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more experiments
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8164a68364
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a6be55c6bc
@ -0,0 +1,152 @@
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use std::{
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collections::HashMap,
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hash::{BuildHasherDefault, Hash},
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iter::Sum,
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ops::AddAssign,
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};
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// use nalgebra::{Point, SVector};
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// use petgraph::stable_graph::NodeIndex;
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// type HashFn = BuildHasherDefault<rustc_hash::FxHasher>;
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use fdg::Field;
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use nalgebra::Point;
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#[derive(Debug, Clone)]
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pub struct StressMajorizationConfiguration<F: Field> {
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pub dt: F,
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}
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use petgraph::{
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algo::{dijkstra, Measure},
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graph::NodeIndex,
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stable_graph::StableGraph,
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};
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use StressMajorizationConfiguration as Config;
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impl<F: Field> Default for Config<F> {
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fn default() -> Self {
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Self {
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dt: F::from(0.035).unwrap(),
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}
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}
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}
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/// A basic implementation
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#[derive(Debug)]
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pub struct StressMajorization<F: Field, const D: usize> {
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pub conf: Config<F>,
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pub shortest_path_matrix: HashMap<NodeIndex, HashMap<NodeIndex, F>>,
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}
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impl<F: Field + Measure + Sum, const D: usize> StressMajorization<F, D> {
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pub fn new(conf: Config<F>) -> Self {
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Self {
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conf,
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shortest_path_matrix: HashMap::new(),
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}
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}
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fn apply<N: Clone, E: Clone>(&mut self, graph: &mut StableGraph<(N, Point<F, D>), E>) {
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// if self.shortest_path_matrix.is_empty() {
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// self.shortest_path_matrix = graph
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// .node_indices()
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// .map(|idx| {
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// (idx, )
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// })
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// .collect();
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// }
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// let borrowed_graph: &StableGraph<(N, Point<F, D>), E> = graph;
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self.shortest_path_matrix.extend(
|
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graph
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.node_indices()
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.map(|idx| (idx, dijkstra(graph as &_, idx, None, |_| F::one()))),
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)
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}
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fn calc_stress<N: Clone, E: Clone>(
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&mut self,
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graph: &mut StableGraph<(N, Point<F, D>), E>,
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) -> F {
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graph
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.node_indices()
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.flat_map(|v| {
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graph.node_indices().skip(v.index() + 1).map(move |w| {
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||||||
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let dist = nalgebra::distance(
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&graph.node_weight(v).unwrap().1,
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|
&graph.node_weight(w).unwrap().1,
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|
);
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if dist != F::zero() {
