GeometryUtils.hpp

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#pragma once
 
#include <polyfem/utils/Types.hpp>
 
#include <Eigen/Core>
 
namespace polyfem::utils
{
    double triangle_area_2D(
        const Eigen::Vector2d &a,
        const Eigen::Vector2d &b,
        const Eigen::Vector2d &c);
 
    double triangle_area_3D(
        const Eigen::Vector3d &a,
        const Eigen::Vector3d &b,
        const Eigen::Vector3d &c);
 
    double triangle_area(const Eigen::MatrixXd V);
 
    double tetrahedron_volume(
        const Eigen::Vector3d &a,
        const Eigen::Vector3d &b,
        const Eigen::Vector3d &c,
        const Eigen::Vector3d &d);
 
    double tetrahedron_volume(const Eigen::MatrixXd V);
 
    void triangle_area_2D_gradient(double ax, double ay, double bx, double by, double cx, double cy, double g[6]);
 
    void triangle_area_2D_hessian(double ax, double ay, double bx, double by, double cx, double cy, double H[36]);
 
    void tetrahedron_volume_gradient(double ax, double ay, double az, double bx, double by, double bz, double cx, double cy, double cz, double dx, double dy, double dz, double g[12]);
 
    void tetrahedron_volume_hessian(double ax, double ay, double az, double bx, double by, double bz, double cx, double cy, double cz, double dx, double dy, double dz, double H[144]);
 
    Eigen::MatrixXd triangle_to_clockwise_order(const Eigen::MatrixXd &triangle);
 
    std::vector<Eigen::MatrixXd> triangle_fan(const Eigen::MatrixXd &convex_polygon);
 
    Eigen::VectorXd barycentric_coordinates(
        const Eigen::VectorXd &p,
        const Eigen::MatrixXd &V);
 
    bool triangle_intersects_disk(
        const Eigen::Vector2d &t0,
        const Eigen::Vector2d &t1,
        const Eigen::Vector2d &t2,
        const Eigen::Vector2d &center,
        const double radius);
 
    bool tetrahedron_intersects_ball(
        const Eigen::Vector3d &t0,
        const Eigen::Vector3d &t1,
        const Eigen::Vector3d &t2,
        const Eigen::Vector3d &t3,
        const Eigen::Vector3d &center,
        const double radius);
 
    bool are_edges_collinear(
        const VectorNd &ea0,
        const VectorNd &ea1,
        const VectorNd &eb0,
        const VectorNd &eb1,
        const double tol = 1e-10);
 
    bool are_triangles_coplanar(
        const Eigen::Vector3d &t00,
        const Eigen::Vector3d &t01,
        const Eigen::Vector3d &t02,
        const Eigen::Vector3d &t10,
        const Eigen::Vector3d &t11,
        const Eigen::Vector3d &t12,
        const double tol = 1e-10);
 
    bool are_aabbs_intersecting(
        const VectorNd &aabb0_min,
        const VectorNd &aabb0_max,
        const VectorNd &aabb1_min,
        const VectorNd &aabb1_max);
} // namespace polyfem::utils