Handle non-mesh objects
authorAntonio Ospite <ospite@studenti.unina.it>
Sun, 4 Jun 2006 18:29:58 +0000 (20:29 +0200)
committerAntonio Ospite <ospite@studenti.unina.it>
Thu, 24 Sep 2009 15:19:51 +0000 (17:19 +0200)
 * Prepare for alpha component handling in output
 * Convert gometric objects (curves, text) to mesh before render
 * Make the isibility routine more pythonic
 * Add some basic View frustum clipping
 * Experiment with different face depth sort strategies

Signed-off-by: Antonio Ospite <ospite@studenti.unina.it>
vrm.py

diff --git a/vrm.py b/vrm.py
index 69099c4..312d8af 100755 (executable)
--- a/vrm.py
+++ b/vrm.py
@@ -47,7 +47,8 @@ __bpydoc__ = """\
 #   - Use a better depth sorting algorithm
 #   - Review how selections are made (this script uses selection states of
 #     primitives to represent visibility infos)
-#   - Implement Clipping and do handle object intersections
+#   - 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 coloring
 #   - Use multiple lighting sources in color calculation
@@ -84,8 +85,8 @@ POLYGON_EXPANSION_TRICK = True
 
 RENDER_ANIMATION = False
 
-# Do not work for now!
-OPTIMIZE_FOR_SPACE = False
+# Does not work in batch mode!!
+#OPTIMIZE_FOR_SPACE = True
 
 
 # ---------------------------------------------------------------------
@@ -129,7 +130,6 @@ class Projector:
         else:
             mP = self._calcPerspectiveMatrix(fovy, aspect, near, far) 
         
-
         # View transformation
         cam = Matrix(cameraObj.getInverseMatrix())
         cam.transpose() 
@@ -293,10 +293,10 @@ class SVGVectorWriter(VectorWriter):
     """A concrete class for writing SVG output.
     """
 
-    def __init__(self, file):
+    def __init__(self, fileName):
         """Simply call the parent Contructor.
         """
-        VectorWriter.__init__(self, file)
+        VectorWriter.__init__(self, fileName)
 
 
     ##
@@ -314,6 +314,9 @@ class SVGVectorWriter(VectorWriter):
         """
         self._printFooter()
 
+        # remember to call the close method of the parent
+        VectorWriter.close(self)
+
         
     def printCanvas(self, scene, doPrintPolygons=True, doPrintEdges=False,
             showHiddenEdges=False):
@@ -459,9 +462,9 @@ class SVGVectorWriter(VectorWriter):
             # TODO: the average of vetrex colors?
             if face.col:
                 fcol = face.col[0]
-                color = [fcol.r, fcol.g, fcol.b]
+                color = [fcol.r, fcol.g, fcol.b, fcol.a]
             else:
-                color = [255, 255, 255]
+                color = [255, 255, 255, 255]
 
             # use the stroke property to alleviate the "adjacent edges" problem,
             # we simulate polygon expansion using borders,
@@ -469,10 +472,13 @@ class SVGVectorWriter(VectorWriter):
             stroke_col = color
             stroke_width = 0.5
 
-            self.file.write("\tstyle=\"fill:rgb("+str(color[0])+","+str(color[1])+","+str(color[2])+");")
+            # Convert the color to the #RRGGBB form
+            str_col = "#%02X%02X%02X" % (color[0], color[1], color[2])
+
+            self.file.write("\tstyle=\"fill:" + str_col + ";")
             if POLYGON_EXPANSION_TRICK:
-                self.file.write(" stroke:rgb("+str(stroke_col[0])+","+str(stroke_col[1])+","+str(stroke_col[2])+");")
-                self.file.write(" stroke-width:"+str(stroke_width)+";\n")
+                self.file.write(" stroke:" + str_col + ";")
+                self.file.write(" stroke-width:" + str(stroke_width) + ";\n")
                 self.file.write(" stroke-linecap:round;stroke-linejoin:round")
             self.file.write("\"/>\n")
 
@@ -548,6 +554,7 @@ 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()
@@ -568,7 +575,7 @@ class Renderer:
         """Render picture or animation and write it out.
         
