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本文介紹了如何給三角網(wǎng)格中的一些三角形上色？的處理方法，對(duì)大家解決問(wèn)題具有一定的參考價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)吧！

問(wèn)題描述

我想用不同的顏色給TriangleMesh的一些三角形上色。

執(zhí)行此操作的最簡(jiǎn)單方法是什么，甚至在fxml文件中也是可能的？

Java代碼：

import javafx.application.Application;
import javafx.fxml.FXMLLoader;
import javafx.scene.*;
import javafx.scene.layout.Pane;
import javafx.scene.shape.MeshView;
import javafx.stage.Stage;

import java.io.IOException;

public class ColoredMesh extends Application {

    @Override
    public void start(Stage stage) throws IOException {
        FXMLLoader fxmlLoader = new FXMLLoader(
                ColoredMesh.class.getResource(
                        "mesh.fxml"
                )
        );
        MeshView meshView = fxmlLoader.load();
//        mesh.setDrawMode(DrawMode.LINE);
        meshView.setTranslateX(-200);
        meshView.setTranslateY(400);
        meshView.setRotate(90);

        Camera camera = new PerspectiveCamera();
        camera.setRotate(90);

        Scene scene = new Scene(new Pane(meshView), 800, 400);
        scene.setCamera(camera);

        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }

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

多邊形/棱錐體/三角網(wǎng)格文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?import javafx.scene.shape.MeshView?>
<?import javafx.scene.shape.TriangleMesh?>

<MeshView>
    <mesh>
        <TriangleMesh>
            <points>
                0 100 100
                100 100 0
                0 100 -100
                -100 100 0
                0 0 0
            </points>
            <texCoords>
                0 0
            </texCoords>
            <faces>
                0 0 4 0 1 0
                1 0 4 0 2 0
                2 0 4 0 3 0
                3 0 4 0 0 0
                0 0 1 0 2 0
                0 0 2 0 3 0
            </faces>
        </TriangleMesh>
    </mesh>
</MeshView>

推薦答案

我猜這可能已作為重復(fù)項(xiàng)關(guān)閉(有關(guān)潛在重復(fù)項(xiàng)的引用，請(qǐng)參閱參考資料部分)。

然而，我認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題的框架很有趣，而且非常獨(dú)特，它使用FXML定義了大部分模型，所以我想我應(yīng)該根據(jù)答案進(jìn)行調(diào)整。

高級(jí)步驟

您需要提供一個(gè)具有擴(kuò)散映射的PhongMaterial，該圖像將成為模型的紋理。
您需要在模型中定義映射到擴(kuò)散映射圖像(它是0到1范圍內(nèi)的比例映射)中的位置的紋理坐標(biāo)。
定義面時(shí)，需要指定紋理貼圖中的索引，該索引將用于對(duì)面的頂點(diǎn)進(jìn)行著色。

完整的解釋超出了我現(xiàn)在準(zhǔn)備寫(xiě)的范圍，但我建議您參考其他資源，如果您需要，可以在那里找到更多信息。

輸出

這被渲染為gif，所以保真度不高，PC上的實(shí)際輸出看起來(lái)更好，gif輸出的速度大大加快，但它確實(shí)表明了解決方案的作用。

texture.png

ColoredMesh.java

加載帶紋理的模型并圍繞X和Y軸為其設(shè)置動(dòng)畫(huà)。

import javafx.animation.*;
import javafx.application.Application;
import javafx.fxml.FXMLLoader;
import javafx.geometry.Point3D;
import javafx.scene.*;
import javafx.scene.image.Image;
import javafx.scene.paint.*;
import javafx.scene.shape.MeshView;
import javafx.scene.transform.Rotate;
import javafx.stage.Stage;
import javafx.util.Duration;

import java.io.IOException;

public class ColoredMesh extends Application {

    private static final Color INDIA_INK = Color.rgb(60,61,76);
    private static final Color AMBIENT_GRAY = Color.rgb(100, 100, 100);

    private static final Duration ROTATION_STEP_TIME = Duration.seconds(5);

    @Override
    public void start(Stage stage) throws IOException {
        MeshView meshView = loadModel();

        Scene scene = createScene(meshView);
        stage.setScene(scene);
        stage.show();

        animateNode(meshView);
    }

    private Scene createScene(MeshView meshView) {
        PerspectiveCamera camera = new PerspectiveCamera();
        AmbientLight ambientLight = new AmbientLight(AMBIENT_GRAY);
        Scene scene = new Scene(
                new Group(
                        ambientLight,
                        meshView
                ),
                200, 200,
                INDIA_INK
        );
        scene.setCamera(camera);

        return scene;
    }

    private MeshView loadModel() throws IOException {
        FXMLLoader fxmlLoader = new FXMLLoader(
                ColoredMesh.class.getResource(
                        "pyramid-mesh.fxml"
                )
        );

