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 boolean force = false;
  16     public Mesh tile = new Mesh(false);
  17     public Mesh goal = new Mesh(false);
  18     public Matrix[] transforms;
  19     public Mesh.Vertex[] points;
  20
  21     public int whichNeighbor = 1;
  22
  23     public double temp;
  24     public boolean tileon = true;
  25     public boolean tilemeshon = false;
  26     public boolean goalon = true;
  27     public boolean anneal = false;
  28     public boolean hillclimb = false;
  29     public boolean neighbors = false;
  30     public boolean neighborsWire = false;
  31     public boolean neighborsWireOne = false;
  32     public boolean errorNormals = false;
  33
  34     public int breaks = 0;
  35     boolean alt = false;
  36     boolean shift = false;
  37     boolean control = false;
  38
  39     public void mouseWheelMoved(MouseWheelEvent e) {
  40         tz -= e.getWheelRotation();
  41     }
  42
  43     public void keyTyped(KeyEvent e)  { }
  44     public void keyPressed(KeyEvent e)  {
  45         switch(e.getKeyCode()) {
  46             case KeyEvent.VK_CONTROL: control = true; break;
  47             case KeyEvent.VK_ALT: alt = true; break;
  48             case KeyEvent.VK_SHIFT: shift = true; break;
  49             case KeyEvent.VK_SPACE: breaks++; force = true; break;
  50             case KeyEvent.VK_UP: temp = temp * 2; break;
  51             case KeyEvent.VK_ENTER: temp = 10; break;
  52             case KeyEvent.VK_LEFT: whichNeighbor--; break;
  53             case KeyEvent.VK_RIGHT: whichNeighbor++; break;
  54             case KeyEvent.VK_D: dump(); break;
  55             case KeyEvent.VK_E: errorNormals = !errorNormals; break;
  56             case KeyEvent.VK_A: hillclimb = false; anneal = !anneal; break;
  57             case KeyEvent.VK_H: anneal = true; hillclimb = !hillclimb; break;
  58             case KeyEvent.VK_N: neighbors = !neighbors; break;
  59             case KeyEvent.VK_T: tileon = !tileon; break;
  60             case KeyEvent.VK_G: goalon = !goalon; break;
  61             case KeyEvent.VK_M: tilemeshon = !tilemeshon; break;
  62         }
  63     }
  64     public synchronized void dump() {
  65         try {
  66         PrintWriter pw = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("dump.stl")));
  67         pw.println("solid dump");
  68         for(Mesh.T t : tile) {
  69             Vec normal = t.norm();
  70             pw.println("facet normal " + normal.x + " " + normal.y + " " + normal.z);
  71             pw.println("  outer loop");
  72             for(Mesh.Vertex v : new Mesh.Vertex[] { t.v1(), t.v2(), t.v3() }) {
  73                 pw.println("    vertex " + v.p.x + " " + v.p.y + " " + v.p.z);
  74             }
  75             pw.println("  endloop");
  76             pw.println("endfacet");
  77         }
  78         pw.println("endsolid dump");
  79         pw.flush();
  80         pw.close();
  81         } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); }
  82     }
  83     public void keyReleased(KeyEvent e) {
  84         switch(e.getKeyCode()) {
  85             case KeyEvent.VK_CONTROL: control = false; break;
  86             case KeyEvent.VK_ALT: alt = false; break;
  87             case KeyEvent.VK_SHIFT: shift = false; break;
  88         }
  89     }
  90
  91     public void mouseClicked(MouseEvent e) { }
  92     public void mouseEntered(MouseEvent e) { }
  93     public void mouseExited(MouseEvent e) { }
  94     public void mousePressed(MouseEvent e) { }
  95     public void mouseReleased(MouseEvent e) { }
  96
  97     int mousex;
  98     int mousey;
  99     public void mouseMoved(MouseEvent e) {
 100         mousex = e.getX();
 101         mousey = e.getY();
 102     }
 103
 104     float tx = 0;
 105     float ty = 0;
 106     float tz = 0;
 107     float anglex = 0;
 108     float angley = 0;
 109     public void mouseDragged(MouseEvent e) {
 110         if (shift) {
 111             tx += (mousex - e.getX())/(float)20;
 112             ty += (mousey - e.getY())/(float)20;
 113         } else {
 114             anglex -= mousex - e.getX();
 115             angley += mousey - e.getY();
 116         }
 117         mousex = e.getX();
 118         mousey = e.getY();
 119     }
 120
 121     /**
 122      * Take care of initialization here.
