Files
scikit-image/skimage/measure/_marching_cubes_cy.pyx
T
Josh Warner (Mac) af59d06461 ENH: Simplify marching_cubes for maintainability.
This does not change execution time, but the entire algorithm
is much simpler to read and understand without the branching
Cython code paths for anisotropic inputs. Memory usage decreases
a minor amount.
2014-08-31 11:00:41 +01:00

942 lines
39 KiB
Cython

#cython: cdivision=True
#cython: boundscheck=False
#cython: nonecheck=False
#cython: wraparound=False
import numpy as np
cimport numpy as cnp
cdef inline double _get_fraction(double from_value, double to_value,
double level):
if (to_value == from_value):
return 0
return ((level - from_value) / (to_value - from_value))
def unpack_unique_verts(list trilist):
"""
Convert a list of lists of tuples corresponding to triangle vertices
into a unique vertex list, and a list of triangle faces w/indices
corresponding to entries of the vertex list.
"""
cdef Py_ssize_t idx = 0
cdef Py_ssize_t n_tris = len(trilist)
cdef Py_ssize_t i, j
cdef dict vert_index = {}
cdef list vert_list = []
cdef list face_list = []
cdef list templist
# Iterate over triangles
for i in range(n_tris):
templist = []
# Only parse vertices from non-degenerate triangles
if not ((trilist[i][0] == trilist[i][1]) or
(trilist[i][0] == trilist[i][2]) or
(trilist[i][1] == trilist[i][2])):
# Iterate over vertices within each triangle
for j in range(3):
vert = trilist[i][j]
# Check if a new unique vertex found
if vert not in vert_index:
vert_index[vert] = idx
templist.append(idx)
vert_list.append(vert)
idx += 1
else:
templist.append(vert_index[vert])
face_list.append(templist)
return vert_list, face_list
def iterate_and_store_3d(double[:, :, ::1] arr, double level):
"""Iterate across the given array in a marching-cubes fashion,
looking for volumes with edges that cross 'level'. If such a volume is
found, appropriate triangulations are added to a growing list of
faces to be returned by this function.
"""
if arr.shape[0] < 2 or arr.shape[1] < 2 or arr.shape[2] < 2:
raise ValueError("Input array must be at least 2x2x2.")
cdef list face_list = []
cdef list norm_list = []
cdef Py_ssize_t n
cdef bint plus_z
plus_z = False
# The plan is to iterate a 2x2x2 cube across the input array. This means
# the upper-left corner of the cube needs to iterate across a sub-array
# of size one-less-large in each direction (so we can get away with no
# bounds checking in Cython). The cube is represented by eight vertices:
# v1, v2, ..., v8, oriented thus (see Lorensen, Figure 4):
#
# v8 ------ v7
# / | / | y
# / | / | ^ z
# v4 ------ v3 | | /
# | v5 ----|- v6 |/ (note: NOT right handed!)
# | / | / ----> x
# | / | /
# v1 ------ v2
#
# We also maintain the current 2D coordinates for v1, and ensure the array
# is of type 'double' and is C-contiguous (last index varies fastest).
# Coords start at (0, 0, 0).
cdef Py_ssize_t[3] coords
coords[0] = 0
coords[1] = 0
coords[2] = 0
# Calculate the number of iterations we'll need
cdef Py_ssize_t num_cube_steps = ((arr.shape[0] - 1) *
(arr.shape[1] - 1) *
(arr.shape[2] - 1))
cdef unsigned char cube_case = 0
cdef tuple e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10, e11, e12
cdef double v1, v2, v3, v4, v5, v6, v7, v8
cdef Py_ssize_t x0, y0, z0, x1, y1, z1
e5, e6, e7, e8 = (0, 0, 0), (0, 0, 0), (0, 0, 0), (0, 0, 0)
for n in range(num_cube_steps):