        MeshView meshView = fxmlLoader.load();
        meshView.setTranslateX(100);
        meshView.setTranslateY(40);
        meshView.setTranslateZ(100);

        // We have defined the material in the fxml which creates the MeshView.
        // However, I leave this commented code here to show how the material
        // can be defined in Java rather than FXML, if that were preferable.
//        texture(meshView);

        return meshView;
    }

    private void texture(MeshView meshView) {
        PhongMaterial texturedMaterial = new PhongMaterial();
        texturedMaterial.setDiffuseMap(
                new Image(
                        ColoredMesh.class.getResource(
                                "texture.png"
                        ).toExternalForm()
                )
        );
        meshView.setMaterial(texturedMaterial);
    }

    private void animateNode(MeshView meshView) {
        Animation rotateY = createRotationAnimation(Rotate.Y_AXIS, meshView);
        Animation rotateX = createRotationAnimation(Rotate.X_AXIS, meshView);

        rotateY.setOnFinished(e -> rotateX.play());
        rotateX.setOnFinished(e -> rotateY.play());

        rotateY.play();
    }

    private Animation createRotationAnimation(Point3D axis, Node node) {
        RotateTransition animation = new RotateTransition(
                ROTATION_STEP_TIME, 
                node
        );
        animation.setAxis(axis);
        animation.setFromAngle(0);
        animation.setToAngle(360);

        return animation;
    }

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

金字塔-Mesh.fxml

紋理是定義為為網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)MeshView指定的PhongMaterial的漫反射貼圖的圖像。

在本例中，材料是在FXML中定義的，但如果您愿意，也可以在代碼中進(jìn)行定義(示例Java代碼包含一個(gè)注釋掉的部分來(lái)執(zhí)行此操作)。

網(wǎng)格中的紋理坐標(biāo)定義了紋理圖像中每個(gè)顏色樣本的中點(diǎn)。

對(duì)于基于三角形模型的金字塔整體，使用了六個(gè)三角形。對(duì)于底面，有兩個(gè)三角形，但它們的顏色都相同，因此只需要五個(gè)紋理坐標(biāo)就可以為每個(gè)面實(shí)現(xiàn)純色。

在定義面時(shí)，每個(gè)對(duì)頂點(diǎn)的引用后跟一個(gè)對(duì)紋理坐標(biāo)的引用。每個(gè)三角面被定義為對(duì)所有頂點(diǎn)使用相同的紋理坐標(biāo)，這將為面生成與紋理圖像中該紋理坐標(biāo)處的顏色相匹配的統(tǒng)一純色。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<?import javafx.scene.shape.MeshView?>
<?import javafx.scene.shape.TriangleMesh?>
<?import javafx.scene.paint.PhongMaterial?>
<?import javafx.scene.image.Image?>

<MeshView>
    <material>
        <PhongMaterial>
            <diffuseMap>
                <Image url="@texture.png"/>
            </diffuseMap>
        </PhongMaterial>
    </material>
    <mesh>
        <TriangleMesh>
            <points>
                0 100 100
                100 100 0
                0 100 -100
                -100 100 0
                0 0 0
            </points>
            <texCoords>
                0.1 0.5
                0.3 0.5
                0.5 0.5
                0.7 0.5
                0.9 0.5
            </texCoords>
            <faces>
                0 0 4 0 1 0
                1 1 4 1 2 1
                2 2 4 2 3 2
                3 3 4 3 0 3
                0 4 1 4 2 4
                0 4 2 4 3 4
            </faces>
        </TriangleMesh>
    </mesh>
</MeshView>

TextureMaker.java

您可以以任何您想要的方式生成紋理圖像。

對(duì)于本演示，我編寫(xiě)了一個(gè)小程序，該程序從在JavaFX中創(chuàng)建的快照創(chuàng)建圖像。

如果有興趣，這是創(chuàng)建紋理的代碼，但不一定要使用它來(lái)運(yùn)行演示。

該概念稱(chēng)為T(mén)extureAtlas。

import javafx.application.Application;
import javafx.embed.swing.SwingFXUtils;
import javafx.scene.Scene;
import javafx.scene.image.Image;
import javafx.scene.layout.FlowPane;
import javafx.scene.paint.Color;
import javafx.scene.shape.Rectangle;
import javafx.stage.Stage;

import javax.imageio.ImageIO;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.util.Arrays;

public class TextureMaker extends Application {

    private static final int SWATCH_SIZE = 10;

    private static final Color colors[] = {
            Color.RED,
            Color.GREEN,
            Color.BLUE,
            Color.MAGENTA,
            Color.CYAN
    };

