src/edu/berkeley/qfat/MeshViewer.java

   1 package edu.berkeley.qfat;
   2 import java.io.*;
   3 import java.awt.*;
   4 import java.awt.event.*;
   5 import javax.swing.*;
   6 import javax.media.opengl.*;
   7 import javax.media.opengl.glu.*;
   8 import com.sun.opengl.util.*;
   9 import java.util.*;
  10 import edu.berkeley.qfat.geom.*;
  11 import edu.berkeley.qfat.geom.Point;
  12
  13 public class MeshViewer implements GLEventListener, MouseListener, MouseMotionListener, KeyListener, MouseWheelListener  {
  14
  15     public Mesh tile = new Mesh(false);
  16     public Mesh goal = new Mesh(false);
  17     public Matrix[] translations;
  18     public Mesh.Vertex[] points;
  19
  20
  21     public boolean tileon = true;
  22     public boolean tilemeshon = false;
  23     public boolean goalon = false;
  24     public boolean anneal = false;
  25     public boolean neighbors = false;
  26
  27     public int breaks = 0;
  28     boolean alt = false;
  29     boolean shift = false;
  30     boolean control = false;
  31
  32     public void mouseWheelMoved(MouseWheelEvent e) {
  33         tz -= e.getWheelRotation();
  34     }
  35
  36     public void keyTyped(KeyEvent e)  { }
  37     public void keyPressed(KeyEvent e)  {
  38         switch(e.getKeyCode()) {
  39             case KeyEvent.VK_CONTROL: control = true; break;
  40             case KeyEvent.VK_ALT: alt = true; break;
  41             case KeyEvent.VK_SHIFT: shift = true; break;
  42             case KeyEvent.VK_SPACE: breaks++; break;
  43             case KeyEvent.VK_D: dump(); break;
  44             case KeyEvent.VK_A: anneal = !anneal; break;
  45             case KeyEvent.VK_N: neighbors = !neighbors; break;
  46             case KeyEvent.VK_T: tileon = !tileon; break;
  47             case KeyEvent.VK_G: goalon = !goalon; break;
  48             case KeyEvent.VK_M: tilemeshon = !tilemeshon; break;
  49         }
  50     }
  51     public synchronized void dump() {
  52         try {
  53         PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("dump.stl")));
  54         pw.println("solid dump");
  55         for(Mesh.T t : tile) {
  56             Vec normal = t.norm();
  57             pw.println("facet normal " + normal.x + " " + normal.y + " " + normal.z);
  58             pw.println("  outer loop");
  59             for(Mesh.Vertex v : new Mesh.Vertex[] { t.v1(), t.v2(), t.v3() }) {
  60                 pw.println("    vertex " + v.p.x + " " + v.p.y + " " + v.p.z);
  61             }
  62             pw.println("  endloop");
  63             pw.println("endfacet");
  64         }
  65         pw.println("endsolid dump");
  66         pw.flush();
  67         pw.close();
  68         } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); }
  69     }
  70     public void keyReleased(KeyEvent e) {
  71         switch(e.getKeyCode()) {
  72             case KeyEvent.VK_CONTROL: control = false; break;
  73             case KeyEvent.VK_ALT: alt = false; break;
  74             case KeyEvent.VK_SHIFT: shift = false; break;
  75         }
  76     }
  77
  78     public void mouseClicked(MouseEvent e) { }
  79     public void mouseEntered(MouseEvent e) { }
  80     public void mouseExited(MouseEvent e) { }
  81     public void mousePressed(MouseEvent e) { }
  82     public void mouseReleased(MouseEvent e) { }
  83
  84     int mousex;
  85     int mousey;
  86     public void mouseMoved(MouseEvent e) {
  87         mousex = e.getX();
  88         mousey = e.getY();
  89     }
  90
  91     float tx = 0;
  92     float ty = 0;
  93     float tz = 0;
  94     float anglex = 0;
  95     float angley = 0;
  96     public void mouseDragged(MouseEvent e) {
  97         if (shift) {
  98             tx += (mousex - e.getX())/(float)20;
  99             ty += (mousey - e.getY())/(float)20;
 100         } else {
 101             anglex -= mousex - e.getX();
 102             angley += mousey - e.getY();
 103         }
 104         mousex = e.getX();
 105         mousey = e.getY();
 106     }
 107
 108     /**
 109      * Take care of initialization here.