         The parameters are:
-            - a Vector writer object than will be used to output the result.
+            - a Vector writer object that will be used to output the result.
             - a flag to tell if we want to render an animation or only the
               current frame.
         """
@@ -623,35 +630,25 @@ class Renderer:
         # projection transformations
         proj = Projector(self.cameraObj, self.canvasRatio)
 
+        # global processing of the scene
 
-        # Convert geometric object types to mesh Objects
-        geometricObjTypes = ['Mesh', 'Surf', 'Curve'] # TODO: add the Text type
-        Objects = workScene.getChildren()
-        objList = [ o for o in Objects if o.getType() in geometricObjTypes ]
-        for obj in objList:
-            old_obj = obj
-            obj = self._convertToRawMeshObj(obj)
-            workScene.link(obj)
-            workScene.unlink(old_obj)
-
+        self._doConvertGeometricObjToMesh(workScene)
 
-        # FIXME: does not work!!, Blender segfaults on joins
-        if OPTIMIZE_FOR_SPACE:
-            self._joinMeshObjectsInScene(workScene)
+        self._doSceneClipping(workScene)
 
-        
-        # global processing of the scene
-        self._doClipping()
+        # FIXME: does not work in batch mode!
+        #if OPTIMIZE_FOR_SPACE:
+        #    self._joinMeshObjectsInScene(workScene)
 
         self._doSceneDepthSorting(workScene)
         
         # Per object activities
-        Objects = workScene.getChildren()
 
+        Objects = workScene.getChildren()
         for obj in Objects:
             
-            if obj.getType() not in geometricObjTypes:
-                print "Only geometric Objects supported! - Skipping type:", obj.getType()
+            if obj.getType() != 'Mesh':
+                print "Only Mesh supported! - Skipping type:", obj.getType()
                 continue
 
             print "Rendering: ", obj.getName()
@@ -684,19 +681,15 @@ class Renderer:
 
     # Utility methods
 
-    def _worldPosition(self, obj):
+    def _getObjPosition(self, obj):
         """Return the obj position in World coordinates.
         """
         return obj.matrix.translationPart()
 
-    def _cameraWorldPosition(self):
-        """Return the camera position in World coordinates.
-
-        This trick is needed when the camera follows a path and then
-        camera.loc does not correspond to the current real position of the
-        camera in the world.
+    def _cameraViewDirection(self):
+        """Get the View Direction form the camera matrix.
         """
-        return self._worldPosition(self.cameraObj)
+        return Vector(self.cameraObj.matrix[2]).resize3D()
 
 
     # Faces methods
@@ -722,25 +715,20 @@ class Renderer:
         """
 
         normal = Vector(face.no)
-        c = self._cameraWorldPosition()
-
-        # View vector in orthographics projections can be considered simply as the
-        # camera position
-        view_vect = Vector(c)
-        #if self.cameraObj.data.getType() == 1:
-        #    view_vect = Vector(c)
-
-        # View vector as in perspective projections
-        # it is the difference between the camera position and one point of
-        # the face, we choose the farthest point.
-        # TODO: make the code more pythonic :)
+        camPos = self._getObjPosition(self.cameraObj)
+        view_vect = None
+
+        # View Vector in orthographics projections is the view Direction of
+        # the camera
+        if self.cameraObj.data.getType() == 1:
+            view_vect = self._cameraViewDirection()
+
+        # View vector in perspective projections can be considered as
+        # the difference between the camera position and one point of
+        # the face, we choose the farthest point from the camera.
         if self.cameraObj.data.getType() == 0:
-            max_len = 0
-            for vect in face:
-                vv = Vector(c) - Vector(vect.co)
-                if vv.length > max_len:
-                    max_len = vv.length
-                    view_vect = vv
+            vv = max( [ ((camPos - Vector(v.co)).length, (camPos - Vector(v.co))) for v in face] )
+            view_vect = vv[1]
 
