1 | /* -*- mode: c++; c-basic-offset: 4; indent-tabs-mode: nil -*- */ |
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2 | /* |
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3 | * Copyright (c) 2004-2013 HUBzero Foundation, LLC |
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4 | * |
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5 | * Author: Insoo Woo <iwoo@purdue.edu> |
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6 | * Author: Leif Delgass <ldelgass@purdue.edu> |
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7 | */ |
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8 | |
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9 | #include <vrmath/Vector3f.h> |
---|
10 | #include <vrmath/Rotation.h> |
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11 | #include <vrmath/Matrix4x4f.h> |
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12 | |
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13 | using namespace vrmath; |
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14 | |
---|
15 | void Matrix4x4f::makeIdentity() |
---|
16 | { |
---|
17 | _data[1] = _data[2] = _data[3] = _data[4] = |
---|
18 | _data[6] = _data[7] = _data[8] = _data[9] = |
---|
19 | _data[11] = _data[12] = _data[13] = _data[14] = 0.0f; |
---|
20 | _data[0] = _data[5] = _data[10] = _data[15] = 1.0f; |
---|
21 | } |
---|
22 | |
---|
23 | void Matrix4x4f::makeTranslation(const Vector3f& translation) |
---|
24 | { |
---|
25 | _data[1] = _data[2] = _data[3] = _data[4] = |
---|
26 | _data[6] = _data[7] = _data[8] = _data[9] = |
---|
27 | _data[11] = 0.0f; |
---|
28 | _data[0] = _data[5] = _data[10] = _data[15] = 1.0f; |
---|
29 | _data[12] = translation.x; |
---|
30 | _data[13] = translation.y; |
---|
31 | _data[14] = translation.z; |
---|
32 | } |
---|
33 | |
---|
34 | void Matrix4x4f::makeTranslation(float x, float y, float z) |
---|
35 | { |
---|
36 | _data[1] = _data[2] = _data[3] = _data[4] = |
---|
37 | _data[6] = _data[7] = _data[8] = _data[9] = |
---|
38 | _data[11] = 0.0f; |
---|
39 | _data[0] = _data[5] = _data[10] = _data[15] = 1.0f; |
---|
40 | _data[12] = x; |
---|
41 | _data[13] = y; |
---|
42 | _data[14] = z; |
---|
43 | } |
---|
44 | |
---|
45 | void Matrix4x4f::makeRotation(const Rotation& rotation) |
---|
46 | { |
---|
47 | if (rotation.getAngle() == 0.0 || |
---|
48 | (rotation.getX() == 0.0 && |
---|
49 | rotation.getY() == 0.0 && |
---|
50 | rotation.getZ() == 0.0)) { |
---|
51 | makeIdentity(); |
---|
52 | return; |
---|
53 | } |
---|
54 | |
---|
55 | double xAxis = rotation.getX(); |
---|
56 | double yAxis = rotation.getY(); |
---|
57 | double zAxis = rotation.getZ(); |
---|
58 | double invLen = 1.0 / sqrt(xAxis * xAxis + yAxis * yAxis + zAxis * zAxis); |
---|
59 | double cosine = cos(rotation.getAngle()); |
---|
60 | double sine = sin(rotation.getAngle()); |
---|
61 | |
---|
62 | xAxis *= invLen; |
---|
63 | yAxis *= invLen; |
---|
64 | zAxis *= invLen; |
---|
65 | |
---|
66 | double oneMinusCosine = 1.0 - cosine; |
---|
67 | |
---|
68 | _data[3] = _data[7] = _data[11] = _data[12] = _data[13] = _data[14] = 0.0f; |
---|
69 | _data[15] = 1.0f; |
---|
70 | |
---|
71 | _data[0] = float(xAxis * xAxis * oneMinusCosine + cosine); |
---|
72 | _data[1] = float(yAxis * xAxis * oneMinusCosine + zAxis * sine); |
---|
73 | _data[2] = float(xAxis * zAxis * oneMinusCosine - yAxis * sine); |
---|
74 | |
---|
75 | _data[4] = float(xAxis * yAxis * oneMinusCosine - zAxis * sine); |
---|
76 | _data[5] = float(yAxis * yAxis * oneMinusCosine + cosine); |
---|
77 | _data[6] = float(yAxis * zAxis * oneMinusCosine + xAxis * sine); |
---|
78 | |
---|
79 | _data[8] = float(xAxis * zAxis * oneMinusCosine + yAxis * sine); |
---|
80 | _data[9] = float(yAxis * zAxis * oneMinusCosine - xAxis * sine); |
---|
81 | _data[10] = float(zAxis * zAxis * oneMinusCosine + cosine); |
---|
82 | } |
---|
83 | |
