Move Utah teapot model reading code into dedicated module
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9f56e2a614
commit
d221bb6c07
6 files changed
+245
-224
No files matched your search
@@ -41,6 +41,7 @@ add_executable(demo
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linear_alg.c
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linear_alg.c
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main.c
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main.c
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model.c
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model.c
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model_format_utah.c
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)
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)
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configure_target(demo)
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configure_target(demo)
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target_include_directories(demo PRIVATE "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}")
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target_include_directories(demo PRIVATE "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}")
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@@ -1,5 +1,5 @@
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#include "gpu.h"
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#include "gpu.h"
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#include "model.h"
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#include "model_format_utah.h"
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#include <assert.h>
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#include <assert.h>
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#include <math.h>
|
#include <math.h>
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@@ -51,7 +51,7 @@ int main(int argc, char *argv[])
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|||||||
fprintf(stderr, "Usage: %s PATH/TO/MODEL\n", argv[0]);
|
fprintf(stderr, "Usage: %s PATH/TO/MODEL\n", argv[0]);
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return 1;
|
return 1;
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}
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}
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model_t model = model_read(argv[1]);
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model_t model = model_format_utah_read(argv[1]);
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// Set up window
|
// Set up window
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glfwInit();
|
glfwInit();
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@@ -1,233 +1,16 @@
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#include "model.h"
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#include "model.h"
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#include <assert.h>
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#include <assert.h>
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#include <ctype.h>
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#include <fcntl.h>
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#include <math.h>
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#include <stdbit.h>
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#include <stdio.h>
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#include <stdlib.h>
|
#include <stdlib.h>
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||||||
#include <unistd.h>
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#define BUFFER_SIZE 256
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model_t model_init(size_t vertex_count, size_t index_count)
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#define FIB_WRAP_COEFF 11400714819323198485LLU
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typedef struct {
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uint8_t *rp;
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size_t vertex_count;
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size_t index_count;
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size_t capacity;
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size_t buffered;
|
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const int fd;
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||||||
uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
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} read_ctx_t;
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typedef struct {
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unsigned probe_count;
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index_t index;
|
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bool occupied;
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} table_node_t;
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typedef struct {
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||||||
table_node_t *nodes;
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size_t size;
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unsigned shift;
|
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||||||
unsigned max_probe_count;
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} table_t;
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static uint32_t hash_vertex(vertex_t v)
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{
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{
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const uint32_t px = *((uint32_t *)&v.position.x);
|
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||||||
const uint32_t py = *((uint32_t *)&v.position.y);
|
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||||||
const uint32_t pz = *((uint32_t *)&v.position.z);
|
|
||||||
const uint32_t nx = *((uint32_t *)&v.normal.x);
|
|
||||||
const uint32_t ny = *((uint32_t *)&v.normal.y);
|
|
||||||
const uint32_t nz = *((uint32_t *)&v.normal.z);
|
|
||||||
return px ^ (py << 1) ^ (pz << 2) ^ (pz << 3) ^ (nx << 4) ^ (ny << 5)
|
|
||||||
^ (nz << 6);
|
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||||||
}
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||||||
static bool vertex_equals(vertex_t v, vertex_t u)
|
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{
