src/SVTK/SVTK_AreaPicker.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2013  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 // Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 // CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8 // License as published by the Free Software Foundation; either
   9 // version 2.1 of the License.
  10 //
  11 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 // Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22
  23 //  SALOME VTKViewer : build VTK viewer into Salome desktop
  24 //  File   : SVTK_AreaPicker.cxx
  25 //  Author :
  26 //  Module : SALOME
  27 //
  28 #include "SVTK_AreaPicker.h"
  29
  30 #include <set>
  31
  32 #include <vtkObjectFactory.h>
  33 #include <vtkCommand.h>
  34
  35 #include <vtkAbstractMapper3D.h>
  36 #include <vtkMapper.h>
  37 #include <vtkProperty.h>
  38
  39 #include <vtkAssemblyPath.h>
  40 #include <vtkAssemblyNode.h>
  41
  42 #include <vtkRenderWindow.h>
  43 #include <vtkMatrix4x4.h>
  44 #include <vtkRenderer.h>
  45 #include <vtkPoints.h>
  46 #include <vtkCamera.h>
  47 #include <vtkCell.h>
  48
  49 namespace
  50 {
  51   //----------------------------------------------------------------------------
  52   inline
  53   double GetZ( float* theZPtr, int theSelection[4], int theDX, int theDY )
  54   {
  55     return theZPtr[theDX - theSelection[0]
  56         + ( theDY - theSelection[1] )
  57             * ( theSelection[2] - theSelection[0] + 1 )];
  58   }
  59
  60   //----------------------------------------------------------------------------
  61   inline
  62   int Check( float* theZPtr, int theSelection[4], double theTolerance,
  63       double theDZ, int theDX, int theDY )
  64   {
  65     int aRet = 0;
  66     double aZ = -1.0;
  67     if ( theDX >= theSelection[0] && theDX <= theSelection[2]
  68         && theDY >= theSelection[1] && theDY <= theSelection[3] ) {
  69       // Access the value from the captured zbuffer.  Note, we only
  70       // captured a portion of the zbuffer, so we need to offset dx by
  71       // the selection window.
  72       aZ = GetZ( theZPtr, theSelection, theDX, theDY );
  73       if ( aZ > theTolerance && aZ < 1.0 - theTolerance ) {
  74         aRet = fabs( aZ - theDZ ) <= theTolerance;
  75       }
  76     }
  77     return aRet;
  78   }
  79
  80   //----------------------------------------------------------------------------
  81   inline
  82   void GetCenter( const double theBounds[6], double theCenter[3] )
  83   {
  84     theCenter[0] = ( theBounds[1] + theBounds[0] ) / 2.0;
  85     theCenter[1] = ( theBounds[3] + theBounds[2] ) / 2.0;
  86     theCenter[2] = ( theBounds[5] + theBounds[4] ) / 2.0;
  87   }
  88
  89   //----------------------------------------------------------------------------
  90   void CalculatePickPosition( vtkRenderer *theRenderer, double theSelectionX,
  91       double theSelectionY, double theSelectionZ, double thePickPosition[3] )
  92   {
  93     // Convert the selection point into world coordinates.