    @Override
    public void start(Stage stage) throws IOException {
        Rectangle[] colorSwatches = Arrays.stream(colors)
                .map(this::createColoredRect)
                .toArray(Rectangle[]::new);

        FlowPane flowPane = new FlowPane(colorSwatches);
        flowPane.setPrefSize(colors.length * SWATCH_SIZE, SWATCH_SIZE);

        Scene scene = new Scene(
                flowPane,
                Color.rgb(60,61,76)
        );

        Image textureImage = scene.snapshot(null);
        File textureFile = new File("texture.png");
        ImageIO.write(
                SwingFXUtils.fromFXImage(textureImage, null),
                "png",
                textureFile
        );

        System.out.println("Wrote: " + textureFile.getAbsolutePath());

        stage.setScene(scene);
        stage.show();
    }

    public Rectangle createColoredRect(Color color) {
        return new Rectangle(SWATCH_SIZE,SWATCH_SIZE, color);
    }

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

此實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建一個(gè)圖像并將其保存到磁盤(pán)，但如果需要，您可以在主應(yīng)用程序中動(dòng)態(tài)創(chuàng)建該圖像，而無(wú)需將其保存到磁盤(pán)。鏈接的類(lèi)似問(wèn)題中有這種方法的演示。

關(guān)于此解決方案

上述解決方案不是任意給任何給定網(wǎng)格上色的方法的通用答案。

相反，它更專(zhuān)注于回答特定問(wèn)題：

如何為您的問(wèn)題中定義的金字塔表面上色，
在fxml中定義盡可能多的數(shù)據(jù)，并且不使用
外部庫(kù)？

關(guān)于復(fù)雜模型和重復(fù)使用預(yù)制模型的建議

對(duì)于復(fù)雜模型，我建議使用其他軟件支持的標(biāo)準(zhǔn)3D格式(例如.obj或.stl)，而不是用FXML定義網(wǎng)格數(shù)據(jù)(面/頂點(diǎn)/紋理坐標(biāo))。

Web上有以常見(jiàn)格式提供的預(yù)先創(chuàng)建的模型(但不包括fxml)。此類(lèi)模型可以附帶必要的圖像貼圖和紋理坐標(biāo)定義來(lái)對(duì)其進(jìn)行著色。

您可以使用用于各種3D模型格式的第三方導(dǎo)入器庫(kù)將這些模型導(dǎo)入到JavaFX中。如果您進(jìn)行搜索，可以在Web上找到這些JavaFX導(dǎo)入器庫(kù)，例如Interactive Mesh和f(X)yz庫(kù)。

相關(guān)問(wèn)題

Coloring individual triangles in a triangle mesh on javafx

正如Jose所指出的：這實(shí)際上是啟發(fā)FXyz3D中TexturedMesh的答案。

How to render 3D graphics properly

Jose對(duì)這個(gè)關(guān)于魔方覆蓋的問(wèn)題的回答非常適合您的應(yīng)用程序，盡管問(wèn)題標(biāo)題是通用的。

How to create a cube with all faces of different colors in JavaFX

applying texture to mesh in javafx

使用第三方庫(kù)FXyz3D回答，其功能類(lèi)似于TexturedMesh。

How to create a cube with all faces of different colors in JavaFX

Create a cube using different textures in JavaFX

How to create such shape using javaFx TriangleMesh?

強(qiáng)烈推薦理解紋理3D網(wǎng)格的教程

有一個(gè)非常好的教程(比我能想到的任何教程都好)就是Create 3D Shapes using MeshView。

本教程將圖像映射到棱錐體的表面，就像您問(wèn)題中的網(wǎng)格。它使用照片圖像，但在您的情況下，您將使用不同的純色區(qū)域。請(qǐng)?zhí)貏e查看紋理坐標(biāo)部分。

點(diǎn)擊教程中的圖像，它將顯示一個(gè)將紋理坐標(biāo)映射到圖像上的整齊覆蓋。這確實(shí)有助于可視化正在發(fā)生的事情。

這篇關(guān)于如何給三角網(wǎng)格中的一些三角形上色？的文章就介紹到這了，希望我們推薦的答案對(duì)大家有所幫助，