# There are 255 unique values for `cube_case`. This algorithm follows
# the Lorensen paper in vertex and edge labeling, however, it should
# be noted that Lorensen used a left-handed coordinate system while
# NumPy uses a proper right handed system. Transforming between these
# coordinate systems was handled in the definitions of the cube
# vertices v1, v2, ..., v8.
#
# Refer to the paper, figure 4, for cube edge designations e1, ... e12
# Standard Py_ssize_t coordinates for indexing
x0, y0, z0 = coords[0], coords[1], coords[2]
x1, y1, z1 = x0 + 1, y0 + 1, z0 + 1
# We use a right-handed coordinate system, UNlike the paper, but want
# to index in agreement - the coordinate adjustment takes place here.
v1 = arr[x0, y0, z0]
v2 = arr[x1, y0, z0]
v3 = arr[x1, y1, z0]
v4 = arr[x0, y1, z0]
v5 = arr[x0, y0, z1]
v6 = arr[x1, y0, z1]
v7 = arr[x1, y1, z1]
v8 = arr[x0, y1, z1]
# Unique triangulation cases
cube_case = 0
if (v1 > level): cube_case += 1
if (v2 > level): cube_case += 2
if (v3 > level): cube_case += 4
if (v4 > level): cube_case += 8
if (v5 > level): cube_case += 16
if (v6 > level): cube_case += 32
if (v7 > level): cube_case += 64
if (v8 > level): cube_case += 128
if (cube_case != 0 and cube_case != 255):
# Only do anything if there's a plane intersecting the cube.
# Cases 0 and 255 are entirely below/above the contour.
if cube_case > 127:
if ((cube_case != 150) and
(cube_case != 170) and
(cube_case != 195)):
cube_case = 255 - cube_case
# Calculate cube edges, to become triangulation vertices.
# If we moved in a convenient direction, save 1/3 of the effort by
# re-assigning prior results.
if plus_z:
# Reassign prior calculated edges
e1 = e5
e2 = e6
e3 = e7
e4 = e8
else:
# Calculate these edges normally
e1 = x0 + _get_fraction(v1, v2, level), y0, z0
e2 = x1, y0 + _get_fraction(v2, v3, level), z0
e3 = x0 + _get_fraction(v4, v3, level), y1, z0
e4 = x0, y0 + _get_fraction(v1, v4, level), z0
# These must be calculated at each point unless we implemented a
# large, growing lookup table for all adjacent values; could save
# ~30% in terms of runtime at the expense of memory usage and
# much greater complexity.
e5 = x0 + _get_fraction(v5, v6, level), y0, z1
e6 = x1, y0 + _get_fraction(v6, v7, level), z1
e7 = x0 + _get_fraction(v8, v7, level), y1, z1
e8 = x0, y0 + _get_fraction(v5, v8, level), z1
e9 = x0, y0, z0 + _get_fraction(v1, v5, level)
e10 = x1, y0, z0 + _get_fraction(v2, v6, level)
e11 = x0, y1, z0 + _get_fraction(v4, v8, level)
e12 = x1, y1, z0 + _get_fraction(v3, v7, level)
# Append appropriate triangles to the growing output `face_list`
_append_tris(face_list, cube_case, e1, e2, e3, e4, e5,
e6, e7, e8, e9, e10, e11, e12)
# Advance the coords indices
if coords[2] < arr.shape[2] - 2:
coords[2] += 1
plus_z = True
elif coords[1] < arr.shape[1] - 2:
coords[1] += 1
coords[2] = 0
plus_z = False
else:
coords[0] += 1
coords[1] = 0
coords[2] = 0
plus_z = False
return face_list
def _append_tris(list face_list, unsigned char case, tuple e1, tuple e2,
tuple e3, tuple e4, tuple e5, tuple e6, tuple e7, tuple e8,
tuple e9, tuple e10, tuple e11, tuple e12):
