Add a real GUI
[vrm.git] / vrm.py
diff --git a/vrm.py b/vrm.py
index 312d8af..aa73b10 100755 (executable)
--- a/vrm.py
+++ b/vrm.py
@@ -2,12 +2,12 @@
 """
 Name: 'VRM'
 Blender: 241
-Group: 'Export'
-Tooltip: 'Vector Rendering Method Export Script'
+Group: 'Render'
+Tooltip: 'Vector Rendering Method script'
 """
 
 __author__ = "Antonio Ospite"
-__url__ = ["blender"]
+__url__ = ["http://vrm.projects.blender.org"]
 __version__ = "0.3"
 
 __bpydoc__ = """\
@@ -43,19 +43,21 @@ __bpydoc__ = """\
 # 
 # Things TODO for a next release:
 #   - Switch to the Mesh structure, should be considerably faster
-#    (partially done, but cannot sort faces, yet)
+#    (partially done, but with Mesh we cannot sort faces, yet)
 #   - Use a better depth sorting algorithm
 #   - Review how selections are made (this script uses selection states of
 #     primitives to represent visibility infos)
 #   - Implement clipping of primitives and do handle object intersections.
 #     (for now only clipping for whole objects is supported).
-#   - Implement Edge Styles (silhouettes, contours, etc.)
+#   - Implement Edge Styles (silhouettes, contours, etc.) (partially done).
 #   - Implement Edge coloring
 #   - Use multiple lighting sources in color calculation
-#   - Implement Shading Styles?
-#   - Use another representation for the 2D projection
+#   - Implement Shading Styles? (for now we use Flat Shading).
+#   - Use a data structure other than Mesh to represent the 2D image
 #     Think to a way to merge adjacent polygons that have the same color.
-#   - Add other Vector Writers.
+#     Or a way to use paths for silhouettes and contours.
+#   - Add Vector Writers other that SVG.
+#   - Consider SMIL for animation handling instead of ECMA Script?
 #
 # ---------------------------------------------------------------------
 #
@@ -75,18 +77,86 @@ from math import *
 
 
 # Some global settings
+
 PRINT_POLYGONS     = True
+
+POLYGON_EXPANSION_TRICK = True # Hidden to the user for now
+
 PRINT_EDGES        = False
 SHOW_HIDDEN_EDGES  = False
-
+EDGE_STYLE = 'silhouette'
 EDGES_WIDTH = 0.5
 
-POLYGON_EXPANSION_TRICK = True
-
 RENDER_ANIMATION = False
 
-# Does not work in batch mode!!
-#OPTIMIZE_FOR_SPACE = True
+OPTIMIZE_FOR_SPACE = True
+
+OUTPUT_FORMAT = 'SVG'
+
+
+
+# ---------------------------------------------------------------------
+#
+## Utility Mesh class
+#
+# ---------------------------------------------------------------------
+class MeshUtils:
+
+    def getEdgeAdjacentFaces(edge, mesh):
+        """Get the faces adjacent to a given edge.
+
+        There can be 0, 1 or more (usually 2) faces adjacent to an edge.
+        """
+        adjface_list = []
+
+        for f in mesh.faces:
+            if (edge.v1 in f.v) and (edge.v2 in f.v):
+                adjface_list.append(f)
+
+        return adjface_list
+
+    def isVisibleEdge(e, mesh):
+        """Normal edge selection rule.
+
+        An edge is visible if _any_ of its adjacent faces is selected.
+        Note: if the edge has no adjacent faces we want to show it as well,
+        useful for "edge only" portion of objects.
+        """
+
+        adjacent_faces = MeshUtils.getEdgeAdjacentFaces(e, mesh)
+
+        if len(adjacent_faces) == 0:
+            return True
+
+        selected_faces = [f for f in adjacent_faces if f.sel]
+
+        if len(selected_faces) != 0:
+            return True
+        else:
+            return False
+
+    def isSilhouetteEdge(e, mesh):
+        """Silhuette selection rule.
+
+        An edge is a silhuette edge if it is shared by two faces with
+        different selection status or if it is a boundary edge of a selected
+        face.
+        """
+
+        adjacent_faces = MeshUtils.getEdgeAdjacentFaces(e, mesh)
+
+        if ((len(adjacent_faces) == 1 and adjacent_faces[0].sel == 1) or
+            (len(adjacent_faces) == 2 and
+                adjacent_faces[0].sel != adjacent_faces[1].sel)
+            ):
+            return True
+        else:
+            return False
+    
+    getEdgeAdjacentFaces = staticmethod(getEdgeAdjacentFaces)
+    isVisibleEdge = staticmethod(isVisibleEdge)
+    isSilhouetteEdge = staticmethod(isSilhouetteEdge)
+
 