 123      */
 124     public void init(GLAutoDrawable gld) {
 125         GL gl = gld.getGL();
 126         gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
 127         gl.glViewport(0, 0, 500, 300);
 128         gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 129         gl.glClearDepth(1.0);
 130         gl.glDepthFunc(GL.GL_LEQUAL);
 131         gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
 132         gl.glLoadIdentity();
 133         gl.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);
 134
 135         float mat_specular[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f };
 136         float mat_shininess[] = { 50.0f };
 137         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 138         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_DIFFUSE, mat_specular, 0);
 139         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SPECULAR, mat_specular, 0);
 140         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_AMBIENT, new float[] { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 0.3f }, 0);
 141         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SHININESS, mat_shininess, 0);
 142         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT0, GL.GL_POSITION, new float[] { 1.0f,    4.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 143         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT1, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
 144         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT2, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
 145         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT3, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f,  10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 146         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT4, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 147         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT5, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
 148         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 149         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT0);
 150         /*
 151         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT1);
 152         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT2);
 153         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT3);
 154         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT4);
 155         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT5);
 156         */
 157         gl.glColorMaterial(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GL.GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
 158         gl.glEnable(GL.GL_COLOR_MATERIAL);
 159
 160         display(gld);
 161     }
 162
 163     public int temps;
 164     public int accepts;
 165     public    int vertss;
 166     public void reshape(GLAutoDrawable drawable, int x, int y, int width, int height) { }
 167     public void displayChanged(GLAutoDrawable drawable, boolean modeChanged, boolean deviceChanged) { }
 168     public void display(GLAutoDrawable drawable) {
 169
 170         if (transforms==null) return;
 171
 172
 173         glcanvas.setSize(f.getWidth(), f.getHeight() - 100);
 174         Graphics2D g = (Graphics2D)f.getGraphics();
 175         g.setColor(Color.black);
 176         g.fillRect(0, f.getHeight()-100, f.getWidth(), f.getHeight());
 177         g.setColor(Color.red);
 178         int top = f.getHeight()-70;
 179         g.drawString("temperature: "+temps, 10, 30+top);
 180         g.drawString("acceptance: "+accepts, 10, 50+top);
 181         g.drawString("vertices: "+vertss, 10, 70+top);
 182         g.fillRect(140, 25+top, temps, 10);
 183         g.fillRect(140, 45+top, accepts, 10);
 184         g.fillRect(140, 65+top, vertss, 10);
 185
 186         GL gl = drawable.getGL();
 187         GLU glu = new GLU();
 188         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 189         gl.glPointSize(5.0f);
 190         gl.glLoadIdentity();
 191         glu.gluPerspective(50, ((float)drawable.getWidth())/drawable.getHeight(), 0.5, 10);
 192         glu.gluLookAt(0, 0, -((tz/10)-1), 0, 0, 0, 0, 1, 0);
 193         gl.glRotatef(anglex/3, 0, 1, 0);
 194         gl.glRotatef(-(angley/3), 1, 0, 0);
 195
 196
 197         gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 198         gl.glColor4f(1, 0, 0, 1);
 199         gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 200         gl.glVertex3f(0,0,0);
 201         gl.glVertex3f(.3f,0,0);
 202         gl.glEnd();
 203         gl.glColor4f(0, 1, 0, 1);
 204         gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 205         gl.glVertex3f(0,0,0);
 206         gl.glVertex3f(0,.3f,0);
 207         gl.glEnd();
 208         gl.glColor4f(0, 0, 1, 1);
 209         gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 210         gl.glVertex3f(0,0,0);
 211         gl.glVertex3f(0,0,.3f);
 212         gl.glEnd();
 213         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 214
 215
 216         gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
 217         if (tileon)
 218         draw(gl, true, safeTriangles);
 219         if (tilemeshon)
 220         draw(gl, false, safeTriangles);
 221         gl.glEnd();
 222
 223         //draw(gl, false, tile);
 224
 225         gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
 226         gl.glColor4f((float)0.5, (float)0.5, (float)0.5, (float)0.8);
 227         if (goalon)
 228             draw(gl, false, goal);
 229         gl.glEnd();
 230
 231
 232         int i = 0;
 233         //gl.glDisable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 234         gl.glColor4f(1,1,1,1);
 235         for(Matrix m : transforms) {
 236             /*
 237               gl.glColor4f(0, 1, 1, 1);
 238               gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 239               new Point(0,0,0).glVertex(gl);
