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 extends JPanel implements GLEventListener, MouseListener, MouseMotionListener, KeyListener, MouseWheelListener {
  15
  16     private float tz = 0;
  17     private float anglex = 0;
  18     private float angley = 0;
  19
  20     private Mesh.Vertex closest = null;
  21     private int         mousex;
  22     private int         mousey;
  23     private Matrix      projection = null;
  24     private Point       clickPoint = null;
  25     private GLCanvas    glcanvas;
  26     private boolean     updateVisibilities = false;
  27     private boolean     mouseInside = false;
  28
  29     private HashSet<Mesh> meshes = new HashSet<Mesh>();
  30
  31     public synchronized void addMesh(Mesh m) { meshes.add(m); }
  32     public synchronized void removeMesh(Mesh m) { meshes.remove(m); }
  33
  34     public void reshape(GLAutoDrawable drawable, int x, int y, int width, int height) { }
  35     public void displayChanged(GLAutoDrawable drawable, boolean modeChanged, boolean deviceChanged) { }
  36
  37     public void addKeyListener(KeyListener kl) { glcanvas.addKeyListener(kl); }
  38
  39     public synchronized void init(GLAutoDrawable gld) {
  40         GL gl = glcanvas.getGL();//gld.getGL();
  41         gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  42         gl.glViewport(0, 0, 500, 300);
  43         gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
  44         gl.glClearDepth(1.0);
  45         gl.glDepthFunc(GL.GL_LEQUAL);
  46         gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
  47         gl.glLoadIdentity();
  48         gl.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);
  49
  50         float mat_specular[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f };
  51         float mat_shininess[] = { 50.0f };
  52         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
  53         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_DIFFUSE, mat_specular, 0);
  54         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SPECULAR, mat_specular, 0);
  55         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_AMBIENT, new float[] { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 0.3f }, 0);
  56         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SHININESS, mat_shininess, 0);
  57         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT0, GL.GL_POSITION, new float[] { 1.0f,    4.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  58         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT1, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
  59         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT2, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
  60         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT3, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f,  10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  61         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT4, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  62         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT5, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  63         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
  64         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT0);
  65
  66         gl.glColorMaterial(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GL.GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
  67         gl.glEnable(GL.GL_COLOR_MATERIAL);
  68
  69         display(gld);
  70
  71         // hack to get around Mac OS bug
  72         IntBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(9*4*4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
  73         gl.glReadPixels(0,0, 1, 1, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);
  74     }
  75
  76     public synchronized final void display(GLAutoDrawable drawable) {
  77         glcanvas.setSize(glcanvas.getParent().getWidth(), glcanvas.getParent().getHeight());
  78
  79         GL gl = glcanvas.getGL();//drawable.getGL();
  80         GLU glu = new GLU();
  81
  82         if (!mouseInside) gl.glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.1f, 1.0f);
  83         else gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  84
  85         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  86         gl.glPointSize(5.0f);
  87         gl.glLoadIdentity();
  88         glu.gluPerspective(50, ((float)drawable.getWidth())/drawable.getHeight(), 0.5, 10);
  89
  90         glu.gluLookAt(0, 0, -((tz/10)-1), 0, 0, 0, 0, 1, 0);
  91         gl.glRotatef(anglex/3, 0, 1, 0);
  92         gl.glRotatef(-(angley/3), 1, 0, 0);
  93
  94         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
  95         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
  96         for(Mesh mesh : meshes)
  97             mesh.render(gl, Matrix.ONE);
  98
  99         // highlight the point closest to the mouse; we do this here to avoid flicker
 100         if (closest != null) {
 101             gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 102             gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 103             gl.glColor3f(1,1,1);
 104             gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 105             closest.getPoint().glVertex(gl);
 106             gl.glEnd();
 107         }
 108
 109         projection = Matrix.getProjectionMatrix(gl);
 110
 111         if (updateVisibilities) {
 112             updateVisibilities = false;
 113             // update vertex visibilities
 114             updateVisibility(gl);
 115
