// This file is part of libigl, a simple c++ geometry processing library.
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// Copyright (C) 2016 Alec Jacobson <alecjacobson@gmail.com>
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// v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed with this file, You can 
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#include "qslim.h"

#include "collapse_edge.h"
#include "connect_boundary_to_infinity.h"
#include "decimate.h"
#include "edge_flaps.h"
#include "is_edge_manifold.h"
#include "max_faces_stopping_condition.h"
#include "per_vertex_point_to_plane_quadrics.h"
#include "qslim_optimal_collapse_edge_callbacks.h"
#include "quadric_binary_plus_operator.h"
#include "remove_unreferenced.h"
#include "slice.h"
#include "slice_mask.h"

IGL_INLINE bool igl::qslim(
  const Eigen::MatrixXd & V,
  const Eigen::MatrixXi & F,
  const size_t max_m,
  Eigen::MatrixXd & U,
  Eigen::MatrixXi & G,
  Eigen::VectorXi & J,
  Eigen::VectorXi & I)
{
  using namespace igl;

  // Original number of faces
  const int orig_m = F.rows();
  // Tracking number of faces
  int m = F.rows();
  typedef Eigen::MatrixXd DerivedV;
  typedef Eigen::MatrixXi DerivedF;
  DerivedV VO;
  DerivedF FO;
  igl::connect_boundary_to_infinity(V,F,VO,FO);
  // decimate will not work correctly on non-edge-manifold meshes. By extension
  // this includes meshes with non-manifold vertices on the boundary since these
  // will create a non-manifold edge when connected to infinity.
  if(!is_edge_manifold(FO))
  {
    return false;
  }
  Eigen::VectorXi EMAP;
  Eigen::MatrixXi E,EF,EI;
  edge_flaps(FO,E,EMAP,EF,EI);
  // Quadrics per vertex
  typedef std::tuple<Eigen::MatrixXd,Eigen::RowVectorXd,double> Quadric;
  std::vector<Quadric> quadrics;
  per_vertex_point_to_plane_quadrics(VO,FO,EMAP,EF,EI,quadrics);
  // State variables keeping track of edge we just collapsed
  int v1 = -1;
  int v2 = -1;
  // Callbacks for computing and updating metric
  std::function<void(
    const int e,
    const Eigen::MatrixXd &,
    const Eigen::MatrixXi &,
    const Eigen::MatrixXi &,
    const Eigen::VectorXi &,
    const Eigen::MatrixXi &,
    const Eigen::MatrixXi &,
    double &,
    Eigen::RowVectorXd &)> cost_and_placement;
  std::function<bool(
    const Eigen::MatrixXd &                                         ,/*V*/
    const Eigen::MatrixXi &                                         ,/*F*/
    const Eigen::MatrixXi &                                         ,/*E*/
    const Eigen::VectorXi &                                         ,/*EMAP*/
    const Eigen::MatrixXi &                                         ,/*EF*/
    const Eigen::MatrixXi &                                         ,/*EI*/
    const std::set<std::pair<double,int> > &                        ,/*Q*/
    const std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > &,/*Qit*/
    const Eigen::MatrixXd &                                         ,/*C*/
    const int                                                        /*e*/
    )> pre_collapse;
  std::function<void(
    const Eigen::MatrixXd &                                         ,   /*V*/
    const Eigen::MatrixXi &                                         ,   /*F*/
    const Eigen::MatrixXi &                                         ,   /*E*/
    const Eigen::VectorXi &                                         ,/*EMAP*/
    const Eigen::MatrixXi &                                         ,  /*EF*/
    const Eigen::MatrixXi &                                         ,  /*EI*/
    const std::set<std::pair<double,int> > &                        ,   /*Q*/
    const std::vector<std::set<std::pair<double,int> >::iterator > &, /*Qit*/
    const Eigen::MatrixXd &                                         ,   /*C*/
    const int                                                       ,   /*e*/
    const int                                                       ,  /*e1*/
    const int                                                       ,  /*e2*/
    const int                                                       ,  /*f1*/
    const int                                                       ,  /*f2*/
    const bool                                                  /*collapsed*/
    )> post_collapse;
  qslim_optimal_collapse_edge_callbacks(
    E,quadrics,v1,v2, cost_and_placement, pre_collapse,post_collapse);
  // Call to greedy decimator
  bool ret = decimate(
    VO, FO,
    cost_and_placement,
    max_faces_stopping_condition(m,orig_m,max_m),
    pre_collapse,
    post_collapse,
    E, EMAP, EF, EI,
    U, G, J, I);
  // Remove phony boundary faces and clean up
  const Eigen::Array<bool,Eigen::Dynamic,1> keep = (J.array()<orig_m);
  igl::slice_mask(Eigen::MatrixXi(G),keep,1,G);
  igl::slice_mask(Eigen::VectorXi(J),keep,1,J);
  Eigen::VectorXi _1,I2;
  igl::remove_unreferenced(Eigen::MatrixXd(U),Eigen::MatrixXi(G),U,G,_1,I2);
  igl::slice(Eigen::VectorXi(I),I2,1,I);

  return ret;
}