  94     //
  95     theRenderer->SetDisplayPoint( theSelectionX, theSelectionY, theSelectionZ );
  96     theRenderer->DisplayToWorld();
  97     double* aWorldCoords = theRenderer->GetWorldPoint();
  98     if ( aWorldCoords[3] != 0.0 ) {
  99       for ( int i = 0; i < 3; i++ ) {
 100         thePickPosition[i] = aWorldCoords[i] / aWorldCoords[3];
 101       }
 102     }
 103   }
 104 }
 105
 106 vtkStandardNewMacro( SVTK_AreaPicker )
 107 ;
 108
 109 SVTK_AreaPicker::SVTK_AreaPicker()
 110 {
 111   this->Tolerance = 0.005;
 112   this->PickPoints = 1;
 113 }
 114
 115 SVTK_AreaPicker::~SVTK_AreaPicker()
 116 {
 117 }
 118
 119 int SVTK_AreaPicker::Pick( double, double, double, vtkRenderer* )
 120 {
 121   return 0;
 122 }
 123
 124 int SVTK_AreaPicker::Pick( double theSelectionX, double theSelectionY,
 125     double theSelectionX2, double theSelectionY2, vtkRenderer *theRenderer,
 126     SelectionMode theMode )
 127 {
 128   QVector< QPoint > aPoints;
 129   aPoints.append( QPoint( (int)theSelectionX, (int)theSelectionY ) );
 130   aPoints.append( QPoint( (int)theSelectionX2, (int)theSelectionY2 ) );
 131   return Pick( aPoints, theRenderer, theMode );
 132 }
 133
 134 int SVTK_AreaPicker::Pick( QVector< QPoint >& thePoints,
 135     vtkRenderer *theRenderer, SelectionMode theMode )
 136 {
 137   //  Initialize picking process
 138   this->Initialize();
 139   myCellIdsMap.clear();
 140   myPointIdsMap.clear();
 141   this->Renderer = theRenderer;
 142
 143   if ( theMode == RectangleMode ) {
 144     mySelection[0] = thePoints[0].x();
 145     mySelection[1] = thePoints[0].y();
 146     mySelection[2] = thePoints[1].x();
 147     mySelection[3] = thePoints[1].y();
 148   }
 149   else if( theMode == PolygonMode ) {
 150     int minX, minY, maxX, maxY;
 151     minX = maxX = thePoints[0].x();
 152     minY = maxY = thePoints[0].y();
 153     for ( int i=0; i < thePoints.size(); i++ ) {
 154       if ( thePoints[i].x() < minX )
 155       minX = thePoints[i].x();
 156       if ( thePoints[i].x() > maxX )
 157       maxX = thePoints[i].x();
 158       if ( thePoints[i].y() < minY )
 159       minY = thePoints[i].y();
 160       if ( thePoints[i].y() > maxY )
 161       maxY = thePoints[i].y();
 162     }
 163     mySelection[0] = minX;
 164     mySelection[1] = minY;
 165     mySelection[2] = maxX;
 166     mySelection[3] = maxY;
 167   }
 168
 169   // Invoke start pick method if defined
 170   this->InvokeEvent( vtkCommand::StartPickEvent, NULL );
 171
 172   vtkPropCollection *aProps;
 173   if ( this->PickFromList ) aProps = this->GetPickList();
 174   else
 175     aProps = theRenderer->GetViewProps();
 176
 177   aProps->InitTraversal();
 178   while( vtkProp* aProp = aProps->GetNextProp() ) {
 179     aProp->InitPathTraversal();
 180     while( vtkAssemblyPath* aPath = aProp->GetNextPath() ) {
 181       vtkMapper *aMapper = NULL;
 182       bool anIsPickable = false;
 183       vtkActor* anActor = NULL;
 184       vtkProp *aPropCandidate = aPath->GetLastNode()->GetViewProp();
 185       if ( aPropCandidate->GetPickable() && aPropCandidate->GetVisibility() ) {
 186         anIsPickable = true;
 187         anActor = vtkActor::SafeDownCast( aPropCandidate );
 188         if ( anActor ) {
 189           aMapper = anActor->GetMapper();
 190           if ( anActor->GetProperty()->GetOpacity() <= 0.0 ) anIsPickable =
 191               false;
