]> de.git.xonotic.org Git - xonotic/darkplaces.git/blobdiff - matrixlib.c
The code works as intended! Change some names and comments in the meantime.
[xonotic/darkplaces.git] / matrixlib.c
index 9ed67b59210b2c560c5cf70c30479a94a844df1a..e15fb995f3248de63a8d35b7985ee533d4b09125 100644 (file)
@@ -147,7 +147,6 @@ void Matrix4x4_Transpose (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in1)
 int Matrix4x4_Invert_Full (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in1)
 {
         float det;
-        int i, j;
 
         // note: orientation does not matter, as transpose(invert(transpose(m))) == invert(m), proof:
         //   transpose(invert(transpose(m))) * m
@@ -1428,12 +1427,116 @@ void Matrix4x4_FromOriginQuat(matrix4x4_t *m, double ox, double oy, double oz, d
 #endif
 }
 
+// see http://www.euclideanspace.com/maths/geometry/rotations/conversions/matrixToQuaternion/index.htm
+void Matrix4x4_ToOrigin3Quat4Float(const matrix4x4_t *m, float *origin, float *quat)
+{
+#if 0
+       float s;
+       quat[3] = sqrt(1.0f + m->m[0][0] + m->m[1][1] + m->m[2][2]) * 0.5f;
+       s = 0.25f / quat[3];
+#ifdef MATRIX4x4_OPENGLORIENTATION
+       origin[0] = m->m[3][0];
+       origin[1] = m->m[3][1];
+       origin[2] = m->m[3][2];
+       quat[0] = (m->m[1][2] - m->m[2][1]) * s;
+       quat[1] = (m->m[2][0] - m->m[0][2]) * s;
+       quat[2] = (m->m[0][1] - m->m[1][0]) * s;
+#else
+       origin[0] = m->m[0][3];
+       origin[1] = m->m[1][3];
+       origin[2] = m->m[2][3];
+       quat[0] = (m->m[2][1] - m->m[1][2]) * s;
+       quat[1] = (m->m[0][2] - m->m[2][0]) * s;
+       quat[2] = (m->m[1][0] - m->m[0][1]) * s;
+#endif
+
+#else
+
+#ifdef MATRIX4x4_OPENGLORIENTATION
+       float trace = m->m[0][0] + m->m[1][1] + m->m[2][2];
+       origin[0] = m->m[3][0];
+       origin[1] = m->m[3][1];
+       origin[2] = m->m[3][2];
+       if(trace > 0)
+       {
+               float r = sqrt(1.0f + trace), inv = 0.5f / r;
+               quat[0] = (m->m[1][2] - m->m[2][1]) * inv;
+               quat[1] = (m->m[2][0] - m->m[0][2]) * inv;
+               quat[2] = (m->m[0][1] - m->m[1][0]) * inv;
+               quat[3] = 0.5f * r;
+       }
+       else if(m->m[0][0] > m->m[1][1] && m->m[0][0] > m->m[2][2])
+       {
+               float r = sqrt(1.0f + m->m[0][0] - m->m[1][1] - m->m[2][2]), inv = 0.5f / r;
+               quat[0] = 0.5f * r;
+               quat[1] = (m->m[0][1] + m->m[1][0]) * inv;
+               quat[2] = (m->m[2][0] + m->m[0][2]) * inv;
+               quat[3] = (m->m[1][2] - m->m[2][1]) * inv;
+       }
+       else if(m->m[1][1] > m->m[2][2])
+       {
+               float r = sqrt(1.0f + m->m[1][1] - m->m[0][0] - m->m[2][2]), inv = 0.5f / r;
+               quat[0] = (m->m[0][1] + m->m[1][0]) * inv;
+               quat[1] = 0.5f * r;
+               quat[2] = (m->m[1][2] + m->m[2][1]) * inv;
+               quat[3] = (m->m[2][0] - m->m[0][2]) * inv;
+       }
+       else
+       {
+               float r = sqrt(1.0f + m->m[2][2] - m->m[0][0] - m->m[1][1]), inv = 0.5f / r;
+               quat[0] = (m->m[2][0] + m->m[0][2]) * inv;
+               quat[1] = (m->m[1][2] + m->m[2][1]) * inv;
+               quat[2] = 0.5f * r;
+               quat[3] = (m->m[0][1] - m->m[1][0]) * inv;
+       }
+#else
+       float trace = m->m[0][0] + m->m[1][1] + m->m[2][2];
+       origin[0] = m->m[0][3];
+       origin[1] = m->m[1][3];
+       origin[2] = m->m[2][3];
+       if(trace > 0)
+       {
+               float r = sqrt(1.0f + trace), inv = 0.5f / r;
+               quat[0] = (m->m[2][1] - m->m[1][2]) * inv;
+               quat[1] = (m->m[0][2] - m->m[2][0]) * inv;
+               quat[2] = (m->m[1][0] - m->m[0][1]) * inv;
+               quat[3] = 0.5f * r;
+       }
+       else if(m->m[0][0] > m->m[1][1] && m->m[0][0] > m->m[2][2])
+       {
+               float r = sqrt(1.0f + m->m[0][0] - m->m[1][1] - m->m[2][2]), inv = 0.5f / r;
+               quat[0] = 0.5f * r;
+               quat[1] = (m->m[1][0] + m->m[0][1]) * inv;
+               quat[2] = (m->m[0][2] + m->m[2][0]) * inv;
+               quat[3] = (m->m[2][1] - m->m[1][2]) * inv;
+       }
+       else if(m->m[1][1] > m->m[2][2])
+       {
+               float r = sqrt(1.0f + m->m[1][1] - m->m[0][0] - m->m[2][2]), inv = 0.5f / r;
+               quat[0] = (m->m[1][0] + m->m[0][1]) * inv;
+               quat[1] = 0.5f * r;
+               quat[2] = (m->m[2][1] + m->m[1][2]) * inv;
+               quat[3] = (m->m[0][2] - m->m[2][0]) * inv;
+       }
+       else
+       {
+               float r = sqrt(1.0f + m->m[2][2] - m->m[0][0] - m->m[1][1]), inv = 0.5f / r;
+               quat[0] = (m->m[0][2] + m->m[2][0]) * inv;
+               quat[1] = (m->m[2][1] + m->m[1][2]) * inv;
+               quat[2] = 0.5f * r;
+               quat[3] = (m->m[1][0] - m->m[0][1]) * inv;
+       }
+#endif
+
+#endif
+}
+
 // LordHavoc: I got this code from:
 //http://www.doom3world.org/phpbb2/viewtopic.php?t=2884
 void Matrix4x4_FromDoom3Joint(matrix4x4_t *m, double ox, double oy, double oz, double x, double y, double z)
 {
-       double w = 1.0 - (x*x+y*y+z*z);
-       w = w > 0.0 ? -sqrt(w) : 0.0;
+       double w = 1.0f - (x*x+y*y+z*z);
+       w = w > 0.0f ? -sqrt(w) : 0.0f;
 #ifdef MATRIX4x4_OPENGLORIENTATION
        m->m[0][0]=1-2*(y*y+z*z);m->m[1][0]=  2*(x*y-z*w);m->m[2][0]=  2*(x*z+y*w);m->m[3][0]=ox;
        m->m[0][1]=  2*(x*y+z*w);m->m[1][1]=1-2*(x*x+z*z);m->m[2][1]=  2*(y*z-x*w);m->m[3][1]=oy;
@@ -1447,6 +1550,41 @@ void Matrix4x4_FromDoom3Joint(matrix4x4_t *m, double ox, double oy, double oz, d
 #endif
 }
 