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||||||
return v.position.x == u.position.x && v.position.y == u.position.y
|
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||||||
&& v.position.z == u.position.z && v.normal.x == u.normal.x
|
|
||||||
&& v.normal.y == u.normal.y && v.normal.z == u.normal.z;
|
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||||||
}
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||||||
static unsigned wrap(table_t *table, uint32_t hash)
|
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{
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return (unsigned)((hash * FIB_WRAP_COEFF) >> table->shift);
|
|
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}
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||||||
static bool lookup(
|
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||||||
table_t *table, model_t *model, unsigned base, vertex_t vertex,
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index_t *index_out)
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||||||
{
|
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||||||
for (unsigned i = 0; i < table->max_probe_count; ++i) {
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||||||
const unsigned t = (base + i) & (UINT64_MAX >> table->shift);
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||||||
const table_node_t *node = table->nodes + t;
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||||||
if (!node->occupied)
|
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||||||
return false;
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||||||
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||||||
const vertex_t node_vertex = model->vertices[node->index];
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||||||
if (vertex_equals(vertex, node_vertex)) {
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||||||
*index_out = node->index;
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||||||
return true;
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||||||
}
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||||||
}
|
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||||||
return false;
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}
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||||||
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||||||
static void insert(table_t *table, unsigned base, index_t index)
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||||||
{
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||||||
for (unsigned i = 0; i < table->size; ++i) {
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||||||
const unsigned t = (base + i) & (UINT64_MAX >> table->shift);
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||||||
table_node_t *node = table->nodes + t;
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||||||
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||||||
if (!node->occupied) {
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node->occupied = true;
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node->probe_count = i;
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node->index = index;
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if (i > table->max_probe_count)
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table->max_probe_count = i;
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return;
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}
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||||||
if (node->probe_count < i) {
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||||||
const unsigned node_probe_count = node->probe_count;
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node->probe_count = i;
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i = node_probe_count;
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||||||
const index_t node_index = node->index;
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node->index = index;
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index = node_index;
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}
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}
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||||||
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assert(false);
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}
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static index_t handle_vertex(table_t *table, model_t *model, vertex_t vertex)
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{
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index_t index;
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const unsigned base = wrap(table, hash_vertex(vertex));
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const bool exists = lookup(table, model, base, vertex, &index);
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if (exists)
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return index;
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index = model->vertex_count;
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model->vertices[model->vertex_count++] = vertex;
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insert(table, base, index);
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return index;
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}
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static uint8_t read_byte(read_ctx_t *ctx)
|
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{
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if (ctx->rp >= ctx->buffer + ctx->buffered) {
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const ssize_t res = read(ctx->fd, ctx->buffer, BUFFER_SIZE);
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||||||
assert(res != -1);
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ctx->buffered = (size_t)res;
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ctx->rp = ctx->buffer;
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}
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return *ctx->rp++;
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}
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||||||
static size_t read_triangle_count(read_ctx_t *ctx)
|
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{
