BoundarySampler.hpp

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#pragma once
 
#include <polyfem/mesh/Mesh.hpp>
#include <polyfem/mesh/LocalBoundary.hpp>
 
#include <Eigen/Dense>
 
namespace polyfem
{
    namespace utils
    {
        class BoundarySampler
        {
        public:
            static void sample_parametric_quad_edge(int index, int n_samples, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &samples);
            static void sample_parametric_tri_edge(int index, int n_samples, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &samples);
 
            static void sample_parametric_quad_face(int index, int n_samples, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &samples);
            static void sample_parametric_tri_face(int index, int n_samples, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &samples);
            static void sample_parametric_prism_face(int index, int n_samples, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &samples);
            static void sample_parametric_pyramid_face(int index, int n_samples, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &samples);
 
            static void sample_polygon_edge(int face_id, int edge_id, int n_samples, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &samples);
 
            static void quadrature_for_quad_edge(int index, int order, const int gid, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::VectorXd &weights);
            static void quadrature_for_tri_edge(int index, int order, const int gid, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::VectorXd &weights);
 
            static void quadrature_for_quad_face(int index, int order, const int gid, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::VectorXd &weights);
            static void quadrature_for_tri_face(int index, int order, const int gid, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::VectorXd &weights);
            static void quadrature_for_prism_face(int index, int orderp, int orderq, const int gid, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::VectorXd &weights);
            static void quadrature_for_pyramid_face(int index, int orderp, const int gid, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::VectorXd &weights);
 
            static void quadrature_for_polygon_edge(int face_id, int edge_id, int order, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::VectorXd &weights);
 
            static void normal_for_quad_edge(int index, Eigen::MatrixXd &normal);
            static void normal_for_tri_edge(int index, Eigen::MatrixXd &normal);
 
            static void normal_for_quad_face(int index, Eigen::MatrixXd &normal);
            static void normal_for_tri_face(int index, Eigen::MatrixXd &normal);
            static void normal_for_prism_face(int index, Eigen::MatrixXd &normal);
            static void normal_for_pyramid_face(int index, Eigen::MatrixXd &normal);
 
            static void normal_for_polygon_edge(int face_id, int edge_id, const mesh::Mesh &mesh, Eigen::MatrixXd &normal);
 
            static Eigen::Matrix2d tri_local_node_coordinates_from_edge(int le);
            static Eigen::Matrix2d quad_local_node_coordinates_from_edge(int le);
            static Eigen::MatrixXd tet_local_node_coordinates_from_face(int lf);
            static Eigen::MatrixXd hex_local_node_coordinates_from_face(int lf);
            static Eigen::MatrixXd prism_local_node_coordinates_from_face(int lf);
            static Eigen::MatrixXd pyramid_local_node_coordinates_from_face(int lf);
 
            // sample boundary facet, uv are local (ref) values, samples are global coordinates
            static bool sample_boundary(const mesh::LocalBoundary &local_boundary, const int n_samples, const mesh::Mesh &mesh, const bool skip_computation, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &samples, Eigen::VectorXi &global_primitive_ids);
            // compute quadrature for boundary facet, uv are local (ref) values, samples are global coordinates
            static bool boundary_quadrature(const mesh::LocalBoundary &local_boundary, const QuadratureOrders &order, const mesh::Mesh &mesh, const bool skip_computation, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::MatrixXd &normals, Eigen::VectorXd &weights, Eigen::VectorXi &global_primitive_ids);
            // compute quadrature for one boundary facet, uv are local (ref) values, samples are global coordinates
            static bool boundary_quadrature(const mesh::LocalBoundary &local_boundary, const QuadratureOrders &order, const mesh::Mesh &mesh, const int i, const bool skip_computation, Eigen::MatrixXd &uv, Eigen::MatrixXd &points, Eigen::MatrixXd &normal, Eigen::VectorXd &weights);
        };
    } // namespace utils
} // namespace polyfem