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第15章 真实光学环境的模拟/高度域灰度图转换为法向量纹理图的工具/NormalMapUtil.java

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+package com.bn;
+import java.awt.*;
+import java.awt.event.*;
+import javax.swing.*;
+import java.awt.image.*;
+import java.awt.color.*;
+import java.io.*;
+import javax.imageio.ImageIO;
+
+public class NormalMapUtil extends JFrame 
+{
+	//创建显示源图像的标签，并将其放置到滚动窗格中
+	JLabel jls=new JLabel();
+	JScrollPane jspz=new JScrollPane(jls);
+	//创建显示目标图像的标签，并将其放置到滚动窗格中
+	JLabel jlt=new JLabel();
+	JScrollPane jspy=new JScrollPane(jlt);
+	//创建分割窗格，并设置各子窗格中显示的控件
+	JSplitPane jsp=new JSplitPane(JSplitPane.HORIZONTAL_SPLIT,jspz,jspy);
+	//创建文件选择器
+	JFileChooser jfc;
+
+	//定义一个图标引用
+	ImageIcon ii;
+	public NormalMapUtil()
+	{
+		String path=new File("a").getAbsolutePath();
+		path=path.substring(0,path.length()-2);
+		jfc=new JFileChooser(path);
+		
+		//加载选择的图片到图标对象中
+		ii=this.chooserFile();
+		//将图片设置到源标签中
+		jls.setIcon(ii);
+		//设置两个标签的水平、垂直对齐方式
+		jls.setVerticalAlignment(JLabel.CENTER);
+		jls.setHorizontalAlignment(JLabel.CENTER);
+		jlt.setVerticalAlignment(JLabel.CENTER);
+		jlt.setHorizontalAlignment(JLabel.CENTER);
+		
+		//设置分隔条的宽度以及初始位置
+		jsp.setDividerLocation(500);
+		jsp.setDividerSize(4);
+		//将分割窗格添加到窗体中
+		this.add(jsp);
+
+		//设置窗体的标题、大小位置以及可见性
+		this.setTitle("高度域灰度图转换成法向量纹理图工具");
+		this.setBounds(0,0,1000,500);
+		this.setVisible(true);
+		this.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
+		
+		Image iTemp=process();
+		//将处理后的图片设置到目标标签中
+		jlt.setIcon(new ImageIcon(iTemp));
+		
+		try
+		{
+			FileOutputStream os = new FileOutputStream("resultnt.jpg");
+			System.out.println(((RenderedImage)iTemp).getColorModel());
+      		ImageIO.write((RenderedImage)iTemp, "JPEG", os);
+      		os.flush();
+      		os.close();
+		}
+		catch(Exception e)
+		{
+			e.printStackTrace();
+		}
+	}
+
+	//加载选中图片的方法
+	public ImageIcon chooserFile()
+	{
+		//弹出文件选择器
+		int i=jfc.showOpenDialog(this);
+		//获取选择文件的路径
+		String dir=(jfc.getSelectedFile()!=null)?(jfc.getSelectedFile().getPath()):null;
+		if(dir!=null&&!dir.equals(""))
+		{
+			//按指定的路径加载图片到图标对象中并返回
+			return new ImageIcon(dir);
+		}
+		return null;
+	}
+	
+	//从源高度图生成凹凸贴图的方法
+	public Image process(){		
+		int width=ii.getImage().getWidth(null);//获取待处理图像的宽度与高度
+		int height=ii.getImage().getHeight(null); 
+		//创建两个BufferedImage对象分别用来放置待处理图像与处理后的图像     
+		BufferedImage sourceBuf=new BufferedImage(width,height,BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
+		BufferedImage targetBuf=new BufferedImage(width,height,BufferedImage.TYPE_INT_RGB);
+		//将待处理图像绘制加载到源BufferedImage对像中
+		Graphics graph=sourceBuf.getGraphics();
+		graph.drawImage(ii.getImage(),0,0,Color.white,null);
+		for(int i=0;i<height;i++){//对待处理图中像素的行循环
+			for(int j=0;j<width;j++){//对待处理图中像素的列循环
+				int color=sourceBuf.getRGB(j,i);//获取指定位置处的像素
+				//拆分出RGB三个色彩通道的值
+				int r=(color >> 16) & 0xff;int g=(color >> 8) & 0xff;int b=(color) & 0xff;
+                float c=(r+g+b)/3.0f/255.0f;//求出折算后此像素的高度                
+                if(i==0||j==width-1){//若为最左侧一列或最上面一行的像素不用计算
+                	targetBuf.setRGB(j,i,0xFF8080FF);
+                	continue;
+                }
+                //取出正上方像素的值并折算成高度
+                int colorUp=sourceBuf.getRGB(j,i-1);
+				int rUp=(colorUp >> 16) & 0xff;
+                int gUp=(colorUp >> 8) & 0xff;
+                int bUp=(colorUp) & 0xff;
+                float cUp=(rUp+gUp+bUp)/3.0f/255.0f;
+                //取出正右侧像素的值并折算成高度
+                int colorRight=sourceBuf.getRGB(j+1,i);
+				int rRight=(colorRight >> 16) & 0xff;
+                int gRight=(colorRight >> 8) & 0xff;
+                int bRight=(colorRight) & 0xff;
+                float cRight=(rRight+gRight+bRight)/3.0f/255.0f;
+                //计算出两个差分向量
+                float[] vec1={1,0,cUp-c};
+                float[] vec2={0,1,cRight-c};
+                //将差分向量叉积得到结果向量
+                float[] vResult=VectorUtil.getCrossProduct(vec1[0],vec1[1],vec1[2]*4,vec2[0],vec2[1],vec2[2]*4);
+                vResult=VectorUtil.vectorNormal(vResult);
+                //将结果向量各分量值折算到0-255的范围内
+                int cResultRed=(int)(vResult[0]*128)+128;
+                int cResultGreen=(int)(vResult[1]*128)+128;
+                int cResultBlue=(int)(vResult[2]*128)+128;                
+                cResultRed=(cResultRed>255)?255:cResultRed;
+                cResultGreen=(cResultGreen>255)?255:cResultGreen;
+                cResultBlue=(cResultBlue>255)?255:cResultBlue;
+                //将结果向量送入像素                
+                int cResult=0xFF000000;
+                cResult+=cResultRed<<16;
+                cResult+=cResultGreen<<8;
+                cResult+=cResultBlue;                
+                targetBuf.setRGB(j,i,cResult);
+			}
+		}
+		return targetBuf;
+	}
+	
+	public static void main(String[] args)
+	{
+		//创建Sample29_8窗体对象
+		new NormalMapUtil();
+	}
+}

第15章 真实光学环境的模拟/高度域灰度图转换为法向量纹理图的工具/VectorUtil.java

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+package com.bn;
+//向量计算方法的封装类
+public class VectorUtil{
+	//求两个向量的叉积
+	public static float[] getCrossProduct(float x1,float y1,float z1,float x2,float y2,float z2){		
+		//求出两个矢量叉积矢量在XYZ轴的分量ABC
+        float A=y1*z2-y2*z1;
+        float B=z1*x2-z2*x1;
+        float C=x1*y2-x2*y1;		
+		return new float[]{A,B,C};
+	}		
+	public static float[] vectorNormal(float[] vector){//向量规格化
+		float module=(float)Math.sqrt(vector[0]*vector[0]+vector[1]*vector[1]+vector[2]*vector[2]);//求向量的模	
+		return new float[]{vector[0]/module,vector[1]/module,vector[2]/module};
+	}	
+	
+	public static float mould(float[] vec){//求向量的模
+		return (float)Math.sqrt(vec[0]*vec[0]+vec[1]*vec[1]+vec[2]*vec[2]);
+	}		
+}

第15章 真实光学环境的模拟/高度域灰度图转换为法向量纹理图的工具/run.bat

@@ -0,0 +1 @@
+java -cp . com.bn.NormalMapUtil