libs/splines/math_matrix.h

   1 /*\r
   2 Copyright (C) 1999-2007 id Software, Inc. and contributors.\r
   3 For a list of contributors, see the accompanying CONTRIBUTORS file.\r
   4 \r
   5 This file is part of GtkRadiant.\r
   6 \r
   7 GtkRadiant is free software; you can redistribute it and/or modify\r
   8 it under the terms of the GNU General Public License as published by\r
   9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or\r
  10 (at your option) any later version.\r
  11 \r
  12 GtkRadiant is distributed in the hope that it will be useful,\r
  13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
  14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
  15 GNU General Public License for more details.\r
  16 \r
  17 You should have received a copy of the GNU General Public License\r
  18 along with GtkRadiant; if not, write to the Free Software\r
  19 Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA\r
  20 */\r
  21 \r
  22 #ifndef __MATH_MATRIX_H__\r
  23 #define __MATH_MATRIX_H__\r
  24 \r
  25 #include <string.h>\r
  26 #include "math_vector.h"\r
  27 \r
  28 #ifndef ID_INLINE\r
  29 #ifdef _WIN32\r
  30 #define ID_INLINE __inline \r
  31 #else\r
  32 #define ID_INLINE inline\r
  33 #endif\r
  34 #endif\r
  35 \r
  36 class quat_t;\r
  37 class angles_t;\r
  38 \r
  39 class mat3_t {\r
  40 public:\r
  41         idVec3                  mat[ 3 ];\r
  42 \r
  43                                         mat3_t();\r
  44                                         mat3_t( float src[ 3 ][ 3 ] );\r
  45                                         mat3_t( idVec3 const &x, idVec3 const &y, idVec3 const &z );\r
  46                                         mat3_t( const float xx, const float xy, const float xz, const float yx, const float yy, const float yz, const float zx, const float zy, const float zz );\r
  47 \r
  48         friend void             toMatrix( quat_t const &src, mat3_t &dst );\r
  49         friend void             toMatrix( angles_t const &src, mat3_t &dst );\r
  50         friend void             toMatrix( idVec3 const &src, mat3_t &dst );\r
  51 \r
  52         idVec3                  operator[]( int index ) const;\r
  53         idVec3                  &operator[]( int index );\r
  54 \r
  55         idVec3                  operator*( const idVec3 &vec ) const;\r
  56         mat3_t                  operator*( const mat3_t &a ) const;\r
  57         mat3_t                  operator*( float a ) const;\r
  58         mat3_t                  operator+( mat3_t const &a ) const;\r
  59         mat3_t                  operator-( mat3_t const &a ) const;\r
  60 \r
  61         friend idVec3   operator*( const idVec3 &vec, const mat3_t &mat );\r
  62         friend mat3_t   operator*( float a, mat3_t const &b );\r
  63 \r
  64         mat3_t                  &operator*=( float a );\r
  65         mat3_t                  &operator+=( mat3_t const &a );\r
  66         mat3_t                  &operator-=( mat3_t const &a );\r
  67 \r
  68         void                    Clear( void );\r
  69 \r
  70         void                    ProjectVector( const idVec3 &src, idVec3 &dst ) const;\r
  71         void                    UnprojectVector( const idVec3 &src, idVec3 &dst ) const;\r
  72 \r
  73         void                    OrthoNormalize( void );\r
  74         void                    Transpose( mat3_t &matrix );\r
  75         void                    Transpose( void );\r
  76         mat3_t                  Inverse( void ) const;\r
