src/edu/berkeley/qfat/MeshViewer.java

   1 package edu.berkeley.qfat;
   2 import java.io.*;
   3 import java.nio.*;
   4 import java.awt.*;
   5 import java.awt.event.*;
   6 import javax.swing.*;
   7 import javax.media.opengl.*;
   8 import javax.media.opengl.glu.*;
   9 import com.sun.opengl.util.*;
  10 import java.util.*;
  11 import edu.berkeley.qfat.geom.*;
  12 import edu.berkeley.qfat.geom.Point;
  13
  14 public class MeshViewer implements GLEventListener, MouseListener, MouseMotionListener, KeyListener, MouseWheelListener  {
  15
  16     public boolean force = false;
  17     public Mesh tile = new Mesh(false);
  18     public Mesh goal = new Mesh(false);
  19     public Matrix[] transforms;
  20     public Mesh.Vertex[] points;
  21
  22     public int whichNeighbor = 1;
  23
  24     public double temp;
  25     public boolean tileon = true;
  26     public boolean tilemeshon = false;
  27     public boolean goalon = true;
  28     public boolean anneal = false;
  29     public boolean hillclimb = false;
  30     public boolean neighbors = false;
  31     public boolean neighborsWire = false;
  32     public boolean neighborsWireOne = false;
  33     public boolean errorNormals = false;
  34
  35     public int breaks = 0;
  36     boolean alt = false;
  37     boolean shift = false;
  38     boolean control = false;
  39
  40     public void mouseWheelMoved(MouseWheelEvent e) {
  41         tz -= e.getWheelRotation();
  42     }
  43
  44     public void keyTyped(KeyEvent e)  { }
  45     public void keyPressed(KeyEvent e)  {
  46         switch(e.getKeyCode()) {
  47             case KeyEvent.VK_CONTROL: control = true; break;
  48             case KeyEvent.VK_ALT: alt = true; break;
  49             case KeyEvent.VK_SHIFT: shift = true; break;
  50             case KeyEvent.VK_SPACE: breaks++; force = true; break;
  51             case KeyEvent.VK_UP: temp = temp * 2; break;
  52             case KeyEvent.VK_ENTER: temp = 10; break;
  53             case KeyEvent.VK_LEFT: whichNeighbor--; break;
  54             case KeyEvent.VK_RIGHT: whichNeighbor++; break;
  55             case KeyEvent.VK_D: dump(); break;
  56             case KeyEvent.VK_E: errorNormals = !errorNormals; break;
  57             case KeyEvent.VK_A: hillclimb = false; anneal = !anneal; break;
  58             case KeyEvent.VK_H: anneal = true; hillclimb = !hillclimb; break;
  59             case KeyEvent.VK_N: neighbors = !neighbors; break;
  60             case KeyEvent.VK_T: tileon = !tileon; break;
  61             case KeyEvent.VK_G: goalon = !goalon; break;
  62             case KeyEvent.VK_M: tilemeshon = !tilemeshon; break;
  63         }
  64     }
  65     public synchronized void dump() {
  66         try {
  67         PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("dump.stl")));
  68         pw.println("solid dump");
  69         for(Mesh.T t : tile) {
  70             Vec normal = t.norm();
  71             pw.println("facet normal " + normal.x + " " + normal.y + " " + normal.z);
  72             pw.println("  outer loop");
  73             for(Mesh.Vertex v : new Mesh.Vertex[] { t.v1(), t.v2(), t.v3() }) {
  74                 pw.println("    vertex " + v.p.x + " " + v.p.y + " " + v.p.z);
  75             }
  76             pw.println("  endloop");
  77             pw.println("endfacet");
  78         }
  79         pw.println("endsolid dump");
  80         pw.flush();
  81         pw.close();
  82         } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); }
  83     }
  84     public void keyReleased(KeyEvent e) {
  85         switch(e.getKeyCode()) {
  86             case KeyEvent.VK_CONTROL: control = false; break;
  87             case KeyEvent.VK_ALT: alt = false; break;
  88             case KeyEvent.VK_SHIFT: shift = false; break;
  89         }
  90     }
  91
  92     public void mouseClicked(MouseEvent e) { }
  93     public void mouseEntered(MouseEvent e) { }
  94     public void mouseExited(MouseEvent e) { }
  95     public void mousePressed(MouseEvent e) { }
  96     public void mouseReleased(MouseEvent e) { }
  97
  98     int mousex;
  99     int mousey;
 100     public void mouseMoved(MouseEvent e) {
 101         mousex = e.getX();
 102         mousey = e.getY();
 103     }
 104
 105     float tx = 0;
 106     float ty = 0;
 107     float tz = 0;
 108     float anglex = 0;
 109     float angley = 0;
 110     public void mouseDragged(MouseEvent e) {
 111         if (shift) {
 112             tx += (mousex - e.getX())/(float)20;
 113             ty += (mousey - e.getY())/(float)20;
 114         } else {
 115             anglex -= mousex - e.getX();
 116             angley += mousey - e.getY();
 117         }
 118         mousex = e.getX();
 119         mousey = e.getY();
 120     }
 121
 122     /**
 123      * Take care of initialization here.