         # if d > 0 the face is visible from the camera
         d = view_vect * normal
@@ -753,11 +741,56 @@ class Renderer:
 
     # Scene methods
 
-    def _doClipping(self):
-        """Clip object against the View Frustum.
+    def _doConvertGeometricObjToMesh(self, scene):
+        """Convert all "geometric" objects to mesh ones.
         """
-        print "TODO: _doClipping()"
-        return
+        geometricObjTypes = ['Mesh', 'Surf', 'Curve', 'Text']
+
+        Objects = scene.getChildren()
+        objList = [ o for o in Objects if o.getType() in geometricObjTypes ]
+        for obj in objList:
+            old_obj = obj
+            obj = self._convertToRawMeshObj(obj)
+            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()
+
+    def _doSceneClipping(self, scene):
+        """Clip objects against the View Frustum.
+
+        For now clip away only objects according to their center position.
+        """
+
+        cpos = self._getObjPosition(self.cameraObj)
+        view_vect = self._cameraViewDirection()
+
+        near = self.cameraObj.data.clipStart
+        far  = self.cameraObj.data.clipEnd
+
+        aspect = float(self.canvasRatio[0])/float(self.canvasRatio[1])
+        fovy = atan(0.5/aspect/(self.cameraObj.data.lens/32))
+        fovy = fovy * 360.0/pi
+
+        Objects = scene.getChildren()
+        for o in Objects:
+            if o.getType() != 'Mesh': continue;
+
+            obj_vect = Vector(cpos) - self._getObjPosition(o)
+
+            d = obj_vect*view_vect
+            theta = AngleBetweenVecs(obj_vect, view_vect)
+            
+            # if the object is outside the view frustum, clip it away
+            if (d < near) or (d > far) or (theta > fovy):
+                scene.unlink(o)
 
     def _doSceneDepthSorting(self, scene):
         """Sort objects in the scene.
@@ -765,40 +798,41 @@ class Renderer:
         The object sorting is done accordingly to the object centers.
         """
 
-        c = self._cameraWorldPosition()
+        c = self._getObjPosition(self.cameraObj)
 
-        Objects = scene.getChildren()
+        by_center_pos = (lambda o1, o2:
+                (o1.getType() == 'Mesh' and o2.getType() == 'Mesh') and
+                cmp((self._getObjPosition(o1) - Vector(c)).length,
+                    (self._getObjPosition(o2) - Vector(c)).length)
+            )
 
-        #Objects.sort(lambda obj1, obj2: 
-        #        cmp((Vector(obj1.loc) - Vector(c)).length,
-        #            (Vector(obj2.loc) - Vector(c)).length
-        #            )
-        #        )
+        # TODO: implement sorting by bounding box, if obj1.bb is inside obj2.bb,
+        # then ob1 goes farther than obj2, useful when obj2 has holes
+        by_bbox = None
         
-        Objects.sort(lambda obj1, obj2: 
-                cmp((self._worldPosition(obj1) - Vector(c)).length,
-                    (self._worldPosition(obj2) - Vector(c)).length
-                    )
-                )
+        Objects = scene.getChildren()
+        Objects.sort(by_center_pos)
         
         # update the scene
         for o in Objects:
             scene.unlink(o)
             scene.link(o)
-    
 
     def _joinMeshObjectsInScene(self, scene):
         """Merge all the Mesh Objects in a scene into a single Mesh Object.
         """
+        mesh = Mesh.New()
         bigObj = Object.New('Mesh', 'BigOne')
+        bigObj.link(mesh)
+
         oList = [o for o in scene.getChildren() if o.getType()=='Mesh']
-        print "Before join", oList
         bigObj.join(oList)
-        print "After join"
         scene.link(bigObj)
         for o in oList:
             scene.unlink(o)
 
+        scene.update()
+
  
     # Per object methods
 
@@ -811,6 +845,11 @@ class Renderer:
         newObject = Object.New('Mesh', 'RawMesh_'+object.name)
         newObject.link(me)
 
+        # If the object has no materials set a default material
+        if not me.materials:
+            me.materials = [Material.New()]
+            #for f in me.faces: f.mat = 0
+
         newObject.setMatrix(object.getMatrix())
 
         return newObject
@@ -829,23 +868,26 @@ class Renderer:
         The faces in the object are sorted following the distance of the
         vertices from the camera position.
         """
-        c = self._cameraWorldPosition()
+        c = self._getObjPosition(self.cameraObj)
 
