javafx - 需要从高度图创建三角形网格的帮助(JavaFX)

Question

我有一个程序，可以生成高度图(0-255 的整数的 2D 数组)，并使用 Shape3D“Box”对象为每个“像素”构建 3D View ，其高度与其在高度图中的值成比例。这会创建一个看起来很酷的四四方方的地形。我的程序还创建了一个相应的“颜色图”来映射地形中每个框应该是什么颜色。

我希望能够将此高度图转换为可以使用颜色图进行纹理化的网格。

二维高度和颜色图

根据高度图和颜色图创建的彩色三角形网格

(这些是我从谷歌上抓取的图片)

Answer 1

如果我没猜错的话，你想构建一个HeightMapMesh ，基于 2D 点网格 {x, y} ，具有给定高度或 z每个点的值。该值将与给定 2D 图像同一位置处的像素颜色直接相关。

获取顶点相对容易:创建 2D 网格，然后使用 PixelReader 获取颜色。

构建网格并不那么容易，但您可以基于矩形 2D 图像构建常规网格。

还有另一种选择:给定多个顶点，您可以使用 Delaunay 三角剖分生成网格。

这已在 FXyz 中实现图书馆:Surface3DMesh 。

要使用它，只需将依赖项添加到您的项目中即可:

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

以下应用程序将对您正在寻找的 HeighMapMesh 进行粗略近似。

它使用image您已发布创建List<Point3D> data基于 x 和 y 上每 5 个像素的 PixelReader，仅包含该图像的一小部分颜色样本。

使用此列表，将创建两个表面，其中一个表面将使用相同的颜色列表，根据每个顶点的高度使用纹理贴图进行填充和渲染。另一个将用作线框并渲染在顶部。

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);
    }

}

结果:

当然，这可以通过许多不同的方式来改进。

编辑

创建 3D 网格后，可以将其导出到 .OBJ 文件，包括应用的纹理。

FXyz 已包含 OBJWriter 为此目的。

这段代码:

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

将生成mapHeight.obj和mapHeight.mtl ，其中名为 palette_9.png 的漫反射图像用来。

但是，此调色板图像不使用我们定义的自定义调色板。

为了导出自定义 colorPalette，我们需要创建一个 Palette ，并将其保存到磁盘:

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();

验证调色板文件是否为 3x3 图像，其颜色来自 COLOR_LIST .

现在您可以使用3DViewer打开obj文件检查它是否正确导出。