 
 # ---------------------------------------------------------------------
@@ -214,9 +284,10 @@ class Projector:
         return m
 
 
+
 # ---------------------------------------------------------------------
 #
-## 2DObject representation class
+## 2D Object representation class
 #
 # ---------------------------------------------------------------------
 
@@ -446,7 +517,7 @@ class SVGVectorWriter(VectorWriter):
 
         for face in mesh.faces:
             if not face.sel:
-                continue
+               continue
 
             self.file.write("<polygon points=\"")
 
@@ -475,7 +546,14 @@ class SVGVectorWriter(VectorWriter):
             # Convert the color to the #RRGGBB form
             str_col = "#%02X%02X%02X" % (color[0], color[1], color[2])
 
+            # Handle transparent polygons
+            opacity_string = ""
+            if color[3] != 255:
+                opacity = float(color[3])/255.0
+                opacity_string = " fill-opacity: %g; stroke-opacity: %g; opacity: 1;" % (opacity, opacity)
+
             self.file.write("\tstyle=\"fill:" + str_col + ";")
+            self.file.write(opacity_string)
             if POLYGON_EXPANSION_TRICK:
                 self.file.write(" stroke:" + str_col + ";")
                 self.file.write(" stroke-width:" + str(stroke_width) + ";\n")
@@ -497,8 +575,9 @@ class SVGVectorWriter(VectorWriter):
             
             hidden_stroke_style = ""
             
-            # Consider an edge selected if both vertices are selected
-            if e.v1.sel == 0 or e.v2.sel == 0:
+            # We consider an edge visible if _both_ its vertices are selected,
+            # hence an edge is hidden if _any_ of its vertices is deselected.
+            if e.sel == 0:
                 if showHiddenEdges == False:
                     continue
                 else:
@@ -525,6 +604,19 @@ class SVGVectorWriter(VectorWriter):
 #
 # ---------------------------------------------------------------------
 
+# A dictionary to collect all the different edge styles and their edge
+# selection criteria
+edgeSelectionStyles = {
+        'normal': MeshUtils.isVisibleEdge,
+        'silhouette': MeshUtils.isSilhouetteEdge
+        }
+
+# A dictionary to collect the supported output formats
+outputWriters = {
+        'SVG': SVGVectorWriter,
+        }
+
+
 class Renderer:
     """Render a scene viewed from a given camera.
     
@@ -554,15 +646,17 @@ class Renderer:
 
         # Render from the currently active camera 
         self.cameraObj = self._SCENE.getCurrentCamera()
-        print dir(self._SCENE)
 
         # Get the list of lighting sources
         obj_lst = self._SCENE.getChildren()
         self.lights = [ o for o in obj_lst if o.getType() == 'Lamp']
 
+        # When there are no lights we use a default lighting source
+        # that have the same position of the camera
         if len(self.lights) == 0:
             l = Lamp.New('Lamp')
             lobj = Object.New('Lamp')
+            lobj.loc = self.cameraObj.loc
             lobj.link(l) 
             self.lights.append(lobj)
 
@@ -636,9 +730,18 @@ class Renderer:
 
         self._doSceneClipping(workScene)
 