 124      */
 125     public void init(GLAutoDrawable gld) {
 126         GL gl = gld.getGL();
 127         gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 128         gl.glViewport(0, 0, 500, 300);
 129         gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 130         gl.glClearDepth(1.0);
 131         gl.glDepthFunc(GL.GL_LEQUAL);
 132         gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
 133         gl.glLoadIdentity();
 134         gl.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);
 135
 136         float mat_specular[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f };
 137         float mat_shininess[] = { 50.0f };
 138         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 139         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_DIFFUSE, mat_specular, 0);
 140         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SPECULAR, mat_specular, 0);
 141         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_AMBIENT, new float[] { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 0.3f }, 0);
 142         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SHININESS, mat_shininess, 0);
 143         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT0, GL.GL_POSITION, new float[] { 1.0f,    4.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 144         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT1, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
 145         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT2, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
 146         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT3, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f,  10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 147         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT4, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 148         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT5, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 149         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 150         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT0);
 151         /*
 152         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT1);
 153         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT2);
 154         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT3);
 155         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT4);
 156         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT5);
 157         */
 158         gl.glColorMaterial(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GL.GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
 159         gl.glEnable(GL.GL_COLOR_MATERIAL);
 160
 161         display(gld);
 162     }
 163
 164     public int temps;
 165     public int accepts;
 166     public    int vertss;
 167     public void reshape(GLAutoDrawable drawable, int x, int y, int width, int height) { }
 168     public void displayChanged(GLAutoDrawable drawable, boolean modeChanged, boolean deviceChanged) { }
 169     public void display(GLAutoDrawable drawable) {
 170
 171         if (transforms==null) return;
 172
 173
 174         glcanvas.setSize(f.getWidth(), f.getHeight() - 100);
 175         Graphics2D g = (Graphics2D)f.getGraphics();
 176         g.setColor(Color.black);
 177         g.fillRect(0, f.getHeight()-100, f.getWidth(), f.getHeight());
 178         g.setColor(Color.red);
 179         int top = f.getHeight()-70;
 180         g.drawString("temperature: "+temps, 10, 30+top);
 181         g.drawString("acceptance: "+accepts, 10, 50+top);
 182         g.drawString("vertices: "+vertss, 10, 70+top);
 183         g.fillRect(140, 25+top, temps, 10);
 184         g.fillRect(140, 45+top, accepts, 10);
 185         g.fillRect(140, 65+top, vertss, 10);
 186
 187         GL gl = drawable.getGL();
 188         GLU glu = new GLU();
 189         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 190         gl.glPointSize(5.0f);
 191         gl.glLoadIdentity();
 192         glu.gluPerspective(50, ((float)drawable.getWidth())/drawable.getHeight(), 0.5, 10);
 193         glu.gluLookAt(0, 0, -((tz/10)-1), 0, 0, 0, 0, 1, 0);
 194         gl.glRotatef(anglex/3, 0, 1, 0);
 195         gl.glRotatef(-(angley/3), 1, 0, 0);
 196
 197
 198         gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 199         gl.glColor4f(1, 0, 0, 1);
 200         gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 201         gl.glVertex3f(0,0,0);
 202         gl.glVertex3f(.3f,0,0);
 203         gl.glEnd();
 204         gl.glColor4f(0, 1, 0, 1);
 205         gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 206         gl.glVertex3f(0,0,0);
 207         gl.glVertex3f(0,.3f,0);
 208         gl.glEnd();
 209         gl.glColor4f(0, 0, 1, 1);
 210         gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 211         gl.glVertex3f(0,0,0);
 212         gl.glVertex3f(0,0,.3f);
 213         gl.glEnd();
 214         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 215
 216
 217         gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