---|
84 | void Matrix4x4f::makeRotation(double xAxis, double yAxis, double zAxis, double angle) |
---|
85 | { |
---|
86 | if (angle == 0.0 || |
---|
87 | (xAxis == 0.0 && |
---|
88 | yAxis == 0.0 && |
---|
89 | zAxis == 0.0)) { |
---|
90 | makeIdentity(); |
---|
91 | return; |
---|
92 | } |
---|
93 | |
---|
94 | double invLen = 1.0 / sqrt((double)xAxis * xAxis + (double)yAxis * yAxis + (double)zAxis * zAxis); |
---|
95 | double cosine = cos(angle); |
---|
96 | double sine = sin(angle); |
---|
97 | |
---|
98 | xAxis *= invLen; |
---|
99 | yAxis *= invLen; |
---|
100 | zAxis *= invLen; |
---|
101 | |
---|
102 | double oneMinusCosine = 1.0 - cosine; |
---|
103 | |
---|
104 | _data[3] = _data[7] = _data[11] = _data[12] = _data[13] = _data[14] = 0.0f; |
---|
105 | _data[15] = 1.0f; |
---|
106 | |
---|
107 | _data[0] = float(xAxis * xAxis * oneMinusCosine + cosine); |
---|
108 | _data[1] = float(yAxis * xAxis * oneMinusCosine + zAxis * sine); |
---|
109 | _data[2] = float(xAxis * zAxis * oneMinusCosine - yAxis * sine); |
---|
110 | |
---|
111 | _data[4] = float(xAxis * yAxis * oneMinusCosine - zAxis * sine); |
---|
112 | _data[5] = float(yAxis * yAxis * oneMinusCosine + cosine); |
---|
113 | _data[6] = float(yAxis * zAxis * oneMinusCosine + xAxis * sine); |
---|
114 | |
---|
115 | _data[8] = float(xAxis * zAxis * oneMinusCosine + yAxis * sine); |
---|
116 | _data[9] = float(yAxis * zAxis * oneMinusCosine - xAxis * sine); |
---|
117 | _data[10] = float(zAxis * zAxis * oneMinusCosine + cosine); |
---|
118 | } |
---|
119 | |
---|
120 | void Matrix4x4f::makeScale(const Vector3f& scale) |
---|
121 | { |
---|
122 | _data[1] = _data[2] = _data[3] = _data[4] = |
---|
123 | _data[6] = _data[7] = _data[8] = _data[9] = |
---|
124 | _data[11] = 0.0f; |
---|
125 | |
---|
126 | _data[0] = scale.x; |
---|
127 | _data[5] = scale.y; |
---|
128 | _data[10] = scale.z; |
---|
129 | |
---|
130 | _data[15] = 1.0f; |
---|
131 | _data[12] = _data[13] = _data[14] = 0.0f; |
---|
132 | } |
---|
133 | |
---|
134 | void Matrix4x4f::makeScale(float x, float y, float z) |
---|
135 | { |
---|
136 | _data[1] = _data[2] = _data[3] = _data[4] = |
---|
137 | _data[6] = _data[7] = _data[8] = _data[9] = |
---|
138 | _data[11] = 0.0f; |
---|
139 | |
---|
140 | _data[0] = x; |
---|
141 | _data[5] = y; |
---|
142 | _data[10] = z; |
---|
143 | |
---|
144 | _data[15] = 1.0f; |
---|
145 | _data[12] = _data[13] = _data[14] = 0.0f; |
---|
146 | } |
---|
147 | |
---|
148 | Vector4f |
---|
149 | Matrix4x4f::transform(const Vector4f& v) const |
---|
150 | { |
---|
151 | Vector4f ret; |
---|
152 | ret.x = _data[0] * v.x + _data[4] * v.y + _data[8] * v.z + _data[12] * v.w; |
---|
153 | ret.y = _data[1] * v.x + _data[5] * v.y + _data[9] * v.z + _data[13] * v.w; |
---|
154 | ret.z = _data[2] * v.x + _data[6] * v.y + _data[10] * v.z + _data[14] * v.w; |
---|
155 | ret.w = _data[3] * v.x + _data[7] * v.y + _data[11] * v.z + _data[15] * v.w; |
---|
156 | return ret; |
---|
157 | } |
---|
158 | |
---|
159 | Vector3f |
---|
160 | Matrix4x4f::transformVec(const Vector3f& v) const |
---|
161 | { |
---|
162 | Vector3f ret; |
---|
163 | ret.x = _data[0] * v.x + _data[4] * v.y + _data[8] * v.z; |
---|
164 | ret.y = _data[1] * v.x + _data[5] * v.y + _data[9] * v.z; |
---|
165 | ret.z = _data[2] * v.x + _data[6] * v.y + _data[10] * v.z; |
---|
166 | return ret; |
---|
167 | } |
---|
168 | |
---|
169 | Vector4f |
---|
170 | Matrix4x4f::preMultiplyRowVector(const Vector4f& v) const |
---|
171 | { |
---|
172 | Vector4f ret; |
---|
173 | ret.x = (_data[0] * v.x) + (_data[1] * v.y) + (_data[2] * v.z) + (_data[3] * v.w); |
---|
174 | ret.y = (_data[4] * v.x) + (_data[5] * v.y) + (_data[6] * v.z) + (_data[7] * v.w); |
---|
175 | ret.z = (_data[8] * v.x) + (_data[9] * v.y) + (_data[10] * v.z) + (_data[11] * v.w); |
---|
176 | ret.w = (_data[12] * v.x) + (_data[13] * v.y) + (_data[14] * v.z) + (_data[15] * v.w); |