-        # FIXME: does not work in batch mode!
-        #if OPTIMIZE_FOR_SPACE:
-        #    self._joinMeshObjectsInScene(workScene)
+
+        # XXX: Joining objects does not work in batch mode!!
+        # Do not touch the following if, please :)
+
+        global OPTIMIZE_FOR_SPACE
+        if Blender.mode == 'background':
+            print "\nWARNING! Joining objects not supported in background mode!\n"
+            OPTIMIZE_FOR_SPACE = False
+
+        if OPTIMIZE_FOR_SPACE:
+            self._joinMeshObjectsInScene(workScene)
+
 
         self._doSceneDepthSorting(workScene)
         
@@ -653,19 +756,22 @@ class Renderer:
 
             print "Rendering: ", obj.getName()
 
-            mesh = obj.data
+            mesh = obj.getData()
 
             self._doModelToWorldCoordinates(mesh, obj.matrix)
 
             self._doObjectDepthSorting(mesh)
             
+            # We use both Mesh and NMesh because for depth sorting we change
+            # face order and Mesh class don't let us to do that.
+            mesh.update()
+            mesh = obj.getData(mesh=1)
+            
             self._doBackFaceCulling(mesh)
             
             self._doColorAndLighting(mesh)
 
-            # TODO: 'style' can be a function that determine
-            # if an edge should be showed?
-            self._doEdgesStyle(mesh, style=None)
+            self._doEdgesStyle(mesh, edgeSelectionStyles[EDGE_STYLE])
 
             self._doProjection(mesh, proj)
             
@@ -754,14 +860,19 @@ class Renderer:
             scene.link(obj)
             scene.unlink(old_obj)
 
-            # Mesh Cleanup
-            me = obj.getData(mesh=1)
-            for f in me.faces: f.sel = 1;
-            for v in me.verts: v.sel = 1;
-            me.remDoubles(0)
-            me.triangleToQuad()
-            me.recalcNormals()
-            me.update()
+
+            # XXX Workaround for Text and Curve which have some normals
+            # inverted when they are converted to Mesh, REMOVE that when
+            # blender will fix that!!
+            if old_obj.getType() in ['Curve', 'Text']:
+                me = obj.getData(mesh=1)
+                for f in me.faces: f.sel = 1;
+                for v in me.verts: v.sel = 1;
+                me.remDoubles(0)
+                me.triangleToQuad()
+                me.recalcNormals()
+                me.update()
+
 
     def _doSceneClipping(self, scene):
         """Clip objects against the View Frustum.
@@ -912,14 +1023,14 @@ class Renderer:
         # Is this the correct way to propagate the face selection info to the
         # vertices belonging to a face ??
         # TODO: Using the Mesh module this should come for free. Right?
-        Mesh.Mode(Mesh.SelectModes['VERTEX'])
-        for f in mesh.faces:
-            if not f.sel:
-                for v in f: v.sel = 0;
+        #Mesh.Mode(Mesh.SelectModes['VERTEX'])
+        #for f in mesh.faces:
+        #    if not f.sel:
+        #        for v in f: v.sel = 0;
 
-        for f in mesh.faces:
-            if f.sel:
-                for v in f: v.sel = 1;
+        #for f in mesh.faces:
+        #    if f.sel:
+        #        for v in f: v.sel = 1;
 
     def _doColorAndLighting(self, mesh):
         """Apply an Illumination model to the object.
@@ -931,9 +1042,9 @@ class Renderer:
 
         # If the mesh has vertex colors already, use them,
         # otherwise turn them on and do some calculations
-        if mesh.hasVertexColours():
+        if mesh.vertexColors:
             return
-        mesh.hasVertexColours(True)
+        mesh.vertexColors = 1
 
         materials = mesh.materials
         
@@ -993,18 +1104,23 @@ class Renderer:
 
