Mega Code Archive

 
Categories / Java / 3D Graphics
 

Tick Tock Picking

/*  * @(#)TickTockPicking.java 1.28 02/10/21 13:58:21  *   * Copyright (c) 1996-2002 Sun Microsystems, Inc. All Rights Reserved.  *   * Redistribution and use in source and binary forms, with or without  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:  *  - Redistributions of source code must retain the above copyright notice,  * this list of conditions and the following disclaimer.  *  - Redistribution in binary form must reproduce the above copyright notice,  * this list of conditions and the following disclaimer in the documentation  * and/or other materials provided with the distribution.  *   * Neither the name of Sun Microsystems, Inc. or the names of contributors may  * be used to endorse or promote products derived from this software without  * specific prior written permission.  *   * This software is provided "AS IS," without a warranty of any kind. ALL  * EXPRESS OR IMPLIED CONDITIONS, REPRESENTATIONS AND WARRANTIES, INCLUDING ANY  * IMPLIED WARRANTY OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE OR  * NON-INFRINGEMENT, ARE HEREBY EXCLUDED. SUN AND ITS LICENSORS SHALL NOT BE  * LIABLE FOR ANY DAMAGES SUFFERED BY LICENSEE AS A RESULT OF USING, MODIFYING  * OR DISTRIBUTING THE SOFTWARE OR ITS DERIVATIVES. IN NO EVENT WILL SUN OR ITS  * LICENSORS BE LIABLE FOR ANY LOST REVENUE, PROFIT OR DATA, OR FOR DIRECT,  * INDIRECT, SPECIAL, CONSEQUENTIAL, INCIDENTAL OR PUNITIVE DAMAGES, HOWEVER  * CAUSED AND REGARDLESS OF THE THEORY OF LIABILITY, ARISING OUT OF THE USE OF  * OR INABILITY TO USE SOFTWARE, EVEN IF SUN HAS BEEN ADVISED OF THE POSSIBILITY  * OF SUCH DAMAGES.  *   * You acknowledge that Software is not designed,licensed or intended for use in  * the design, construction, operation or maintenance of any nuclear facility.  */ import java.applet.Applet; import java.awt.BorderLayout; import java.awt.GraphicsConfiguration; import javax.media.j3d.Alpha; import javax.media.j3d.AmbientLight; import javax.media.j3d.Appearance; import javax.media.j3d.Background; import javax.media.j3d.BoundingSphere; import javax.media.j3d.Bounds; import javax.media.j3d.BranchGroup; import javax.media.j3d.Canvas3D; import javax.media.j3d.ColoringAttributes; import javax.media.j3d.DirectionalLight; import javax.media.j3d.Geometry; import javax.media.j3d.Group; import javax.media.j3d.Material; import javax.media.j3d.PointAttributes; import javax.media.j3d.PolygonAttributes; import javax.media.j3d.QuadArray; import javax.media.j3d.RotationInterpolator; import javax.media.j3d.Shape3D; import javax.media.j3d.TextureAttributes; import javax.media.j3d.Transform3D; import javax.media.j3d.TransformGroup; import javax.media.j3d.TransparencyAttributes; import javax.media.j3d.TriangleArray; import javax.vecmath.Color3f; import javax.vecmath.Point3d; import javax.vecmath.Point3f; import javax.vecmath.TexCoord2f; import javax.vecmath.Vector3d; import javax.vecmath.Vector3f; import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame; import com.sun.j3d.utils.image.TextureLoader; import com.sun.j3d.utils.picking.PickResult; import com.sun.j3d.utils.picking.PickTool; import com.sun.j3d.utils.picking.behaviors.PickMouseBehavior; import com.sun.j3d.utils.universe.SimpleUniverse; public class TickTockPicking extends Applet {   // path the the texture map image   private java.net.URL texImage = null;   private SimpleUniverse u = null;   public BranchGroup createSceneGraph(Canvas3D c) {     // Create the root of the branch graph     BranchGroup objRoot = new BranchGroup();     // Create a Transformgroup to scale all objects so they     // appear in the scene.     