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如何使用 javaFx TriangleMesh 創建這樣的形狀?

[英]How to create such shape using javaFx TriangleMesh?

我需要創建這個形狀。 我了解如何創建簡單的形狀,例如立方體,但我根本不了解如何創建這樣的形狀。 如何為這些 arrays 獲得正確的分數? 請幫忙

    TriangleMesh mesh = new TriangleMesh();

    mesh.getPoints().addAll(
            0, 0, 0,//P1
            0,0,100,//P2
            0,20,100,//P3
            60,20,100,//P4
            60,0,100,//P5
            60,20,60,//P6
            60,0,60,//P7
            40,0,60,//P8
            40,20,60,//P9
            40,20,0,//P10
            40,0,0,//P11
            0,20,0//P12
    );

    mesh.getTexCoords().addAll(
     //which points should be here?
    );

    mesh.getFaces().addAll(
   // which points should be here?
               );
    return mesh;

`

我需要創建這個形狀

有幾種方法可以構建 3D 形狀,就像您發布的那樣。

3D造型

可能最簡單的方法是使用 3D 編輯器,如Blender (開源),然后將 model 導出到 .OBJ 文件。 在這個 OBJ 文件中,您將獲得頂點、紋理和面的列表。 但是,該格式不能直接讀取,因此您不能只將其輸入 JavaFX MeshView 但是,有這種格式的導入器會創建一個TriangleMesh ,就像這個一樣

JCSG

不處理點、頂點和面,但通過 Java 方法,另一種選擇是使用JCSG :您可以只創建兩個立方體,然后執行 boolean 操作以獲得所需的形狀(從 60x 中減去 20x20x100 立方體)。 還有一種方法可以將 CSG object 轉換為TriangleMesh

FXyz3D

從純粹的 JavaFX 角度來看,您還可以使用FXyz3D庫及其TriangulatedMesh 是基於一個平面,其中包含定義其周長的 3D 點 ({x, y, 0}) 的列表,即三角化並拉伸到給定高度。 它在內部使用Poly2Tri ,它恰好是a 2D constrained Delaunay triangulation library

由於您需要 XY 上的平面,我將您的點列表重寫為:

private final List<Point3D> points = new ArrayList<>(Arrays.asList(
            new Point3D(0,   0, 0),
            new Point3D(0, 100, 0), new Point3D(60, 100, 0),
            new Point3D(60, 60, 0), new Point3D(40, 60,  0),
            new Point3D(40,  0, 0), new Point3D( 0,  0,  0)));

然后可以使用以下方式生成形狀:

TriangulatedMesh customShape = new TriangulatedMesh(points, 20);
customShape.setLevel(0);
customShape.setCullFace(CullFace.NONE);
customShape.getTransforms().addAll(new Rotate(-90, Rotate.X_AXIS));

(請注意,旋轉會將平面 XY 的平面放入平面 XZ 中,如您的繪圖中所示)

三角網格

您現在可以檢查生成的網格,您將看到生成的所有三角形:

線和填充網格

所以你可以使用這些信息來“填充”你的點、紋理和面 arrays,並了解它是如何工作的。

三角網

最后,從頭開始,但是根據上面的三角剖分,這些是需要的arrays:

頂點

float[] vertices = {
         0.0,  0.0,   0.0,  // 0
         0.0,  0.0, 100.0,  // 1
        60.0,  0.0, 100.0,
        60.0,  0.0,  60.0,
        40.0,  0.0,  60.0,
        40.0,  0.0,   0.0,
         0.0, 20.0,   0.0,
         0.0, 20.0, 100.0,
        60.0, 20.0, 100.0,
        60.0, 20.0,  60.0,
        40.0, 20.0,  60.0,
        40.0, 20.0,   0.0};   // 11

頂點

紋理坐標

例如,這些可以基於尺寸為 1x1 的 2D 表面生成,因此可以使用以下表達式輕松映射頂點坐標: {x / (MaxX-MinX), y /(MaxY-MinY)}

float[] texture = {
        0.00, 0.00,        // 0
        0.00, 1.00,        // 1
        1.00, 1.00,
        1.00, 0.60,
        0.67, 0.60,
        0.67, 0.00,
        0.00, 0.00,
        0.00, 1.00,
        1.00, 1.00,
        1.00, 0.60,
        0.67, 0.60,
        0.67, 0.00};        // 11

