Fidget

Fidget是复杂闭式隐式表面的实验性基础设施。

目前，它是安静公开的：它在GitHub上可用，并发布到crates.io，但在做出更大公告之前，我希望您不要将其发布到Hacker News / Twitter /等等；我计划写一篇概述博客文章，并准备一些演示应用程序。如果您有强烈的愿望谈论它，请直接联系我！

该库包含各种数据结构和算法，例如

• 数学表达式的操作和去重
• 将图转换为用于评估的直线代码（"磁带"）
• 基于区间评估结果进行磁带简化
• 一个非常快的JIT编译器，有手写的aarch64和x86_64例程
  • 点评估（f32）
  • 区间评估（[lower, upper]）
  • SIMD评估（ARM上的f32 x 4，x86上的f32 x 8）
  • 梯度评估（相对于x，y和z的偏导数）
• 2D隐式表面的位图渲染（具有各种渲染模式）和3D（生成高度图和法线）
• 网格化（使用我们自己的双流形轮廓算法实现）

如果这一切听起来很熟悉，那是因为你阅读过《复杂闭式隐式表面的大规模并行渲染》。Fidget 包含了该论文中的所有构建块，但更侧重于在 CPU 上（本地）评估，而不是在 GPU 上（解释性）评估。

该库拥有详细的文档，包括 crate 级别文档中的 API 高级概述；这是一个很好的入门地方！

目前，它具有类似于乐高积木但无说明书的感觉：有许多单独记录的功能，但将它们组合成有用的东西则留给读者去练习。可能也有一些缺失的部件，API 的缝隙可能不在正确的位置；如果你要使用该库进行严肃的工作，请期待需要分叉它并进行本地修改。

欢迎提出问题和 PR，尽管我可能不会合并任何增加大量维护负担的更改。这是一个个人规模的实验性项目，所以请相应调整你的期望。

演示应用程序

在Github 上的仓库中，有两个演示应用程序

• demo 从命令行进行位图渲染和网格处理
• viewer 是一个用于交互式探索的最小 GUI

这些故意没有发布到 https://crates.io，因为它们是演示应用程序，而不是完整的最终用户工具。

WebAssembly 演示

在 wasm-demo 子目录中嵌入 Fidget 到一个网络应用程序中。构建此演示需要主机系统上安装 wasm-pack。

在文件夹中，用以下方式运行它：

npm install
npm run serve

或者使用以下方式打包文件进行分发：

npm run build

支持矩阵

目前，Fidget 支持有限的平台数量

键说明

支持等级代表维护者是否能够帮助解决特定平台的错误；例如，如果你发现了一个 aarch64-pc-windows-msvc 特定的错误，请期待你将做大部分的繁重工作。

CPU 要求

aarch64 平台需要 NEON 指令，而 x86_64 平台需要 AVX2 支持；这两个扩展都已有近十年历史，应该很普遍。

禁用 jit 功能允许跨平台渲染，使用解释器而不是 JIT 编译。这对于 wasm32-unknown-unknown 目标是强制性的，因为它无法生成“本地”代码。

类似项目

Fidget 与隐式建模空间中的多个项目重叠

• kokopelli：Python 中的基于脚本的 CAD/CAM*
• Antimony：来自平行宇宙的 CAD*
• libfive：实体建模的基础设施*
• 复杂封闭形式隐式曲面的大规模并行渲染（MPR）*
• ImplicitCAD：强大、开源、程序化CAD
• Ruckus：怪异者的过程式CAD
• Curv：一种用于数学艺术的编程语言
• sdf：Python中的简单SDF网格生成
• Forged Thoughts：Rust中的建模与渲染语言
• Raumkuenstler：基于LLVM即时编译器的节点建模
• 可能还有更多；欢迎提交PR！

*由同一作者撰写

（MPR论文还引用了许多与相关学术工作的参考文献）

与其他项目相比，Fidget的独特之处在于它具有本机JIT，并在执行带子简化时使用该JIT。将其置于同一作者的项目中——它们都使用大致相同的渲染策略——看起来就像这样

Fidget的本机JIT使其变得非常快。例如，以下是针对三种不同实现进行光栅化此模型的大致基准测试

libfive和Fidget运行在M1 Max CPU上；MPR运行在GTX 1080 Ti GPU上。我们注意到Fidget的解释器比libfive略好，而Fidget的JIT几乎与基于GPU的MPR具有竞争力。

Fidget缺少更多成熟项目中存在的许多功能。例如，它只包含一个调试GUI，并且其网格化程度远不如libfive。

许可证

© 2022-2024 Matthew Keeter
在Mozilla公共许可证2.0下发布