 218         if (tileon)
 219             draw(gl, true, safeTriangles);
 220         if (tilemeshon)
 221             draw(gl, false, safeTriangles);
 222         gl.glEnd();
 223
 224         //draw(gl, false, tile);
 225
 226         gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
 227         gl.glColor4f((float)0.5, (float)0.5, (float)0.5, (float)0.8);
 228         if (goalon)
 229             draw(gl, false, goal);
 230         gl.glEnd();
 231
 232
 233         int i = 0;
 234         //gl.glDisable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 235         gl.glColor4f(1,1,1,1);
 236         for(Matrix m : transforms) {
 237             /*
 238               gl.glColor4f(0, 1, 1, 1);
 239               gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 240               new Point(0,0,0).glVertex(gl);
 241               new Point(0,0,0).plus(m.getTranslationalComponent()).glVertex(gl);
 242               gl.glEnd();
 243               gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 244             */
 245             //if (v1.z==0 && v1.y==0) continue;
 246             i++;
 247             if (neighborsWireOne && i!=whichNeighbor) continue;
 248             //if (i>4) continue;
 249             /*
 250             Point p = new Point(0, 0, 0).times(m);
 251             Vec v = new Vec(p.x, p.y, p.z);
 252             v = v.times((float)1.04);
 253             gl.glTranslatef(v.x, v.y, v.z);
 254             */
 255             if (neighbors) draw(gl, true, safeTriangles, m);
 256             else if (neighborsWire || neighborsWireOne) draw(gl, false, safeTriangles, m);
 257             /*
 258             gl.glTranslatef(-v.x, -v.y, -v.z);
 259             */
 260         }
 261         //gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 262
 263         gl.glDrawBuffer(GL.GL_BACK);
 264         gl.glReadBuffer( GL.GL_BACK );
 265         gl.glPixelStorei( GL.GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 266         gl.glFlush();
 267         gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 268         gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 269
 270         int viewport[] = new int[4];
 271         double mvmatrix[] = new double[16];
 272         double projmatrix[] = new double[16];
 273         double wcoord[] = new double[4];
 274         gl.glGetIntegerv(GL.GL_VIEWPORT, viewport, 0);
 275         gl.glGetDoublev(GL.GL_MODELVIEW_MATRIX, mvmatrix, 0);
 276         gl.glGetDoublev(GL.GL_PROJECTION_MATRIX, projmatrix, 0);
 277
 278         IntBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(9*4*4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
 279         gl.glColor3f(0,0,0);
 280         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 281         synchronized(safeTriangles) {
 282             for(Mesh.T t : safeTriangles)
 283                 t.glTriangle(gl, null);
 284             for(Mesh.Vertex v : tile.vertices()) {
 285                 Point p = v.getPoint();
 286                 gl.glColor3f(1,1,1);
 287                 gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 288                 p.glVertex(gl);
 289                 gl.glEnd();
 290                 gl.glFlush();
 291
 292                 glu.gluProject(p.x,
 293                                p.y,
 294                                p.z,
 295                                mvmatrix, 0, projmatrix, 0, viewport, 0, wcoord, 0);
 296                 int x = (int)Math.round(wcoord[0]);
 297                 int y = (int)Math.round(wcoord[1]);
 298
 299                 gl.glReadPixels(x-1, y-1, 3, 3, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);
 300                 boolean vis = false;
 301                 for(int j=0; j<9*4; j++) vis |= buf.get(j)!=0;
 302                 v.visible = vis;
 303                 if (vis) {
 304                     gl.glColor3f(0,0,0);
 305                     gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 306                     p.glVertex(gl);
 307                     gl.glEnd();
 308                 }
 309             }
 310         }
 311         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 312         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 313         gl.glDrawBuffer(GL.GL_FRONT);
 314         /*
 315         IntBuffer selectionBuffer =
 316         ByteBuffer.allocateDirect(4*10000).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
 317         gl.glSelectBuffer(selectionBuffer.capacity(), selectionBuffer);
 318         gl.glInitNames();
 319         gl.glRenderMode(GL.GL_SELECT);
 320         draw(gl, true, safeTriangles);
 321         int hits = gl.glRenderMode(GL.GL_RENDER);
 322         synchronized(safeTriangles) {
 323             for(Mesh.T t : safeTriangles) {
 324                 t.occluded = true;
 325             }
 326             processHits(hits, selectionBuffer);
 327         }
 328         */
 329     }
 330
 331
 332     // I copied this method without changes from the mentioned base class.
 333     // It extracts the data in the selection buffer and writes it on the console.