 192         }
 193       }
 194       if ( anIsPickable && aMapper && aMapper->GetInput() ) {
 195         if ( this->PickPoints ) {
 196           TVectorIds& aVisibleIds = myPointIdsMap[anActor];
 197           TVectorIds anInVisibleIds;
 198           SelectVisiblePoints( thePoints, theRenderer, aMapper->GetInput(),
 199               aVisibleIds, anInVisibleIds, this->Tolerance, theMode );
 200           if ( aVisibleIds.empty() ) {
 201             myPointIdsMap.erase( myPointIdsMap.find( anActor ) );
 202           }
 203         }
 204         else {
 205           TVectorIds& aVectorIds = myCellIdsMap[anActor];
 206           SelectVisibleCells( thePoints, theRenderer, aMapper->GetInput(),
 207               aVectorIds, this->Tolerance, theMode );
 208           if ( aVectorIds.empty() ) {
 209             myCellIdsMap.erase( myCellIdsMap.find( anActor ) );
 210           }
 211         }
 212       }
 213     }
 214   }
 215
 216   // Invoke end pick method if defined
 217   this->InvokeEvent( vtkCommand::EndPickEvent, NULL );
 218
 219   return myPointIdsMap.empty() || myCellIdsMap.empty();
 220 }
 221
 222 //----------------------------------------------------------------------------
 223 void SVTK_AreaPicker::SelectVisiblePoints( QVector< QPoint >& thePoints,
 224     vtkRenderer *theRenderer, vtkDataSet *theInput,
 225     SVTK_AreaPicker::TVectorIds& theVisibleIds,
 226     SVTK_AreaPicker::TVectorIds& theInVisibleIds, double theTolerance,
 227     SelectionMode theMode )
 228 {
 229   theVisibleIds.clear();
 230   theInVisibleIds.clear();
 231
 232   vtkIdType aNumPts = theInput->GetNumberOfPoints();
 233   if ( aNumPts < 1 ) return;
 234
 235   theVisibleIds.reserve( aNumPts / 2 + 1 );
 236   theInVisibleIds.reserve( aNumPts / 2 + 1 );
 237
 238   // Grab the composite perspective transform.  This matrix is used to convert
 239   // each point to view coordinates.  vtkRenderer provides a WorldToView()
 240   // method but it computes the composite perspective transform each time
 241   // WorldToView() is called.  This is expensive, so we get the matrix once
 242   // and handle the transformation ourselves.
 243   vtkMatrix4x4 *aMatrix = vtkMatrix4x4::New();
 244   aMatrix->DeepCopy(
 245       theRenderer->GetActiveCamera()->GetCompositeProjectionTransformMatrix(
 246           theRenderer->GetTiledAspectRatio(), 0, 1 ) );
 247
 248   // We grab the z-buffer for the selection region all at once and probe the resulting array.
 249   float *aZPtr = theRenderer->GetRenderWindow()->GetZbufferData( mySelection[0],
 250       mySelection[1], mySelection[2], mySelection[3] );
 251
 252   for ( vtkIdType aPntId = 0; aPntId < aNumPts; aPntId++ ) {
 253     // perform conversion
 254     double aX[4] = { 1.0, 1.0, 1.0, 1.0 };
 255     theInput->GetPoint( aPntId, aX );
 256
 257     double aView[4];
 258     aMatrix->MultiplyPoint( aX, aView );
 259     if ( aView[3] == 0.0 ) continue;
 260     theRenderer->SetViewPoint( aView[0] / aView[3], aView[1] / aView[3],
 261         aView[2] / aView[3] );
 262     theRenderer->ViewToDisplay();
 263
 264     double aDX[3];
 265     theRenderer->GetDisplayPoint( aDX );
 266
 267     bool isInSelection;
 268     if ( theMode == RectangleMode ) isInSelection = aDX[0] >= mySelection[0]
 269         && aDX[0] <= mySelection[2] && aDX[1] >= mySelection[1]
 270         && aDX[1] <= mySelection[3];
