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 Point       closestOriginallyAt = null;
  22     private int         mousex;
  23     private int         mousey;
  24     private Matrix      projection = null;
  25     private Point       clickPoint = null;
  26     private GLCanvas    glcanvas;
  27     private boolean     updateVisibilities = false;
  28     private boolean     mouseInside = false;
  29
  30     private HashSet<Mesh> meshes = new HashSet<Mesh>();
  31
  32     public synchronized void addMesh(Mesh m) { meshes.add(m); }
  33     public synchronized void removeMesh(Mesh m) { meshes.remove(m); }
  34
  35     public void reshape(GLAutoDrawable drawable, int x, int y, int width, int height) { }
  36     public void displayChanged(GLAutoDrawable drawable, boolean modeChanged, boolean deviceChanged) { }
  37
  38     public void addKeyListener(KeyListener kl) { glcanvas.addKeyListener(kl); }
  39
  40     public synchronized void init(GLAutoDrawable gld) {
  41         GL gl = glcanvas.getGL();//gld.getGL();
  42         gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  43         gl.glViewport(0, 0, 500, 300);
  44         gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
  45         gl.glClearDepth(1.0);
  46         gl.glDepthFunc(GL.GL_LEQUAL);
  47         gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
  48         gl.glLoadIdentity();
  49         gl.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);
  50
  51         float mat_specular[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f };
  52         float mat_shininess[] = { 50.0f };
  53         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
  54         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_DIFFUSE, mat_specular, 0);
  55         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SPECULAR, mat_specular, 0);
  56         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_AMBIENT, new float[] { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 0.3f }, 0);
  57         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SHININESS, mat_shininess, 0);
  58         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT0, GL.GL_POSITION, new float[] { 1.0f,    4.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  59         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT1, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
  60         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT2, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
  61         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT3, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f,  10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  62         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT4, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  63         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT5, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  64         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
  65         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT0);
  66
  67         gl.glColorMaterial(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GL.GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
  68         gl.glEnable(GL.GL_COLOR_MATERIAL);
  69
  70         display(gld);
  71
  72         // hack to get around Mac OS bug
  73         IntBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(9*4*4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
  74         gl.glReadPixels(0,0, 1, 1, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);
  75     }
  76
  77     public synchronized final void display(GLAutoDrawable drawable) {
  78         glcanvas.setSize(glcanvas.getParent().getWidth(), glcanvas.getParent().getHeight());
  79
  80         GL gl = glcanvas.getGL();//drawable.getGL();
  81         GLU glu = new GLU();
  82
  83         if (!mouseInside) gl.glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.1f, 1.0f);
  84         else gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  85
  86         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  87         gl.glPointSize(5.0f);
  88         gl.glLoadIdentity();
  89         glu.gluPerspective(50, ((float)drawable.getWidth())/drawable.getHeight(), 0.5, 10);
  90
  91         glu.gluLookAt(0, 0, -((tz/10)-1), 0, 0, 0, 0, 1, 0);
  92         gl.glRotatef(anglex/3, 0, 1, 0);
  93         gl.glRotatef(-(angley/3), 1, 0, 0);
  94
  95         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
  96         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
  97         for(Mesh mesh : meshes)
  98             mesh.render(gl, Matrix.ONE);
  99
 100         // highlight the point closest to the mouse; we do this here to avoid flicker
 101         if (closest != null) {
 102             gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 103             gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 104             gl.glColor3f(1,1,1);
 105             gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 106             closest.getPoint().glVertex(gl);
 107             gl.glEnd();
 108         }
 109
 110         projection = Matrix.getProjectionMatrix(gl);
 111
 112         if (updateVisibilities) {
 113             updateVisibilities = false;
 114             // update vertex visibilities
 115             updateVisibility(gl);
 116
 117             //Matrix projection = Matrix.getProjectionMatrix(gl);
 118             double dist = Double.MAX_VALUE;
 119             closest = null;