---|
177 | return ret; |
---|
178 | } |
---|
179 | |
---|
180 | void Matrix4x4f::multiply(const Matrix4x4f& m1) |
---|
181 | { |
---|
182 | float mat[16]; |
---|
183 | const float *mat1 = m1._data; |
---|
184 | |
---|
185 | // 1 row |
---|
186 | mat[0] = float(_data[0] * mat1[0] + _data[4] * mat1[1] + |
---|
187 | _data[8] * mat1[2] + _data[12] * mat1[3]); |
---|
188 | mat[4] = float(_data[0] * mat1[4] + _data[4] * mat1[5] + |
---|
189 | _data[8] * mat1[6] + _data[12] * mat1[7]); |
---|
190 | mat[8] = float(_data[0] * mat1[8] + _data[4] * mat1[9] + |
---|
191 | _data[8] * mat1[10] + _data[12] * mat1[11]); |
---|
192 | mat[12] = float(_data[0] * mat1[12] + _data[4] * mat1[13] + |
---|
193 | _data[8] * mat1[14] + _data[12] * mat1[15]); |
---|
194 | |
---|
195 | // 2 row |
---|
196 | mat[1] = float(_data[1] * mat1[0] + _data[5] * mat1[1] + |
---|
197 | _data[9] * mat1[2] + _data[13] * mat1[3]); |
---|
198 | mat[5] = float(_data[1] * mat1[4] + _data[5] * mat1[5] + |
---|
199 | _data[9] * mat1[6] + _data[13] * mat1[7]); |
---|
200 | mat[9] = float(_data[1] * mat1[8] + _data[5] * mat1[9] + |
---|
201 | _data[9] * mat1[10] + _data[13] * mat1[11]); |
---|
202 | mat[13] = float(_data[1] * mat1[12] + _data[5] * mat1[13] + |
---|
203 | _data[9] * mat1[14] + _data[13] * mat1[15]); |
---|
204 | |
---|
205 | // 3 row |
---|
206 | mat[2] = float(_data[2] * mat1[0] + _data[6] * mat1[1] + |
---|
207 | _data[10] * mat1[2] + _data[14] * mat1[3]); |
---|
208 | |
---|
209 | mat[6] = float(_data[2] * mat1[4] + _data[6] * mat1[5] + |
---|
210 | _data[10] * mat1[6] + _data[14] * mat1[7]); |
---|
211 | mat[10] = float(_data[2] * mat1[8] + _data[6] * mat1[9] + |
---|
212 | _data[10] * mat1[10] + _data[14] * mat1[11]); |
---|
213 | mat[14] = float(_data[2] * mat1[12] + _data[6] * mat1[13] + |
---|
214 | _data[10] * mat1[14] + _data[14] * mat1[15]); |
---|
215 | |
---|
216 | // 4 row |
---|
217 | mat[3] = float(_data[3] * mat1[0] + _data[7] * mat1[1] + |
---|
218 | _data[11] * mat1[2] + _data[15] * mat1[3]); |
---|
219 | mat[7] = float(_data[3] * mat1[4] + _data[7] * mat1[5] + |
---|
220 | _data[11] * mat1[6] + _data[15] * mat1[7]); |
---|
221 | mat[11] = float(_data[3] * mat1[8] + _data[7] * mat1[9] + |
---|
222 | _data[11] * mat1[10] + _data[15] * mat1[11]); |
---|
223 | mat[15] = float(_data[3] * mat1[12] + _data[7] * mat1[13] + |
---|
224 | _data[11] * mat1[14] + _data[15] * mat1[15]); |
---|
225 | |
---|
226 | // set matrix |
---|
227 | set(mat); |
---|
228 | } |
---|
229 | |
---|
230 | void Matrix4x4f::multiply(const Matrix4x4f& m1, const Matrix4x4f& m2) |
---|
231 | { |
---|
232 | if (&m1 == this && &m2 != this) { |
---|
233 | multiply(m2); |
---|
234 | } else if (&m1 != this && &m2 != this) { |
---|
235 | multiplyFast(m1, m2); |
---|
236 | } else { |
---|
237 | float mat[16]; |
---|
238 | const float *mat1 = m1._data; |
---|
239 | const float *mat2 = m2._data; |
---|
240 | |
---|
241 | // 1 row |
---|
242 | mat[0] = float(mat1[0] * mat2[0] + mat1[4] * mat2[1] + |
---|
243 | mat1[8] * mat2[2] + mat1[12] * mat2[3]); |
---|
244 | mat[4] = float(mat1[0] * mat2[4] + mat1[4] * mat2[5] + |
---|
245 | mat1[8] * mat2[6] + mat1[12] * mat2[7]); |
---|
246 | mat[8] = float(mat1[0] * mat2[8] + mat1[4] * mat2[9] + |
---|
247 | mat1[8] * mat2[10] + mat1[12] * mat2[11]); |
---|
248 | mat[12] = float(mat1[0] * mat2[12] + mat1[4] * mat2[13] + |
---|
249 | mat1[8] * mat2[14] + mat1[12] * mat2[15]); |
---|
250 | |
---|
251 | // 2 row |
---|
252 | mat[1] = float(mat1[1] * mat2[0] + mat1[5] * mat2[1] + |
---|
253 | mat1[9] * mat2[2] + mat1[13] * mat2[3]); |
---|
254 | mat[5] = float(mat1[1] * mat2[4] + mat1[5] * mat2[5] + |
---|
255 | mat1[9] * mat2[6] + mat1[13] * mat2[7]); |
---|
256 | mat[9] = float(mat1[1] * mat2[8] + mat1[5] * mat2[9] + |
---|
257 | mat1[9] * mat2[10] + mat1[13] * mat2[11]); |
---|
