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     Main main;
  17
  18
  19     private float tz = 0;
  20     private float anglex = 0;
  21     private float angley = 0;
  22
  23     private Mesh.Vertex closest = null;
  24     private Point       closestOriginallyAt = null;
  25     private int         mousex;
  26     private int         mousey;
  27     private Matrix      projection = null;
  28     private Point       clickPoint = null;
  29     private GLCanvas    glcanvas;
  30     private boolean     updateVisibilities = false;
  31     private boolean     mouseInside = false;
  32
  33     private HashSet<Mesh> meshes = new HashSet<Mesh>();
  34
  35     public synchronized void addMesh(Mesh m) { meshes.add(m); }
  36     public synchronized void removeMesh(Mesh m) { meshes.remove(m); }
  37
  38     public void reshape(GLAutoDrawable drawable, int x, int y, int width, int height) { }
  39     public void displayChanged(GLAutoDrawable drawable, boolean modeChanged, boolean deviceChanged) { }
  40
  41     public void addKeyListener(KeyListener kl) { glcanvas.addKeyListener(kl); }
  42
  43     public synchronized void init(GLAutoDrawable gld) {
  44         GL gl = glcanvas.getGL();//gld.getGL();
  45         gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  46         gl.glViewport(0, 0, 500, 300);
  47         gl.glEnable(GL.GL_DEPTH_TEST);
  48         gl.glClearDepth(1.0);
  49         gl.glDepthFunc(GL.GL_LEQUAL);
  50         gl.glMatrixMode(GL.GL_PROJECTION);
  51         gl.glLoadIdentity();
  52         gl.glMatrixMode(GL.GL_MODELVIEW);
  53
  54         float mat_specular[] = { 0.5f, 0.5f, 0.5f, 0.5f };
  55         float mat_shininess[] = { 50.0f };
  56         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
  57         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_DIFFUSE, mat_specular, 0);
  58         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SPECULAR, mat_specular, 0);
  59         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_AMBIENT, new float[] { 0.3f, 0.3f, 0.3f, 0.3f }, 0);
  60         //gl.glMaterialfv(GL.GL_FRONT, GL.GL_SHININESS, mat_shininess, 0);
  61         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT0, GL.GL_POSITION, new float[] { 1.0f,    4.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  62         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT1, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
  63         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT2, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,   10.0f, 0.0f }, 0);
  64         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT3, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f,  10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  65         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT4, GL.GL_POSITION, new float[] { -10.0f, 10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  66         gl.glLightfv(GL.GL_LIGHT5, GL.GL_POSITION, new float[] { 10.0f, -10.0f,  -10.0f, 0.0f }, 0);
  67         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
  68         gl.glEnable(GL.GL_LIGHT0);
  69
  70         gl.glColorMaterial(GL.GL_FRONT_AND_BACK, GL.GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE);
  71         gl.glEnable(GL.GL_COLOR_MATERIAL);
  72
  73         display(gld);
  74
  75         // hack to get around Mac OS bug
  76         IntBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(9*4*4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
  77         gl.glReadPixels(0,0, 1, 1, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);
  78     }
  79
  80     public synchronized final void display(GLAutoDrawable drawable) {
  81         glcanvas.setSize(glcanvas.getParent().getWidth(), glcanvas.getParent().getHeight());
  82
  83         GL gl = glcanvas.getGL();//drawable.getGL();
  84         GLU glu = new GLU();
  85
  86         if (!mouseInside) gl.glClearColor(0.1f, 0.1f, 0.1f, 1.0f);
  87         else gl.glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  88
  89         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
  90         gl.glPointSize(5.0f);
  91         gl.glLoadIdentity();
  92         glu.gluPerspective(50, ((float)drawable.getWidth())/drawable.getHeight(), 0.5, 10);
  93
  94         glu.gluLookAt(0, 0, -((tz/10)-1), 0, 0, 0, 0, 1, 0);
  95         gl.glRotatef(anglex/3, 0, 1, 0);
  96         gl.glRotatef(-(angley/3), 1, 0, 0);
  97
  98         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
  99         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 100         for(Mesh mesh : meshes) {
 101             mesh.render(gl, Matrix.ONE);
 102             if (main != null && main.whichNeighbor>0 && main.transforms!=null && !mesh.option_wireframe) {
 103                 mesh.option_wireframe = true;
 104                 mesh.render(gl, main.transforms[main.whichNeighbor-1]);
 105                 mesh.option_wireframe = false;
 106             }
 107         }
 108
 109         // highlight the point closest to the mouse; we do this here to avoid flicker
 110         if (closest != null) {
 111             gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 112             gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 113             gl.glColor3f(1,1,1);
 114             gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 115             closest.getPoint().glVertex(gl);
 116             gl.glEnd();
 117         }
 118
 119         projection = Matrix.getProjectionMatrix(gl);
 120
 121         if (updateVisibilities) {
 122             updateVisibilities = false;
 123             // update vertex visibilities
