在从高度图创建三角形网格时需要帮助 (JavaFX)

Question

我有一个程序可以生成高度图（0-255 的二维整数数组）并使用 Shape3D "Box" 对象为每个 'pixel' 高度成比例的对象构建 3D 视图它在高度图中的值。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 "Color map" 来映射地形中每个框应该是什么颜色。

我还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。

2D高度和颜色图

从高度图和颜色图创建的彩色三角形网格

（这些是我抓取的图片google）

Answer 1

如果我没猜错，您想基于二维点 {x, y} 的网格构建一个 HeightMapMesh，每个点具有给定的高度或 z 值。该值将与给定 2D 图像相同位置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，但您可以根据矩形 2D 图像构建规则网格。

还有另一种选择：给定多个顶点，您可以生成具有 Delaunay 三角剖分的网格。

这已在 FXyz library: Surface3DMesh 中实施。

要使用它，只需将依赖项添加到您的项目中：

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

以下应用程序将对您正在寻找的 HeighMapMesh 进行粗略的近似。

它使用您发布的 image 创建 List<Point3D> data 基于 x 和 y 上每 5 个像素的 PixelReader，仅使用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。另一个将用作要在顶部渲染的线框。

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进行改进。

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 已为此目的包含 OBJWriter。

此代码：

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

将生成 mapHeight.obj 和 mapHeight.mtl，其中使用名为 palette_9.png 的漫反射图像。

但是，此调色板图像未使用我们定义的自定义调色板。

为了导出自定义调色板，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();

确认调色板文件是 3x3 图像，颜色来自 COLOR_LIST。

现在您可以使用 3DViewer 打开 obj 文件以检查它是否正确导出。

在从高度图创建三角形网格时需要帮助 (JavaFX)

Need help on creating triangle mesh from height map (JavaFX)

javafx

mesh

javafx-3d

heightmap