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let dij = self.shortest_path_matrix[&v][&w];
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||||||
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let sp_diff = self.shortest_path_matrix[&v][&w] - dist;
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||||||
|
dij.simd_sqrt().abs() * sp_diff * sp_diff
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|
} else {
|
||||||
|
F::zero()
|
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|
}
|
||||||
|
})
|
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|
})
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.sum()
|
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|
}
|
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|
}
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// impl<const D: usize, N, E> Force<f32, D, N, E> for StressMajorization<D> {
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// fn apply(&mut self, graph: &mut ForceGraph<f32, D, N, E>) {
|
||||||
|
// if self.shortest_path_matrix.is_empty() {
|
||||||
|
// self.shortest_path_matrix = graph
|
||||||
|
// .node_indices()
|
||||||
|
// .map(|idx| (idx, petgraph::algo::dijkstra(graph, idx, None, |e| 1.0)))
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||||||
|
// .collect();
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|
// }
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||||||
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||||||
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// let start_positions: HashMap<NodeIndex, Point<f32, D>, HashFn> = graph
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||||||
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// .node_indices()
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||||||
|
// .map(|idx| (idx, graph.node_weight(idx).unwrap().1))
|
||||||
|
// .collect();
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||||||
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||||||
|
// for idx in start_positions.keys() {
|
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|
// let mut velocity: SVector<f32, D> = *self.velocities.get(idx).unwrap_or(&SVector::<
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||||||
|
// f32,
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||||||
|
// D,
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||||||
|
// >::zeros(
|
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|
// ));
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// let pos = start_positions.get(idx).unwrap();
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||||||
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||||||
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// let attraction = graph
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||||||
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// .neighbors_undirected(*idx)
|
||||||
|
// .filter(|neighbor_idx| neighbor_idx != idx)
|
||||||
|
// .map(|neighbor_idx| start_positions.get(&neighbor_idx).unwrap())
|
||||||
|
// .map(|neighbor_pos| {
|
||||||
|
// (neighbor_pos - pos).normalize()
|
||||||
|
// * (nalgebra::distance_squared(neighbor_pos, pos) / self.conf.scale)
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|
// })
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// .sum::<SVector<f32, D>>();
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// let repulsion = graph
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||||||
|
// .node_indices()
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||||||
|
// .filter(|other_idx| other_idx != idx)
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||||||
|
// .map(|other_idx| start_positions.get(&other_idx).unwrap())
|
||||||
|
// .map(|other_pos| {
|
||||||
|
// (other_pos - pos).normalize()
|
||||||
|
// * -(self.conf.scale.simd_powi(2)
|
||||||
|
// / nalgebra::distance_squared(other_pos, pos))
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||||||
|
// })
|
||||||
|
// .sum::<SVector<f32, D>>();
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|
// velocity.add_assign((attraction + repulsion) * self.conf.dt);
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||||||
|
// velocity.scale_mut(self.conf.cooloff_factor);
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|
// self.velocities.insert(*idx, velocity);
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// graph
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|
// .node_weight_mut(*idx)
|
||||||
|
// .unwrap()
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// .1
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|
// .add_assign(velocity * self.conf.dt);
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|
// }
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|
// }
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|
// }
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@ -0,0 +1,17 @@
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[package]
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name = "graphs_1"
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version = "0.1.0"
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edition = "2021"
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[dependencies]
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nalgebra = { version = "0.32.3", features = ["rand"] }
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petgraph = { version = "0.6.4", features = [
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|
"stable_graph",
|
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], default-features = false }
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|
