3D Graphics Java

/*
 * @(#)OrientedTest.java 1.10 02/10/21 13:47:43
 * 
 * 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.AWTEvent;
import java.awt.BorderLayout;
import java.awt.Font;
import java.awt.GraphicsConfiguration;
import java.awt.event.MouseEvent;
import java.util.Enumeration;
import javax.media.j3d.AmbientLight;
import javax.media.j3d.Appearance;
import javax.media.j3d.Background;
import javax.media.j3d.BoundingSphere;
import javax.media.j3d.BranchGroup;
import javax.media.j3d.Canvas3D;
import javax.media.j3d.DirectionalLight;
import javax.media.j3d.Font3D;
import javax.media.j3d.FontExtrusion;
import javax.media.j3d.Material;
import javax.media.j3d.OrientedShape3D;
import javax.media.j3d.Text3D;
import javax.media.j3d.TextureAttributes;
import javax.media.j3d.Transform3D;
import javax.media.j3d.TransformGroup;
import javax.media.j3d.WakeupCriterion;
import javax.media.j3d.WakeupOnAWTEvent;
import javax.vecmath.Color3f;
import javax.vecmath.Matrix4d;
import javax.vecmath.Point3d;
import javax.vecmath.Point3f;
import javax.vecmath.Vector3d;
import javax.vecmath.Vector3f;
import com.sun.j3d.utils.applet.MainFrame;
import com.sun.j3d.utils.behaviors.mouse.MouseBehavior;
import com.sun.j3d.utils.behaviors.mouse.MouseTranslate;
import com.sun.j3d.utils.behaviors.mouse.MouseZoom;
import com.sun.j3d.utils.geometry.ColorCube;
import com.sun.j3d.utils.geometry.Cone;
import com.sun.j3d.utils.geometry.Cylinder;
import com.sun.j3d.utils.image.TextureLoader;
import com.sun.j3d.utils.universe.SimpleUniverse;
import com.sun.j3d.utils.universe.ViewingPlatform;
public class OrientedTest extends Applet {
  // setup font stuff
  private String fontName = "TestFont";
  private String textString = "OrientedShape3D";
  float sl = textString.length();
  // paths to texture image files
  private java.net.URL earthImage = null;
  private java.net.URL stoneImage = null;
  private SimpleUniverse u = null;
  public BranchGroup createSceneGraph() {
    // Create the root of the branch graph
    BranchGroup objRoot = new BranchGroup();
    TransformGroup objScale = new TransformGroup();
    Transform3D textMat = new Transform3D();
    // Assuming uniform size chars, set scale to fit string in view
    textMat.setScale(1.2 / sl);
    objScale.setTransform(textMat);
    // Create the transform group node and initialize it to the
    // identity. Enable the TRANSFORM_WRITE capability so that
    // our behavior code can modify it at runtime. Add it to the
    // root of the subgraph.
    TransformGroup objTrans = new TransformGroup();
    objTrans.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_WRITE);
    objTrans.setCapability(TransformGroup.ALLOW_TRANSFORM_READ);
    objRoot.addChild(objTrans);
    BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0, 0.0, 0.0),
        100.0);
    Appearance apText = new Appearance();
    Material m = new Material();
    m.setLightingEnable(true);
    apText.setMaterial(m);
    Appearance apEarth = new Appearance();
    Material mm = new Material();
    mm.setLightingEnable(true);
    apEarth.setMaterial(mm);
    Appearance apStone = new Appearance();
    apStone.setMaterial(mm);
    // create 3D text
    Font3D f3d = new Font3D(new Font(fontName, Font.PLAIN, 2),
        new FontExtrusion());
    Text3D txt = new Text3D(f3d, textString, new Point3f(-sl / 2.0f, 3.0f,
        0.0f));
    OrientedShape3D textShape = new OrientedShape3D();
    textShape.setGeometry(txt);
    textShape.setAppearance(apText);
    textShape.setAlignmentAxis(0.0f, 1.0f, 0.0f);
    objScale.addChild(textShape);
    // Create a simple shape leaf node, add it to the scene graph.
    Transform3D cubeMat = new Transform3D();
    TransformGroup cubeTrans = new TransformGroup(cubeMat);
    cubeMat.set(new Vector3d(0.9, 0.0, -1.0));
    cubeTrans.setTransform(cubeMat);
    cubeTrans.addChild(new ColorCube(0.3));
    objTrans.addChild(cubeTrans);
    TextureLoader stoneTex = new TextureLoader(stoneImage,
        new String("RGB"), this);
    if (stoneTex != null)
      apStone.setTexture(stoneTex.getTexture());
    TextureAttributes texAttr = new TextureAttributes();
    texAttr.setTextureMode(TextureAttributes.MODULATE);
    apStone.setTextureAttributes(texAttr);
    Transform3D coneMat = new Transform3D();
    TransformGroup coneTrans = new TransformGroup(coneMat);
    coneMat.set(new Vector3d(0.0, 0.0, 0.0));
    coneTrans.setTransform(coneMat);
    coneTrans.addChild(new Cone(.2f, 0.8f, Cone.GENERATE_NORMALS
        | Cone.GENERATE_TEXTURE_COORDS, apStone));
    objTrans.addChild(coneTrans);
