home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Java Developer's Companion / Java Developer's Companion.iso / Javacup / PR8ADPL7.TAR / productivity_tools / PR8ADPL7 / ThreeDComponent.java < prev    next >
Encoding:
Java Source  |  1996-05-23  |  9.8 KB  |  456 lines
  1. // ThreeDComponent.java
  2. // A component for displaying a wireframe 3d model. This uses a huge amount
  3. // of code ripped from the WireFrame demo that comes with the JDK.
  4. import java.awt.*;
  5. import java.io.*;
  6. import JFScomponent;
  7. import JFSclient;
  8. import FileReq;
  9. import DrawingPanel;
  10. import Drawing;
  11. import Matrix3D;
  12.  
  13. public class ThreeDComponent extends JFScomponent
  14. {
  15.     Button loadb;
  16.     Choice buffer;
  17.     ThreeDCanvas canv;
  18.     FileReq loadreq;
  19.  
  20.     ThreeDComponent()
  21.     {
  22.     setLayout(new BorderLayout());
  23.  
  24.     // Create control panel
  25.     Panel top = new Panel();
  26.     top.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.LEFT));
  27.     top.add(loadb = new Button("Load"));
  28.     top.add(buffer = new Choice());
  29.     buffer.addItem("Double buffer");
  30.     buffer.addItem("Single buffer");
  31.     add("North",top);
  32.  
  33.     // Create viewing panel
  34.     canv = new ThreeDCanvas();
  35.     BorderPanel bot = new BorderPanel(new Color(50,50,50),
  36.                       new Color(220,220,220));
  37.     bot.setLayout(new BorderLayout());
  38.     bot.add("Center",canv);
  39.     add("Center",bot);
  40.     }
  41.  
  42.     public boolean action(Event evt, Object obj)
  43.     {
  44.     if (evt.target == buffer) {
  45.         // buffering mode chosen
  46.         canv.setdouble(buffer.getSelectedIndex() == 0);
  47.         }
  48.     else if (evt.target == loadb && loadreq == null) {
  49.         // load button clicked
  50.         loadreq = new FileReq(client, this, "Load", "model/x-wavefront",
  51.                       false, null);
  52.         }
  53.     else if (evt.target == loadreq) {
  54.         // Load requestor closed
  55.         if (((String)evt.arg).equals("Load")) {
  56.             // load a model
  57.             try load(loadreq.getfile(), loadreq.getversion());
  58.             catch(RequestException e)
  59.                 new ErrorWindow("Could not open "+
  60.                         loadreq.getfile()+" : "+
  61.                         e.getMessage());
  62.             }
  63.         loadreq = null;
  64.         }
  65.     return true;
  66.     }
  67.  
  68.     // load
  69.     // Load the given model for viewing
  70.     void load(String file, int ver) throws RequestException
  71.     {
  72.     byte fd[] = client.get(file, ver);
  73.     ByteArrayInputStream buf = new ByteArrayInputStream(fd);
  74.     if (!canv.loadmodel(buf))
  75.         throw new RequestException("Model format error");
  76.     client.setcurrent(file);
  77.     }
  78.  
  79.     Dimension wantedsize()
  80.     {
  81.     return new Dimension(400,400);
  82.     }
  83. }
  84.  
  85. class FileFormatException extends Exception {
  86.     public FileFormatException(String s) {
  87.     super(s);
  88.     }
  89. }
  90.  
  91. /** The representation of a 3D model */
  92. class Model3D {
  93.     float vert[];
  94.     int tvert[];
  95.     int nvert, maxvert;
  96.     int con[];
  97.     int ncon, maxcon;
  98.     boolean transformed;
  99.     Matrix3D mat;
  100.  
  101.     float xmin, xmax, ymin, ymax, zmin, zmax;
  102.  