TransformGroup objScale = new TransformGroup();     Transform3D t3d = new Transform3D();     t3d.setScale(0.4);     objScale.setTransform(t3d);     objRoot.addChild(objScale);     // Create a bounds for the background and behaviors     BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0, 0.0, 0.0),         100.0);     // Set up the background     Color3f bgColor = new Color3f(0.05f, 0.05f, 0.2f);     Background bg = new Background(bgColor);     bg.setApplicationBounds(bounds);     objScale.addChild(bg);     // Set up the global lights     Color3f lColor1 = new Color3f(0.7f, 0.7f, 0.7f);     Vector3f lDir1 = new Vector3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);     Color3f alColor = new Color3f(0.2f, 0.2f, 0.2f);     AmbientLight aLgt = new AmbientLight(alColor);     aLgt.setInfluencingBounds(bounds);     DirectionalLight lgt1 = new DirectionalLight(lColor1, lDir1);     lgt1.setInfluencingBounds(bounds);     objScale.addChild(aLgt);     objScale.addChild(lgt1);     // Create a pair of transform group nodes and initialize them to     // identity. Enable the TRANSFORM_WRITE capability so that     // our behaviors can modify them at runtime. Add them to the     // root of the subgraph.     TransformGroup objTrans1 = new TransformGroup();     objTrans1.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);     objScale.addChild(objTrans1);     TransformGroup objTrans2 = new TransformGroup();     objTrans2.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);     objTrans1.addChild(objTrans2);     // Create the positioning and scaling transform group node.     Transform3D t = new Transform3D();     t.set(0.3, new Vector3d(0.0, -1.5, 0.0));     TransformGroup objTrans3 = new TransformGroup(t);     objTrans2.addChild(objTrans3);     // Create a simple shape leaf node, set it's appearance, and     // add it to the scene graph.     Shape3D shape = new Cube();     Appearance a = new Appearance();     Color3f black = new Color3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);     Color3f white = new Color3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);     Color3f objColor = new Color3f(0.8f, 0.0f, 0.0f);     a.setMaterial(new Material(objColor, black, objColor, white, 80.0f));     shape.setAppearance(a);     shape.setCapability(shape.ALLOW_APPEARANCE_READ);     shape.setCapability(shape.ALLOW_APPEARANCE_WRITE);     objTrans3.addChild(shape);     // Create a new Behavior object that will perform the desired     // rotation on the specified transform object and add it into     // the scene graph.     Transform3D yAxis1 = new Transform3D();     yAxis1.rotX(Math.PI / 2.0);     Alpha tickTockAlpha = new Alpha(-1, Alpha.INCREASING_ENABLE         | Alpha.DECREASING_ENABLE, 0, 0, 5000, 2500, 200, 5000, 2500,         200);     RotationInterpolator tickTock = new RotationInterpolator(tickTockAlpha,         objTrans1, yAxis1, -(float) Math.PI / 2.0f,         (float) Math.PI / 2.0f);     tickTock.setSchedulingBounds(bounds);     objTrans2.addChild(tickTock);     // Create a new Behavior object that will perform the desired     // rotation on the specified transform object and add it into     // the scene graph.     Transform3D yAxis2 = new Transform3D();     Alpha rotationAlpha = new Alpha(-1, Alpha.INCREASING_ENABLE, 0, 0,         4000, 0, 0, 0, 0, 0);     RotationInterpolator rotator = new RotationInterpolator(rotationAlpha,         objTrans2, yAxis2, 0.0f, (float) Math.PI * 2.0f);     rotator.setSchedulingBounds(bounds);     objTrans2.addChild(rotator);     // Now create the simple picking behavior     PickHighlightBehavior pickBeh = new PickHighlightBehavior(c, objRoot,         bounds);     // Create a bunch of objects with a behavior and add them     // into the scene graph.     int row, col;     Appearance[][] app = new Appearance[3][3];     for (row = 0; row < 3; row++)       for (col = 0; col < 3; col++)         app[row][col] = createAppearance(row * 3 + col);     for (int i = 0; i < 3; i++) {       double ypos = (double) (i - 1) * 1.5;       for (int j = 0; j < 3; j++) {         double xpos = (double) (j - 1) * 1.5;         objScale.addChild(createObject(app[i][j], 0.3, xpos, ypos));       }     }     // Have Java 3D perform optimizations on this scene graph.     