             I = ki + Iamb + Idiff + Ispec
 
+            # Set Alpha component
+            I = list(I)
+            I.append(mat.getAlpha())
+
             # Clamp I values between 0 and 1
             I = [ min(c, 1) for c in I]
             I = [ max(0, c) for c in I]
             tmp_col = [ int(c * 255.0) for c in I]
 
-            vcol = NMesh.Col(tmp_col[0], tmp_col[1], tmp_col[2], 255)
-            f.col = []
-            for v in f.v:
-                f.col.append(vcol)
+            for c in f.col:
+                c.r = tmp_col[0]
+                c.g = tmp_col[1]
+                c.b = tmp_col[2]
+                c.a = tmp_col[3]
 
-    def _doEdgesStyle(self, mesh, style):
-        """Process Mesh Edges.
+    def _doEdgesStyle(self, mesh, edgestyleSelect):
+        """Process Mesh Edges accroding to a given selection style.
 
         Examples of algorithms:
 
@@ -1016,9 +1132,16 @@ class Renderer:
             given an edge if one its adjacent faces is frontfacing and the
             other is backfacing, than select it, else deselect.
         """
-        #print "\tTODO: _doEdgeStyle()"
-        return
 
+        Mesh.Mode(Mesh.SelectModes['EDGE'])
+
+        for e in mesh.edges:
+
+            if edgestyleSelect(e, mesh):
+                e.sel = 1
+            else:
+                e.sel = 0
+                
     def _doProjection(self, mesh, projector):
         """Calculate the Projection for the object.
         """
@@ -1034,44 +1157,238 @@ class Renderer:
 
 # ---------------------------------------------------------------------
 #
-## Main Program
+## GUI Class and Main Program
 #
 # ---------------------------------------------------------------------
 