面孔

我們將為每個三角形面添加 3 個頂點的索引和 3 個紋理坐標。

int[] faces = {
         1,  1,  2,  2,  4,  4,      // 0
         4,  4,  2,  2,  3,  3,      // 1
         1,  1,  4,  4,  0,  0,      // 2
         0,  0,  4,  4,  5,  5,
         7,  7, 10, 10,  8,  8,
        10, 10,  9,  9,  8,  8,
         7,  7,  6,  6, 10, 10,
         6,  6, 11, 11, 10, 10,
         0,  0,  1,  1,  7,  7,
         0,  0,  7,  7,  6,  6,
         1,  1,  2,  2,  8,  8,
         1,  1,  8,  8,  7,  7,
         2,  2,  3,  3,  9,  9,
         2,  2,  9,  9,  8,  8,
         3,  3,  4,  4, 10, 10,
         3,  3, 10, 10,  9,  9,
         4,  4,  5,  5, 11, 11,
         4,  4, 11, 11, 10, 10,
         5,  5,  0,  0,  6,  6,
         5,  5,  6,  6, 11, 11};     // 19

例如,對於頂面,定義了四個三角形,第一個 (0) 具有頂點 (1, 2, 4),第二個 (1) 具有頂點 (4, 2, 3),依此類推:

面孔

在這種情況下,坐標紋理與頂點具有相同的索引(但這可能不同)。 注意頂點纏繞或逆時針旋轉。

編輯

如果不使用法線,添加面平滑組很方便:每個組包含屬於同一平面的面索引。 例如,前四個索引屬於頂面。

int[] smooth = {0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5, 6, 6, 7, 7};

這是創建自定義MeshView節點的全部代碼:

private final float[] vertices = {
             0.0f,  0.0f,   0.0f,  // 0
             0.0f,  0.0f, 100.0f,  // 1
            60.0f,  0.0f, 100.0f,
            60.0f,  0.0f,  60.0f,
            40.0f,  0.0f,  60.0f,
            40.0f,  0.0f,   0.0f,
             0.0f, 20.0f,   0.0f,
             0.0f, 20.0f, 100.0f,
            60.0f, 20.0f, 100.0f,
            60.0f, 20.0f,  60.0f,
            40.0f, 20.0f,  60.0f,
            40.0f, 20.0f,   0.0f};   // 11

    private final float[] texture = {
            0.00f, 0.00f,        // 0
            0.00f, 1.00f,        // 1
            1.00f, 1.00f,
            1.00f, 0.60f,
            0.67f, 0.60f,
            0.67f, 0.00f,
            0.00f, 0.00f,
            0.00f, 1.00f,
            1.00f, 1.00f,
            1.00f, 0.60f,
            0.67f, 0.60f,
            0.67f, 0.00f};        // 11

    private final int[] faces = {
            1,  1,  2,  2,  4,  4,      // 0
            4,  4,  2,  2,  3,  3,      // 1
            1,  1,  4,  4,  0,  0,      // 2
            0,  0,  4,  4,  5,  5,
            7,  7, 10, 10,  8,  8,
            10, 10,  9,  9,  8,  8,
            7,  7,  6,  6, 10, 10,
            6,  6, 11, 11, 10, 10,
            0,  0,  1,  1,  7,  7,
            0,  0,  7,  7,  6,  6,
            1,  1,  2,  2,  8,  8,
            1,  1,  8,  8,  7,  7,
            2,  2,  3,  3,  9,  9,
            2,  2,  9,  9,  8,  8,
            3,  3,  4,  4, 10, 10,
            3,  3, 10, 10,  9,  9,
            4,  4,  5,  5, 11, 11,
            4,  4, 11, 11, 10, 10,
            5,  5,  0,  0,  6,  6,
            5,  5,  6,  6, 11, 11};     // 19

    private final int[] smooth = {
            0, 0, 0, 0,   // top surface
            1, 1, 1, 1,   // bottom surface
            2, 2,
            3, 3,
            4, 4,
            5, 5,
            6, 6,
            7, 7};

    public MeshView getMeshView() {
        TriangleMesh mesh = new TriangleMesh();
        mesh.getPoints().addAll(vertices);
        mesh.getTexCoords().addAll(texture);
        mesh.getFaces().addAll(faces);
        mesh.getFaceSmoothingGroups().addAll(smooth);

        MeshView meshView = new MeshView(mesh);
        meshView.setMaterial(new PhongMaterial(Color.FIREBRICK));
        meshView.setCullFace(CullFace.NONE);
        return meshView;
    }

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