258 | mat[13] = float(mat1[1] * mat2[12] + mat1[5] * mat2[13] + |
---|
259 | mat1[9] * mat2[14] + mat1[13] * mat2[15]); |
---|
260 | |
---|
261 | // 3 row |
---|
262 | mat[2] = float(mat1[2] * mat2[0] + mat1[6] * mat2[1] + |
---|
263 | mat1[10] * mat2[2] + mat1[14] * mat2[3]); |
---|
264 | mat[6] = float(mat1[2] * mat2[4] + mat1[6] * mat2[5] + |
---|
265 | mat1[10] * mat2[6] + mat1[14] * mat2[7]); |
---|
266 | mat[10] = float(mat1[2] * mat2[8] + mat1[6] * mat2[9] + |
---|
267 | mat1[10] * mat2[10] + mat1[14] * mat2[11]); |
---|
268 | mat[14] = float(mat1[2] * mat2[12] + mat1[6] * mat2[13] + |
---|
269 | mat1[10] * mat2[14] + mat1[14] * mat2[15]); |
---|
270 | |
---|
271 | // 4 row |
---|
272 | mat[3] = float(mat1[3] * mat2[0] + mat1[7] * mat2[1] + |
---|
273 | mat1[11] * mat2[2] + mat1[15] * mat2[3]); |
---|
274 | mat[7] = float(mat1[3] * mat2[4] + mat1[7] * mat2[5] + |
---|
275 | mat1[11] * mat2[6] + mat1[15] * mat2[7]); |
---|
276 | mat[11] = float(mat1[3] * mat2[8] + mat1[7] * mat2[9] + |
---|
277 | mat1[11] * mat2[10] + mat1[15] * mat2[11]); |
---|
278 | mat[15] = float(mat1[3] * mat2[12] + mat1[7] * mat2[13] + |
---|
279 | mat1[11] * mat2[14] + mat1[15] * mat2[15]); |
---|
280 | |
---|
281 | // set matrix |
---|
282 | set(mat); |
---|
283 | } |
---|
284 | } |
---|
285 | |
---|
286 | void Matrix4x4f::multiplyFast(const Matrix4x4f& m1, const Matrix4x4f& m2) |
---|
287 | { |
---|
288 | const float *mat1 = m1._data; |
---|
289 | const float *mat2 = m2._data; |
---|
290 | |
---|
291 | // 1 row |
---|
292 | _data[0] = float(mat1[0] * mat2[0] + mat1[4] * mat2[1] + |
---|
293 | mat1[8] * mat2[2] + mat1[12] * mat2[3]); |
---|
294 | _data[4] = float(mat1[0] * mat2[4] + mat1[4] * mat2[5] + |
---|
295 | mat1[8] * mat2[6] + mat1[12] * mat2[7]); |
---|
296 | _data[8] = float(mat1[0] * mat2[8] + mat1[4] * mat2[9] + |
---|
297 | mat1[8] * mat2[10] + mat1[12] * mat2[11]); |
---|
298 | _data[12] = float(mat1[0] * mat2[12] + mat1[4] * mat2[13] + |
---|
299 | mat1[8] * mat2[14] + mat1[12] * mat2[15]); |
---|
300 | |
---|
301 | // 2 row |
---|
302 | _data[1] = float(mat1[1] * mat2[0] + mat1[5] * mat2[1] + |
---|
303 | mat1[9] * mat2[2] + mat1[13] * mat2[3]); |
---|
304 | _data[5] = float(mat1[1] * mat2[4] + mat1[5] * mat2[5] + |
---|
305 | mat1[9] * mat2[6] + mat1[13] * mat2[7]); |
---|
306 | _data[9] = float(mat1[1] * mat2[8] + mat1[5] * mat2[9] + |
---|
307 | mat1[9] * mat2[10] + mat1[13] * mat2[11]); |
---|
308 | _data[13] = float(mat1[1] * mat2[12] + mat1[5] * mat2[13] + |
---|
309 | mat1[9] * mat2[14] + mat1[13] * mat2[15]); |
---|
310 | |
---|
311 | // 3 row |
---|
312 | _data[2] = float(mat1[2] * mat2[0] + mat1[6] * mat2[1] + |
---|
313 | mat1[10] * mat2[2] + mat1[14] * mat2[3]); |
---|
314 | _data[6] = float(mat1[2] * mat2[4] + mat1[6] * mat2[5] + |
---|
315 | mat1[10] * mat2[6] + mat1[14] * mat2[7]); |
---|
316 | _data[10] = float(mat1[2] * mat2[8] + mat1[6] * mat2[9] + |
---|
317 | mat1[10] * mat2[10] + mat1[14] * mat2[11]); |
---|
318 | _data[14] = float(mat1[2] * mat2[12] + mat1[6] * mat2[13] + |
---|
319 | mat1[10] * mat2[14] + mat1[14] * mat2[15]); |
---|
320 | |
---|
321 | // 4 row |
---|
322 | _data[3] = float(mat1[3] * mat2[0] + mat1[7] * mat2[1] + |
---|
323 | mat1[11] * mat2[2] + mat1[15] * mat2[3]); |
---|
324 | _data[7] = float(mat1[3] * mat2[4] + mat1[7] * mat2[5] + |
---|
325 | mat1[11] * mat2[6] + mat1[15] * mat2[7]); |
---|
326 | _data[11] = float(mat1[3] * mat2[8] + mat1[7] * mat2[9] + |
---|
327 | mat1[11] * mat2[10] + mat1[15] * mat2[11]); |
---|
328 | _data[15] = float(mat1[3] * mat2[12] + mat1[7] * mat2[13] + |
---|
329 | mat1[11] * mat2[14] + mat1[15] * mat2[15]); |
---|
330 | } |
---|
331 | |
---|
332 | void Matrix4x4f::getRotation(Rotation& rotation) |
---|
333 | { |
---|
334 | double c = (_data[0] + _data[5] + _data[10] - 1.0) * 0.5; |
---|
335 | |
---|
336 | rotation.setAxis(_data[6] - _data[9], _data[8] - _data[2], _data[1] - _data[4]); |