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size_t triangle_count = 0;
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||||||
while (1) {
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||||||
const uint8_t b = read_byte(ctx);
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||||||
if (isdigit(b)) {
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triangle_count = 10 * triangle_count + b - '0';
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||||||
} else {
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||||||
assert(b == '\n');
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||||||
break;
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}
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||||||
}
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return triangle_count;
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}
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static float read_float(read_ctx_t *ctx)
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||||||
{
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||||||
bool negative = false;
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float value = 0, digit_div = 0;
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while (1) {
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||||||
const uint8_t b = read_byte(ctx);
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||||||
if (b == '-') {
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||||||
assert(value == 0);
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||||||
negative = true;
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} else if (b == '.') {
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||||||
digit_div = 10;
|
|
||||||
} else if (isdigit(b)) {
|
|
||||||
if (digit_div == 0) {
|
|
||||||
value = 10 * value + (b - '0');
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
value += (float)(b - '0') / digit_div;
|
|
||||||
digit_div *= 10;
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|
||||||
}
|
|
||||||
} else {
|
|
||||||
assert(b == ' ' || b == '\n');
|
|
||||||
break;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return (negative ? -1 : 1) * value;
|
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||||||
}
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||||||
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||||||
static vec3_t read_vec3(read_ctx_t *ctx)
|
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||||||
{
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||||||
const float x = read_float(ctx);
|
|
||||||
const float y = read_float(ctx);
|
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||||||
const float z = read_float(ctx);
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||||||
return (vec3_t) { x, y, z };
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|
||||||
}
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||||||
|
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||||||
static vertex_t read_vertex(read_ctx_t *ctx)
|
|
||||||
{
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|
||||||
const vec3_t position = read_vec3(ctx);
|
|
||||||
const vec3_t normal = read_vec3(ctx);
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||||||
return (vertex_t) { position, normal };
|
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||||||
}
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||||||
|
|
||||||
model_t model_read(const char *path)
|
|
||||||
{
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||||||
read_ctx_t ctx = { .fd = open(path, O_RDONLY), .rp = ctx.buffer };
|
|
||||||
assert(ctx.fd != -1);
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|
||||||
|
|
||||||
const size_t triangle_count = read_triangle_count(&ctx);
|
|
||||||
const size_t index_count = 3 * triangle_count;
|
|
||||||
|
|
||||||
model_t model = {
|
model_t model = {
|
||||||
.indices = malloc(index_count * sizeof(index_t)),
|
.indices = calloc(index_count, sizeof(index_t)),
|
||||||
.index_count = index_count,
|
.index_count = index_count,
|
||||||
.vertices = malloc(index_count * sizeof(vertex_t)),
|
.vertices = calloc(vertex_count, sizeof(vertex_t)),
|
||||||
|
.vertex_count = vertex_count,
|
||||||
};
|
};
|
||||||
assert(model.vertices != nullptr);
|
|
||||||
assert(model.indices != nullptr);
|
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||||||
|
|
||||||
table_t table = { .max_probe_count = 0 };
|
|
||||||
table.size = stdc_bit_ceil((size_t)(1.5 * index_count));
|
|
||||||
table.shift = 64 - stdc_trailing_zeros(table.size);
|
|
||||||
table.nodes = calloc(table.size, sizeof(table_node_t));
|
|
||||||
assert(table.nodes != nullptr);
|
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i = 0; i < index_count; ++i) {
|
|
||||||
const vertex_t vertex = read_vertex(&ctx);
|
|
||||||
index_t index = handle_vertex(&table, &model, vertex);
|
|
||||||
model.indices[i] = index;
|
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||||||
|
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||||||
// Skip newline after each triangle
|
|
||||||
if (i % 3 == 2) {
|
|
||||||
const uint8_t b = read_byte(&ctx);
|
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||||||
assert(b == '\n');
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
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||||||
// Shrink vertex buffer down to needed size
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model.vertices
|
|
||||||
= realloc(model.vertices, model.vertex_count * sizeof(vertex_t));
|
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||||||
assert(model.vertices != nullptr);
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||||||
|
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free(table.nodes);
|
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||||||
close(ctx.fd);
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return model;
|
return model;
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}
|
}
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||||||
|
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||||||
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|||||||
@@ -20,7 +20,7 @@ typedef struct {
|
|||||||
size_t index_count;
|
size_t index_count;
|
||||||
} model_t;
|
} model_t;
|
||||||
|
|
||||||
model_t model_read(const char *path);