    TextureLoader earthTex = new TextureLoader(earthImage,
        new String("RGB"), this);
    if (earthTex != null)
      apEarth.setTexture(earthTex.getTexture());
    apEarth.setTextureAttributes(texAttr);
    Transform3D cylinderMat = new Transform3D();
    TransformGroup cylinderTrans = new TransformGroup(cylinderMat);
    cylinderMat.set(new Vector3d(-0.9, 0.5, -1.0));
    cylinderTrans.setTransform(cylinderMat);
    cylinderTrans.addChild(new Cylinder(.35f, 2.0f,
        Cylinder.GENERATE_NORMALS | Cylinder.GENERATE_TEXTURE_COORDS,
        apEarth));
    objTrans.addChild(cylinderTrans);
    objTrans.addChild(objScale);
    // Set up the background
    Color3f bgColor = new Color3f(0.05f, 0.05f, 0.5f);
    Background bgNode = new Background(bgColor);
    bgNode.setApplicationBounds(bounds);
    objRoot.addChild(bgNode);
    // Set up the ambient light
    Color3f ambientColor = new Color3f(0.1f, 0.1f, 0.1f);
    AmbientLight ambientLightNode = new AmbientLight(ambientColor);
    ambientLightNode.setInfluencingBounds(bounds);
    objRoot.addChild(ambientLightNode);
    // Set up the directional lights
    Color3f light1Color = new Color3f(1.0f, 1.0f, 0.9f);
    Vector3f light1Direction = new Vector3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
    Color3f light2Color = new Color3f(1.0f, 1.0f, 0.9f);
    Vector3f light2Direction = new Vector3f(-1.0f, -1.0f, -1.0f);
    DirectionalLight light1 = new DirectionalLight(light1Color,
        light1Direction);
    light1.setInfluencingBounds(bounds);
    objRoot.addChild(light1);
    DirectionalLight light2 = new DirectionalLight(light2Color,
        light2Direction);
    light2.setInfluencingBounds(bounds);
    objRoot.addChild(light2);
    apText.setMaterial(mm);
    // Have Java 3D perform optimizations on this scene graph.
    objRoot.compile();
    return objRoot;
  }
  public OrientedTest() {
  }
  public OrientedTest(java.net.URL earthURL, java.net.URL stoneURL) {
    earthImage = earthURL;
    stoneImage = stoneURL;
  }
  public void init() {
    // the paths to the image files for an applet
    if (earthImage == null) {
      try {
        earthImage = new java.net.URL(getCodeBase().toString()
            + "/earth.jpg");
      } catch (java.net.MalformedURLException ex) {
        System.out.println(ex.getMessage());
        System.exit(1);
      }
    }
    if (stoneImage == null) {
      try {
        stoneImage = new java.net.URL(getCodeBase().toString()
            + "/stone.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();
    u = new SimpleUniverse(c, 4);
    // add mouse behaviors to ViewingPlatform
    ViewingPlatform viewingPlatform = u.getViewingPlatform();
    // there is a special rotate behavior, so can't use the utility
    // method
    MouseRotateY rotate = new MouseRotateY(MouseRotateY.INVERT_INPUT);
    rotate.setTransformGroup(viewingPlatform.getMultiTransformGroup()
        .getTransformGroup(0));
    BranchGroup rotateBG = new BranchGroup();
    rotateBG.addChild(rotate);
    viewingPlatform.addChild(rotateBG);
    BoundingSphere bounds = new BoundingSphere(new Point3d(0.0, 0.0, 0.0),
        100.0);
    rotate.setSchedulingBounds(bounds);
    MouseZoom zoom = new MouseZoom(c, MouseZoom.INVERT_INPUT);
    zoom.setTransformGroup(viewingPlatform.getMultiTransformGroup()
        .getTransformGroup(1));
    zoom.setSchedulingBounds(bounds);
    BranchGroup zoomBG = new BranchGroup();
    zoomBG.addChild(zoom);
    viewingPlatform.addChild(zoomBG);
    MouseTranslate translate = new MouseTranslate(c,
        MouseTranslate.INVERT_INPUT);
    translate.setTransformGroup(viewingPlatform.getMultiTransformGroup()
        .getTransformGroup(2));
    translate.setSchedulingBounds(bounds);
    BranchGroup translateBG = new BranchGroup();
    translateBG.addChild(translate);
    viewingPlatform.addChild(translateBG);
    // 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 OrientedTest to be run as an application
  // as well as an applet
  //
  public static void main(String[] args) {
    java.net.URL earthURL = null;
    java.net.URL stoneURL = null;
    try {
      // the paths to the image files for an application
      earthURL = new java.net.URL("file:earth.jpg");
      stoneURL = new java.net.URL("file:stone.jpg");
    } catch (java.net.MalformedURLException ex) {
      System.out.println(ex.getMessage());
      System.exit(1);
    }
    new MainFrame(new OrientedTest(earthURL, stoneURL), 400, 400);
  }
}
/**
 * MouseRotateY is a Java3D behavior object that lets users control the rotation
 * of an object via a mouse.
 * 