---|
337 | |
---|
338 | double len = sqrt(rotation.getX() * rotation.getX() + |
---|
339 | rotation.getY() * rotation.getY() + |
---|
340 | rotation.getZ() * rotation.getZ()); |
---|
341 | |
---|
342 | double s = 0.5 * len; |
---|
343 | |
---|
344 | rotation.setAngle(atan2(s, c)); |
---|
345 | |
---|
346 | if (rotation.getX() == 0.0 && |
---|
347 | rotation.getY() == 0.0 && |
---|
348 | rotation.getZ() == 0.0) { |
---|
349 | rotation.set(0, 1, 0, 0); |
---|
350 | } else { |
---|
351 | len = 1.0 / len; |
---|
352 | rotation.setAxis(rotation.getX() * len, |
---|
353 | rotation.getY() * len, |
---|
354 | rotation.getZ() * len); |
---|
355 | } |
---|
356 | } |
---|
357 | |
---|
358 | void Matrix4x4f::invert() |
---|
359 | { |
---|
360 | float det = |
---|
361 | _data[12] * _data[9] * _data[6] * _data[3]- |
---|
362 | _data[8] * _data[13] * _data[6] * _data[3]- |
---|
363 | _data[12] * _data[5] * _data[10] * _data[3]+ |
---|
364 | _data[4] * _data[13] * _data[10] * _data[3]+ |
---|
365 | _data[8] * _data[5] * _data[14] * _data[3]- |
---|
366 | _data[4] * _data[9] * _data[14] * _data[3]- |
---|
367 | _data[12] * _data[9] * _data[2] * _data[7]+ |
---|
368 | _data[8] * _data[13] * _data[2] * _data[7]+ |
---|
369 | _data[12] * _data[1] * _data[10] * _data[7]- |
---|
370 | _data[0] * _data[13] * _data[10] * _data[7]- |
---|
371 | _data[8] * _data[1] * _data[14] * _data[7]+ |
---|
372 | _data[0] * _data[9] * _data[14] * _data[7]+ |
---|
373 | _data[12] * _data[5] * _data[2] * _data[11]- |
---|
374 | _data[4] * _data[13] * _data[2] * _data[11]- |
---|
375 | _data[12] * _data[1] * _data[6] * _data[11]+ |
---|
376 | _data[0] * _data[13] * _data[6] * _data[11]+ |
---|
377 | _data[4] * _data[1] * _data[14] * _data[11]- |
---|
378 | _data[0] * _data[5] * _data[14] * _data[11]- |
---|
379 | _data[8] * _data[5] * _data[2] * _data[15]+ |
---|
380 | _data[4] * _data[9] * _data[2] * _data[15]+ |
---|
381 | _data[8] * _data[1] * _data[6] * _data[15]- |
---|
382 | _data[0] * _data[9] * _data[6] * _data[15]- |
---|
383 | _data[4] * _data[1] * _data[10] * _data[15]+ |
---|
384 | _data[0] * _data[5] * _data[10] * _data[15]; |
---|
385 | |
---|
386 | if ( det == 0.0f ) return; |
---|
387 | det = 1 / det; |
---|
388 | |
---|
389 | float mat[16]; |
---|
390 | |
---|
391 | mat[0] = (_data[9]*_data[14]*_data[7] - |
---|
392 | _data[13]*_data[10]*_data[7] + |
---|
393 | _data[13]*_data[6]*_data[11] - |
---|
394 | _data[5]*_data[14]*_data[11] - |
---|
395 | _data[9]*_data[6]*_data[15] + |
---|
396 | _data[5]*_data[10]*_data[15]) * det; |
---|
397 | |
---|
398 | mat[4] = (_data[12]*_data[10]*_data[7] - |
---|
399 | _data[8]*_data[14]*_data[7] - |
---|
400 | _data[12]*_data[6]*_data[11] + |
---|
401 | _data[4]*_data[14]*_data[11] + |
---|
402 | _data[8]*_data[6]*_data[15] - |
---|
403 | _data[4]*_data[10]*_data[15]) * det; |
---|
404 | |
---|
405 | mat[8] = (_data[8]*_data[13]*_data[7] - |
---|
406 | _data[12]*_data[9]*_data[7] + |
---|
407 | _data[12]*_data[5]*_data[11] - |
---|
408 | _data[4]*_data[13]*_data[11] - |
---|
409 | _data[8]*_data[5]*_data[15] + |
---|
410 | _data[4]*_data[9]*_data[15]) * det; |
---|
411 | |
---|
412 | mat[12] = (_data[12]*_data[9]*_data[6] - |
---|
413 | _data[8]*_data[13]*_data[6] - |
---|
414 | _data[12]*_data[5]*_data[10] + |
---|
415 | _data[4]*_data[13]*_data[10] + |
---|
416 | _data[8]*_data[5]*_data[14] - |
---|
417 | _data[4]*_data[9]*_data[14]) * det; |
---|
418 | |
---|
419 | mat[1] = (_data[13]*_data[10]*_data[3] - |
---|
420 | _data[9]*_data[14]*_data[3] - |
---|
421 | _data[13]*_data[2]*_data[11] + |
---|
422 | _data[1]*_data[14]*_data[11] + |
---|
423 | _data[9]*_data[2]*_data[15] - |
---|
424 | _data[1]*_data[10]*_data[15]) * det; |
---|
425 | |
---|
426 | mat[5] = (_data[8]*_data[14]*_data[3] - |
---|
427 | _data[12]*_data[10]*_data[3] + |
---|
428 | _data[12]*_data[2]*_data[11] - |