# Permits recursive use for duplicated planes to conserve code - it's
# quite long enough as-is.
if (case == 1):
# front lower left corner
face_list.append([e1, e4, e9])
elif (case == 2):
# front lower right corner
face_list.append([e10, e2, e1])
elif (case == 3):
# front lower plane
face_list.append([e2, e4, e9])
face_list.append([e2, e9, e10])
elif (case == 4):
# front upper right corner
face_list.append([e12, e3, e2])
elif (case == 5):
# lower left, upper right corners
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 6):
# front right plane
face_list.append([e12, e3, e1])
face_list.append([e12, e1, e10])
elif (case == 7):
# Shelf including v1, v2, v3
face_list.append([e3, e4, e12])
face_list.append([e4, e9, e12])
face_list.append([e12, e9, e10])
elif (case == 8):
# front upper left corner
face_list.append([e3, e11, e4])
elif (case == 9):
# front left plane
face_list.append([e3, e11, e9])
face_list.append([e3, e9, e1])
elif (case == 10):
# upper left, lower right corners
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 11):
# Shelf including v4, v1, v2
face_list.append([e3, e11, e2])
face_list.append([e11, e10, e2])
face_list.append([e11, e9, e10])
elif (case == 12):
# front upper plane
face_list.append([e11, e4, e12])
face_list.append([e2, e4, e12])
elif (case == 13):
# Shelf including v1, v4, v3
face_list.append([e11, e9, e12])
face_list.append([e12, e9, e1])
face_list.append([e12, e1, e2])
elif (case == 14):
# Shelf including v2, v3, v4
face_list.append([e11, e10, e12])
face_list.append([e11, e4, e10])
face_list.append([e4, e1, e10])
elif (case == 15):
# Plane parallel to x-axis through middle
face_list.append([e11, e9, e12])
face_list.append([e12, e9, e10])
elif (case == 16):
# back lower left corner
face_list.append([e8, e9, e5])
elif (case == 17):
# lower left plane
face_list.append([e4, e1, e8])
face_list.append([e8, e1, e5])
elif (case == 18):
# lower left back, lower right front corners
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 19):
# Shelf including v1, v2, v5
face_list.append([e8, e4, e2])
face_list.append([e8, e2, e10])
face_list.append([e8, e10, e5])
elif (case == 20):
# lower left back, upper right front corners
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 21):
# lower left plane + upper right front corner, v1, v3, v5
_append_tris(face_list, 17, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 22):
# front right plane + lower left back corner, v2, v3, v5
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 6, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 23):
# Rotated case 14 in the paper
face_list.append([e3, e10, e8])
face_list.append([e3, e10, e12])
face_list.append([e8, e10, e5])
face_list.append([e3, e4, e8])
elif (case == 24):
# upper front left, lower back left corners
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 25):
# Shelf including v1, v4, v5
face_list.append([e1, e5, e3])
face_list.append([e3, e8, e11])
face_list.append([e3, e5, e8])
elif (case == 26):
# Three isolated corners
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 27):
# Full corner v1, case 9 in paper: (v1, v2, v4, v5)
face_list.append([e11, e3, e2])
face_list.append([e11, e2, e10])
face_list.append([e10, e11, e8])
face_list.append([e8, e5, e10])
elif (case == 28):
# upper front plane + corner v5
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 12, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 29):
# special case of 11 in the paper: (v1, v3, v4, v5)
face_list.append([e11, e5, e2])
face_list.append([e11, e12, e2])
face_list.append([e11, e5, e8])
face_list.append([e2, e1, e5])
elif (case == 30):
# Shelf (v2, v3, v4) and lower left back corner
_append_tris(face_list, 14, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 31):
# Shelf: (v6, v7, v8) by inversion
face_list.append([e11, e12, e10])
face_list.append([e11, e8, e10])
face_list.append([e8, e10, e5])
elif (case == 32):
# lower right back corner
face_list.append([e6, e5, e10])
elif (case == 33):
# lower right back, lower left front corners
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 34):
# lower right plane
face_list.append([e1, e2, e5])
face_list.append([e2, e6, e5])
elif (case == 35):
# Shelf: v1, v2, v6
face_list.append([e4, e2, e6])
face_list.append([e4, e9, e6])
face_list.append([e6, e9, e5])
elif (case == 36):
# upper right front, lower right back corners
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 37):
# lower left front, upper right front, lower right back corners
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 38):
# Shelf: v2, v3, v6
face_list.append([e3, e1, e5])