objRoot.compile();     return objRoot;   }   private Appearance createAppearance(int idx) {     Appearance app = new Appearance();     // Globally used colors     Color3f black = new Color3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);     Color3f white = new Color3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);     switch (idx) {     // Unlit solid     case 0: {       // Set up the coloring properties       Color3f objColor = new Color3f(1.0f, 0.2f, 0.4f);       ColoringAttributes ca = new ColoringAttributes();       ca.setColor(objColor);       app.setColoringAttributes(ca);       break;     }     // Unlit wire frame     case 1: {       // Set up the coloring properties       Color3f objColor = new Color3f(1.0f, 0.4f, 0.0f);       ColoringAttributes ca = new ColoringAttributes();       ca.setColor(objColor);       app.setColoringAttributes(ca);       // Set up the polygon attributes       PolygonAttributes pa = new PolygonAttributes();       pa.setPolygonMode(pa.POLYGON_LINE);       pa.setCullFace(pa.CULL_NONE);       app.setPolygonAttributes(pa);       break;     }     // Unlit points     case 2: {       // Set up the coloring properties       Color3f objColor = new Color3f(1.0f, 1.0f, 0.0f);       ColoringAttributes ca = new ColoringAttributes();       ca.setColor(objColor);       app.setColoringAttributes(ca);       // Set up the polygon attributes       PolygonAttributes pa = new PolygonAttributes();       pa.setPolygonMode(pa.POLYGON_POINT);       pa.setCullFace(pa.CULL_NONE);       app.setPolygonAttributes(pa);       // Set up point attributes       PointAttributes pta = new PointAttributes();       pta.setPointSize(5.0f);       app.setPointAttributes(pta);       break;     }     // Lit solid     case 3: {       // Set up the material properties       Color3f objColor = new Color3f(0.8f, 0.0f, 0.0f);       app.setMaterial(new Material(objColor, black, objColor, white,           80.0f));       break;     }     // Texture mapped, lit solid     case 4: {       // Set up the texture map       TextureLoader tex = new TextureLoader(texImage, this);       app.setTexture(tex.getTexture());       TextureAttributes texAttr = new TextureAttributes();       texAttr.setTextureMode(TextureAttributes.MODULATE);       app.setTextureAttributes(texAttr);       // Set up the material properties       app.setMaterial(new Material(white, black, white, black, 1.0f));       break;     }     // Transparent, lit solid     case 5: {       // Set up the transparency properties       TransparencyAttributes ta = new TransparencyAttributes();       ta.setTransparencyMode(ta.BLENDED);       ta.setTransparency(0.6f);       app.setTransparencyAttributes(ta);       // Set up the polygon attributes       PolygonAttributes pa = new PolygonAttributes();       pa.setCullFace(pa.CULL_NONE);       app.setPolygonAttributes(pa);       // Set up the material properties       Color3f objColor = new Color3f(0.7f, 0.8f, 1.0f);       app           .setMaterial(new Material(objColor, black, objColor, black,               1.0f));       break;     }     // Lit solid, no specular     case 6: {       // Set up the material properties       Color3f objColor = new Color3f(0.8f, 0.0f, 0.0f);       app.setMaterial(new Material(objColor, black, objColor, black,           80.0f));       break;     }     // Lit solid, specular only     case 7: {       // Set up the material properties       Color3f objColor = new Color3f(0.8f, 0.0f, 0.0f);       app.setMaterial(new Material(black, black, black, white, 80.0f));       break;     }     // Another lit solid with a different color     case 8: {       // Set up the material properties       Color3f objColor = new Color3f(0.8f, 0.8f, 0.0f);       app.setMaterial(new Material(objColor, black, objColor, white,           80.0f));       break;     }     default: {       ColoringAttributes ca = new ColoringAttributes();       ca.setColor(new Color3f(0.0f, 1.0f, 0.0f));       app.setColoringAttributes(ca);     }     }     return app;   }   private Group createObject(Appearance app, double scale, double xpos,       double ypos) {     // Create a transform group node to scale and position the object.     