 116             //Matrix projection = Matrix.getProjectionMatrix(gl);
 117             double dist = Double.MAX_VALUE;
 118             closest = null;
 119             for(Mesh mesh : meshes)
 120                 if (mesh.option_selectable)
 121                     for(Mesh.Vertex v : mesh.vertices()) {
 122                         if (!v.visible) continue;
 123                         Point p = projection.times(v.getPoint());
 124                         int x = (int)p.x;
 125                         int y = (int)p.y;
 126                         int mousex = (int)getMouse().x;
 127                         int mousey = (int)getMouse().y;
 128                         if (closest==null || (x-mousex)*(x-mousex)+(y-mousey)*(y-mousey) < dist) {
 129                             dist = (x-mousex)*(x-mousex)+(y-mousey)*(y-mousey);
 130                             closest = v;
 131                         }
 132                     }
 133         }
 134     }
 135
 136     protected synchronized void updateVisibility(GL gl) {
 137         IntBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(9*4*4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
 138         gl.glFlush();
 139         gl.glDrawBuffer(GL.GL_BACK);
 140         gl.glReadBuffer(GL.GL_BACK);
 141         gl.glPixelStorei(GL.GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 142         gl.glFlush();
 143         gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 144         gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 145         gl.glColor3f(0,0,0);
 146         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 147         for(Mesh mesh : meshes) mesh.render(gl, Matrix.ONE);
 148         for(Mesh mesh : meshes)
 149             if (mesh.option_selectable)
 150                 for(Mesh.Vertex v : mesh.vertices()) {
 151                     Point p = v.getPoint();
 152                     gl.glColor3f(1,1,1);
 153                     gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 154                     p.glVertex(gl);
 155                     gl.glEnd();
 156                     gl.glFlush();
 157
 158                     Point projected = projection.times(p);
 159                     gl.glReadPixels((int)projected.x-1, (int)projected.y-1, 3, 3, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);
 160
 161                     boolean vis = false;
 162                     for(int j=0; j<9*4; j++) vis |= buf.get(j)!=0;
 163                     v.visible = vis;
 164                     if (vis) {
 165                         gl.glColor3f(0,0,0);
 166                         gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 167                         p.glVertex(gl);
 168                         gl.glEnd();
 169                     }
 170                 }
 171         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 172         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 173         gl.glDrawBuffer(GL.GL_FRONT);
 174     }
 175
 176     /** return the position of the mouse as a point in window-space */
 177     public Point getMouse() {
 178         return new Point(mousex, glcanvas.getHeight()-mousey, 0);
 179     }
 180
 181     /** return the position where the mouse button was pressed, or null if it is not currently pressed */
 182     public Point getMouseClick() {
 183         return clickPoint;
 184     }
 185
 186     public void mouseWheelMoved(MouseWheelEvent e) {
 187         tz -= e.getWheelRotation();
 188     }
 189
 190     public void keyTyped(KeyEvent e)  { }
 191     public void keyPressed(KeyEvent e)  { }
 192     public void keyReleased(KeyEvent e) { }
 193
 194     public void mouseClicked(MouseEvent e) { }
 195     public void mouseEntered(MouseEvent e) { mouseInside = true; }
 196     public void mouseExited(MouseEvent e) { mouseInside = false; }
 197     public void mousePressed(MouseEvent e) {
 198         clickPoint = getMouse();
 199     }
 200
 201     public void mouseReleased(MouseEvent e) {
 202         clickPoint = null;
 203     }
 204
 205     public void mouseMoved(MouseEvent e) {
 206         mousex = e.getX();
 207         mousey = e.getY();
 208         if ((e.getModifiersEx() & MouseEvent.SHIFT_DOWN_MASK) != 0)
 209             updateVisibilities = true;
 210     }
 211
 212     public void mouseDragged(MouseEvent e) {
 213         if ((e.getModifiersEx() & MouseEvent.SHIFT_DOWN_MASK) != 0) {
 214             if (closest != null && projection != null) {
 215                 synchronized(this) {
 216                     Point clickClosest = closest == null ? null : closest.getPoint();
 217                     Vec d1 = projection.inverse().times(getMouse()).minus(projection.inverse().times(clickPoint));
 218                     Vec delta = d1.plus(clickClosest).minus(closest.getPoint());
 219                     closest.move(delta, false);
 220                 }
 221             }
 222         } else {
 223             anglex -= mousex - e.getX();
 224             angley += mousey - e.getY();
 225         }
 226         mousex = e.getX();
 227         mousey = e.getY();
 228     }
 229
 230     public MeshViewer() {
 231         glcanvas = new GLCanvas();
 232         glcanvas.addGLEventListener(this);
 233         setLayout(new BorderLayout());
 234         this.add(glcanvas, BorderLayout.CENTER);
 235         glcanvas.addMouseListener(this);
 236         glcanvas.addMouseMotionListener(this);
 237         glcanvas.addMouseWheelListener(this);
 238         glcanvas.addKeyListener(this);
 239     }
 240
 241     public void repaint() {
 242         if (glcanvas != null) glcanvas.repaint();
 243     }
 244
 245 }