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 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());
  76
  77         GL gl = glcanvas.getGL();//drawable.getGL();
  78         GLU glu = new GLU();
  79
  80         if (!mouseInside) gl.glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.1f, 1.0f);
  81         else gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  82
  83         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  84         gl.glPointSize(5.0f);
  85         gl.glLoadIdentity();
  86         glu.gluPerspective(50, ((float)drawable.getWidth())/drawable.getHeight(), 0.5, 10);
  87
  88         glu.gluLookAt(0, 0, -((tz/10)-1), 0, 0, 0, 0, 1, 0);
  89         gl.glRotatef(anglex/3, 0, 1, 0);
  90         gl.glRotatef(-(angley/3), 1, 0, 0);
  91
  92         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
  93         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
  94         for(Mesh mesh : meshes)
  95             mesh.render(gl, Matrix.ONE);
  96
  97         // highlight the point closest to the mouse; we do this here to avoid flicker
  98         if (closest != null) {
  99             gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 100             gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 101             gl.glColor3f(1,1,1);
 102             gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 103             closest.getPoint().glVertex(gl);
 104             gl.glEnd();
 105         }
 106
 107         projection = Matrix.getProjectionMatrix(gl);
 108
 109         if (updateVisibilities) {
 110             updateVisibilities = false;
 111             // update vertex visibilities
 112             updateVisibility(gl);
 113
 114             //Matrix projection = Matrix.getProjectionMatrix(gl);
 115             double dist = Double.MAX_VALUE;
 116             closest = null;
 117             for(Mesh mesh : meshes)
 118                 if (mesh.option_selectable)
 119                     for(Mesh.Vertex v : mesh.vertices()) {
 120                         if (!v.visible) continue;
 121                         Point p = projection.times(v.getPoint());
 122                         int x = (int)p.x;
 123                         int y = (int)p.y;
 124                         int mousex = (int)getMouse().x;
 125                         int mousey = (int)getMouse().y;
 126                         if (closest==null || (x-mousex)*(x-mousex)+(y-mousey)*(y-mousey) < dist) {
 127                             dist = (x-mousex)*(x-mousex)+(y-mousey)*(y-mousey);
 128                             closest = v;
 129                         }
 130                     }
 131         }
 132     }
 133
 134     protected synchronized void updateVisibility(GL gl) {
 135         IntBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(9*4*4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
 136         gl.glFlush();
 137         gl.glDrawBuffer(GL.GL_BACK);
 138         gl.glReadBuffer(GL.GL_BACK);
 139         gl.glPixelStorei(GL.GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 140         gl.glFlush();
 141         gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 142         gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 143         gl.glColor3f(0,0,0);
 144         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 145         for(Mesh mesh : meshes) mesh.render(gl, Matrix.ONE);
 146         for(Mesh mesh : meshes)
 147             if (mesh.option_selectable)
 148                 for(Mesh.Vertex v : mesh.vertices()) {
 149                     Point p = v.getPoint();
 150                     gl.glColor3f(1,1,1);
 151                     gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 152                     p.glVertex(gl);
 153                     gl.glEnd();
 154                     gl.glFlush();
 155
 156                     Point projected = projection.times(p);
 157                     gl.glReadPixels((int)projected.x-1, (int)projected.y-1, 3, 3, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);
 158
 159                     boolean vis = false;
 160                     for(int j=0; j<9*4; j++) vis |= buf.get(j)!=0;
 161                     v.visible = vis;
 162                     if (vis) {
 163                         gl.glColor3f(0,0,0);
 164                         gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 165                         p.glVertex(gl);
 166                         gl.glEnd();
 167                     }
 168                 }
 169         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 170         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 171         gl.glDrawBuffer(GL.GL_FRONT);
 172     }
 173
 174     /** return the position of the mouse as a point in window-space */
 175     public Point getMouse() {
 176         return new Point(mousex, glcanvas.getHeight()-mousey, 0);
 177     }
 178
 179     /** return the position where the mouse button was pressed, or null if it is not currently pressed */
 180     public Point getMouseClick() {
 181         return clickPoint;
 182     }
 183
 184     public void mouseWheelMoved(MouseWheelEvent e) {
 185         tz -= e.getWheelRotation();
 186     }
 187
 188     public void keyTyped(KeyEvent e)  { }
 189     public void keyPressed(KeyEvent e)  { }
 190     public void keyReleased(KeyEvent e) { }
 191
 192     public void mouseClicked(MouseEvent e) { }
 193     public void mouseEntered(MouseEvent e) { mouseInside = true; }
 194     public void mouseExited(MouseEvent e) { mouseInside = false; }
 195     public void mousePressed(MouseEvent e) {
 196         clickPoint = getMouse();
 197     }
 198
 199     public void mouseReleased(MouseEvent e) {
 200         clickPoint = null;
 201     }
 202
 203     public void mouseMoved(MouseEvent e) {
 204         mousex = e.getX();
 205         mousey = e.getY();
 206         if ((e.getModifiersEx() & MouseEvent.SHIFT_DOWN_MASK) != 0)
 207             updateVisibilities = true;
 208     }
 209
 210     public void mouseDragged(MouseEvent e) {
 211         if ((e.getModifiersEx() & MouseEvent.SHIFT_DOWN_MASK) != 0) {
 212             if (closest != null && projection != null) {
 213                 synchronized(this) {
 214                     Point clickClosest = closest == null ? null : closest.getPoint();
 215                     Vec d1 = projection.inverse().times(getMouse()).minus(projection.inverse().times(clickPoint));
 216                     Vec delta = d1.plus(clickClosest).minus(closest.getPoint());
 217                     closest.move(delta, false);
 218                 }
 219             }
 220         } else {
 221             anglex -= mousex - e.getX();
 222             angley += mousey - e.getY();
 223         }
 224         mousex = e.getX();
 225         mousey = e.getY();
 226     }
 227
 228     public MeshViewer() {
 229         glcanvas = new GLCanvas();
 230         glcanvas.addGLEventListener(this);
 231         setLayout(new BorderLayout());
 232         this.add(glcanvas, BorderLayout.CENTER);
 233         glcanvas.addMouseListener(this);
 234         glcanvas.addMouseMotionListener(this);
 235         glcanvas.addMouseWheelListener(this);
 236         glcanvas.addKeyListener(this);
 237     }
 238
 239     public void repaint() {
 240         if (glcanvas != null) glcanvas.repaint();
 241     }
 242
 243 }