 120             closestOriginallyAt = null;
 121             for(Mesh mesh : meshes)
 122                 if (mesh.option_selectable)
 123                     for(Mesh.Vertex v : mesh.vertices()) {
 124                         if (!v.visible) continue;
 125                         Point p = projection.times(v.getPoint());
 126                         int x = (int)p.x;
 127                         int y = (int)p.y;
 128                         int mousex = (int)getMouse().x;
 129                         int mousey = (int)getMouse().y;
 130                         if (closest==null || (x-mousex)*(x-mousex)+(y-mousey)*(y-mousey) < dist) {
 131                             dist = (x-mousex)*(x-mousex)+(y-mousey)*(y-mousey);
 132                             closest = v;
 133                         }
 134                     }
 135         }
 136     }
 137
 138     protected synchronized void updateVisibility(GL gl) {
 139         IntBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(9*4*4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
 140         gl.glFlush();
 141         gl.glDrawBuffer(GL.GL_BACK);
 142         gl.glReadBuffer(GL.GL_BACK);
 143         gl.glPixelStorei(GL.GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 144         gl.glFlush();
 145         gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 146         gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 147         gl.glColor3f(0,0,0);
 148         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 149         for(Mesh mesh : meshes) mesh.render(gl, Matrix.ONE);
 150         for(Mesh mesh : meshes)
 151             if (mesh.option_selectable)
 152                 for(Mesh.Vertex v : mesh.vertices()) {
 153                     Point p = v.getPoint();
 154                     gl.glColor3f(1,1,1);
 155                     gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 156                     p.glVertex(gl);
 157                     gl.glEnd();
 158                     gl.glFlush();
 159
 160                     Point projected = projection.times(p);
 161                     gl.glReadPixels((int)projected.x-1, (int)projected.y-1, 3, 3, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);
 162
 163                     boolean vis = false;
 164                     for(int j=0; j<9*4; j++) vis |= buf.get(j)!=0;
 165                     v.visible = vis;
 166                     if (vis) {
 167                         gl.glColor3f(0,0,0);
 168                         gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 169                         p.glVertex(gl);
 170                         gl.glEnd();
 171                     }
 172                 }
 173         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 174         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 175         gl.glDrawBuffer(GL.GL_FRONT);
 176     }
 177
 178     /** return the position of the mouse as a point in window-space */
 179     public Point getMouse() {
 180         return new Point(mousex, glcanvas.getHeight()-mousey, 0);
 181     }
 182
 183     /** return the position where the mouse button was pressed, or null if it is not currently pressed */
 184     public Point getMouseClick() {
 185         return clickPoint;
 186     }
 187
 188     public void mouseWheelMoved(MouseWheelEvent e) {
 189         tz -= e.getWheelRotation();
 190     }
 191
 192     public void keyTyped(KeyEvent e)  { }
 193     public void keyPressed(KeyEvent e)  { }
 194     public void keyReleased(KeyEvent e) { }
 195
 196     public void mouseClicked(MouseEvent e) { }
 197     public void mouseEntered(MouseEvent e) { mouseInside = true; }
 198     public void mouseExited(MouseEvent e) { mouseInside = false; }
 199     public void mousePressed(MouseEvent e) {
 200         clickPoint = getMouse();
 201     }
 202
 203     public void mouseReleased(MouseEvent e) {
 204         clickPoint = null;
 205     }
 206
 207     public void mouseMoved(MouseEvent e) {
 208         mousex = e.getX();
 209         mousey = e.getY();
 210         if ((e.getModifiersEx() & MouseEvent.SHIFT_DOWN_MASK) != 0)
 211             updateVisibilities = true;
 212     }
 213
 214     public void mouseDragged(MouseEvent e) {
 215         if ((e.getModifiersEx() & MouseEvent.SHIFT_DOWN_MASK) != 0) {
 216             if (closest != null && projection != null) {
 217                 synchronized(this) {
 218                     if (closestOriginallyAt==null) closestOriginallyAt = closest.getPoint();
 219                     Vec d1 = projection.inverse().times(getMouse()).minus(projection.inverse().times(clickPoint));
 220                     Vec delta = d1.plus(closestOriginallyAt).minus(closest.getPoint());
 221                     closest.move(delta, false);
 222                 }
 223             }
 224         } else {
 225             anglex -= mousex - e.getX();
 226             angley += mousey - e.getY();
 227         }
 228         mousex = e.getX();
 229         mousey = e.getY();
 230     }
 231
 232     public MeshViewer() {
 233         glcanvas = new GLCanvas();
 234         glcanvas.addGLEventListener(this);
 235         setLayout(new BorderLayout());
 236         this.add(glcanvas, BorderLayout.CENTER);
 237         glcanvas.addMouseListener(this);
 238         glcanvas.addMouseMotionListener(this);
 239         glcanvas.addMouseWheelListener(this);
 240         glcanvas.addKeyListener(this);
 241     }
 242
 243     public void repaint() {
 244         if (glcanvas != null) glcanvas.repaint();
 245     }
 246
 247 }