face_list.append([e3, e5, e12])
face_list.append([e12, e5, e6])
elif (case == 39):
# Full corner v2: (v1, v2, v3, v6)
face_list.append([e3, e4, e5])
face_list.append([e4, e9, e5])
face_list.append([e3, e5, e6])
face_list.append([e3, e12, e6])
elif (case == 40):
# upper left front, lower right back corners
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 41):
# front left plane, lower right back corner
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 9, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 42):
# lower right plane, upper front left corner
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 34, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 43):
# Rotated case 11 in paper
face_list.append([e11, e3, e9])
face_list.append([e3, e9, e6])
face_list.append([e3, e2, e6])
face_list.append([e9, e5, e6])
elif (case == 44):
# upper front plane, lower right back corner
_append_tris(face_list, 12, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 45):
# Shelf: (v1, v3, v4) + lower right back corner
_append_tris(face_list, 13, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 46):
# Rotated case 14 in paper
face_list.append([e4, e11, e12])
face_list.append([e4, e12, e5])
face_list.append([e12, e5, e6])
face_list.append([e4, e5, e1])
elif (case == 47):
# Shelf: (v5, v8, v7) by inversion
face_list.append([e11, e9, e12])
face_list.append([e12, e9, e5])
face_list.append([e12, e5, e6])
elif (case == 48):
# Back lower plane
face_list.append([e9, e10, e6])
face_list.append([e9, e6, e8])
elif (case == 49):
# Shelf: (v1, v5, v6)
face_list.append([e4, e8, e6])
face_list.append([e4, e6, e1])
face_list.append([e6, e1, e10])
elif (case == 50):
# Shelf: (v2, v5, v6)
face_list.append([e8, e6, e2])
face_list.append([e8, e2, e1])
face_list.append([e8, e9, e1])
elif (case == 51):
# Plane through middle of cube, parallel to x-z axis
face_list.append([e4, e8, e2])
face_list.append([e8, e2, e6])
elif (case == 52):
# Back lower plane, and front upper right corner
_append_tris(face_list, 48, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 53):
# Shelf (v1, v5, v6) and front upper right corner
_append_tris(face_list, 49, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 54):
# Rotated case 11 from paper (v2, v3, v5, v6)
face_list.append([e1, e9, e3])
face_list.append([e9, e3, e6])
face_list.append([e9, e8, e6])
face_list.append([e12, e3, e6])
elif (case == 55):
# Shelf: (v4, v8, v7) by inversion
face_list.append([e4, e8, e6])
face_list.append([e4, e6, e3])
face_list.append([e6, e3, e12])
elif (case == 56):
# Back lower plane + upper left front corner
_append_tris(face_list, 48, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 57):
# Rotated case 14 from paper (v4, v1, v5, v6)
face_list.append([e3, e11, e8])
face_list.append([e3, e8, e10])
face_list.append([e10, e6, e8])
face_list.append([e3, e1, e10])
elif (case == 58):
# Shelf: (v2, v6, v5) + upper left front corner
_append_tris(face_list, 50, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 59):
# Shelf: (v3, v7, v8) by inversion
face_list.append([e2, e6, e8])
face_list.append([e8, e2, e3])
face_list.append([e8, e3, e11])
elif (case == 60):
# AMBIGUOUS CASE: parallel planes (front upper, back lower)
_append_tris(face_list, 48, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 12, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 61):
# Upper back plane + lower right front corner by inversion
_append_tris(face_list, 63, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 62):
# Upper back plane + lower left front corner by inversion
_append_tris(face_list, 63, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 63):
# Upper back plane
face_list.append([e11, e12, e6])
face_list.append([e11, e8, e6])
elif (case == 64):
# Upper right back corner
face_list.append([e12, e7, e6])
elif (case == 65):
# upper right back, lower left front corners
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 66):
# upper right back, lower right front corners
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 67):
# lower front plane + upper right back corner
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 3, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 68):
# upper right plane
face_list.append([e3, e2, e6])
face_list.append([e3, e7, e6])
elif (case == 69):
# Upper right plane, lower left front corner
_append_tris(face_list, 68, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 70):
# Shelf: (v2, v3, v7)
face_list.append([e1, e3, e7])
face_list.append([e1, e10, e7])
face_list.append([e7, e10, e6])
elif (case == 71):