+void Matrix4x4_FromBonePose6s(matrix4x4_t *m, float originscale, const short *pose6s)
+{
+       float origin[3];
+       float quat[4];
+       origin[0] = pose6s[0] * originscale;
+       origin[1] = pose6s[1] * originscale;
+       origin[2] = pose6s[2] * originscale;
+       quat[0] = pose6s[3] * (1.0f / 32767.0f);
+       quat[1] = pose6s[4] * (1.0f / 32767.0f);
+       quat[2] = pose6s[5] * (1.0f / 32767.0f);
+       quat[3] = 1.0f - (quat[0]*quat[0]+quat[1]*quat[1]+quat[2]*quat[2]);
+       quat[3] = quat[3] > 0.0f ? -sqrt(quat[3]) : 0.0f;
+       Matrix4x4_FromOriginQuat(m, origin[0], origin[1], origin[2], quat[0], quat[1], quat[2], quat[3]);
+}
+
+void Matrix4x4_ToBonePose6s(const matrix4x4_t *m, float origininvscale, short *pose6s)
+{
+       float origin[3];
+       float quat[4];
+       float quatscale;
+       Matrix4x4_ToOrigin3Quat4Float(m, origin, quat);
+       // normalize quaternion so that it is unit length
+       quatscale = quat[0]*quat[0]+quat[1]*quat[1]+quat[2]*quat[2]+quat[3]*quat[3];
+       if (quatscale)
+               quatscale = (quat[3] >= 0 ? -32767.0f : 32767.0f) / sqrt(quatscale);
+       // use a negative scale on the quat because the above function produces a
+       // positive quat[3] and canonical quaternions have negative quat[3]
+       pose6s[0] = origin[0] * origininvscale;
+       pose6s[1] = origin[1] * origininvscale;
+       pose6s[2] = origin[2] * origininvscale;
+       pose6s[3] = quat[0] * quatscale;
+       pose6s[4] = quat[1] * quatscale;
+       pose6s[5] = quat[2] * quatscale;
+}
+
 void Matrix4x4_Blend (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in1, const matrix4x4_t *in2, double blend)
 {
        double iblend = 1 - blend;
@@ -1512,31 +1650,35 @@ void Matrix4x4_Transform3x3 (const matrix4x4_t *in, const float v[3], float out[
 