 334     public void processHits(int hits, IntBuffer buffer) {
 335         /*
 336         System.out.println("---------------------------------");
 337         System.out.println(" HITS: " + hits);
 338         */
 339         int offset = 0;
 340         int names;
 341         float z1, z2;
 342         for (int i = 0; i < hits; i++) {
 343             /*
 344             System.out.println("- - - - - - - - - - - -");
 345             System.out.println(" hit: " + (i + 1));
 346             */
 347             names = buffer.get(offset);
 348             offset++;
 349             z1 = (float) buffer.get(offset) / 0x7fffffff;
 350             offset++;
 351             z2 = (float) buffer.get(offset) / 0x7fffffff;
 352             offset++;
 353             /*
 354             System.out.println(" number of names: " + names);
 355             System.out.println(" z1: " + z1);
 356             System.out.println(" z2: " + z2);
 357             System.out.println(" names: ");
 358             */
 359
 360             for (int j = 0; j < names; j++) {
 361                 int who = buffer.get(offset);
 362                 for(Mesh.T t : safeTriangles) {
 363                     if (t.serial==who) {
 364                         t.occluded = false;
 365                     }
 366                 }
 367                 /*
 368                 System.out.print("  " + who);
 369                 if (j == (names - 1)) {
 370                     System.out.println("<-");
 371                 } else {
 372                     System.out.println();
 373                     }
 374                 */
 375                 offset++;
 376             }
 377             /*
 378             System.out.println("- - - - - - - - - - - -");
 379             */
 380         }
 381         /*
 382         System.out.println("--------------------------------- ");
 383         */
 384     }
 385
 386     protected HashSet<Mesh.T> safeTriangles = new HashSet<Mesh.T>();
 387
 388     private void draw(GL gl, boolean triangles, Iterable<Mesh.T> tris) { draw(gl, triangles, tris, Matrix.ONE); }
 389     private void draw(GL gl, boolean triangles, Iterable<Mesh.T> tris, Matrix m) {
 390         float red = 0.0f;
 391         float green = 0.0f;
 392         float blue = 0.0f;
 393         synchronized(safeTriangles) {
 394         for(Mesh.T t : tris) {
 395             if (red < 0.15) red = 1.0f;
 396             if (green < 0.15) green = 1.0f;
 397             if (blue < 0.15) blue = 1.0f;
 398             red -= .09f;
 399             green -= .12f;
 400             blue -= .15f;
 401
 402             if (triangles) switch(t.color/*class*/) {
 403                 case 0: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3); break;
 404                 case 1: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.25, (float)0.3); break;
 405                 case 2: gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.25, (float)0.3); break;
 406                 case 3: gl.glColor4f((float)0.50, (float)0.50, (float)0.50, (float)0.3); break;
 407                 case 4: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.75, (float)0.3); break;
 408                 case 5: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.75, (float)0.3); break;
 409                 case 6: gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3); break;
 410             }
 411
 412             if (t.v1().visible && t.v2().visible && t.v3().visible) continue;
 413
 414             /*
 415             if (t.e1().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 416             else if (t.e2().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 417             else if (t.e3().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 418             else  gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.25, (float)0.3);
 419             */
 420             //gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 421
 422             if (triangles) {
 423                 t.glTriangle(gl, m);
 424             } else {
 425                 gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 426                 gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 427                 gl.glColor3f(1, 1, 1);
 428                 m.times(t.e1().p1.goodp).glVertex(gl);
 429                 m.times(t.e1().p2.goodp).glVertex(gl);
 430                 m.times(t.e2().p1.goodp).glVertex(gl);
 431                 m.times(t.e2().p2.goodp).glVertex(gl);
 432                 m.times(t.e3().p1.goodp).glVertex(gl);
 433                 m.times(t.e3().p2.goodp).glVertex(gl);
 434                 gl.glEnd();
 435                 gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 436             }
 437
 438             Point centroid = t.centroid();
 439             gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 440             gl.glColor3f(1, 1, 1);
 441
 442             if (triangles && errorNormals)
 443                 for(Mesh.Vertex p : new Mesh.Vertex[] { t.v1(), t.v2(), t.v3() }) {
 444                     if (p.ok) {
 445                         //gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 446                         gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 447                         gl.glColor3f(1, 1, 1);
 448                         p.p.glVertex(gl);
 449                         p.p.plus(p.norm().times((float)p.error()*10)).glVertex(gl);
 450                         //if (p.nearest_in_other_mesh != null) p.nearest_in_other_mesh.p.glVertex(gl);
 451                         //tile.nearest(p).centroid().glVertex(gl);
 452                         gl.glEnd();
 453                         //gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 454                     }
 455                 }
 456             gl.glEnd();
 457
 458         }
 459         }
 460     }
 461
 462
 463     //private JTextArea ocanvas = new JTextArea();
 464     private JFrame f;
 465     private GLCanvas glcanvas;
 466     public MeshViewer(JFrame f) {
 467         this.f = f;
 468
 469         GLCapabilities glcaps = new GLCapabilities();
 470         glcanvas = new GLCanvas();
 471         glcanvas.addGLEventListener(this);
 472         f.add(glcanvas, BorderLayout.CENTER);
 473
 474         glcanvas.addMouseListener(this);
 475         glcanvas.addMouseMotionListener(this);
 476         glcanvas.addMouseWheelListener(this);
 477         glcanvas.addKeyListener(this);
 478     }
 479     public void repaint() {
 480         glcanvas.repaint();
 481     }
 482
 483
 484
 485 }