Transform3D t = new Transform3D();     t.set(scale, new Vector3d(xpos, ypos, 0.0));     TransformGroup objTrans = new TransformGroup(t);     // Create a second transform group node and initialize it to the     // identity. Enable the TRANSFORM_WRITE capability so that     // our behavior code can modify it at runtime.     TransformGroup spinTg = new TransformGroup();     spinTg.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);     spinTg.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_READ);     // Create a simple shape leaf node and set the appearance     Shape3D shape = new Tetrahedron();     shape.setAppearance(app);     shape.setCapability(shape.ALLOW_APPEARANCE_READ);     shape.setCapability(shape.ALLOW_APPEARANCE_WRITE);     // add it to the scene graph.     spinTg.addChild(shape);     // Create a new Behavior object that will perform the desired     // operation on the specified transform object and add it into     // the scene graph.     Transform3D yAxis = new Transform3D();     Alpha rotationAlpha = new Alpha(-1, Alpha.INCREASING_ENABLE, 0, 0,         5000, 0, 0, 0, 0, 0);     RotationInterpolator rotator = new RotationInterpolator(rotationAlpha,         spinTg, yAxis, 0.0f, (float) Math.PI * 2.0f);     BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0, 0.0, 0.0),         100.0);     rotator.setSchedulingBounds(bounds);     // Add the behavior and the transform group to the object     objTrans.addChild(rotator);     objTrans.addChild(spinTg);     return objTrans;   }   public TickTockPicking() {   }   public TickTockPicking(java.net.URL url) {     texImage = url;   }   public void init() {     if (texImage == null) {       // the path to the image for an applet       try {         texImage = new java.net.URL(getCodeBase().toString()             + "/apimage.jpg");       } catch (java.net.MalformedURLException ex) {         System.out.println(ex.getMessage());         System.exit(1);       }     }     setLayout(new BorderLayout());     GraphicsConfiguration config = SimpleUniverse         .getPreferredConfiguration();     Canvas3D c = new Canvas3D(config);     add("Center", c);     // Create a simple scene and attach it to the virtual universe     BranchGroup scene = createSceneGraph(c);     u = new SimpleUniverse(c);     // This will move the ViewPlatform back a bit so the     // objects in the scene can be viewed.     u.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform();     u.addBranchGraph(scene);   }   public void destroy() {     u.cleanup();   }   //   // The following allows TickTockPicking to be run as an application   // as well as an applet   //   public static void main(String[] args) {     // the path the the texture map for an application     java.net.URL url = null;     try {       url = new java.net.URL("file:apimage.jpg");     } catch (java.net.MalformedURLException ex) {       System.out.println(ex.getMessage());       System.exit(1);     }     new MainFrame(new TickTockPicking(url), 700, 700);   } } class Tetrahedron extends Shape3D {   private static final float sqrt3 = (float) Math.sqrt(3.0);   private static final float sqrt3_3 = sqrt3 / 3.0f;   private static final float sqrt24_3 = (float) Math.sqrt(24.0) / 3.0f;   private static final float ycenter = 0.5f * sqrt24_3;   private static final float zcenter = -sqrt3_3;   private static final Point3f p1 = new Point3f(-1.0f, -ycenter, -zcenter);   private static final Point3f p2 = new Point3f(1.0f, -ycenter, -zcenter);   private static final Point3f p3 = new Point3f(0.0f, -ycenter, -sqrt3       - zcenter);   private static final Point3f p4 = new Point3f(0.0f, sqrt24_3 - ycenter,       0.0f);   private static final Point3f[] verts = { p1, p2, p4, // front face       p1, p4, p3, // left, back face       p2, p3, p4, // right, back face       p1, p3, p2, // bottom face   };   private