 271     else
 272       if ( theMode == PolygonMode ) isInSelection =
 273         isPointInPolygon( QPoint( (int)aDX[0], (int)aDX[1] ), thePoints );
 274
 275     // check whether visible and in selection window
 276     if ( isInSelection ) {
 277       int aDX0 = int( aDX[0] );
 278       int aDX1 = int( aDX[1] );
 279
 280       int aRet = Check( aZPtr, mySelection, theTolerance, aDX[2], aDX0, aDX1 );
 281       if ( aRet > 0 ) goto ADD_VISIBLE;
 282       if ( aRet < 0 ) goto ADD_INVISIBLE;
 283
 284       static int aMaxRadius = 5;
 285       for ( int aRadius = 1; aRadius < aMaxRadius; aRadius++ ) {
 286         int aStartDX[2] = { aDX0 - aRadius, aDX1 - aRadius };
 287         for ( int i = 0; i <= aRadius; i++ ) {
 288           int aRet = Check( aZPtr, mySelection, theTolerance, aDX[2],
 289               aStartDX[0]++, aStartDX[1] );
 290           if ( aRet > 0 ) goto ADD_VISIBLE;
 291           if ( aRet < 0 ) goto ADD_INVISIBLE;
 292         }
 293         for ( int i = 0; i <= aRadius; i++ ) {
 294           int aRet = Check( aZPtr, mySelection, theTolerance, aDX[2],
 295               aStartDX[0], aStartDX[1]++ );
 296           if ( aRet > 0 ) goto ADD_VISIBLE;
 297           if ( aRet < 0 ) goto ADD_INVISIBLE;
 298         }
 299         for ( int i = 0; i <= aRadius; i++ ) {
 300           int aRet = Check( aZPtr, mySelection, theTolerance, aDX[2],
 301               aStartDX[0]--, aStartDX[1] );
 302           if ( aRet > 0 ) goto ADD_VISIBLE;
 303           if ( aRet < 0 ) goto ADD_INVISIBLE;
 304         }
 305         for ( int i = 0; i <= aRadius; i++ ) {
 306           int aRet = Check( aZPtr, mySelection, theTolerance, aDX[2],
 307               aStartDX[0], aStartDX[1]-- );
 308           if ( aRet > 0 ) goto ADD_VISIBLE;
 309           if ( aRet < 0 ) goto ADD_INVISIBLE;
 310         }
 311       }
 312       if ( false ) ADD_VISIBLE:theVisibleIds.push_back( aPntId );
 313       if ( false ) ADD_INVISIBLE:theInVisibleIds.push_back( aPntId );
 314     }
 315   }  //for all points
 316
 317   aMatrix->Delete();
 318
 319   if ( aZPtr ) delete[] aZPtr;
 320 }
 321
 322 void SVTK_AreaPicker::SelectVisibleCells( QVector< QPoint >& thePoints,
 323     vtkRenderer *theRenderer, vtkDataSet *theInput,
 324     SVTK_AreaPicker::TVectorIds& theVectorIds, double theTolerance,
 325     SelectionMode theMode )
 326 {
 327   theVectorIds.clear();
 328
 329   vtkIdType aNumCells = theInput->GetNumberOfCells();
 330   if ( aNumCells < 1 ) return;
 331
 332   theVectorIds.reserve( aNumCells / 2 + 1 );
 333
 334   SVTK_AreaPicker::TVectorIds aVisiblePntIds;
 335   SVTK_AreaPicker::TVectorIds anInVisiblePntIds;
 336   SelectVisiblePoints( thePoints, theRenderer, theInput, aVisiblePntIds,
 337       anInVisiblePntIds, theTolerance, theMode );
 338
 339   typedef std::set< vtkIdType > TIdsSet;
 340   TIdsSet aVisibleIds( aVisiblePntIds.begin(), aVisiblePntIds.end() );
 341   TIdsSet anInVisibleIds( anInVisiblePntIds.begin(), anInVisiblePntIds.end() );
 342
 343   // Grab the composite perspective transform.  This matrix is used to convert
 344   // each point to view coordinates.  vtkRenderer provides a WorldToView()
 345   // method but it computes the composite perspective transform each time
 346   // WorldToView() is called.  This is expensive, so we get the matrix once
 347   // and handle the transformation ourselves.
