self.max_x = p[0];
|
|
}
|
|
if p[1] > self.max_y {
|
|
self.max_y = p[1];
|
|
}
|
|
}
|
|
fn finish(self) -> [f32; 4] {
|
|
[
|
|
if self.min_x.is_finite() { self.min_x } else { 0.0 },
|
|
if self.min_y.is_finite() { self.min_y } else { 0.0 },
|
|
if self.max_x.is_finite() { self.max_x } else { 1.0 },
|
|
if self.max_y.is_finite() { self.max_y } else { 1.0 },
|
|
]
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
/// Tessellliert eine ganze Szene zu GPU-Geometrie (gefuellte Polygone +
|
|
/// Papier-mm-Striche). Reihenfolge: Fuellungen -> Umrisse -> freie Linien.
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|
pub fn compile_scene(scene: &Scene) -> GpuGeometry {
|
|
let mut geo = GpuGeometry::default();
|
|
let mut bounds = Bounds::new();
|
|
|
|
// 1) Gefuellte Polygone.
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|
for poly in &scene.fills {
|
|
compile_fill(&mut geo, poly, &mut bounds);
|
|
}
|
|
// 2) Umrisse (geschlossene Ringe als EIN gehrter Streifen, inkl. Schluss-Kante).
|
|
for o in &scene.outlines {
|
|
if o.width_mm > 0.0 && o.pts.len() >= 2 {
|
|
geo.stroke_polyline(&o.pts, true, o.color, o.width_mm, &mut bounds);
|
|
}
|
|
}
|
|
// 3) Offene Polylinien (verbundene Umrisskanten / 2D-Zeichnungszuege) als EIN
|
|
// gehrter Streifen — die inneren Ecken bekommen so eine Gehrung statt
|
|
// Stumpfkappen (closed=false).
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|
for pl in &scene.polylines {
|
|
compile_polyline(&mut geo, pl, &mut bounds);
|
|
}
|
|
// 4) Freie Einzel-Linien (Tuerblaetter, Bogen-Sehnen, Referenzlinien).
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|
for l in &scene.lines {
|
|
compile_line(&mut geo, l, &mut bounds);
|
|
}
|
|
|
|
geo.bounds = bounds.finish();
|
|
geo
|
|
}
|
|
|
|
fn compile_polyline(geo: &mut GpuGeometry, pl: &Polyline, bounds: &mut Bounds) {
|
|
if pl.width_mm > 0.0 && pl.pts.len() >= 2 {
|
|
geo.stroke_polyline(&pl.pts, false, pl.color, pl.width_mm, bounds);
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
fn compile_fill(geo: &mut GpuGeometry, poly: &FillPolygon, bounds: &mut Bounds) {
|
|
let tris = triangulate(&poly.pts);
|
|
if tris.is_empty() {
|
|
return;
|
|
}
|
|
let base = (geo.fill_pos.len() / 2) as u32;
|
|
for &pt in &poly.pts {
|
|
let s = to_screen(pt);
|
|
geo.fill_pos.push(s[0]);
|
|
geo.fill_pos.push(s[1]);
|
|
bounds.track(pt);
|
|
}
|
|
let count = tris.len() as u32;
|
|
for t in tris {
|
|
geo.fill_idx.push(base + t);
|
|
}
|
|
geo.add_fill_batch(count, poly.color);
|
|
}
|
|
|
|
fn compile_line(geo: &mut GpuGeometry, l: &Line, bounds: &mut Bounds) {
|
|
let w = if l.width_mm > 0.0 { l.width_mm } else { 0.18 };
|
|
geo.stroke_polyline(&[l.a, l.b], false, l.color, w, bounds);
|
|
}
|