 124             updateVisibility(gl);
 125
 126             //Matrix projection = Matrix.getProjectionMatrix(gl);
 127             double dist = Double.MAX_VALUE;
 128             closest = null;
 129             closestOriginallyAt = null;
 130             for(Mesh mesh : meshes)
 131                 if (mesh.option_selectable)
 132                     for(Mesh.Vertex v : mesh.vertices()) {
 133                         if (!v.visible) continue;
 134                         Point p = projection.times(v.getPoint());
 135                         int x = (int)p.x;
 136                         int y = (int)p.y;
 137                         int mousex = (int)getMouse().x;
 138                         int mousey = (int)getMouse().y;
 139                         if (closest==null || (x-mousex)*(x-mousex)+(y-mousey)*(y-mousey) < dist) {
 140                             dist = (x-mousex)*(x-mousex)+(y-mousey)*(y-mousey);
 141                             closest = v;
 142                         }
 143                     }
 144         }
 145     }
 146
 147     protected synchronized void updateVisibility(GL gl) {
 148         IntBuffer buf = ByteBuffer.allocateDirect(9*4*4).order(ByteOrder.nativeOrder()).asIntBuffer();
 149         gl.glFlush();
 150         gl.glDrawBuffer(GL.GL_BACK);
 151         gl.glReadBuffer(GL.GL_BACK);
 152         gl.glPixelStorei(GL.GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 153         gl.glFlush();
 154         gl.glDisable(GL.GL_LIGHTING);
 155         gl.glShadeModel(GL.GL_FLAT);
 156         gl.glColor3f(0,0,0);
 157         gl.glClear(GL.GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL.GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 158         for(Mesh mesh : meshes) mesh.render(gl, Matrix.ONE);
 159         for(Mesh mesh : meshes)
 160             if (mesh.option_selectable)
 161                 for(Mesh.Vertex v : mesh.vertices()) {
 162                     Point p = v.getPoint();
 163                     gl.glColor3f(1,1,1);
 164                     gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 165                     p.glVertex(gl);
 166                     gl.glEnd();
 167                     gl.glFlush();
 168
 169                     Point projected = projection.times(p);
 170                     gl.glReadPixels((int)projected.x-1, (int)projected.y-1, 3, 3, gl.GL_RGB, gl.GL_UNSIGNED_BYTE, buf);
 171
 172                     boolean vis = false;
 173                     for(int j=0; j<9*4; j++) vis |= buf.get(j)!=0;
 174                     v.visible = vis;
 175                     if (vis) {
 176                         gl.glColor3f(0,0,0);
 177                         gl.glBegin(gl.GL_POINTS);
 178                         p.glVertex(gl);
 179                         gl.glEnd();
 180                     }
 181                 }
 182         gl.glShadeModel(GL.GL_SMOOTH);
 183         gl.glEnable(GL.GL_LIGHTING);
 184         gl.glDrawBuffer(GL.GL_FRONT);
 185     }
 186
 187     /** return the position of the mouse as a point in window-space */
 188     public Point getMouse() {
 189         return new Point(mousex, glcanvas.getHeight()-mousey, 0);
 190     }
 191
 192     /** return the position where the mouse button was pressed, or null if it is not currently pressed */
 193     public Point getMouseClick() {
 194         return clickPoint;
 195     }
 196
 197     public void mouseWheelMoved(MouseWheelEvent e) {
 198         tz -= e.getWheelRotation();
 199     }
 200
 201     public void keyTyped(KeyEvent e)  { }
 202     public void keyPressed(KeyEvent e)  { }
 203     public void keyReleased(KeyEvent e) { }
 204
 205     public void mouseClicked(MouseEvent e) { }
 206     public void mouseEntered(MouseEvent e) { mouseInside = true; }
 207     public void mouseExited(MouseEvent e) { mouseInside = false; }
 208     public void mousePressed(MouseEvent e) {
 209         clickPoint = getMouse();
 210     }
 211
 212     public void mouseReleased(MouseEvent e) {
 213         clickPoint = null;
 214     }
 215
 216     public void mouseMoved(MouseEvent e) {
 217         mousex = e.getX();
 218         mousey = e.getY();
 219         if ((e.getModifiersEx() & MouseEvent.SHIFT_DOWN_MASK) != 0)
 220             updateVisibilities = true;
 221     }
 222
 223     public void mouseDragged(MouseEvent e) {
 224         if ((e.getModifiersEx() & MouseEvent.SHIFT_DOWN_MASK) != 0) {
 225             if (closest != null && projection != null) {
 226                 synchronized(this) {
 227                     if (closestOriginallyAt==null) closestOriginallyAt = closest.getPoint();
 228                     Vec d1 = projection.inverse().times(getMouse()).minus(projection.inverse().times(clickPoint));
 229                     Vec delta = d1.plus(closestOriginallyAt).minus(closest.getPoint());
 230                     closest.move(delta, false);
 231                 }
 232             }
 233         } else {
 234             anglex -= mousex - e.getX();
 235             angley += mousey - e.getY();
 236         }
 237         mousex = e.getX();
 238         mousey = e.getY();
 239     }
 240
 241     public MeshViewer() {
 242         glcanvas = new GLCanvas();
 243         glcanvas.addGLEventListener(this);
 244         setLayout(new BorderLayout());
 245         this.add(glcanvas, BorderLayout.CENTER);
 246         glcanvas.addMouseListener(this);
 247         glcanvas.addMouseMotionListener(this);
 248         glcanvas.addMouseWheelListener(this);
 249         glcanvas.addKeyListener(this);
 250     }
 251
 252     public void repaint() {
 253         if (glcanvas != null) glcanvas.repaint();
 254     }
 255
 256 }