+
+from Blender import BGL, Draw
+from Blender.BGL import *
+
+class GUI:
+    
+    def _init():
+
+        # Output Format menu 
+        default_value = outputWriters.keys().index(OUTPUT_FORMAT)+1
+        GUI.outFormatMenu = Draw.Create(default_value)
+        GUI.evtOutFormatMenu = 0
+
+        # Animation toggle button
+        GUI.animToggle = Draw.Create(RENDER_ANIMATION)
+        GUI.evtAnimToggle = 1
+
+        # Join Objects toggle button
+        GUI.joinObjsToggle = Draw.Create(OPTIMIZE_FOR_SPACE)
+        GUI.evtJoinObjsToggle = 2
+
+        # Render filled polygons
+        GUI.polygonsToggle = Draw.Create(PRINT_POLYGONS)
+        GUI.evtPolygonsToggle = 3
+        # We hide the POLYGON_EXPANSION_TRICK, for now
+
+        # Render polygon edges
+        GUI.showEdgesToggle = Draw.Create(PRINT_EDGES)
+        GUI.evtShowEdgesToggle = 4
+
+        # Render hidden edges
+        GUI.showHiddenEdgesToggle = Draw.Create(SHOW_HIDDEN_EDGES)
+        GUI.evtShowHiddenEdgesToggle = 5
+
+        # Edge Style menu 
+        default_value = edgeSelectionStyles.keys().index(EDGE_STYLE)+1
+        GUI.edgeStyleMenu = Draw.Create(default_value)
+        GUI.evtEdgeStyleMenu = 6
+
+        # Edge Width slider
+        GUI.edgeWidthSlider = Draw.Create(EDGES_WIDTH)
+        GUI.evtEdgeWidthSlider = 7
+
+        # Render Button
+        GUI.evtRenderButton = 8
+
+        # Exit Button
+        GUI.evtExitButton = 9
+
+    def draw():
+
+        # initialize static members
+        GUI._init()
+
+        glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT)
+        glColor3f(0.0, 0.0, 0.0)
+        glRasterPos2i(10, 350)
+        Draw.Text("VRM: Vector Rendering Method script.")
+        glRasterPos2i(10, 335)
+        Draw.Text("Press Q or ESC to quit.")
+
+        # Build the output format menu
+        glRasterPos2i(10, 310)
+        Draw.Text("Select the output Format:")
+        outMenuStruct = "Output Format %t"
+        for t in outputWriters.keys():
+           outMenuStruct = outMenuStruct + "|%s" % t
+        GUI.outFormatMenu = Draw.Menu(outMenuStruct, GUI.evtOutFormatMenu,
+                10, 285, 160, 18, GUI.outFormatMenu.val, "Choose the Output Format")
+
+        # Animation toggle
+        GUI.animToggle = Draw.Toggle("Animation", GUI.evtAnimToggle,
+                10, 260, 160, 18, GUI.animToggle.val,
+                "Toggle rendering of animations")
+
+        # Join Objects toggle
+        GUI.joinObjsToggle = Draw.Toggle("Join objects", GUI.evtJoinObjsToggle,
+                10, 235, 160, 18, GUI.joinObjsToggle.val,
+                "Join objects in the rendered file")
+
+        # Render Button
+        Draw.Button("Render", GUI.evtRenderButton, 10, 210-25, 75, 25+18,
+                "Start Rendering")
+        Draw.Button("Exit", GUI.evtExitButton, 95, 210-25, 75, 25+18, "Exit!")
+
+        # Rendering Styles
+        glRasterPos2i(200, 310)
+        Draw.Text("Rendering Style:")
+
+        # Render Polygons
+        GUI.polygonsToggle = Draw.Toggle("Filled Polygons", GUI.evtPolygonsToggle,
+                200, 285, 160, 18, GUI.polygonsToggle.val,
+                "Render filled polygons")
+
+        # Render Edges
+        GUI.showEdgesToggle = Draw.Toggle("Show Edges", GUI.evtShowEdgesToggle,
+                200, 260, 160, 18, GUI.showEdgesToggle.val,
+                "Render polygon edges")
+
+        if GUI.showEdgesToggle.val == 1:
+            
+            # Edge Style
+            edgeStyleMenuStruct = "Edge Style %t"
+            for t in edgeSelectionStyles.keys():
+               edgeStyleMenuStruct = edgeStyleMenuStruct + "|%s" % t
+            GUI.edgeStyleMenu = Draw.Menu(edgeStyleMenuStruct, GUI.evtEdgeStyleMenu,
+                    200, 235, 160, 18, GUI.edgeStyleMenu.val,
+                    "Choose the edge style")
+
+            # Edge size
+            GUI.edgeWidthSlider = Draw.Slider("Width: ", GUI.evtEdgeWidthSlider,
+                    200, 210, 160, 18, GUI.edgeWidthSlider.val,
+                    0.0, 10.0, 0, "Change Edge Width")
+
+            # Show Hidden Edges
+            GUI.showHiddenEdgesToggle = Draw.Toggle("Show Hidden Edges",
+                    GUI.evtShowHiddenEdgesToggle,
+                    200, 185, 160, 18, GUI.showHiddenEdgesToggle.val,
+                    "Render hidden edges as dashed lines")
+
+        glRasterPos2i(10, 160)
+        Draw.Text("Antonio Ospite (c) 2006")
+
+    def event(evt, val):
+
+        if evt == Draw.ESCKEY or evt == Draw.QKEY:
+            Draw.Exit()
+        else:
+            return
+
+        Draw.Redraw(1)
+
+    def button_event(evt):
+        global PRINT_POLYGONS
+        global POLYGON_EXPANSION_TRICK
+        global PRINT_EDGES
+        global SHOW_HIDDEN_EDGES
+        global EDGE_STYLE
+        global EDGES_WIDTH
+        global RENDER_ANIMATION
+        global OPTIMIZE_FOR_SPACE
+        global OUTPUT_FORMAT
+
+        if evt == GUI.evtExitButton:
+            Draw.Exit()
+        elif evt == GUI.evtOutFormatMenu:
+            i = GUI.outFormatMenu.val - 1
+            OUTPUT_FORMAT = outputWriters.keys()[i]
+        elif evt == GUI.evtAnimToggle:
+            RENDER_ANIMATION = bool(GUI.animToggle.val)
+        elif evt == GUI.evtJoinObjsToggle:
+            OPTIMIZE_FOR_SPACE = bool(GUI.joinObjsToggle.val)
+        elif evt == GUI.evtPolygonsToggle:
+            PRINT_POLYGONS = bool(GUI.polygonsToggle.val)
+        elif evt == GUI.evtShowEdgesToggle:
+            PRINT_EDGES = bool(GUI.showEdgesToggle.val)
+        elif evt == GUI.evtShowHiddenEdgesToggle:
+            SHOW_HIDDEN_EDGES = bool(GUI.showHiddenEdgesToggle.val)
+        elif evt == GUI.evtEdgeStyleMenu:
+            i = GUI.edgeStyleMenu.val - 1
+            EDGE_STYLE = edgeSelectionStyles.keys()[i]
+        elif evt == GUI.evtEdgeWidthSlider:
+            EDGES_WIDTH = float(GUI.edgeWidthSlider.val)
+        elif evt == GUI.evtRenderButton:
+            label = "Save %s" % OUTPUT_FORMAT
+            # Show the File Selector
+            global outputfile
+            Blender.Window.FileSelector(vectorize, label, outputfile)
+
+        else:
+            print "Event: %d not handled!" % evt
+
+        if evt:
+            Draw.Redraw(1)
+            #GUI.conf_debug()
+
+    def conf_debug():
+        print
+        print "PRINT_POLYGONS:", PRINT_POLYGONS
+        print "POLYGON_EXPANSION_TRICK:", POLYGON_EXPANSION_TRICK
+        print "PRINT_EDGES:", PRINT_EDGES
+        print "SHOW_HIDDEN_EDGES:", SHOW_HIDDEN_EDGES
+        print "EDGE_STYLE:", EDGE_STYLE
+        print "EDGES_WIDTH:", EDGES_WIDTH
+        print "RENDER_ANIMATION:", RENDER_ANIMATION
+        print "OPTIMIZE_FOR_SPACE:", OPTIMIZE_FOR_SPACE
+        print "OUTPUT_FORMAT:", OUTPUT_FORMAT
+
+    _init = staticmethod(_init)
+    draw = staticmethod(draw)
+    event = staticmethod(event)
+    button_event = staticmethod(button_event)
+    conf_debug = staticmethod(conf_debug)
+
+# A wrapper function for the vectorizing process
 def vectorize(filename):
     """The vectorizing process is as follows:
      