  103.     Model3D () {
  104.     mat = new Matrix3D ();
  105.     mat.xrot(20);
  106.     mat.yrot(30);
  107.     }
  108.     /** Create a 3D model by parsing an input stream */
  109.     Model3D (InputStream is) throws IOException, FileFormatException {
  110.     this();
  111.     StreamTokenizer st = new StreamTokenizer(is);
  112.     st.eolIsSignificant(true);
  113.     st.commentChar('#');
  114. scan:
  115.     while (true) {
  116.         switch (st.nextToken()) {
  117.           default:
  118.         break scan;
  119.           case StreamTokenizer.TT_EOL:
  120.         break;
  121.           case StreamTokenizer.TT_WORD:
  122.         if ("v".equals(st.sval)) {
  123.             double x = 0, y = 0, z = 0;
  124.             if (st.nextToken() == StreamTokenizer.TT_NUMBER) {
  125.             x = st.nval;
  126.             if (st.nextToken() == StreamTokenizer.TT_NUMBER) {
  127.                 y = st.nval;
  128.                 if (st.nextToken() == StreamTokenizer.TT_NUMBER)
  129.                 z = st.nval;
  130.             }
  131.             }
  132.             addVert((float) x, (float) y, (float) z);
  133.             while (st.ttype != StreamTokenizer.TT_EOL &&
  134.                 st.ttype != StreamTokenizer.TT_EOF)
  135.             st.nextToken();
  136.         } else if ("f".equals(st.sval) || "fo".equals(st.sval) || "l".equals(st.sval)) {
  137.             int start = -1;
  138.             int prev = -1;
  139.             int n = -1;
  140.             while (true)
  141.             if (st.nextToken() == StreamTokenizer.TT_NUMBER) {
  142.                 n = (int) st.nval;
  143.                 if (prev >= 0)
  144.                 add(prev - 1, n - 1);
  145.                 if (start < 0)
  146.                 start = n;
  147.                 prev = n;
  148.             } else if (st.ttype == '/')
  149.                 st.nextToken();
  150.             else
  151.                 break;
  152.             if (start >= 0)
  153.             add(start - 1, prev - 1);
  154.             if (st.ttype != StreamTokenizer.TT_EOL)
  155.             break scan;
  156.         } else {
  157.             while (st.nextToken() != StreamTokenizer.TT_EOL
  158.                 && st.ttype != StreamTokenizer.TT_EOF);
  159.         }
  160.         }
  161.     }
  162.     is.close();
  163.     if (st.ttype != StreamTokenizer.TT_EOF)
  164.         throw new FileFormatException(st.toString());
  165.     }
  166.  
  167.     /** Add a vertex to this model */
  168.     int addVert(float x, float y, float z) {
  169.     int i = nvert;
  170.     if (i >= maxvert)
  171.         if (vert == null) {
  172.         maxvert = 100;
  173.         vert = new float[maxvert * 3];
  174.         } else {
  175.         maxvert *= 2;
  176.         float nv[] = new float[maxvert * 3];
  177.         System.arraycopy(vert, 0, nv, 0, vert.length);
  178.         vert = nv;
  179.         }
  180.     i *= 3;
  181.     vert[i] = x;
  182.     vert[i + 1] = y;
  183.     vert[i + 2] = z;
  184.     return nvert++;
  185.     }
  186.     /** Add a line from vertex p1 to vertex p2 */
  187.     void add(int p1, int p2) {
  188.     int i = ncon;
  189.     if (p1 >= nvert || p2 >= nvert)
  190.         return;
  191.     if (i >= maxcon)
  192.         if (con == null) {
  193.         maxcon = 100;
  194.         con = new int[maxcon];
  195.         } else {
  196.         maxcon *= 2;
  197.         int nv[] = new int[maxcon];
  198.         System.arraycopy(con, 0, nv, 0, con.length);
  199.         con = nv;
  200.         }
  201.     if (p1 > p2) {
  202.         int t = p1;
  203.         p1 = p2;
  204.         p2 = t;
  205.     }
  206.     con[i] = (p1 << 16) | p2;
  207.     ncon = i + 1;
  208.     }
  209.     /** Transform all the points in this model */
  210.     void transform() {
  211.     if (transformed || nvert <= 0)
  212.         return;
  213.     if (tvert == null || tvert.length < nvert * 3)
  214.         tvert = new int[nvert*3];
  215.     mat.transform(vert, tvert, nvert);
  216.     transformed = true;
  217.     }
  218.  
