* moved zeroradiant (1.6) into trunk
[xonotic/netradiant.git] / libs / mathlib / ray.c
1 /*
2 Copyright (C) 1999-2007 id Software, Inc. and contributors.
3 For a list of contributors, see the accompanying CONTRIBUTORS file.
4
5 This file is part of GtkRadiant.
6
7 GtkRadiant is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10 (at your option) any later version.
11
12 GtkRadiant is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GtkRadiant; if not, write to the Free Software
19 Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
20 */
21
22 #include "mathlib.h"
23 /*! for memcpy */
24 #include <memory.h>
25
26 vec3_t identity = { 0,0,0 };
27
28 void ray_construct_for_vec3(ray_t *ray, const vec3_t origin, const vec3_t direction)
29 {
30   VectorCopy(origin, ray->origin);
31   VectorCopy(direction, ray->direction);
32 }
33   
34 void ray_transform(ray_t *ray, const m4x4_t matrix)
35 {
36   m4x4_transform_point(matrix, ray->origin);
37   m4x4_transform_normal(matrix, ray->direction);
38 }
39
40 vec_t ray_intersect_point(const ray_t *ray, const vec3_t point, vec_t epsilon, vec_t divergence)
41 {
42   vec3_t displacement;
43   vec_t depth;
44
45   // calc displacement of test point from ray origin
46   VectorSubtract(point, ray->origin, displacement);
47   // calc length of displacement vector along ray direction
48         depth = DotProduct(displacement, ray->direction);
49   if(depth < 0.0f) return (vec_t)VEC_MAX;
50   // calc position of closest point on ray to test point
51   VectorMA (ray->origin, depth, ray->direction, displacement);
52   // calc displacement of test point from closest point
53         VectorSubtract(point, displacement, displacement);
54   // calc length of displacement, subtract depth-dependant epsilon
55   if (VectorLength(displacement) - (epsilon + (depth * divergence)) > 0.0f) return (vec_t)VEC_MAX;
56   return depth;
57 }
58
59 // Tomas Moller and Ben Trumbore. Fast, minimum storage ray-triangle intersection. Journal of graphics tools, 2(1):21-28, 1997
60
61 #define EPSILON 0.000001
62
63 vec_t ray_intersect_triangle(const ray_t *ray, qboolean bCullBack, const vec3_t vert0, const vec3_t vert1, const vec3_t vert2)
64 {
65   float edge1[3], edge2[3], tvec[3], pvec[3], qvec[3];
66   float det,inv_det;
67   float u, v;
68   vec_t depth = (vec_t)VEC_MAX;
69   
70   /* find vectors for two edges sharing vert0 */
71   VectorSubtract(vert1, vert0, edge1);
72   VectorSubtract(vert2, vert0, edge2);
73   
74   /* begin calculating determinant - also used to calculate U parameter */
75   CrossProduct(ray->direction, edge2, pvec);
76   
77   /* if determinant is near zero, ray lies in plane of triangle */
78   det = DotProduct(edge1, pvec);
79   
80   if (bCullBack == qtrue)
81   {
82     if (det < EPSILON)
83       return depth;
84     
85     // calculate distance from vert0 to ray origin
86     VectorSubtract(ray->origin, vert0, tvec);
87     
88     // calculate U parameter and test bounds
89     u = DotProduct(tvec, pvec);
90     if (u < 0.0 || u > det)
91       return depth;
92     
93     // prepare to test V parameter
94     CrossProduct(tvec, edge1, qvec);
95     
96     // calculate V parameter and test bounds
97     v = DotProduct(ray->direction, qvec);
98     if (v < 0.0 || u + v > det)
99       return depth;
100     
101     // calculate t, scale parameters, ray intersects triangle
102     depth = DotProduct(edge2, qvec);
103     inv_det = 1.0f / det;
104     depth *= inv_det;
105     //u *= inv_det;
106     //v *= inv_det;
107   }
108   else
109   {
110     /* the non-culling branch */
111     if (det > -EPSILON && det < EPSILON)
112       return depth;
113     inv_det = 1.0f / det;
114     
115     /* calculate distance from vert0 to ray origin */
116     VectorSubtract(ray->origin, vert0, tvec);
117     
118     /* calculate U parameter and test bounds */
119     u = DotProduct(tvec, pvec) * inv_det;
120     if (u < 0.0 || u > 1.0)
121       return depth;
122     
123     /* prepare to test V parameter */
124     CrossProduct(tvec, edge1, qvec);
125     
126     /* calculate V parameter and test bounds */
127     v = DotProduct(ray->direction, qvec) * inv_det;
128     if (v < 0.0 || u + v > 1.0)
129       return depth;
130     
131     /* calculate t, ray intersects triangle */
132     depth = DotProduct(edge2, qvec) * inv_det;
133   }
134   return depth;
135 }