 * To use this utility, first create a transform group that this rotate behavior
 * will operate on. Then, 


 * 
 * 

 * 
 * 
 * MouseRotateY behavior = new MouseRotateY();
 * behavior.setTransformGroup(objTrans);
 * objTrans.addChild(behavior);
 * behavior.setSchedulingBounds(bounds);
 * 
 * 
 * 

 * 
 * 
 The above code will add the rotate behavior to the transform
 * group. The user can rotate any object attached to the objTrans.
 */
class MouseRotateY extends MouseBehavior {
  double y_angle;
  double y_factor;
  /**
   * Creates a rotate behavior given the transform group.
   * 
   * @param transformGroup
   *            The transformGroup to operate on.
   */
  public MouseRotateY(TransformGroup transformGroup) {
    super(transformGroup);
  }
  /**
   * Creates a default mouse rotate behavior.
   */
  public MouseRotateY() {
    super(0);
  }
  /**
   * Creates a rotate behavior. Note that this behavior still needs a
   * transform group to work on (use setTransformGroup(tg)) and the transform
   * group must add this behavior.
   * 
   * @param flags
   *            interesting flags (wakeup conditions).
   */
  public MouseRotateY(int flags) {
    super(flags);
  }
  public void initialize() {
    super.initialize();
    y_angle = 0;
    y_factor = .03;
    if ((flags & INVERT_INPUT) == INVERT_INPUT) {
      invert = true;
      y_factor *= -1;
    }
  }
  public double getYFactor() {
    return y_factor;
  }
  public void setFactor(double factor) {
    y_factor = factor;
  }
  public void processStimulus(Enumeration criteria) {
    WakeupCriterion wakeup;
    AWTEvent[] event;
    int id;
    int dx;
    while (criteria.hasMoreElements()) {
      wakeup = (WakeupCriterion) criteria.nextElement();
      if (wakeup instanceof WakeupOnAWTEvent) {
        event = ((WakeupOnAWTEvent) wakeup).getAWTEvent();
        for (int i = 0; i < event.length; i++) {
          processMouseEvent((MouseEvent) event[i]);
          if (((buttonPress) && ((flags & MANUAL_WAKEUP) == 0))
              || ((wakeUp) && ((flags & MANUAL_WAKEUP) != 0))) {
            id = event[i].getID();
            if ((id == MouseEvent.MOUSE_DRAGGED)
                && !((MouseEvent) event[i]).isMetaDown()
                && !((MouseEvent) event[i]).isAltDown()) {
              x = ((MouseEvent) event[i]).getX();
              dx = x - x_last;
              if (!reset) {
                y_angle = dx * y_factor;
                transformY.rotY(y_angle);
                transformGroup.getTransform(currXform);
                //Vector3d translation = new Vector3d();
                //Matrix3f rotation = new Matrix3f();
                Matrix4d mat = new Matrix4d();
                // Remember old matrix
                currXform.get(mat);
                // Translate to origin
                currXform.setTranslation(new Vector3d(0.0, 0.0,
                    0.0));
                if (invert) {
                  currXform.mul(currXform, transformX);
                  currXform.mul(currXform, transformY);
                } else {
                  currXform.mul(transformX, currXform);
                  currXform.mul(transformY, currXform);
                }
                // Set old translation back
                Vector3d translation = new Vector3d(mat.m03,
                    mat.m13, mat.m23);
                currXform.setTranslation(translation);
                // Update xform
                transformGroup.setTransform(currXform);
              } else {
                reset = false;
              }
              x_last = x;
            } else if (id == MouseEvent.MOUSE_PRESSED) {
              x_last = ((MouseEvent) event[i]).getX();
            }
          }
        }
      }
    }
    wakeupOn(mouseCriterion);
  }
}