  77         void                    Identity( void );\r
  78 \r
  79         friend void             InverseMultiply( const mat3_t &inv, const mat3_t &b, mat3_t &dst );\r
  80         friend mat3_t   SkewSymmetric( idVec3 const &src );\r
  81 };\r
  82 \r
  83 ID_INLINE mat3_t::mat3_t() {\r
  84 }\r
  85 \r
  86 ID_INLINE mat3_t::mat3_t( float src[ 3 ][ 3 ] ) {\r
  87         memcpy( mat, src, sizeof( src ) );\r
  88 }\r
  89 \r
  90 ID_INLINE mat3_t::mat3_t( idVec3 const &x, idVec3 const &y, idVec3 const &z ) {\r
  91         mat[ 0 ].x = x.x; mat[ 0 ].y = x.y; mat[ 0 ].z = x.z;\r
  92         mat[ 1 ].x = y.x; mat[ 1 ].y = y.y; mat[ 1 ].z = y.z;\r
  93         mat[ 2 ].x = z.x; mat[ 2 ].y = z.y; mat[ 2 ].z = z.z;\r
  94 }\r
  95 \r
  96 ID_INLINE mat3_t::mat3_t( const float xx, const float xy, const float xz, const float yx, const float yy, const float yz, const float zx, const float zy, const float zz ) {\r
  97         mat[ 0 ].x = xx; mat[ 0 ].y = xy; mat[ 0 ].z = xz;\r
  98         mat[ 1 ].x = yx; mat[ 1 ].y = yy; mat[ 1 ].z = yz;\r
  99         mat[ 2 ].x = zx; mat[ 2 ].y = zy; mat[ 2 ].z = zz;\r
 100 }\r
 101 \r
 102 ID_INLINE idVec3 mat3_t::operator[]( int index ) const {\r
 103         assert( ( index >= 0 ) && ( index < 3 ) );\r
 104         return mat[ index ];\r
 105 }\r
 106 \r
 107 ID_INLINE idVec3& mat3_t::operator[]( int index ) {\r
 108         assert( ( index >= 0 ) && ( index < 3 ) );\r
 109         return mat[ index ];\r
 110 }\r
 111 \r
 112 ID_INLINE idVec3 mat3_t::operator*( const idVec3 &vec ) const {\r
 113         return idVec3( \r
 114                 mat[ 0 ].x * vec.x + mat[ 1 ].x * vec.y + mat[ 2 ].x * vec.z,\r
 115                 mat[ 0 ].y * vec.x + mat[ 1 ].y * vec.y + mat[ 2 ].y * vec.z,\r
 116                 mat[ 0 ].z * vec.x + mat[ 1 ].z * vec.y + mat[ 2 ].z * vec.z );\r
 117 }\r
 118 \r
 119 ID_INLINE mat3_t mat3_t::operator*( const mat3_t &a ) const {\r
 120         return mat3_t( \r
 121                 mat[0].x * a[0].x + mat[0].y * a[1].x + mat[0].z * a[2].x,\r
 122                 mat[0].x * a[0].y + mat[0].y * a[1].y + mat[0].z * a[2].y,\r
 123                 mat[0].x * a[0].z + mat[0].y * a[1].z + mat[0].z * a[2].z,\r
 124                 mat[1].x * a[0].x + mat[1].y * a[1].x + mat[1].z * a[2].x,\r
 125                 mat[1].x * a[0].y + mat[1].y * a[1].y + mat[1].z * a[2].y,\r
 126                 mat[1].x * a[0].z + mat[1].y * a[1].z + mat[1].z * a[2].z,\r
 127                 mat[2].x * a[0].x + mat[2].y * a[1].x + mat[2].z * a[2].x,\r
 128                 mat[2].x * a[0].y + mat[2].y * a[1].y + mat[2].z * a[2].y,\r
 129                 mat[2].x * a[0].z + mat[2].y * a[1].z + mat[2].z * a[2].z );\r
 130 }\r
 131 \r
 132 ID_INLINE mat3_t mat3_t::operator*( float a ) const {\r
 133         return mat3_t( \r
 134                 mat[0].x * a, mat[0].y * a, mat[0].z * a, \r
 135                 mat[1].x * a, mat[1].y * a, mat[1].z * a, \r
 136                 mat[2].x * a, mat[2].y * a, mat[2].z * a );\r
 137 }\r
 138 \r
 139 ID_INLINE mat3_t mat3_t::operator+( mat3_t const &a ) const {\r
 140         return mat3_t( \r
 141                 mat[0].x + a[0].x, mat[0].y + a[0].y, mat[0].z + a[0].z, \r
 142                 mat[1].x + a[1].x, mat[1].y + a[1].y, mat[1].z + a[1].z, \r
 143                 mat[2].x + a[2].x, mat[2].y + a[2].y, mat[2].z + a[2].z );\r
 144 }\r
 145     \r
 146 ID_INLINE mat3_t mat3_t::operator-( mat3_t const &a ) const {\r
 147         return mat3_t( \r
 148                 mat[0].x - a[0].x, mat[0].y - a[0].y, mat[0].z - a[0].z, \r