 110      */
 111     public void init(GLAutoDrawable gld) {
 112         GL gl = gld.getGL();
 113         gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 114         gl.glViewport(0, 0, 500, 300);
 115         gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 116         gl.glClearDepth(1.0);
 117         gl.glDepthFunc(GL.GL_LEQUAL);
 118         gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
 119         gl.glLoadIdentity();
 120         gl.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);
 121
 122         float mat_specular[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f };
 123         float mat_shininess[] = { 50.0f };
 124         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 125         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_DIFFUSE, mat_specular, 0);
 126         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SPECULAR, mat_specular, 0);
 127         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_AMBIENT, new float[] { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 0.3f }, 0);
 128         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SHININESS, mat_shininess, 0);
 129         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT0, GL.GL_POSITION, new float[] { 1.0f,    4.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 130         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT1, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
 131         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT2, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
 132         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT3, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f,  10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 133         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT4, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 134         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT5, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 135         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 136         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT0);
 137         /*
 138         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT1);
 139         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT2);
 140         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT3);
 141         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT4);
 142         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT5);
 143         */
 144         gl.glColorMaterial(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GL.GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
 145         gl.glEnable(GL.GL_COLOR_MATERIAL);
 146
 147         display(gld);
 148     }
 149
 150     public int temps;
 151     public int accepts;
 152     public    int vertss;
 153     public void reshape(GLAutoDrawable drawable, int x, int y, int width, int height) { }
 154     public void displayChanged(GLAutoDrawable drawable, boolean modeChanged, boolean deviceChanged) { }
 155     public void display(GLAutoDrawable drawable) {
 156
 157         if (translations==null) return;
 158
 159         glcanvas.setSize(f.getWidth(), f.getHeight() - 100);
 160         Graphics2D g = (Graphics2D)f.getGraphics();
 161         g.setColor(Color.black);
 162         g.fillRect(0, f.getHeight()-100, f.getWidth(), f.getHeight());
 163         g.setColor(Color.red);
 164         int top = f.getHeight()-100;
 165         g.drawString("temperature: "+temps, 10, 30+top);
 166         g.drawString("acceptance: "+accepts, 10, 50+top);
 167         g.drawString("vertices: "+vertss, 10, 70+top);
 168         g.fillRect(140, 25+top, temps, 10);
 169         g.fillRect(140, 45+top, accepts, 10);
 170         g.fillRect(140, 65+top, vertss, 10);
 171
 172         GL gl = drawable.getGL();
 173         GLU glu = new GLU();
 174         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 175         gl.glPointSize(5.0f);
 176         gl.glLoadIdentity();
 177         glu.gluPerspective(50, ((float)drawable.getWidth())/drawable.getHeight(), 0.5, 10);
 178         glu.gluLookAt(0, 0, (tz/10)-1, 0, 0, 0, 0, 1, 0);
 179         gl.glRotatef(anglex/3, 0, 1, 0);
 180         gl.glRotatef(angley/3, 1, 0, 0);
 181
 182         gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
 183         if (tileon)
 184         draw(gl, true, safeTriangles);
 185         if (tilemeshon)
 186         draw(gl, false, safeTriangles);
 187         gl.glEnd();
 188
 189         //draw(gl, false, tile);
 190
 191         gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
 192         gl.glColor4f((float)0.5, (float)0.5, (float)0.5, (float)0.8);
 193         if (goalon)
 194         draw(gl, false, goal);
 195         gl.glEnd();
 196
 197
 198         int i = 0;
 199         //gl.glDisable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 200         gl.glColor4f(1,1,1,1);
 201         for(Matrix m : translations) {
 202             //if (v1.z==0 && v1.y==0) continue;
 203             i++;
 204             //if (i>4) continue;
 205             /*