num-traits = "0.2.17"
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|
rand = "0.8.5"
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||||||
|
macroquad = "0.4.4"
|
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|
petgraph-gen = "0.1.3"
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|
fdg = { git = "https://github.com/grantshandy/fdg" }
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asd = { path = "../../" }
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rayon = "1.10.0"
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@ -0,0 +1,243 @@
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use std::{collections::HashMap, env, ops::AddAssign, time::Instant};
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use asd::{gfa::Entry, parser};
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use macroquad::{prelude::*, rand};
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use nalgebra::{Point2, SVector};
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use petgraph::{algo::dijkstra, stable_graph::StableGraph};
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use rayon::prelude::*;
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#[macroquad::main("graphs_1")]
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async fn main() {
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println!("Hello, world!");
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let mut graph = load_graph();
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let mut desired_distance_matrix = HashMap::new();
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graph.node_indices().for_each(|idx| {
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|
desired_distance_matrix.insert(idx, dijkstra(&graph, idx, None, |_| 1.0 as f32));
|
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|
});
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||||||
|
// println!("{:?}", desired_distance_matrix);
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loop {
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// Update
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for _ in 1..2 {
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|
let forces = graph
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||||||
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.node_indices()
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||||||
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.par_bridge()
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||||||
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.map(|idx| {
|
||||||
|
(
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|
idx,
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|
desired_distance_matrix
|
||||||
|
.get(&idx)
|
||||||
|
.unwrap()
|
||||||
|
.par_iter()
|
||||||
|
.map(|(&other_idx, &distance)| {
|
||||||
|
let pos = graph.node_weight(idx).unwrap().1;
|
||||||
|
let other_pos = graph.node_weight(other_idx).unwrap().1;
|
||||||
|
let delta = other_pos - pos;
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let dist = delta.norm_squared();
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let correction = dist - (distance * distance);
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// println!("correction: {:?}", correction);
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|
if distance > 0.0 && dist > 1e-6 {
|
||||||
|
0.001 * delta.normalize() * correction.clamp(-10.0, 10.0)
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
SVector::<f32, 2>::zeros()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
})
|
||||||
|
.sum::<SVector<f32, 2>>()
|
||||||
|
+ {
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||||||
|
let pos = graph.node_weight(idx).unwrap().1;
|
||||||
|
|
||||||
|
let delta = pos - Point2::new(0.0, 0.0);
|
||||||
|
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||||||
|
let dist = delta.norm_squared();
|
||||||
|
|
||||||
|
if dist > 1e-6 {
|
||||||
|
-0.01 * delta.normalize() / dist.max(1.0)
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
SVector::<f32, 2>::zeros()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
+ graph
|
||||||
|
.node_indices()
|
||||||
|
.par_bridge()
|
||||||
|
.filter(|&other_idx| other_idx != idx)
|
||||||
|
.map(|other_idx| {
|
||||||
|
let pos = graph.node_weight(idx).unwrap().1;
|
||||||
|
let other_pos = graph.node_weight(other_idx).unwrap().1;
|
||||||
|
let delta = other_pos - pos;
|
||||||
|
let dist = delta.norm();
|
||||||
|
if dist > 1e-3 {
|
||||||
|
-0.001 * delta.normalize() / (dist * dist)
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
SVector::<f32, 2>::zeros()
|
||||||
|
}
|
||||||
|
})
|
||||||
|
.sum::<SVector<f32, 2>>(),
|
||||||
|
)
|
||||||
|
})
|
||||||
|
.collect::<HashMap<_, _>>();
|
||||||
|
|
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|
forces.iter().for_each(|(idx, force)| {
|
||||||
|
let (_, pos) = graph.node_weight_mut(*idx).unwrap();
|
||||||
|
pos.add_assign(force);
|
||||||
|
});
|
||||||
|
}
|
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|
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|
// Render
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let now = Instant::now();
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clear_background(WHITE);
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||||||
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draw_graph(&graph);
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let elapsed = now.elapsed();
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println!("frame: {:?}", elapsed);
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next_frame().await
