Нужна помощь в создании треугольной сетки из карты высот (JavaFX) - PullRequest
Новая
       122

Нужна помощь в создании треугольной сетки из карты высот (JavaFX)

2 голосов
/ 09 июля 2019

У меня есть программа, которая генерирует карту высот (двумерный массив целых чисел от 0 до 255) и создает трехмерное представление с использованием объекта Shape3D «Box» для каждого «пикселя» с высотой, пропорциональной его значению в карте высот,Это создает квадратную местность, которая выглядит круто.Моя программа также создает соответствующую «Цветовую карту», ​​чтобы отобразить, каким должен быть цвет каждого поля на местности.

Я хочу иметь возможность также превратить эту карту высот в сетку, которую можно текстурировать с помощью карты цветов..

2D Высота и цветовая карта 2D Height and color map

Цветная треугольная сетка, созданная из карты высот и цветовой карты Desired mesh with colorsp

(это изображения, которые я взял с Google)

1 Ответ

4 голосов
/ 09 июля 2019

Если я правильно понял, вы хотите построить HeightMapMesh на основе сетки 2D точек {x, y} с заданной высотой или значением z для каждой точки. Это значение будет напрямую связано с цветом пикселя в том же месте данного 2D-изображения.

Получение вершин относительно просто: вы создаете 2D-сетку и получаете цвет с помощью PixelReader.

Построить сетку не так просто, но вы можете просто построить регулярную сетку на основе прямоугольного 2D-изображения.

Существует также еще один вариант: учитывая количество вершин, вы можете создать сетку с триангуляцией Делоне.

Это уже реализовано в библиотеке FXyz : Surface3DMesh .

Чтобы использовать его, просто добавьте зависимость к вашему проекту: 

dependencies {
    implementation "org.fxyz3d:fxyz3d:0.5.0"
}

Следующее приложение сделает грубое приближение в HeighMapMesh, который вы ищете.

Используется изображение , которое вы опубликовали, для создания List<Point3D> data на основе PixelReader каждые 5 пикселей по x и y, с небольшим образцом цветов этого изображения.

С помощью этого списка создаются две поверхности, одна из которых будет заполнена и визуализирована с помощью карты текстуры на основе высоты каждой вершины с использованием того же списка цветов. Другой будет использоваться как каркас, который будет отображаться сверху. 

public class HeighMapMeshTest extends Application {

    private static final int PIXEL_SIZE = 5;

    private static final List<Color> COLOR_LIST = Arrays.asList(Color.web("#3b6eca"),
            Color.web("#d7d588"), Color.web("#60a318"), Color.web("#457517"), Color.web("#467610"),
            Color.web("#654f44"), Color.web("#56453d"), Color.web("#fdfefc"), Color.web("#ffffff"));

    private final Rotate rotateX = new Rotate(-10, Rotate.X_AXIS);
    private final Rotate rotateY = new Rotate(5, Rotate.Y_AXIS);

    private double mousePosX;
    private double mousePosY;
    private double mouseOldX;
    private double mouseOldY;

    @Override
    public void start(Stage primaryStage) {
        Group sceneRoot = new Group();

        PerspectiveCamera camera = new PerspectiveCamera(true);
        camera.setNearClip(0.1);
        camera.setFarClip(10000.0);
        camera.getTransforms().addAll (rotateX, rotateY, new Translate(0, 0, -800));

        Scene scene = new Scene(sceneRoot, 1000, 600, true, SceneAntialiasing.BALANCED);
        scene.setCamera(camera);

        List<Point3D> data = processImage();

        Surface3DMesh heightMapMesh = new Surface3DMesh(data);
        heightMapMesh.setDrawMode(DrawMode.FILL);
        heightMapMesh.setTextureModeVertices3D(new Palette.ListColorPalette(COLOR_LIST), p -> -p.y);

        Surface3DMesh wireframe = new Surface3DMesh(data);
        wireframe.setTextureModeNone(Color.BLACK);

        Group mapGroup = new Group(heightMapMesh, wireframe);
        mapGroup.getTransforms().add(new Translate(-500, 100, 0));
        sceneRoot.getChildren().addAll(mapGroup, new AmbientLight());

        scene.setOnMousePressed(event -> {
            mousePosX = event.getSceneX();
            mousePosY = event.getSceneY();
        });

        scene.setOnMouseDragged(event -> {
            mousePosX = event.getSceneX();
            mousePosY = event.getSceneY();
            rotateX.setAngle(rotateX.getAngle() - (mousePosY - mouseOldY));
            rotateY.setAngle(rotateY.getAngle() + (mousePosX - mouseOldX));
            mouseOldX = mousePosX;
            mouseOldY = mousePosY;
        });

        primaryStage.setTitle("F(X)yz - HeightMapMesh");
        primaryStage.setScene(scene);
        primaryStage.show();

    }

    private List<Point3D> processImage() {
        Image image = new Image(VoxelTest.class.getResourceAsStream("/8rF9BXu.png"));
        PixelReader pixelReader = image.getPixelReader();
        int width = (int) image.getWidth();
        int height = (int) image.getHeight();

        List<Point3D> data = new ArrayList<>();
        for (int y = 0; y < height - PIXEL_SIZE / 2; y += PIXEL_SIZE){
            for (int x = 0; x < width - PIXEL_SIZE / 2; x += PIXEL_SIZE){
                Color color = pixelReader.getColor(x + PIXEL_SIZE / 2, y + PIXEL_SIZE / 2);
                float h = Math.max(COLOR_LIST.indexOf(color) * 10, 0);
                data.add(new Point3D((float) x, -h, (float) (height - y)));
            }
        }
        return data;
    }

    public static void main(String[] args) {
        launch(args);
    }

}

В результате:

MapHeightMesh

Конечно, это можно улучшить разными способами.

EDIT

После создания 3D-сетки ее можно экспортировать в файл .OBJ, включая примененную текстуру.

FXyz уже включает OBJWriter для этой цели.

Этот код: 

OBJWriter writer = new OBJWriter((TriangleMesh) heightMapMesh.getMesh(), "mapHeight");
writer.setTextureColors(9);
writer.exportMesh();

сгенерирует mapHeight.obj и mapHeight.mtl, где используется диффузное изображение с именем palette_9.png.

Однако это изображение палитры не использует определенную нами пользовательскую палитру.

Чтобы экспортировать пользовательскую цветовую палитру, нам нужно создать Palette и сохранить его на диск: 

OBJWriter writer = new OBJWriter((TriangleMesh) heightMapMesh.getMesh(), "mapHeight");
writer.setTextureColors(9);
Palette.ListColorPalette colorPalette = 
        new Palette.ListColorPalette(COLOR_LIST);
Palette palette = new Palette(9, colorPalette);
palette.createPalette(true);
writer.exportMesh();

Убедитесь, что файл палитры представляет собой изображение 3x3 с цветами от COLOR_LIST.

Теперь вы можете открыть файл obj с помощью 3DViewer , чтобы проверить, правильно ли он был экспортирован.

3DViewer

...