  219.     private void sort(int lo0, int hi0) {
  220.     int a[] = con;
  221.     int lo = lo0;
  222.     int hi = hi0;
  223.     if (lo >= hi)
  224.         return;
  225.     int mid = a[(lo + hi) / 2];
  226.     while (lo < hi) {
  227.         while (lo < hi && a[lo] < mid) {
  228.         lo++;
  229.         }
  230.         while (lo < hi && a[hi] >= mid) {
  231.         hi--;
  232.         }
  233.         if (lo < hi) {
  234.         int T = a[lo];
  235.         a[lo] = a[hi];
  236.         a[hi] = T;
  237.         }
  238.     }
  239.     if (hi < lo) {
  240.         int T = hi;
  241.         hi = lo;
  242.         lo = T;
  243.     }
  244.     sort(lo0, lo);
  245.     sort(lo == lo0 ? lo + 1 : lo, hi0);
  246.     }
  247.  
  248.     /** eliminate duplicate lines */
  249.     void compress() {
  250.     int limit = ncon;
  251.     int c[] = con;
  252.     sort(0, ncon - 1);
  253.     int d = 0;
  254.     int pp1 = -1;
  255.     for (int i = 0; i < limit; i++) {
  256.         int p1 = c[i];
  257.         if (pp1 != p1) {
  258.         c[d] = p1;
  259.         d++;
  260.         }
  261.         pp1 = p1;
  262.     }
  263.     ncon = d;
  264.     }
  265.  
  266.     static Color gr[];
  267.  
  268.     /** Paint this model to a graphics context.  It uses the matrix associated
  269.     with this model to map from model space to screen space.
  270.     The next version of the browser should have double buffering,
  271.     which will make this *much* nicer */
  272.     void paint(Graphics g) {
  273.     if (vert == null || nvert <= 0)
  274.         return;
  275.     transform();
  276.     if (gr == null) {
  277.         gr = new Color[16];
  278.         for (int i = 0; i < 16; i++) {
  279.         int grey = (int) (170*(1-Math.pow(i/15.0, 2.3)));
  280.         gr[i] = new Color(grey, grey, grey);
  281.         }
  282.     }
  283.     int lg = 0;
  284.     int lim = ncon;
  285.     int c[] = con;
  286.     int v[] = tvert;
  287.     if (lim <= 0 || nvert <= 0)
  288.         return;
  289.     for (int i = 0; i < lim; i++) {
  290.         int T = c[i];
  291.         int p1 = ((T >> 16) & 0xFFFF) * 3;
  292.         int p2 = (T & 0xFFFF) * 3;
  293.         int grey = v[p1 + 2] + v[p2 + 2];
  294.         if (grey < 0)
  295.         grey = 0;
  296.         if (grey > 15)
  297.         grey = 15;
  298.         if (grey != lg) {
  299.         lg = grey;
  300.         g.setColor(gr[grey]);
  301.         }
  302.         g.drawLine(v[p1], v[p1 + 1],
  303.                v[p2], v[p2 + 1]);
  304.     }
  305.     }
  306.  
  307.     /** Find the bounding box of this model */
  308.     void findBB() {
  309.     if (nvert <= 0)
  310.         return;
  311.     float v[] = vert;
  312.     float xmin = v[0], xmax = xmin;
  313.     float ymin = v[1], ymax = ymin;
  314.     float zmin = v[2], zmax = zmin;
  315.     for (int i = nvert * 3; (i -= 3) > 0;) {
  316.         float x = v[i];
  317.         if (x < xmin)
  318.         xmin = x;
  319.         if (x > xmax)
  320.         xmax = x;
  321.         float y = v[i + 1];
  322.         if (y < ymin)
  323.         ymin = y;
  324.         if (y > ymax)
  325.         ymax = y;
  326.         float z = v[i + 2];
  327.         if (z < zmin)
  328.         zmin = z;
  329.         if (z > zmax)
  330.         zmax = z;
  331.     }
  332.     this.xmax = xmax;
  333.     this.xmin = xmin;
  334.     this.ymax = ymax;
  335.     this.ymin = ymin;
  336.     this.zmax = zmax;
  337.     this.zmin = zmin;
  338.     }
  339. }
  340.  