|
model_t model_init(size_t vertex_count, size_t index_count);
|
||||||
void model_cleanup(model_t *m);
|
void model_cleanup(model_t *m);
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
@@ -0,0 +1,229 @@
|
|||||||
|
#include "model_format_utah.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <assert.h>
|
||||||
|
#include <ctype.h>
|
||||||
|
#include <fcntl.h>
|
||||||
|
#include <math.h>
|
||||||
|
#include <stdbit.h>
|
||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#define BUFFER_SIZE 256
|
||||||
|
|
||||||
|
#define FIB_WRAP_COEFF 11400714819323198485LLU
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
uint8_t *rp;
|
||||||
|
size_t vertex_count;
|
||||||
|
size_t index_count;
|
||||||
|
size_t capacity;
|
||||||
|
size_t buffered;
|
||||||
|
const int fd;
|
||||||
|
uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
|
||||||
|
} read_ctx_t;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
unsigned probe_count;
|
||||||
|
index_t index;
|
||||||
|
bool occupied;
|
||||||
|
} table_node_t;
|
||||||
|
|
||||||
|
typedef struct {
|
||||||
|
table_node_t *nodes;
|
||||||
|
size_t size;
|
||||||
|
unsigned shift;
|
||||||
|
unsigned max_probe_count;
|
||||||
|
} table_t;
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint32_t hash_vertex(vertex_t v)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const uint32_t px = *((uint32_t *)&v.position.x);
|
||||||
|
const uint32_t py = *((uint32_t *)&v.position.y);
|
||||||
|
const uint32_t pz = *((uint32_t *)&v.position.z);
|
||||||
|
const uint32_t nx = *((uint32_t *)&v.normal.x);
|
||||||
|
const uint32_t ny = *((uint32_t *)&v.normal.y);
|
||||||
|
const uint32_t nz = *((uint32_t *)&v.normal.z);
|
||||||
|
return px ^ (py << 1) ^ (pz << 2) ^ (pz << 3) ^ (nx << 4) ^ (ny << 5)
|
||||||
|
^ (nz << 6);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static bool vertex_equals(vertex_t v, vertex_t u)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return v.position.x == u.position.x && v.position.y == u.position.y
|
||||||
|
&& v.position.z == u.position.z && v.normal.x == u.normal.x
|
||||||
|
&& v.normal.y == u.normal.y && v.normal.z == u.normal.z;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static unsigned wrap(table_t *table, uint32_t hash)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return (unsigned)((hash * FIB_WRAP_COEFF) >> table->shift);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static bool lookup(
|
||||||
|
table_t *table, model_t *model, unsigned base, vertex_t vertex,
|
||||||
|
index_t *index_out)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < table->max_probe_count; ++i) {
|
||||||
|
const unsigned t = (base + i) & (UINT64_MAX >> table->shift);
|
||||||
|
const table_node_t *node = table->nodes + t;
|
||||||
|
if (!node->occupied)
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
|
||||||
|
const vertex_t node_vertex = model->vertices[node->index];
|
||||||
|
if (vertex_equals(vertex, node_vertex)) {
|
||||||
|
*index_out = node->index;
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void insert(table_t *table, unsigned base, index_t index)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
for (unsigned i = 0; i < table->size; ++i) {
|
||||||
|
const unsigned t = (base + i) & (UINT64_MAX >> table->shift);
|
||||||
|
table_node_t *node = table->nodes + t;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (!node->occupied) {
|
||||||
|
node->occupied = true;
|
||||||
|
node->probe_count = i;
|
||||||
|
node->index = index;
|
||||||
|
if (i > table->max_probe_count)
|
||||||
|
table->max_probe_count = i;
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (node->probe_count < i) {
|
||||||
|
const unsigned node_probe_count = node->probe_count;
|
||||||
|
node->probe_count = i;
|
||||||
|
i = node_probe_count;
|
||||||
|
const index_t node_index = node->index;
|
||||||
|
node->index = index;
|
||||||
|
index = node_index;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
assert(false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static index_t handle_vertex(table_t *table, model_t *model, vertex_t vertex)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
index_t index;
|
||||||
|
const unsigned base = wrap(table, hash_vertex(vertex));
|
||||||
|
const bool exists = lookup(table, model, base, vertex, &index);
|
||||||
|
if (exists)
|
||||||
|
return index;
|
||||||
|
index = model->vertex_count;
|
||||||
|
model->vertices[model->vertex_count++] = vertex;
|
||||||
|
insert(table, base, index);
|
||||||
|
return index;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static uint8_t read_byte(read_ctx_t *ctx)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (ctx->rp >= ctx->buffer + ctx->buffered) {
|
||||||
|
const ssize_t res = read(ctx->fd, ctx->buffer, BUFFER_SIZE);
|
||||||
|
assert(res != -1);
|
||||||
|
ctx->buffered = (size_t)res;
|
||||||
|
ctx->rp = ctx->buffer;
|
||||||
|
}
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||||||
|
return *ctx->rp++;
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}
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static size_t read_triangle_count(read_ctx_t *ctx)
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{
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size_t triangle_count = 0;
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||||||
|
while (1) {
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||||||
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const uint8_t b = read_byte(ctx);
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||||||
|
if (isdigit(b)) {
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||||||
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triangle_count = 10 * triangle_count + b - '0';
|
||||||
|
} else {
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|
assert(b == '\n');
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||||||
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break;
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}
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||||||
|
}
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||||||
|
return triangle_count;
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}
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||||||
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||||||