 void Matrix4x4_TransformPositivePlane(const matrix4x4_t *in, float x, float y, float z, float d, float *o)
 {
+       float scale = sqrt(in->m[0][0] * in->m[0][0] + in->m[0][1] * in->m[0][1] + in->m[0][2] * in->m[0][2]);
+       float iscale = 1.0f / scale;
 #ifdef MATRIX4x4_OPENGLORIENTATION
-       o[0] = x * in->m[0][0] + y * in->m[1][0] + z * in->m[2][0];
-       o[1] = x * in->m[0][1] + y * in->m[1][1] + z * in->m[2][1];
-       o[2] = x * in->m[0][2] + y * in->m[1][2] + z * in->m[2][2];
-       o[3] = d + (x * in->m[3][0] + y * in->m[3][1] + z * in->m[3][2]);
+       o[0] = (x * in->m[0][0] + y * in->m[1][0] + z * in->m[2][0]) * iscale;
+       o[1] = (x * in->m[0][1] + y * in->m[1][1] + z * in->m[2][1]) * iscale;
+       o[2] = (x * in->m[0][2] + y * in->m[1][2] + z * in->m[2][2]) * iscale;
+       o[3] = d * scale + (o[0] * in->m[3][0] + o[1] * in->m[3][1] + o[2] * in->m[3][2]);
 #else
-       o[0] = x * in->m[0][0] + y * in->m[0][1] + z * in->m[0][2];
-       o[1] = x * in->m[1][0] + y * in->m[1][1] + z * in->m[1][2];
-       o[2] = x * in->m[2][0] + y * in->m[2][1] + z * in->m[2][2];
-       o[3] = d + (x * in->m[0][3] + y * in->m[1][3] + z * in->m[2][3]);
+       o[0] = (x * in->m[0][0] + y * in->m[0][1] + z * in->m[0][2]) * iscale;
+       o[1] = (x * in->m[1][0] + y * in->m[1][1] + z * in->m[1][2]) * iscale;
+       o[2] = (x * in->m[2][0] + y * in->m[2][1] + z * in->m[2][2]) * iscale;
+       o[3] = d * scale + (o[0] * in->m[0][3] + o[1] * in->m[1][3] + o[2] * in->m[2][3]);
 #endif
 }
 
 void Matrix4x4_TransformStandardPlane(const matrix4x4_t *in, float x, float y, float z, float d, float *o)
 {
+       float scale = sqrt(in->m[0][0] * in->m[0][0] + in->m[0][1] * in->m[0][1] + in->m[0][2] * in->m[0][2]);
+       float iscale = 1.0f / scale;
 #ifdef MATRIX4x4_OPENGLORIENTATION
-       o[0] = x * in->m[0][0] + y * in->m[1][0] + z * in->m[2][0];
-       o[1] = x * in->m[0][1] + y * in->m[1][1] + z * in->m[2][1];
-       o[2] = x * in->m[0][2] + y * in->m[1][2] + z * in->m[2][2];
-       o[3] = d - (x * in->m[3][0] + y * in->m[3][1] + z * in->m[3][2]);
+       o[0] = (x * in->m[0][0] + y * in->m[1][0] + z * in->m[2][0]) * iscale;
+       o[1] = (x * in->m[0][1] + y * in->m[1][1] + z * in->m[2][1]) * iscale;
+       o[2] = (x * in->m[0][2] + y * in->m[1][2] + z * in->m[2][2]) * iscale;
+       o[3] = d * scale - (o[0] * in->m[3][0] + o[1] * in->m[3][1] + o[2] * in->m[3][2]);
 #else
-       o[0] = x * in->m[0][0] + y * in->m[0][1] + z * in->m[0][2];
-       o[1] = x * in->m[1][0] + y * in->m[1][1] + z * in->m[1][2];
-       o[2] = x * in->m[2][0] + y * in->m[2][1] + z * in->m[2][2];
-       o[3] = d - (x * in->m[0][3] + y * in->m[1][3] + z * in->m[2][3]);
+       o[0] = (x * in->m[0][0] + y * in->m[0][1] + z * in->m[0][2]) * iscale;
+       o[1] = (x * in->m[1][0] + y * in->m[1][1] + z * in->m[1][2]) * iscale;
+       o[2] = (x * in->m[2][0] + y * in->m[2][1] + z * in->m[2][2]) * iscale;
+       o[3] = d * scale - (o[0] * in->m[0][3] + o[1] * in->m[1][3] + o[2] * in->m[2][3]);
 #endif
 }
 
@@ -1664,3 +1806,17 @@ void Matrix4x4_Scale (matrix4x4_t *out, double rotatescale, double originscale)
        out->m[2][3] *= originscale;
 #endif
 }
+
+void Matrix4x4_Abs (matrix4x4_t *out)
+{
+    out->m[0][0] = fabs(out->m[0][0]);
+    out->m[0][1] = fabs(out->m[0][1]);
+    out->m[0][2] = fabs(out->m[0][2]);
+    out->m[1][0] = fabs(out->m[1][0]);
+    out->m[1][1] = fabs(out->m[1][1]);
+    out->m[1][2] = fabs(out->m[1][2]);
+    out->m[2][0] = fabs(out->m[2][0]);
+    out->m[2][1] = fabs(out->m[2][1]);
+    out->m[2][2] = fabs(out->m[2][2]);
+}
+