---|
429 | _data[0]*_data[14]*_data[11] - |
---|
430 | _data[8]*_data[2]*_data[15] + |
---|
431 | _data[0]*_data[10]*_data[15]) * det; |
---|
432 | |
---|
433 | mat[9] = (_data[12]*_data[9]*_data[3] - |
---|
434 | _data[8]*_data[13]*_data[3] - |
---|
435 | _data[12]*_data[1]*_data[11] + |
---|
436 | _data[0]*_data[13]*_data[11] + |
---|
437 | _data[8]*_data[1]*_data[15] - |
---|
438 | _data[0]*_data[9]*_data[15]) * det; |
---|
439 | |
---|
440 | mat[13] = (_data[8]*_data[13]*_data[2] - |
---|
441 | _data[12]*_data[9]*_data[2] + |
---|
442 | _data[12]*_data[1]*_data[10] - |
---|
443 | _data[0]*_data[13]*_data[10] - |
---|
444 | _data[8]*_data[1]*_data[14] + |
---|
445 | _data[0]*_data[9]*_data[14]) * det; |
---|
446 | |
---|
447 | mat[2] = (_data[5]*_data[14]*_data[3] - |
---|
448 | _data[13]*_data[6]*_data[3] + |
---|
449 | _data[13]*_data[2]*_data[7] - |
---|
450 | _data[1]*_data[14]*_data[7] - |
---|
451 | _data[5]*_data[2]*_data[15] + |
---|
452 | _data[1]*_data[6]*_data[15]) * det; |
---|
453 | |
---|
454 | mat[6] = (_data[12]*_data[6]*_data[3] - |
---|
455 | _data[4]*_data[14]*_data[3] - |
---|
456 | _data[12]*_data[2]*_data[7] + |
---|
457 | _data[0]*_data[14]*_data[7] + |
---|
458 | _data[4]*_data[2]*_data[15] - |
---|
459 | _data[0]*_data[6]*_data[15]) * det; |
---|
460 | |
---|
461 | mat[10] = (_data[4]*_data[13]*_data[3] - |
---|
462 | _data[12]*_data[5]*_data[3] + |
---|
463 | _data[12]*_data[1]*_data[7] - |
---|
464 | _data[0]*_data[13]*_data[7] - |
---|
465 | _data[4]*_data[1]*_data[15] + |
---|
466 | _data[0]*_data[5]*_data[15]) * det; |
---|
467 | |
---|
468 | mat[14] = (_data[12]*_data[5]*_data[2] - |
---|
469 | _data[4]*_data[13]*_data[2] - |
---|
470 | _data[12]*_data[1]*_data[6] + |
---|
471 | _data[0]*_data[13]*_data[6] + |
---|
472 | _data[4]*_data[1]*_data[14] - |
---|
473 | _data[0]*_data[5]*_data[14]) * det; |
---|
474 | |
---|
475 | mat[3] = (_data[9]*_data[6]*_data[3] - |
---|
476 | _data[5]*_data[10]*_data[3] - |
---|
477 | _data[9]*_data[2]*_data[7] + |
---|
478 | _data[1]*_data[10]*_data[7] + |
---|
479 | _data[5]*_data[2]*_data[11] - |
---|
480 | _data[1]*_data[6]*_data[11]) * det; |
---|
481 | |
---|
482 | mat[7] = (_data[4]*_data[10]*_data[3] - |
---|
483 | _data[8]*_data[6]*_data[3] + |
---|
484 | _data[8]*_data[2]*_data[7] - |
---|
485 | _data[0]*_data[10]*_data[7] - |
---|
486 | _data[4]*_data[2]*_data[11] + |
---|
487 | _data[0]*_data[6]*_data[11]) * det; |
---|
488 | |
---|
489 | mat[11] = (_data[8]*_data[5]*_data[3] - |
---|
490 | _data[4]*_data[9]*_data[3] - |
---|
491 | _data[8]*_data[1]*_data[7] + |
---|
492 | _data[0]*_data[9]*_data[7] + |
---|
493 | _data[4]*_data[1]*_data[11] - |
---|
494 | _data[0]*_data[5]*_data[11]) * det; |
---|
495 | |
---|
496 | mat[15] = (_data[4]*_data[9]*_data[2] - |
---|
497 | _data[8]*_data[5]*_data[2] + |
---|
498 | _data[8]*_data[1]*_data[6] - |
---|
499 | _data[0]*_data[9]*_data[6] - |
---|
500 | _data[4]*_data[1]*_data[10] + |
---|
501 | _data[0]*_data[5]*_data[10]) * det; |
---|
502 | |
---|
503 | set(mat); |
---|
504 | } |
---|
505 | |
---|
506 | void Matrix4x4f::invert(const Matrix4x4f& mat) |
---|
507 | { |
---|
508 | if (&mat == this) { |
---|
509 | invert(); |
---|
510 | } else { |
---|
511 | invertFast(mat); |
---|
512 | } |
---|
513 | } |
---|
514 | |
---|
515 | void Matrix4x4f::invertFast(const Matrix4x4f& mat) |
---|
516 | { |
---|
517 | float *srcData = (float *)mat._data; |
---|
518 | |
---|
519 | float det = |
---|
520 | srcData[12] * srcData[9] * srcData[6] * srcData[3]- |
---|
521 | srcData[8] * srcData[13] * srcData[6] * srcData[3]- |
---|
522 | srcData[12] * srcData[5] * srcData[10] * srcData[3]+ |
---|
523 | srcData[4] * srcData[13] * srcData[10] * srcData[3]+ |
---|
524 | srcData[8] * srcData[5] * srcData[14] * srcData[3]- |
---|
525 | srcData[4] * srcData[9] * srcData[14] * srcData[3]- |
---|