 206             Point p = new Point(0, 0, 0).times(m);
 207             Vec v = new Vec(p.x, p.y, p.z);
 208             v = v.times((float)1.04);
 209             gl.glTranslatef(v.x, v.y, v.z);
 210             */
 211             if (neighbors) draw(gl, false, safeTriangles, m);
 212             /*
 213             gl.glTranslatef(-v.x, -v.y, -v.z);
 214             */
 215         }
 216         //gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 217         gl.glEnable (GL.GL_LIGHTING);
 218     }
 219
 220     protected HashSet<Mesh.T> safeTriangles = new HashSet<Mesh.T>();
 221
 222     private void draw(GL gl, boolean triangles, Iterable<Mesh.T> tris) { draw(gl, triangles, tris, Matrix.ONE); }
 223     private void draw(GL gl, boolean triangles, Iterable<Mesh.T> tris, Matrix m) {
 224         float red = 0.0f;
 225         float green = 0.0f;
 226         float blue = 0.0f;
 227         synchronized(safeTriangles) {
 228         for(Mesh.T t : tris) {
 229             if (red < 0.15) red = 1.0f;
 230             if (green < 0.15) green = 1.0f;
 231             if (blue < 0.15) blue = 1.0f;
 232             red -= .09f;
 233             green -= .12f;
 234             blue -= .15f;
 235
 236             if (triangles) switch(t.color/*class*/) {
 237                 case 0: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3); break;
 238                 case 1: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.25, (float)0.3); break;
 239                 case 2: gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.25, (float)0.3); break;
 240                 case 3: gl.glColor4f((float)0.50, (float)0.50, (float)0.50, (float)0.3); break;
 241                 case 4: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.75, (float)0.3); break;
 242                 case 5: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.75, (float)0.3); break;
 243                 case 6: gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3); break;
 244             }
 245             /*
 246             if (t.e1().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 247             else if (t.e2().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 248             else if (t.e3().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 249             else  gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.25, (float)0.3);
 250             */
 251             //gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 252
 253             if (triangles) {
 254                 gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
 255                 t.glVertices(gl);
 256                 gl.glEnd();
 257             } else {
 258
 259                 gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 260                 gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 261                 gl.glColor3f(1, 1, 1);
 262                 m.times(t.e1().p1.p).glVertex(gl);
 263                 m.times(t.e1().p2.p).glVertex(gl);
 264                 m.times(t.e2().p1.p).glVertex(gl);
 265                 m.times(t.e2().p2.p).glVertex(gl);
 266                 m.times(t.e3().p1.p).glVertex(gl);
 267                 m.times(t.e3().p2.p).glVertex(gl);
 268                 gl.glEnd();
 269                 gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 270
 271             }
 272
 273             Point centroid = t.centroid();
 274             gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 275             gl.glColor3f(1, 1, 1);
 276             /*
 277             centroid.glVertex(gl);
 278             centroid.plus(t.norm().times(t.diameter())).glVertex(gl);
 279             */
 280             /*
 281             if (mesh==goal)
 282                 for(Mesh.Vertex p : new Mesh.Vertex[] { t.v1(), t.v2(), t.v3() }) {
 283                 gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 284                 gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 285                 gl.glColor3f(1, 1, 1);
 286                 p.p.glVertex(gl);
 287                 //p.p.plus(p.norm().times(p.score())).glVertex(gl);
 288                 if (p.nearest_in_other_mesh != null) p.nearest_in_other_mesh.p.glVertex(gl);
 289                     //tile.nearest(p).centroid().glVertex(gl);
 290                 gl.glEnd();
 291                 gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 292                 }
 293             */
 294             gl.glEnd();
 295         }
 296         }
 297     }
 298
 299
 300     //private JTextArea ocanvas = new JTextArea();
 301     private Frame f;
 302     private GLCanvas glcanvas;
 303     public MeshViewer(Frame f) {
 304         this.f = f;
 305        GLCapabilities glcaps = new GLCapabilities();
 306         glcanvas = new GLCanvas();
 307         glcanvas.addGLEventListener(this);
 308         f.add(glcanvas, BorderLayout.CENTER);
 309         glcanvas.addMouseListener(this);
 310         glcanvas.addMouseMotionListener(this);
 311         glcanvas.addMouseWheelListener(this);
 312         glcanvas.addKeyListener(this);
 313     }
 314     public void repaint() {
 315         glcanvas.repaint();
 316     }
 317 }