# Rotated version of case 11 in paper (v1, v2, v3, v7)
face_list.append([e10, e7, e4])
face_list.append([e4, e3, e7])
face_list.append([e10, e4, e9])
face_list.append([e7, e10, e6])
elif (case == 72):
# upper left front, upper right back corners
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 73):
# front left plane, upper right back corner
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 9, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 74):
# Three isolated corners, exactly case 7 in paper
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 75):
# Shelf: (v1, v2, v4) + upper right back corner
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 11, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 76):
# Shelf: (v4, v3, v7)
face_list.append([e4, e2, e6])
face_list.append([e4, e11, e7])
face_list.append([e4, e7, e6])
elif (case == 77):
# Rotated case 14 in paper (v1, v4, v3, v7)
face_list.append([e11, e9, e1])
face_list.append([e11, e1, e6])
face_list.append([e1, e6, e2])
face_list.append([e11, e6, e7])
elif (case == 78):
# Full corner v3: (v2, v3, v4, v7)
face_list.append([e1, e4, e7])
face_list.append([e1, e7, e6])
face_list.append([e4, e11, e7])
face_list.append([e1, e10, e6])
elif (case == 79):
# Shelf: (v6, v5, v8) by inversion
face_list.append([e9, e11, e10])
face_list.append([e11, e7, e10])
face_list.append([e7, e10, e6])
elif (case == 80):
# lower left back, upper right back corners (v5, v7)
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 81):
# lower left plane, upper right back corner
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 17, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 82):
# isolated corners (v2, v5, v7)
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 83):
# Shelf: (v1, v2, v5) + upper right back corner
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 19, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 84):
# upper right plane, lower left back corner
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 68, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 85):
# AMBIGUOUS CASE: upper right and lower left parallel planes
_append_tris(face_list, 17, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 68, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 86):
# Shelf: (v2, v3, v7) + lower left back corner
_append_tris(face_list, 70, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 87):
# Upper left plane + lower right back corner, by inversion
_append_tris(face_list, 119, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 88):
# Isolated corners v4, v5, v7
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 89):
# Shelf: (v1, v4, v5) + isolated corner v7
_append_tris(face_list, 25, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 90):
# Four isolated corners v2, v4, v5, v7
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 64, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 91):
# Three isolated corners, v3, v6, v8 by inversion
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 92):
# Shelf (v4, v3, v7) + isolated corner v5
_append_tris(face_list, 76, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 16, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 93):
# Lower right plane + isolated corner v8 by inversion
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 34, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 94):
# Isolated corners v1, v6, v8 by inversion
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 95):
# Isolated corners v6, v8 by inversion
_append_tris(face_list, 32, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 96):
# back right plane
face_list.append([e7, e12, e5])
face_list.append([e5, e10, e12])
elif (case == 97):
# back right plane + isolated corner v1
_append_tris(face_list, 96, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 98):
# Shelf: (v2, v6, v7)
face_list.append([e1, e7, e5])
face_list.append([e7, e1, e12])
face_list.append([e1, e12, e2])
elif (case == 99):
# Rotated case 14 in paper: (v1, v2, v6, v7)
face_list.append([e9, e2, e7])
face_list.append([e9, e2, e4])
face_list.append([e2, e7, e12])
face_list.append([e7, e9, e5])
elif (case == 100):
# Shelf: (v3, v6, v7)
face_list.append([e3, e7, e5])
face_list.append([e3, e5, e2])
face_list.append([e2, e5, e10])
elif (case == 101):
# Shelf: (v3, v6, v7) + isolated corner v1
_append_tris(face_list, 100, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 102):
# Plane bisecting left-right halves of cube
face_list.append([e1, e3, e7])
face_list.append([e1, e7, e5])
elif (case == 103):