|
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|
}
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||||||
|
}
|
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|
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|
fn load_graph() -> StableGraph<(String, Point2<f32>), ()> {
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||||||
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let mut graph = StableGraph::new();
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||||||
|
|
||||||
|
let file = std::fs::File::open(env::args().nth(1).expect("missing gfa file argument")).unwrap();
|
||||||
|
let entries = parser::parse_source(file).unwrap();
|
||||||
|
|
||||||
|
let mut index_map = HashMap::new();
|
||||||
|
|
||||||
|
// let node_count = entries
|
||||||
|
// .iter()
|
||||||
|
// .filter_map(|entry| match entry {
|
||||||
|
// Entry::Segment { id, .. } => Some(id),
|
||||||
|
// _ => None,
|
||||||
|
// })
|
||||||
|
// .count();
|
||||||
|
|
||||||
|
// let radius = (node_count as f32).sqrt();
|
||||||
|
|
||||||
|
let mut i = -10.0;
|
||||||
|
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||||||
|
for entry in entries
|
||||||
|
.iter()
|
||||||
|
.filter(|entry| matches!(entry, Entry::Link { .. }))
|
||||||
|
.take(3000)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// println!("{:?}", entry);
|
||||||
|
|
||||||
|
if let Entry::Link {
|
||||||
|
from,
|
||||||
|
from_orient,
|
||||||
|
to,
|
||||||
|
to_orient,
|
||||||
|
} = entry
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// add first node if not present
|
||||||
|
let a = index_map
|
||||||
|
.entry(from.clone())
|
||||||
|
.or_insert_with(|| {
|
||||||
|
i += 1.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
graph.add_node((
|
||||||
|
format!("{}{}", from, from_orient),
|
||||||
|
// Point2::new(rand::gen_range(0.0, radius), rand::gen_range(0.0, radius)),
|
||||||
|
Point2::new(i, 50.0 + rand::gen_range(0.0, 100.0)),
|
||||||
|
))
|
||||||
|
})
|
||||||
|
.to_owned();
|
||||||
|
|
||||||
|
// add second node if not present
|
||||||
|
let b = index_map
|
||||||
|
.entry(to.clone())
|
||||||
|
.or_insert_with(|| {
|
||||||
|
i += 1.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
graph.add_node((
|
||||||
|
format!("{}{}", from, to_orient),
|
||||||
|
// Point2::new(rand::gen_range(0.0, radius), rand::gen_range(0.0, radius)),
|
||||||
|
Point2::new(i, 50.0 + rand::gen_range(0.0, 100.0)),
|
||||||
|
))
|
||||||
|
})
|
||||||
|
.to_owned();
|
||||||
|
|
||||||
|
graph.add_edge(a, b, ());
|
||||||
|
graph.add_edge(b, a, ());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
graph
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
fn draw_graph(graph: &StableGraph<(String, Point2<f32>), ()>) {
|
||||||
|
let (width, height) = (screen_width(), screen_height());
|
||||||
|
|
||||||
|
let (min_x, max_x) = graph
|
||||||
|
.node_weights()
|
||||||
|
.map(|(_, pos)| pos.x)
|
||||||
|
.fold((f32::INFINITY, f32::NEG_INFINITY), |(min, max), x| {
|
||||||
|
(min.min(x), max.max(x))
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
let (min_y, max_y) = graph
|
||||||
|
.node_weights()
|
||||||
|
.map(|(_, pos)| pos.y)
|
||||||
|
.fold((f32::INFINITY, f32::NEG_INFINITY), |(min, max), y| {
|
||||||
|
(min.min(y), max.max(y))
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
let source_range: f32 = (max_x - min_x).max(max_y - min_y);
|
||||||
|
|
||||||
|
for idx in graph.edge_indices() {
|
||||||
|
let ((_, source), (_, target)) = graph
|
||||||
|
.edge_endpoints(idx)
|
||||||
|
.map(|(a, b)| (graph.node_weight(a).unwrap(), graph.node_weight(b).unwrap()))
|
||||||
|
.unwrap();
|
||||||
|
|
||||||
|
draw_line(
|
||||||
|
remap(source.x, min_x, min_x + source_range, 10.0, width - 10.0),
|
||||||
|
remap(source.y, min_y, min_y + source_range, 10.0, height - 10.0),
|
||||||
|
remap(target.x, min_x, min_x + source_range, 10.0, width - 10.0),
|
||||||
|
remap(target.y, min_y, min_y + source_range, 10.0, height - 10.0),
|
||||||
|
1.0,
|
||||||
|
BLACK,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (_label, pos) in graph.node_weights() {
|
||||||
|
let x = remap(pos.x, min_x, min_x + source_range, 10.0, width - 10.0);
|
||||||
|
let y = remap(pos.y, min_y, min_y + source_range, 10.0, height - 10.0);
|
||||||
|
|
||||||
|
draw_circle(x, y, 2.0, RED);
|
||||||
|
// draw_text(label.as_str(), x - 30.0, y - 30.0, 10.0, BLACK);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
draw_line(
|
||||||
|
remap(0.0, min_x, min_x + source_range, 10.0, width - 10.0),
|
||||||
|
remap(0.0, min_y, min_y + source_range, 10.0, height - 10.0),
|
||||||
|
remap(100.0, min_x, min_x + source_range, 10.0, width - 10.0),
|
||||||
|
remap(0.0, min_y, min_y + source_range, 10.0, height - 10.0),
|
||||||
|
2.0,
|
||||||
|
BLUE,
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
draw_line(
|
||||||
|
remap(0.0, min_x, min_x + source_range, 10.0, width - 10.0),
|
||||||
|
remap(0.0, min_y, min_y + source_range, 10.0, height - 10.0),
|
||||||
|
remap(0.0, min_x, min_x + source_range, 10.0, width - 10.0),
|
||||||
|
remap(100.0, min_y, min_y + source_range, 10.0, height - 10.0),
|
||||||
|
2.0,
|
||||||
|
BLUE,
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);
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}
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fn remap(value: f32, from_min: f32, from_max: f32, to_min: f32, to_max: f32) -> f32 {
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(value - from_min) / (from_max - from_min) * (to_max - to_min) + to_min
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}
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