      - Instanciate the writer and the renderer
      - Render!
      """
+
+    if filename == "":
+        print "\nERROR: invalid file name!"
+        return
+
     from Blender import Window
     editmode = Window.EditMode()
     if editmode: Window.EditMode(0)
 
-    writer = SVGVectorWriter(filename)
+    actualWriter = outputWriters[OUTPUT_FORMAT]
+    writer = actualWriter(filename)
     
     renderer = Renderer()
     renderer.doRendering(writer, RENDER_ANIMATION)
 
     if editmode: Window.EditMode(1) 
 
-def vectorize_gui(filename):
-    """Draw the gui.
-
-    I would like to keep that simple, really.
-    """
-    Blender.Window.FileSelector (vectorize, 'Save SVG', filename)
-    Blender.Redraw()
-
 
 # Here the main
 if __name__ == "__main__":
     
+    outputfile = ""
     basename = Blender.sys.basename(Blender.Get('filename'))
-    outputfile = Blender.sys.splitext(basename)[0]+".svg"
+    if basename != "":
+        outputfile = Blender.sys.splitext(basename)[0] + "." + str(OUTPUT_FORMAT).lower()
 
-    # with this trick we can run the script in batch mode
-    try:
-        vectorize_gui(outputfile)
-    except:
+    if Blender.mode == 'background':
         vectorize(outputfile)
+    else:
+        Draw.Register(GUI.draw, GUI.event, GUI.button_event)