 348   vtkMatrix4x4 *aMatrix = vtkMatrix4x4::New();
 349   aMatrix->DeepCopy(
 350       theRenderer->GetActiveCamera()->GetCompositeProjectionTransformMatrix(
 351           theRenderer->GetTiledAspectRatio(), 0, 1 ) );
 352
 353   for ( vtkIdType aCellId = 0; aCellId < aNumCells; aCellId++ ) {
 354     vtkCell* aCell = theInput->GetCell( aCellId );
 355
 356     double aBounds[6];
 357     aCell->GetBounds( aBounds );
 358
 359     double aCenter[3];
 360     GetCenter( aBounds, aCenter );
 361
 362     double aView[4];
 363     double aX[4] = { aCenter[0], aCenter[1], aCenter[2], 1.0 };
 364     aMatrix->MultiplyPoint( aX, aView );
 365
 366     if ( aView[3] == 0.0 ) continue;
 367
 368     theRenderer->SetViewPoint( aView[0] / aView[3], aView[1] / aView[3],
 369         aView[2] / aView[3] );
 370     theRenderer->ViewToDisplay();
 371
 372     double aDX[3];
 373     theRenderer->GetDisplayPoint( aDX );
 374
 375     bool isInSelection;
 376     if ( theMode == RectangleMode ) isInSelection = aDX[0] >= mySelection[0]
 377         && aDX[0] <= mySelection[2] && aDX[1] >= mySelection[1]
 378         && aDX[1] <= mySelection[3];
 379     else
 380       if ( theMode == PolygonMode ) isInSelection =
 381         isPointInPolygon( QPoint( (int)aDX[0], (int)aDX[1] ), thePoints );
 382     // check whether visible and in selection window
 383     if ( isInSelection ) {
 384       vtkIdType aNumPts = aCell->GetNumberOfPoints();
 385       bool anIsVisible = true;
 386       for ( vtkIdType anId = 0; anId < aNumPts; anId++ ) {
 387         vtkIdType aPntId = aCell->GetPointId( anId );
 388         anIsVisible = aVisibleIds.find( aPntId ) != aVisibleIds.end();
 389         if ( !anIsVisible ) break;
 390       }
 391       if ( anIsVisible ) theVectorIds.push_back( aCellId );
 392     }
 393   }  //for all parts
 394 }
 395
 396 bool SVTK_AreaPicker::isPointInPolygon( const QPoint& thePoint, const QVector<QPoint>& thePolygon )
 397 {
 398   double eps = 1.0;
 399   if ( thePolygon.size() < 3 ) return false;
 400
 401   QVector< QPoint >::const_iterator end = thePolygon.end();
 402   QPoint last_pt = thePolygon.back();
 403
 404   last_pt.setX( last_pt.x() - thePoint.x() );
 405   last_pt.setY( last_pt.y() - thePoint.y() );
 406
 407   double sum = 0.0;
 408
 409   for ( QVector< QPoint >::const_iterator iter = thePolygon.begin();
 410       iter != end; ++iter ) {
 411     QPoint cur_pt = *iter;
 412     cur_pt.setX( cur_pt.x() - thePoint.x() );
 413     cur_pt.setY( cur_pt.y() - thePoint.y() );
 414
 415     double del = last_pt.x() * cur_pt.y() - cur_pt.x() * last_pt.y();
 416     double xy = cur_pt.x() * last_pt.x() + cur_pt.y() * last_pt.y();
 417
 418     sum +=
 419         ( atan(
 420             ( last_pt.x() * last_pt.x() + last_pt.y() * last_pt.y() - xy )
 421                 / del )
 422             + atan(
 423                 ( cur_pt.x() * cur_pt.x() + cur_pt.y() * cur_pt.y() - xy )
 424                     / del ) );
 425
 426     last_pt = cur_pt;
 427   }
 428   return fabs( sum ) > eps;
 429 }
 430
 431 const SVTK_AreaPicker::TVectorIdsMap&
 432 SVTK_AreaPicker::GetPointIdsMap() const
 433 {
 434   return myPointIdsMap;
 435 }
 436
 437 const SVTK_AreaPicker::TVectorIdsMap&
 438 SVTK_AreaPicker::GetCellIdsMap() const
 439 {
 440   return myCellIdsMap;
 441 }