TexCoord2f texCoord[] = { new TexCoord2f(0.0f, 0.0f),       new TexCoord2f(1.0f, 0.0f), new TexCoord2f(0.5f, sqrt3 / 2.0f), };   public Tetrahedron() {     int i;     TriangleArray tetra = new TriangleArray(12, TriangleArray.COORDINATES         | TriangleArray.NORMALS | TriangleArray.TEXTURE_COORDINATE_2);     tetra.setCoordinates(0, verts);     for (i = 0; i < 12; i++) {       tetra.setTextureCoordinate(0, i, texCoord[i % 3]);     }     int face;     Vector3f normal = new Vector3f();     Vector3f v1 = new Vector3f();     Vector3f v2 = new Vector3f();     Point3f[] pts = new Point3f[3];     for (i = 0; i < 3; i++)       pts[i] = new Point3f();     for (face = 0; face < 4; face++) {       tetra.getCoordinates(face * 3, pts);       v1.sub(pts[1], pts[0]);       v2.sub(pts[2], pts[0]);       normal.cross(v1, v2);       normal.normalize();       for (i = 0; i < 3; i++) {         tetra.setNormal((face * 3 + i), normal);       }     }     tetra.setCapability(Geometry.ALLOW_INTERSECT);     this.setGeometry(tetra);     this.setAppearance(new Appearance());   } } class Cube extends Shape3D {   private static final float[] verts = {   // front face       1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, -1.0f,       -1.0f, 1.0f,       // back face       -1.0f, -1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f,       -1.0f, -1.0f,       // right face       1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f,       -1.0f, 1.0f,       // left face       -1.0f, -1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, 1.0f, -1.0f, 1.0f, -1.0f, -1.0f,       -1.0f, -1.0f,       // top face       1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, -1.0f, -1.0f,       1.0f, 1.0f,       // bottom face       -1.0f, -1.0f, 1.0f, -1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f, -1.0f, -1.0f, 1.0f,       -1.0f, 1.0f, };   private static final Vector3f[] normals = { new Vector3f(0.0f, 0.0f, 1.0f), // front                                         // face       new Vector3f(0.0f, 0.0f, -1.0f), // back face       new Vector3f(1.0f, 0.0f, 0.0f), // right face       new Vector3f(-1.0f, 0.0f, 0.0f), // left face       new Vector3f(0.0f, 1.0f, 0.0f), // top face       new Vector3f(0.0f, -1.0f, 0.0f), // bottom face   };   public Cube() {     super();     int i;     QuadArray cube = new QuadArray(24, QuadArray.COORDINATES         | QuadArray.NORMALS);     cube.setCoordinates(0, verts);     for (i = 0; i < 24; i++) {       cube.setNormal(i, normals[i / 4]);     }     cube.setCapability(Geometry.ALLOW_INTERSECT);     setGeometry(cube);     setAppearance(new Appearance());   } } class PickHighlightBehavior extends PickMouseBehavior {   Appearance savedAppearance = null;   Shape3D oldShape = null;   Appearance highlightAppearance;   public PickHighlightBehavior(Canvas3D canvas, BranchGroup root,       Bounds bounds) {     super(canvas, root, bounds);     this.setSchedulingBounds(bounds);     root.addChild(this);     Color3f white = new Color3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);     Color3f black = new Color3f(0.0f, 0.0f, 0.0f);     Color3f highlightColor = new Color3f(0.0f, 1.0f, 0.0f);     Material highlightMaterial = new Material(highlightColor, black,         highlightColor, white, 80.0f);     highlightAppearance = new Appearance();     highlightAppearance.setMaterial(new Material(highlightColor, black,         highlightColor, white, 80.0f));     pickCanvas.setMode(PickTool.BOUNDS);   }   public void updateScene(int xpos, int ypos) {     PickResult pickResult = null;     Shape3D shape = null;     pickCanvas.setShapeLocation(xpos, ypos);     pickResult = pickCanvas.pickClosest();     if (pickResult != null) {       shape = (Shape3D) pickResult.getNode(PickResult.SHAPE3D);     }     if (oldShape != null) {       oldShape.setAppearance(savedAppearance);     }     if (shape != null) {       savedAppearance = shape.getAppearance();       oldShape = shape;       shape.setAppearance(highlightAppearance);     }   } }