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