526 | srcData[12] * srcData[9] * srcData[2] * srcData[7]+ |
---|
527 | srcData[8] * srcData[13] * srcData[2] * srcData[7]+ |
---|
528 | srcData[12] * srcData[1] * srcData[10] * srcData[7]- |
---|
529 | srcData[0] * srcData[13] * srcData[10] * srcData[7]- |
---|
530 | srcData[8] * srcData[1] * srcData[14] * srcData[7]+ |
---|
531 | srcData[0] * srcData[9] * srcData[14] * srcData[7]+ |
---|
532 | srcData[12] * srcData[5] * srcData[2] * srcData[11]- |
---|
533 | srcData[4] * srcData[13] * srcData[2] * srcData[11]- |
---|
534 | srcData[12] * srcData[1] * srcData[6] * srcData[11]+ |
---|
535 | srcData[0] * srcData[13] * srcData[6] * srcData[11]+ |
---|
536 | srcData[4] * srcData[1] * srcData[14] * srcData[11]- |
---|
537 | srcData[0] * srcData[5] * srcData[14] * srcData[11]- |
---|
538 | srcData[8] * srcData[5] * srcData[2] * srcData[15]+ |
---|
539 | srcData[4] * srcData[9] * srcData[2] * srcData[15]+ |
---|
540 | srcData[8] * srcData[1] * srcData[6] * srcData[15]- |
---|
541 | srcData[0] * srcData[9] * srcData[6] * srcData[15]- |
---|
542 | srcData[4] * srcData[1] * srcData[10] * srcData[15]+ |
---|
543 | srcData[0] * srcData[5] * srcData[10] * srcData[15]; |
---|
544 | |
---|
545 | if ( det == 0.0f ) return; |
---|
546 | det = 1 / det; |
---|
547 | |
---|
548 | _data[0] = (srcData[9]*srcData[14]*srcData[7] - |
---|
549 | srcData[13]*srcData[10]*srcData[7] + |
---|
550 | srcData[13]*srcData[6]*srcData[11] - |
---|
551 | srcData[5]*srcData[14]*srcData[11] - |
---|
552 | srcData[9]*srcData[6]*srcData[15] + |
---|
553 | srcData[5]*srcData[10]*srcData[15]) * det; |
---|
554 | |
---|
555 | _data[4] = (srcData[12]*srcData[10]*srcData[7] - |
---|
556 | srcData[8]*srcData[14]*srcData[7] - |
---|
557 | srcData[12]*srcData[6]*srcData[11] + |
---|
558 | srcData[4]*srcData[14]*srcData[11] + |
---|
559 | srcData[8]*srcData[6]*srcData[15] - |
---|
560 | srcData[4]*srcData[10]*srcData[15]) * det; |
---|
561 | |
---|
562 | _data[8] = (srcData[8]*srcData[13]*srcData[7] - |
---|
563 | srcData[12]*srcData[9]*srcData[7] + |
---|
564 | srcData[12]*srcData[5]*srcData[11] - |
---|
565 | srcData[4]*srcData[13]*srcData[11] - |
---|
566 | srcData[8]*srcData[5]*srcData[15] + |
---|
567 | srcData[4]*srcData[9]*srcData[15]) * det; |
---|
568 | |
---|
569 | _data[12] = (srcData[12]*srcData[9]*srcData[6] - |
---|
570 | srcData[8]*srcData[13]*srcData[6] - |
---|
571 | srcData[12]*srcData[5]*srcData[10] + |
---|
572 | srcData[4]*srcData[13]*srcData[10] + |
---|
573 | srcData[8]*srcData[5]*srcData[14] - |
---|
574 | srcData[4]*srcData[9]*srcData[14]) * det; |
---|
575 | |
---|
576 | _data[1] = (srcData[13]*srcData[10]*srcData[3] - |
---|
577 | srcData[9]*srcData[14]*srcData[3] - |
---|
578 | srcData[13]*srcData[2]*srcData[11] + |
---|
579 | srcData[1]*srcData[14]*srcData[11] + |
---|
580 | srcData[9]*srcData[2]*srcData[15] - |
---|
581 | srcData[1]*srcData[10]*srcData[15]) * det; |
---|
582 | |
---|
583 | _data[5] = (srcData[8]*srcData[14]*srcData[3] - |
---|
584 | srcData[12]*srcData[10]*srcData[3] + |
---|
585 | srcData[12]*srcData[2]*srcData[11] - |
---|
586 | srcData[0]*srcData[14]*srcData[11] - |
---|
587 | srcData[8]*srcData[2]*srcData[15] + |
---|
588 | srcData[0]*srcData[10]*srcData[15]) * det; |
---|
589 | |
---|
590 | _data[9] = (srcData[12]*srcData[9]*srcData[3] - |
---|
591 | srcData[8]*srcData[13]*srcData[3] - |
---|
592 | srcData[12]*srcData[1]*srcData[11] + |
---|
593 | srcData[0]*srcData[13]*srcData[11] + |
---|
594 | srcData[8]*srcData[1]*srcData[15] - |
---|
595 | srcData[0]*srcData[9]*srcData[15]) * det; |
---|
596 | |
---|
597 | _data[13] = (srcData[8]*srcData[13]*srcData[2] - |
---|
598 | srcData[12]*srcData[9]*srcData[2] + |
---|
599 | srcData[12]*srcData[1]*srcData[10] - |
---|
600 | srcData[0]*srcData[13]*srcData[10] - |
---|
601 | srcData[8]*srcData[1]*srcData[14] + |
---|
602 | srcData[0]*srcData[9]*srcData[14]) * det; |
---|
603 | |