 240               new Point(0,0,0).plus(m.getTranslationalComponent()).glVertex(gl);
 241               gl.glEnd();
 242               gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 243             */
 244             //if (v1.z==0 && v1.y==0) continue;
 245             i++;
 246             if (neighborsWireOne && i!=whichNeighbor) continue;
 247             //if (i>4) continue;
 248             /*
 249             Point p = new Point(0, 0, 0).times(m);
 250             Vec v = new Vec(p.x, p.y, p.z);
 251             v = v.times((float)1.04);
 252             gl.glTranslatef(v.x, v.y, v.z);
 253             */
 254             if (neighbors) draw(gl, true, safeTriangles, m);
 255             else if (neighborsWire || neighborsWireOne) draw(gl, false, safeTriangles, m);
 256             /*
 257             gl.glTranslatef(-v.x, -v.y, -v.z);
 258             */
 259         }
 260         //gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
 261         gl.glEnable (GL.GL_LIGHTING);
 262
 263     }
 264
 265     protected HashSet<Mesh.T> safeTriangles = new HashSet<Mesh.T>();
 266
 267     private void draw(GL gl, boolean triangles, Iterable<Mesh.T> tris) { draw(gl, triangles, tris, Matrix.ONE); }
 268     private void draw(GL gl, boolean triangles, Iterable<Mesh.T> tris, Matrix m) {
 269         float red = 0.0f;
 270         float green = 0.0f;
 271         float blue = 0.0f;
 272         synchronized(safeTriangles) {
 273         for(Mesh.T t : tris) {
 274             if (red < 0.15) red = 1.0f;
 275             if (green < 0.15) green = 1.0f;
 276             if (blue < 0.15) blue = 1.0f;
 277             red -= .09f;
 278             green -= .12f;
 279             blue -= .15f;
 280
 281             if (triangles) switch(t.color/*class*/) {
 282                 case 0: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3); break;
 283                 case 1: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.25, (float)0.3); break;
 284                 case 2: gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.25, (float)0.3); break;
 285                 case 3: gl.glColor4f((float)0.50, (float)0.50, (float)0.50, (float)0.3); break;
 286                 case 4: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.75, (float)0.3); break;
 287                 case 5: gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.75, (float)0.75, (float)0.3); break;
 288                 case 6: gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3); break;
 289             }
 290             /*
 291             if (t.e1().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 292             else if (t.e2().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 293             else if (t.e3().pair.t==null) gl.glColor4f((float)0.25, (float)0.25, (float)0.75, (float)0.3);
 294             else  gl.glColor4f((float)0.75, (float)0.25, (float)0.25, (float)0.3);
 295             */
 296             //gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 297
 298             if (triangles) {
 299                 gl.glBegin(GL.GL_TRIANGLES);
 300                 if (t.shouldBeDrawn()) {
 301                     m.times(t.norm()).glNormal(gl);
 302                     m.times(t.v1().goodp).glVertex(gl);
 303                     m.times(t.v2().goodp).glVertex(gl);
 304                     m.times(t.v3().goodp).glVertex(gl);
 305                     //t.glVertices(gl, m);
 306                 }
 307                 gl.glEnd();
 308             } else {
 309                 gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 310                 gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 311                 gl.glColor3f(1, 1, 1);
 312                 m.times(t.e1().p1.goodp).glVertex(gl);
 313                 m.times(t.e1().p2.goodp).glVertex(gl);
 314                 m.times(t.e2().p1.goodp).glVertex(gl);
 315                 m.times(t.e2().p2.goodp).glVertex(gl);
 316                 m.times(t.e3().p1.goodp).glVertex(gl);
 317                 m.times(t.e3().p2.goodp).glVertex(gl);
 318                 gl.glEnd();
 319                 gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 320             }
 321
 322             Point centroid = t.centroid();
 323             gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 324             gl.glColor3f(1, 1, 1);
 325
 326             if (triangles && errorNormals)
 327                 for(Mesh.Vertex p : new Mesh.Vertex[] { t.v1(), t.v2(), t.v3() }) {
 328                     if (p.ok) {
 329                         //gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 330                         gl.glBegin(GL.GL_LINES);
 331                         gl.glColor3f(1, 1, 1);
 332                         p.p.glVertex(gl);
 333                         p.p.plus(p.norm().times((float)p.error()*10)).glVertex(gl);
 334                         //if (p.nearest_in_other_mesh != null) p.nearest_in_other_mesh.p.glVertex(gl);
 335                         //tile.nearest(p).centroid().glVertex(gl);
 336                         gl.glEnd();
 337                         //gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 338                     }
 339                 }
 340             gl.glEnd();
 341
 342         }
 343         }
 344     }
 345
 346
 347     //private JTextArea ocanvas = new JTextArea();
 348     private JFrame f;
 349     private GLCanvas glcanvas;
 350     public MeshViewer(JFrame f) {
 351         this.f = f;
 352
 353         GLCapabilities glcaps = new GLCapabilities();
 354         glcanvas = new GLCanvas();
 355         glcanvas.addGLEventListener(this);
 356         f.add(glcanvas, BorderLayout.CENTER);
 357
 358         glcanvas.addMouseListener(this);
 359         glcanvas.addMouseMotionListener(this);
 360         glcanvas.addMouseWheelListener(this);
 361         glcanvas.addKeyListener(this);
 362     }
 363     public void repaint() {
 364         glcanvas.repaint();
 365     }
 366
 367
 368
 369 }