 149                 mat[1].x - a[1].x, mat[1].y - a[1].y, mat[1].z - a[1].z, \r
 150                 mat[2].x - a[2].x, mat[2].y - a[2].y, mat[2].z - a[2].z );\r
 151 }\r
 152 \r
 153 ID_INLINE idVec3 operator*( const idVec3 &vec, const mat3_t &mat ) {\r
 154         return idVec3( \r
 155                 mat[ 0 ].x * vec.x + mat[ 1 ].x * vec.y + mat[ 2 ].x * vec.z,\r
 156                 mat[ 0 ].y * vec.x + mat[ 1 ].y * vec.y + mat[ 2 ].y * vec.z,\r
 157                 mat[ 0 ].z * vec.x + mat[ 1 ].z * vec.y + mat[ 2 ].z * vec.z );\r
 158 }\r
 159 \r
 160 ID_INLINE mat3_t operator*( float a, mat3_t const &b ) {\r
 161         return mat3_t( \r
 162                 b[0].x * a, b[0].y * a, b[0].z * a, \r
 163                 b[1].x * a, b[1].y * a, b[1].z * a, \r
 164                 b[2].x * a, b[2].y * a, b[2].z * a );\r
 165 }\r
 166 \r
 167 ID_INLINE mat3_t &mat3_t::operator*=( float a ) {\r
 168         mat[0].x *= a; mat[0].y *= a; mat[0].z *= a;\r
 169         mat[1].x *= a; mat[1].y *= a; mat[1].z *= a; \r
 170         mat[2].x *= a; mat[2].y *= a; mat[2].z *= a;\r
 171 \r
 172     return *this;\r
 173 }\r
 174 \r
 175 ID_INLINE mat3_t &mat3_t::operator+=( mat3_t const &a ) {\r
 176         mat[0].x += a[0].x; mat[0].y += a[0].y; mat[0].z += a[0].z;\r
 177         mat[1].x += a[1].x; mat[1].y += a[1].y; mat[1].z += a[1].z;\r
 178         mat[2].x += a[2].x; mat[2].y += a[2].y; mat[2].z += a[2].z;\r
 179 \r
 180     return *this;\r
 181 }\r
 182 \r
 183 ID_INLINE mat3_t &mat3_t::operator-=( mat3_t const &a ) {\r
 184         mat[0].x -= a[0].x; mat[0].y -= a[0].y; mat[0].z -= a[0].z;\r
 185         mat[1].x -= a[1].x; mat[1].y -= a[1].y; mat[1].z -= a[1].z;\r
 186         mat[2].x -= a[2].x; mat[2].y -= a[2].y; mat[2].z -= a[2].z;\r
 187 \r
 188     return *this;\r
 189 }\r
 190 \r
 191 ID_INLINE void mat3_t::OrthoNormalize( void ) {\r
 192         mat[ 0 ].Normalize();\r
 193         mat[ 2 ].Cross( mat[ 0 ], mat[ 1 ] );\r
 194         mat[ 2 ].Normalize();\r
 195         mat[ 1 ].Cross( mat[ 2 ], mat[ 0 ] );\r
 196         mat[ 1 ].Normalize();\r
 197 }\r
 198 \r
 199 ID_INLINE void mat3_t::Identity( void ) {\r
 200         mat[ 0 ].x = 1.f; mat[ 0 ].y = 0.f; mat[ 0 ].z = 0.f;\r
 201         mat[ 1 ].x = 0.f; mat[ 1 ].y = 1.f; mat[ 1 ].z = 0.f;\r
 202         mat[ 2 ].x = 0.f; mat[ 2 ].y = 0.f; mat[ 2 ].z = 1.f;\r
 203 }\r
 204 \r
 205 ID_INLINE void InverseMultiply( const mat3_t &inv, const mat3_t &b, mat3_t &dst ) {\r
 206         dst[0].x = inv[0].x * b[0].x + inv[1].x * b[1].x + inv[2].x * b[2].x;\r
 207         dst[0].y = inv[0].x * b[0].y + inv[1].x * b[1].y + inv[2].x * b[2].y;\r
 208         dst[0].z = inv[0].x * b[0].z + inv[1].x * b[1].z + inv[2].x * b[2].z;\r
 209         dst[1].x = inv[0].y * b[0].x + inv[1].y * b[1].x + inv[2].y * b[2].x;\r
 210         dst[1].y = inv[0].y * b[0].y + inv[1].y * b[1].y + inv[2].y * b[2].y;\r
 211         dst[1].z = inv[0].y * b[0].z + inv[1].y * b[1].z + inv[2].y * b[2].z;\r
 212         dst[2].x = inv[0].z * b[0].x + inv[1].z * b[1].x + inv[2].z * b[2].x;\r
 213         dst[2].y = inv[0].z * b[0].y + inv[1].z * b[1].y + inv[2].z * b[2].y;\r
 214         dst[2].z = inv[0].z * b[0].z + inv[1].z * b[1].z + inv[2].z * b[2].z;\r
 215 }\r
 216 \r
 217 ID_INLINE mat3_t SkewSymmetric( idVec3 const &src ) {\r
 218         return mat3_t( 0.0f, -src.z,  src.y, src.z,   0.0f, -src.x, -src.y,  src.x,   0.0f );\r
 219 }\r
 220 \r
 221 extern mat3_t mat3_default;\r
 222 \r
 223 #endif /* !__MATH_MATRIX_H__ */\r