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static float read_float(read_ctx_t *ctx)
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||||||
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{
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bool negative = false;
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float value = 0, digit_div = 0;
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while (1) {
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const uint8_t b = read_byte(ctx);
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||||||
|
if (b == '-') {
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|
assert(value == 0);
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||||||
|
negative = true;
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||||||
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} else if (b == '.') {
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||||||
|
digit_div = 10;
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||||||
|
} else if (isdigit(b)) {
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||||||
|
if (digit_div == 0) {
|
||||||
|
value = 10 * value + (b - '0');
|
||||||
|
} else {
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||||||
|
value += (float)(b - '0') / digit_div;
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||||||
|
digit_div *= 10;
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||||||
|
}
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||||||
|
} else {
|
||||||
|
assert(b == ' ' || b == '\n');
|
||||||
|
break;
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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|
return (negative ? -1 : 1) * value;
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|
}
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|
static vec3_t read_vec3(read_ctx_t *ctx)
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{
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const float x = read_float(ctx);
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|
const float y = read_float(ctx);
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|
const float z = read_float(ctx);
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||||||
|
return (vec3_t) { x, y, z };
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||||||
|
}
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|
static vertex_t read_vertex(read_ctx_t *ctx)
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|
{
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|
const vec3_t position = read_vec3(ctx);
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||||||
|
const vec3_t normal = read_vec3(ctx);
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|
return (vertex_t) { position, normal };
|
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|
}
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|
model_t model_format_utah_read(const char *path)
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{
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read_ctx_t ctx = { .fd = open(path, O_RDONLY), .rp = ctx.buffer };
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assert(ctx.fd != -1);
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||||||
|
const size_t triangle_count = read_triangle_count(&ctx);
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|
const size_t index_count = 3 * triangle_count;
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||||||
|
// Begin with vertex buffer at maximum possible size
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model_t model = model_init(index_count, index_count);
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|
model.vertex_count = 0;
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|
// Set up hash table for vertex de-duplication
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table_t table = { .max_probe_count = 0 };
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|
table.size = stdc_bit_ceil((size_t)(1.5 * index_count));
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||||||
|
table.shift = 64 - stdc_trailing_zeros(table.size);
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||||||
|
table.nodes = calloc(table.size, sizeof(table_node_t));
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|
assert(table.nodes != nullptr);
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|
for (size_t i = 0; i < index_count; ++i) {
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|
const vertex_t vertex = read_vertex(&ctx);
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|
index_t index = handle_vertex(&table, &model, vertex);
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|
model.indices[i] = index;
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|
// Skip newline after each triangle
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if (i % 3 == 2) {
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|
const uint8_t b = read_byte(&ctx);
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|
assert(b == '\n');
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|
}
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}
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// Shrink vertex buffer down to needed size
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model.vertices
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= realloc(model.vertices, model.vertex_count * sizeof(vertex_t));
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|
assert(model.vertices != nullptr);
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|
free(table.nodes);
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|
close(ctx.fd);
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return model;
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}
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@@ -0,0 +1,8 @@
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#ifndef MODEL_FORMAT_UTAH_H
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#define MODEL_FORMAT_UTAH_H
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#include "model.h"
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model_t model_format_utah_read(const char *path);
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#endif
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