         # hackish sorting of faces
-        mesh.faces.sort(
-            lambda f1, f2:
-                # Sort faces according to the min distance from the camera
-                #cmp(min([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f1]),
-                #    min([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f2])))
 
-                # Sort faces according to the max distance from the camera
+        # Sort faces according to the max distance from the camera
+        by_max_vert_dist = (lambda f1, f2:
                 cmp(max([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f1]),
                     max([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f2])))
-                
-                # Sort faces according to the avg distance from the camera
-                #cmp(sum([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f1])/len(f1),
-                #    sum([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f2])/len(f2)))
+        
+        # Sort faces according to the min distance from the camera
+        by_min_vert_dist = (lambda f1, f2:
+                cmp(min([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f1]),
+                    min([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f2])))
+        
+        # Sort faces according to the avg distance from the camera
+        by_avg_vert_dist = (lambda f1, f2:
+                cmp(sum([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f1])/len(f1),
+                    sum([(Vector(v.co)-Vector(c)).length for v in f2])/len(f2)))
 
+        mesh.faces.sort(by_max_vert_dist)
         mesh.faces.reverse()
 
     def _doBackFaceCulling(self, mesh):
@@ -855,7 +897,8 @@ class Renderer:
         select the vertices belonging to visible faces.
         """
         
-        # Select all vertices, so edges without faces can be displayed
+        # Select all vertices, so edges can be displayed even if there are no
+        # faces
         for v in mesh.verts:
             v.sel = 1
         
@@ -868,17 +911,15 @@ class Renderer:
 
         # Is this the correct way to propagate the face selection info to the
         # vertices belonging to a face ??
-        # TODO: Using the Mesh class this should come for free. Right?
+        # 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
+                for v in f: v.sel = 0;
 
         for f in mesh.faces:
             if f.sel:
-                for v in f:
-                    v.sel = 1
+                for v in f: v.sel = 1;
 
     def _doColorAndLighting(self, mesh):
         """Apply an Illumination model to the object.
@@ -898,10 +939,10 @@ class Renderer:
         
         # TODO: use multiple lighting sources
         light_obj = self.lights[0]
-        light_pos = self._worldPosition(light_obj)
+        light_pos = self._getObjPosition(light_obj)
         light = light_obj.data
 
-        camPos = self._cameraWorldPosition()
+        camPos = self._getObjPosition(self.cameraObj)
         
         # We do per-face color calculation (FLAT Shading), we can easily turn
         # to a per-vertex calculation if we want to implement some shading
@@ -916,7 +957,7 @@ class Renderer:
                 mat = materials[f.mat]
 
             # A new default material
-            if not mat:
+            if mat == None:
                 mat = Material.New('defMat')
             
             L = Vector(light_pos).normalize()
@@ -963,11 +1004,17 @@ class Renderer:
                 f.col.append(vcol)
 
     def _doEdgesStyle(self, mesh, style):
-        """Process Mesh Edges. (For now copy the edge data, in next version it
-        can be a place where recognize silouhettes and/or contours).
+        """Process Mesh Edges.
+
+        Examples of algorithms:
+
+        Contours:
+            given an edge if its adjacent faces have the same normal (that is
+            they are complanar), than deselect it.
 
-        input: an edge list
-        return: a processed edge list
+        Silhouettes:
+            given an edge if one its adjacent faces is frontfacing and the
+            other is backfacing, than select it, else deselect.
         """
         #print "\tTODO: _doEdgeStyle()"
         return
@@ -1020,8 +1067,8 @@ def vectorize_gui(filename):
 # Here the main
 if __name__ == "__main__":
     
-    import os
-    outputfile = os.path.splitext(Blender.Get('filename'))[0]+".svg"
+    basename = Blender.sys.basename(Blender.Get('filename'))
+    outputfile = Blender.sys.splitext(basename)[0]+".svg"
 
     # with this trick we can run the script in batch mode
     try: