Application: gvSIG desktop

/* gvSIG. Sistema de Informaci?n Geogr?fica de la Generalitat Valenciana

 *

 * Copyright (C) 2007 IVER T.I. and Generalitat Valenciana.

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 * along with this program; if not, write to the Free Software

 * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307,USA.

 */

package org.gvsig.raster.grid.render;

import java.awt.Dimension;

import java.awt.Graphics2D;

import java.awt.Image;

import java.awt.geom.AffineTransform;

import java.awt.geom.NoninvertibleTransformException;

import java.awt.geom.Point2D;

import org.gvsig.raster.buffer.BufferFactory;

import org.gvsig.raster.dataset.IBuffer;

import org.gvsig.raster.dataset.IRasterDataSource;

import org.gvsig.raster.dataset.InvalidSetViewException;

import org.gvsig.raster.dataset.io.RasterDriverException;

import org.gvsig.raster.dataset.properties.DatasetColorInterpretation;

import org.gvsig.raster.datastruct.Extent;

import org.gvsig.raster.datastruct.ViewPortData;

import org.gvsig.raster.grid.Grid;

import org.gvsig.raster.grid.GridTransparency;

import org.gvsig.raster.grid.filter.RasterFilter;

import org.gvsig.raster.grid.filter.RasterFilterList;

import org.gvsig.raster.grid.filter.bands.ColorTableFilter;

import org.gvsig.raster.util.RasterUtilities;

/**

 * Esta clase se encarga de la gesti?n del dibujado de datos le?dos desde la capa

 * "dataaccess" sobre objetos java. Para ello necesita una fuente de datos que tipicamente

 * es un buffer (RasterBuffer) y un objeto que realice la funci?n de escritura de datos a

 * partir de un estado inicial.

 * Esta capa del renderizado gestiona Extents, rotaciones, tama?os de vista pero la escritura

 * de datos desde el buffer al objeto image es llevada a cabo por ImageDrawer.

 *

 * Par?metros de control de la visualizaci?n:

 * <UL>

 * <LI>renderBands: Orden de visualizado de las bands.</LI>

 * <LI>replicateBands: Para visualizaci?n de raster de una banda. Dice si se replica sobre las otras dos bandas

 * de visualizaci?n o se ponen a 0.</LI>

 * <LI>enhanced: aplicaci?n de filtro de realce</LI>

 * <LI>removeEnds: Eliminar extremos en el filtro de realce. Uso del segundo m?ximo y m?nimo</LI>

 * <LI>tailTrim: Aplicacion de recorte de colas en el realce. Es un valor decimal que representa el porcentaje del recorte entre 100.

 * Es decir, 0.1 significa que el recorte es de un 10%</LI>

 * </UL>

 *

 * @author Nacho Brodin (nachobrodin@gmail.com)

 */

public class Rendering {

        /**

         * Grid para la gesti?n del buffer

         */

        private Grid             grid             = null;

        /**

         * Fuente de datos para el renderizado

         */

        private BufferFactory    bufferFactory    = null;

        /**

         * Objeto sobre el cual se hace el renderizado

         */

        private Image            geoImage         = null;

        /**

         * N?mero de bandas a renderizar y en el orden que se har?. Esto es asignado

         * por el usuario de la renderizaci?n.

         */

        private int[]            renderBands      = { 0, 1, 2 };

        /**

         * Tiene el comportamiento cuando se tiene un raster con una. Dice si en las

         * otras bandas a renderizar se replica la banda existente o se ponen a 0.

         */

        private boolean          replicateBand    = false;

        private ImageDrawer      drawer           = null;

        /**

         * Ultima transparencia aplicada en la visualizaci?n que es obtenida desde el

         * grid

         */

        private GridTransparency lastTransparency = null;

        /**

         * Lista de filtros aplicada en la renderizaci?n

         */

        private RasterFilterList filterList       = null;

        private IBuffer          lastRenderBuffer = null;

        /**

         * Ancho y alto del objeto Image en una petici?n de dibujado a un raster

         * raster

         */

        private double           widthImage, heightImage;

        private Point2D          ulPxRequest, lrPxRequest;

        /**

         * Constructor

         */

        public Rendering() {

                init();

        }

        /**

         * Constructor

         * @param grid

         */

        public Rendering(Grid grid) {

                this.grid = grid;

                init();

        }

        /**

         * Constructor

         * @param grid

         */

        public Rendering(BufferFactory ds) {

                this.bufferFactory = ds;

                init();

        }

        private void init(){

                drawer = new ImageDrawer(this);

                //Bandas que se dibujan por defecto si la interpretaci?n de color no tiene valores

                if (bufferFactory != null && bufferFactory.getDataSource().getBandCount() == 1)

                        setRenderBands(new int[] { 0, 0, 0 });

                else if (bufferFactory != null && bufferFactory.getDataSource().getBandCount() == 2)

                        setRenderBands(new int[] { 0, 1, 1 });

                else

                        setRenderBands(new int[] { 0, 1, 2 });

                //---------------------------------------------------

                //INICIALIZACI?N DE LA INTERPRETACI?N DE COLOR

                //Inicializaci?n de la asignaci?n de bandas en el renderizado

                //Leemos el objeto metadata para obtener la interpretaci?n de color asociada al raster

                if (bufferFactory != null && bufferFactory.getDataSource().getDatasetCount() == 1) {

                        DatasetColorInterpretation colorInterpr = bufferFactory.getDataSource().getDataset(0)[0].getColorInterpretation();

                        if (colorInterpr != null) {

                                if (colorInterpr.getBand(DatasetColorInterpretation.PAL_BAND) == -1) {

                                        if(colorInterpr.isUndefined()) 

                                                return;

                                        int[] result = new int[]{-1, -1, -1};

                                        int gray = colorInterpr.getBand(DatasetColorInterpretation.GRAY_BAND);

                                        if(gray != -1) {

                                                result[0] = result[1] = result[2] = gray;

                                        } else {

                                                int r = colorInterpr.getBand(DatasetColorInterpretation.RED_BAND);

                                                if ( r != -1) 

                                                        result[0] = r;

                                                int g = colorInterpr.getBand(DatasetColorInterpretation.GREEN_BAND);

                                                if ( g != -1) 

                                                        result[1] = g; 

                                                int b = colorInterpr.getBand(DatasetColorInterpretation.BLUE_BAND);

                                                if ( b != -1) 

                                                        result[2] = b; 

                                        }

                                        setRenderBands(result);

                                }

                        }

                }

        }

        /**

         * Dibuja el raster sobre el Graphics. Para ello debemos de pasar el viewPort que corresponde a la

         * vista. Este viewPort es ajustado a los tama?os m?ximos y m?nimos de la imagen por la funci?n

         * calculateNewView. Esta funci?n tambi?n asignar? la vista a los drivers. Posteriormente se calcula

         * el alto y ancho de la imagen a dibujar (wImg, hImg), as? como el punto donde se va a pintar dentro

         * del graphics (pt). Finalmente se llama a updateImage del driver para que pinte y una vez dibujado

         * se pasa a trav?s de la funci?n renderizeRaster que es la encargada de aplicar la pila de filtros

         * sobre el Image que ha devuelto el driver.

         *

         * Para calcular en que coordenada pixel (pt) se empezar? a pintar el BufferedImage con el raster le?do

         * se aplica sobre la esquina superior izquierda de esta la matriz de transformaci?n del ViewPortData

         * pasado vp.mat.transform(pt, pt). Si el raster no est? rotado este punto es el resultante de la

         * funci?n calculateNewView que devuelve la petici?n ajustada al extent de la imagen (sin rotar). Si

         * el raster est? rotado necesitaremos para la transformaci?n el resultado de la funci?n coordULRotateRaster.

         * Lo que hace esta ?ltima es colocar la petici?n que ha sido puesta en coordenadas de la imagen sin rotar

         * (para pedir al driver de forma correcta) otra vez en coordenadas de la imagen rotada (para calcular su

         * posici?n de dibujado).

         *

         * Para dibujar sobre el Graphics2D el raster rotado aplicaremos la matriz de transformaci?n con los

         * par?metros de Shear sobre este Graphics de forma inversa. Como hemos movido el fondo tendremos que

         * recalcular ahora el punto donde se comienza a dibujar aplicandole la transformaci?n sobre este

         * at.inverseTransform(pt, pt);. Finalmente volcamos el BufferedImage sobre el Graphics volviendo a dejar

         * el Graphics en su posici?n original al acabar.

         *

         * @param g Graphics sobre el que se pinta

         * @param vp ViewPort de la extensi?n a dibujar

         * @throws InvalidSetViewException

         * @throws ArrayIndexOutOfBoundsException

         */

        public synchronized Image draw(Graphics2D g, ViewPortData vp)

                throws RasterDriverException, InvalidSetViewException, InterruptedException {

                geoImage = null;

                IRasterDataSource dataset = bufferFactory.getDataSource();

                AffineTransform transf = dataset.getAffineTransform();

                if(RasterUtilities.isOutside(vp.getExtent(), dataset.getExtent()))

                        return null;

                Extent adjustedRotedRequest = request(vp, dataset);

                if ((widthImage <= 0) || (heightImage <= 0))

                        return null;

                double[] step = null;

                if (bufferFactory != null) {

                        if (lastTransparency == null)

                                lastTransparency = new GridTransparency(bufferFactory.getDataSource().getTransparencyFilesStatus());

                        // Asignamos la banda de transparencia si existe esta

                        if (bufferFactory.getDataSource().getTransparencyFilesStatus().existAlphaBand()) {

                                // BufferFactory bufferFactoryAlphaBand = new BufferFactory(bufferFactory.getMultiRasterDataset());

                                bufferFactory.setSupersamplingLoadingBuffer(false); // Desactivamos el supersampleo en la carga del buffer.

                                bufferFactory.setDrawableBands(new int[] { lastTransparency.getAlphaBandNumber(), -1, -1 });

                                bufferFactory.setAreaOfInterest(adjustedRotedRequest.getULX(), adjustedRotedRequest.getULY(), adjustedRotedRequest.getLRX(), adjustedRotedRequest.getLRY(), (int)Math.round(widthImage), (int)Math.round(heightImage));

                                bufferFactory.setSupersamplingLoadingBuffer(true);

                                lastTransparency.setAlphaBand(bufferFactory.getRasterBuf());

                                lastTransparency.activeTransparency();

                        }

                        bufferFactory.setSupersamplingLoadingBuffer(false); // Desactivamos el supersampleo en la carga del buffer.

                        // En el renderizado ser? ImageDrawer el que se encargue de esta funci?n

                        bufferFactory.setDrawableBands(getRenderBands());

                        step = bufferFactory.setAreaOfInterest(adjustedRotedRequest.getULX(), adjustedRotedRequest.getULY(), adjustedRotedRequest.getLRX(), adjustedRotedRequest.getLRY(), (int)Math.round(widthImage), (int)Math.round(heightImage));

                        bufferFactory.setSupersamplingLoadingBuffer(true);

                } else

                        return null;

                grid = new Grid(bufferFactory, true);

                filterList.addEnvParam("Transparency", lastTransparency);

                grid.setFilterList(filterList);

                grid.applyFilters();

                // Objeto con la info de paleta

                lastRenderBuffer = grid.getRasterBuf();

                drawer.setBuffer(lastRenderBuffer); // Buffer de datos a renderizar

                drawer.setStep(step); // Desplazamiento para supersampleo

                drawer.setBufferSize((int)Math.round(widthImage), (int)Math.round(heightImage)); // Ancho y alto del buffer

                geoImage = drawer.drawBufferOverImageObject(replicateBand, getRenderBands()); // Acci?n de renderizado

                //En el caso de no tenga rotaci?n y el tama?o de pixel sea positivo en X y negativo en Y no aplicamos ninguna

                //transformaci?n. Esto no es necesario hacerlo, sin ello se visualiza igual. Unicamente se hace porque de esta

                //forma el raster resultante mejora un poco en calidad en ciertos niveles de zoom ya que al aplicar transformaciones

                //sobre el Graphics parece que pierde algo de calidad.

                if(transf.getScaleX() > 0 && transf.getScaleY() < 0 && transf.getShearX() == 0 && transf.getShearY() == 0) {

                        Point2D lastGraphicOffset = new Point2D.Double(adjustedRotedRequest.getULX(), adjustedRotedRequest.getULY());

                        vp.mat.transform(lastGraphicOffset, lastGraphicOffset);

                        g.drawImage(geoImage, (int) Math.round(lastGraphicOffset.getX()), (int) Math.round(lastGraphicOffset.getY()), null);

                        return geoImage;

                }

                /*

                 * Tenemos una matriz con la transformaci?n de la coordenadas de la vista a coordenadas reales vp.mat, adem?s tenemos

                 * la transformaci?n de coordenadas reales a coordenadas pixel (transf). Con ambas podemos obtener una matriz de trasformacion

                 * entre coordenadas de la vista a coordenadas pixel (transf X vp.mat). As? obtenemos la transformaci?n entre coordenadas

                 * de la vista y coordenadas pixel del raster. El problemas es que cada zoom la escala de la petici?n del raster varia

                 * por lo que habr? que calcular una matriz con la escala (escale). escale X transf X vp.mat

                 */

                double sX = Math.abs(ulPxRequest.getX() - lrPxRequest.getX()) / widthImage;

                double sY = Math.abs(ulPxRequest.getY() - lrPxRequest.getY()) / heightImage;

                AffineTransform escale = new AffineTransform(sX, 0, 0, sY, 0, 0);

                try {

                        AffineTransform at = (AffineTransform)escale.clone();

                        at.preConcatenate(transf);

                        at.preConcatenate(vp.getMat());

                        g.transform(at);

                        Point2D.Double pt = null;

                        //El punto sobre el que rota la imagen depende del signo de los tama?os del pixel

                        if(transf.getScaleX() < 0 && transf.getScaleY() < 0)

                                pt = new Point2D.Double(adjustedRotedRequest.maxX(), adjustedRotedRequest.maxY());

                        else if(transf.getScaleX() > 0 && transf.getScaleY() > 0)

                                pt = new Point2D.Double(adjustedRotedRequest.minX(), adjustedRotedRequest.minY());

                        else if(transf.getScaleX() < 0 && transf.getScaleY() > 0)

                                pt = new Point2D.Double(adjustedRotedRequest.maxX(), adjustedRotedRequest.minY());

                        else

                                pt = new Point2D.Double(adjustedRotedRequest.getULX(), adjustedRotedRequest.getULY());

                        vp.getMat().transform(pt, pt);

                        at.inverseTransform(pt, pt);

                        g.drawImage(geoImage, (int) Math.round(pt.getX()), (int) Math.round(pt.getY()), null);

                        g.transform(at.createInverse());

                } catch (NoninvertibleTransformException e) {

                        e.printStackTrace();

                }

                return geoImage;

                // long t2 = new Date().getTime();

                // System.out.println("Renderizando Raster: " + ((t2 - t1) / 1000D) + ", secs.");

        }

        /**

         * Calculamos la petici?n en coordenadas del mundo real con la transformaci?n del raster. Esto

         * permite obtener las coordenadas de la petici?n con la rotaci?n, si la tiene.

         * @param vp

         * @param dataset

         * @return

         */

        private Extent request(ViewPortData vp, IRasterDataSource dataset) {

                if (dataset.isRotated()) {

                        //Obtenemos las cuatro esquinas de la selecci?n que hemos hecho en la vista

                        Point2D ul = new Point2D.Double(vp.getExtent().minX(), vp.getExtent().maxY());

                        Point2D ur = new Point2D.Double(vp.getExtent().maxX(), vp.getExtent().maxY());

                        Point2D ll = new Point2D.Double(vp.getExtent().minX(), vp.getExtent().minY());

                        Point2D lr = new Point2D.Double(vp.getExtent().maxX(), vp.getExtent().minY());

                        //Las pasamos a coordenadas pixel del raster

                        ul = dataset.worldToRaster(ul);

                        ur = dataset.worldToRaster(ur);

                        ll = dataset.worldToRaster(ll);

                        lr = dataset.worldToRaster(lr);

                        //Obtenemos los valores pixel m?ximos y m?nimos para X e Y

                        double pxMaxX = Math.max(Math.max(ul.getX(), ur.getX()), Math.max(ll.getX(), lr.getX()));

                        double pxMaxY = Math.max(Math.max(ul.getY(), ur.getY()), Math.max(ll.getY(), lr.getY()));

                        double pxMinX = Math.min(Math.min(ul.getX(), ur.getX()), Math.min(ll.getX(), lr.getX()));

                        double pxMinY = Math.min(Math.min(ul.getY(), ur.getY()), Math.min(ll.getY(), lr.getY()));

                        //Ajustamos las coordenadas pixel al ?rea m?xima del raster

                        pxMinX = Math.max(pxMinX, 0);

                        pxMinY = Math.max(pxMinY, 0);

                        pxMaxX = Math.min(pxMaxX, dataset.getWidth());

                        pxMaxY = Math.min(pxMaxY, dataset.getHeight());

                        //Petici?n en coordenadas pixel

                        ulPxRequest = new Point2D.Double(pxMinX, pxMinY);

                        lrPxRequest = new Point2D.Double(pxMaxX, pxMaxY);

                        //Calculamos el ancho y alto del buffer sobre el que se escribe la petici?n

                        widthImage = ((Math.abs(lrPxRequest.getX() - ulPxRequest.getX()) * vp.getWidth()) / Math.abs(ul.getX() - ur.getX()));

                        heightImage = ((Math.abs(lrPxRequest.getY() - ulPxRequest.getY()) * vp.getHeight()) / Math.abs(ur.getY() - lr.getY()));

                        //Convertimos la petici?n en coordenadas pixel a petici?n en coordenadas reales.

                        Point2D ulWC = dataset.rasterToWorld(ulPxRequest);

                        Point2D lrWC = dataset.rasterToWorld(lrPxRequest);

                        //Ajustamos la petici?n a los limites del raster, teniendo en cuenta la rotaci?n de este.

                        return new Extent(ulWC, lrWC);

                }

                Extent adjustedRotedExtent = RasterUtilities.calculateAdjustedView(vp.getExtent(), dataset.getAffineTransform(), new Dimension((int)dataset.getWidth(), (int)dataset.getHeight()));

                widthImage = (int)Math.round(Math.abs(adjustedRotedExtent.width() * vp.getMat().getScaleX()));

                heightImage = (int)Math.round(Math.abs(adjustedRotedExtent.height() * vp.getMat().getScaleY()));

                Point2D ul = new Point2D.Double(adjustedRotedExtent.getULX(), adjustedRotedExtent.getULY());

                Point2D lr = new Point2D.Double(adjustedRotedExtent.getLRX(), adjustedRotedExtent.getLRY());

                ul = dataset.worldToRaster(ul);

                lr = dataset.worldToRaster(lr);

                ulPxRequest = new Point2D.Double(ul.getX(), ul.getY());

                lrPxRequest = new Point2D.Double(lr.getX(), lr.getY());

                return adjustedRotedExtent;

        }

        /**

         * Obtiene el n?mero de bandas y el orden de renderizado. Cada posici?n del

         * vector es una banda del buffer y el contenido de esa posici?n es la banda

         * de la imagen que se dibujar? sobre ese buffer. A la hora de renderizar hay

         * que tener en cuenta que solo se renderizan las tres primeras bandas del

         * buffer por lo que solo se tienen en cuenta los tres primeros elementos. Por

         * ejemplo, el array {1, 0, 3} dibujar? sobre el Graphics las bandas 1,0 y 3

         * de un raster de al menos 4 bandas. La notaci?n con -1 en alguna posici?n

         * del vector solo tiene sentido en la visualizaci?n pero no se puede as?gnar

         * una banda del buffer a null. Algunos ejemplos:

         * <P>

         * <UL>

         * <LI> {-1, 0, -1} Dibuja la banda 0 del raster en la G de la visualizaci?n. Si

         * replicateBand es true R = G = B sino R = B = 0 </LI>

         * <LI> {1, 0, 3} La R = banda 1 del raster, G = 0 y B = 3 </LI>

         * <LI> {0} La R = banda 0 del raster. Si replicateBand es true R = G = B 

         * sino G = B = 0</LI>

         * </UL>

         * </P>

         *

         * @return bandas y su posici?n

         */

        public int[] getRenderBands() {

                return renderBands;

        }

        /**

                 * Asigna el n?mero de bandas y el orden de renderizado. Cada posici?n del vector es una banda

         * del buffer y el contenido de esa posici?n es la banda de la imagen que se dibujar?

         * sobre ese buffer. A la hora de renderizar hay que tener en cuenta que solo se renderizan las

         * tres primeras bandas del buffer por lo que solo se tienen en cuenta los tres primeros

         * elementos. Por ejemplo, el array {1, 0, 3} dibujar? sobre el Graphics las bandas 1,0 y 3 de un

         * raster que tiene al menos 4 bandas. La notaci?n con -1 en alguna posici?n del vector solo tiene sentido

         * en la visualizaci?n pero no se puede as?gnar una banda del buffer a null.

         * Algunos ejemplos:

         * <P>

         * {-1, 0, -1} Dibuja la banda 0 del raster en la G de la visualizaci?n.

         * Si replicateBand es true R = G = B sino R = B = 0

         * {1, 0, 3} La R = banda 1 del raster, G = 0 y B = 3

         * {0} La R = banda 0 del raster. Si replicateBand es true R = G = B sino G = B = 0

         * </P>

         *

         *

                 * @param renderBands: bandas y su posici?n

                 */

        public void setRenderBands(int[] renderBands) {

                this.renderBands = renderBands;

                if (filterList != null) {

                        for (int i = 0; i < filterList.lenght(); i++)

                                ((RasterFilter) filterList.get(i)).addParam("renderBands", renderBands);

                }

        }

        /**

         * Dado que la notaci?n de bandas para renderizado admite posiciones con -1 y la notaci?n del

         * buffer no ya que no tendria sentido. Esta funci?n adapta la primera notaci?n a la segunda

         * para realizar la petici?n setAreaOfInterest y cargar el buffer.

         * @param b Array que indica la posici?n de bandas para el renderizado

         * @return Array que indica la posici?n de bandas para la petici?n

         */

        public int[] formatArrayRenderBand(int[] b) {

                int cont = 0;

                for(int i = 0; i < b.length; i++)

                        if(b[i] >= 0)

                                cont ++;

                if(cont <= 0)

                        return null;

                int[] out = new int[cont];

                int pos = 0;

                for(int i = 0; i < cont; i++) {

                        while(b[pos] == -1)

                                pos ++;

                        out[i] = b[pos];

                        pos ++;

                }

                return out;

        }

        /**

         * Obtiene el ?ltimo objeto transparencia aplicado en la renderizaci?n

         * @return GridTransparency

         */

        public GridTransparency getLastTransparency() {

                return lastTransparency;

        }

        public void setLastTransparency(GridTransparency lastTransparency) {

                this.lastTransparency = lastTransparency;

                if (getFilterList() != null)

                        getFilterList().addEnvParam("Transparency", lastTransparency);

        }

        /**

         * Obtiene las lista de filtros aplicados en la renderizaci?n

         * @return RasterFilterList

         */

        public RasterFilterList getFilterList() {

                return filterList;

        }

        /**

         * Obtiene el ?ltimo buffer renderizado.

         * @return IBuffer

         */

        public IBuffer getLastRenderBuffer() {

                return this.lastRenderBuffer;

        }

        /**

         * Asigna el ?ltimo renderizado.

         * @param buf

         */

        public void setLastRenderBuffer(IBuffer buf) {

                this.lastRenderBuffer = buf;

        }

        /**

         * Asigna la lista de filtros que se usar? en el renderizado

         * @param RasterFilterList

         */

        public void setFilterList(RasterFilterList filterList) {

                this.filterList = filterList;

        }

        /**

         * Informa de si el raster tiene tabla de color asociada o no.

         * @return true si tiene tabla de color y false si no la tiene.

         */

        public boolean existColorTable() {

                        return (filterList.getFilterByBaseClass(ColorTableFilter.class) != null);

        }

        /**

         * Obtiene el grid asociado al render

         * @return

         */

        public Grid getGrid() {

                return grid;

        }

        /**

         * Asigna la factoria de buffer del renderizador

         * @param bf

         */

        public void setBufferFactory(BufferFactory bf) {

                this.bufferFactory = bf;

        }

}