# Shelf: (v4, v5, v8) by inversion
face_list.append([e3, e7, e5])
face_list.append([e3, e5, e4])
face_list.append([e4, e5, e9])
elif (case == 104):
# Back right plane + isolated corner v4
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 96, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 105):
# AMBIGUOUS CASE: back right and front left planes
_append_tris(face_list, 96, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 9, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 106):
# Shelf: (v2, v6, v7) + isolated corner v4
_append_tris(face_list, 98, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 107):
# Back left plane + isolated corner v3 by inversion
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 111, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 108):
# Rotated case 11 from paper: (v4, v3, v7, v6)
face_list.append([e4, e10, e7])
face_list.append([e4, e10, e2])
face_list.append([e4, e11, e7])
face_list.append([e7, e10, e5])
elif (case == 109):
# Back left plane + isolated corner v2 by inversion
_append_tris(face_list, 111, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 110):
# Shelf: (v1, v5, v8) by inversion
face_list.append([e1, e5, e7])
face_list.append([e1, e7, e11])
face_list.append([e1, e11, e4])
elif (case == 111):
# Back left plane
face_list.append([e11, e9, e7])
face_list.append([e9, e7, e5])
elif (case == 112):
# Shelf: (v5, v6, v7)
face_list.append([e9, e10, e12])
face_list.append([e9, e12, e7])
face_list.append([e9, e7, e8])
elif (case == 113):
# Exactly case 11 from paper: (v1, v5, v6, v7)
face_list.append([e1, e8, e12])
face_list.append([e1, e8, e4])
face_list.append([e8, e7, e12])
face_list.append([e12, e1, e10])
elif (case == 114):
# Full corner v6: (v2, v6, v7, v5)
face_list.append([e1, e9, e7])
face_list.append([e1, e7, e12])
face_list.append([e1, e12, e2])
face_list.append([e9, e8, e7])
elif (case == 115):
# Shelf: (v3, v4, v8)
face_list.append([e2, e4, e8])
face_list.append([e2, e12, e7])
face_list.append([e2, e8, e7])
elif (case == 116):
# Rotated case 14 in paper: (v5, v6, v7, v3)
face_list.append([e9, e2, e7])
face_list.append([e9, e2, e10])
face_list.append([e9, e8, e7])
face_list.append([e2, e3, e7])
elif (case == 117):
# upper left plane + isolated corner v2 by inversion
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 119, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 118):
# Shelf: (v1, v4, v8)
face_list.append([e1, e3, e7])
face_list.append([e7, e1, e8])
face_list.append([e1, e8, e9])
elif (case == 119):
# Upper left plane
face_list.append([e4, e3, e7])
face_list.append([e4, e8, e7])
elif (case == 120):
# Shelf: (v5, v6, v7) + isolated corner v4
_append_tris(face_list, 112, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 8, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 121):
# Front right plane + isolated corner v8
_append_tris(face_list, 6, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 122):
# Isolated corners v1, v3, v8
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 123):
# Isolated corners v3, v8
_append_tris(face_list, 4, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 124):
# Front lower plane + isolated corner v8
_append_tris(face_list, 3, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 125):
# Isolated corners v2, v8
_append_tris(face_list, 2, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 126):
# Isolated corners v1, v8
_append_tris(face_list, 1, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 127, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 127):
# Isolated corner v8
face_list.append([e11, e7, e8])
elif (case == 150):
# AMBIGUOUS CASE: back right and front left planes
# In these cube_case > 127 cases, the vertices are identical BUT
# they are connected in the opposite fashion.
_append_tris(face_list, 6, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 111, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 170):
# AMBIGUOUS CASE: upper left and lower right planes
# In these cube_case > 127 cases, the vertices are identical BUT
# they are connected in the opposite fashion.
_append_tris(face_list, 119, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 34, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
elif (case == 195):
# AMBIGUOUS CASE: back upper and front lower planes
# In these cube_case > 127 cases, the vertices are identical BUT
# they are connected in the opposite fashion.
_append_tris(face_list, 63, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
_append_tris(face_list, 3, e1, e2, e3, e4, e5, e6, e7, e8, e9, e10,
e11, e12)
return