  341. // ThreeDCanvas
  342. // The component where the action takes place.
  343. class ThreeDCanvas extends Canvas {
  344.     Model3D md;            // the 3d object to draw, or null
  345.     float xfac;
  346.     int prevx, prevy;
  347.     float xtheta, ytheta;
  348.     float scalefudge = 1;
  349.     Matrix3D amat = new Matrix3D(),
  350.          tmat = new Matrix3D();
  351.     String mdname = null;
  352.     Image dbuf;
  353.     boolean wireframe = true,
  354.         doublebuffer = true;
  355.  
  356.     // loadmodel
  357.     // Set the current model to one loaded from the given stream
  358.     boolean loadmodel(InputStream is)
  359.     {
  360.     try {
  361.         Model3D m = new Model3D (is);
  362.         md = m;
  363.         m.findBB();
  364.         m.compress();
  365.         dbuf = null;
  366.         }
  367.     catch(Exception e)
  368.         return false;
  369.     paint(getGraphics());
  370.     return true;
  371.     }
  372.  
  373.     // setwire
  374.     // Enable or disable wireframe rendering
  375.     void setwire(boolean w)
  376.     {
  377.     wireframe = w;
  378.     paint(getGraphics());
  379.     }
  380.  
  381.     // setdouble
  382.     // Enable or disable double-buffered rendering
  383.     void setdouble(boolean d)
  384.     {
  385.     doublebuffer = d;
  386.     paint(getGraphics());
  387.     }
  388.  
  389.     public boolean mouseDown(Event e, int x, int y)
  390.     {
  391.     prevx = x;
  392.     prevy = y;
  393.     return true;
  394.     }
  395.  
  396.     public boolean mouseDrag(Event e, int x, int y)
  397.     {
  398.     tmat.unit();
  399.     float xtheta = (prevy - y) * 360.0f / size().width;
  400.     float ytheta = (x - prevx) * 360.0f / size().height;
  401.     tmat.xrot(xtheta);
  402.     tmat.yrot(ytheta);
  403.     amat.mult(tmat);
  404.     repaint();
  405.     prevx = x;
  406.     prevy = y;
  407.     return true;
  408.     }
  409.  
  410.     public void update(Graphics g)
  411.     {
  412.     paint(g);
  413.     }
  414.  
  415.     // paint
  416.     // Render the model into a backing image, and blit to the front
  417.     public void paint(Graphics fg)
  418.     {
  419.     if (fg == null) return;
  420.     if (dbuf == null || dbuf.getWidth(this) != size().width ||
  421.                 dbuf.getHeight(this) != size().height) {
  422.         // we have been resized
  423.         dbuf = createImage(size().width, size().height);
  424.         float xw = md.xmax - md.xmin;
  425.         float yw = md.ymax - md.ymin;
  426.         float zw = md.zmax - md.zmin;
  427.         if (yw > xw)
  428.             xw = yw;
  429.         if (zw > xw)
  430.             xw = zw;
  431.         float f1 = size().width / xw;
  432.         float f2 = size().height / xw;
  433.         xfac = 0.7f * (f1 < f2 ? f1 : f2) * scalefudge;
  434.         }
  435.     Graphics g;
  436.     if (doublebuffer) g = dbuf.getGraphics();
  437.     else g = fg;
  438.  
  439.     g.setColor(Color.lightGray);
  440.     g.fillRect(0, 0, size().width, size().height);
  441.     if (md != null) {
  442.         md.mat.unit();
  443.         md.mat.translate(-(md.xmin + md.xmax) / 2,
  444.                 -(md.ymin + md.ymax) / 2,
  445.                 -(md.zmin + md.zmax) / 2);
  446.         md.mat.mult(amat);
  447.         md.mat.scale(xfac, -xfac, 16 * xfac / size().width);
  448.         md.mat.translate(size().width / 2, size().height / 2, 8);
  449.         md.transformed = false;
  450.         md.paint(g);
  451.         }
  452.     if (doublebuffer) fg.drawImage(dbuf, 0, 0, this);
  453.     }
  454. }
  455.  
  456.