---|
604 | _data[2] = (srcData[5]*srcData[14]*srcData[3] - |
---|
605 | srcData[13]*srcData[6]*srcData[3] + |
---|
606 | srcData[13]*srcData[2]*srcData[7] - |
---|
607 | srcData[1]*srcData[14]*srcData[7] - |
---|
608 | srcData[5]*srcData[2]*srcData[15] + |
---|
609 | srcData[1]*srcData[6]*srcData[15]) * det; |
---|
610 | |
---|
611 | _data[6] = (srcData[12]*srcData[6]*srcData[3] - |
---|
612 | srcData[4]*srcData[14]*srcData[3] - |
---|
613 | srcData[12]*srcData[2]*srcData[7] + |
---|
614 | srcData[0]*srcData[14]*srcData[7] + |
---|
615 | srcData[4]*srcData[2]*srcData[15] - |
---|
616 | srcData[0]*srcData[6]*srcData[15]) * det; |
---|
617 | |
---|
618 | _data[10] = (srcData[4]*srcData[13]*srcData[3] - |
---|
619 | srcData[12]*srcData[5]*srcData[3] + |
---|
620 | srcData[12]*srcData[1]*srcData[7] - |
---|
621 | srcData[0]*srcData[13]*srcData[7] - |
---|
622 | srcData[4]*srcData[1]*srcData[15] + |
---|
623 | srcData[0]*srcData[5]*srcData[15]) * det; |
---|
624 | |
---|
625 | _data[14] = (srcData[12]*srcData[5]*srcData[2] - |
---|
626 | srcData[4]*srcData[13]*srcData[2] - |
---|
627 | srcData[12]*srcData[1]*srcData[6] + |
---|
628 | srcData[0]*srcData[13]*srcData[6] + |
---|
629 | srcData[4]*srcData[1]*srcData[14] - |
---|
630 | srcData[0]*srcData[5]*srcData[14]) * det; |
---|
631 | |
---|
632 | _data[3] = (srcData[9]*srcData[6]*srcData[3] - |
---|
633 | srcData[5]*srcData[10]*srcData[3] - |
---|
634 | srcData[9]*srcData[2]*srcData[7] + |
---|
635 | srcData[1]*srcData[10]*srcData[7] + |
---|
636 | srcData[5]*srcData[2]*srcData[11] - |
---|
637 | srcData[1]*srcData[6]*srcData[11]) * det; |
---|
638 | |
---|
639 | _data[7] = (srcData[4]*srcData[10]*srcData[3] - |
---|
640 | srcData[8]*srcData[6]*srcData[3] + |
---|
641 | srcData[8]*srcData[2]*srcData[7] - |
---|
642 | srcData[0]*srcData[10]*srcData[7] - |
---|
643 | srcData[4]*srcData[2]*srcData[11] + |
---|
644 | srcData[0]*srcData[6]*srcData[11]) * det; |
---|
645 | |
---|
646 | _data[11] = (srcData[8]*srcData[5]*srcData[3] - |
---|
647 | srcData[4]*srcData[9]*srcData[3] - |
---|
648 | srcData[8]*srcData[1]*srcData[7] + |
---|
649 | srcData[0]*srcData[9]*srcData[7] + |
---|
650 | srcData[4]*srcData[1]*srcData[11] - |
---|
651 | srcData[0]*srcData[5]*srcData[11]) * det; |
---|
652 | |
---|
653 | _data[15] = (srcData[4]*srcData[9]*srcData[2] - |
---|
654 | srcData[8]*srcData[5]*srcData[2] + |
---|
655 | srcData[8]*srcData[1]*srcData[6] - |
---|
656 | srcData[0]*srcData[9]*srcData[6] - |
---|
657 | srcData[4]*srcData[1]*srcData[10] + |
---|
658 | srcData[0]*srcData[5]*srcData[10]) * det; |
---|
659 | } |
---|
660 | |
---|
661 | void Matrix4x4f::transpose() |
---|
662 | { |
---|
663 | float m[16]; |
---|
664 | |
---|
665 | m[0] = _data[0]; |
---|
666 | m[1] = _data[4]; |
---|
667 | m[2] = _data[8]; |
---|
668 | m[3] = _data[12]; |
---|
669 | |
---|
670 | m[4] = _data[1]; |
---|
671 | m[5] = _data[5]; |
---|
672 | m[6] = _data[9]; |
---|
673 | m[7] = _data[13]; |
---|
674 | |
---|
675 | m[8] = _data[2]; |
---|
676 | m[9] = _data[6]; |
---|
677 | m[10] = _data[10]; |
---|
678 | m[11] = _data[14]; |
---|
679 | |
---|
680 | m[12] = _data[3]; |
---|
681 | m[13] = _data[7]; |
---|
682 | m[14] = _data[11]; |
---|
683 | m[15] = _data[15]; |
---|
684 | |
---|
685 | set(m); |
---|
686 | } |
---|
687 | |
---|
688 | void Matrix4x4f::transposeFast(const Matrix4x4f& mat) |
---|
689 | { |
---|
690 | _data[0] = mat._data[0]; |
---|
691 | _data[1] = mat._data[4]; |
---|
692 | _data[2] = mat._data[8]; |
---|
693 | _data[3] = mat._data[12]; |
---|
694 | |
---|
695 | _data[4] = mat._data[1]; |
---|
696 | _data[5] = mat._data[5]; |
---|
697 | _data[6] = mat._data[9]; |
---|
698 | _data[7] = mat._data[13]; |
---|
699 | |
---|
700 | _data[8] = mat._data[2]; |
---|
701 | _data[9] = mat._data[6]; |
---|
702 | _data[10] = mat._data[10]; |
---|
703 | _data[11] = mat._data[14]; |
---|
704 | |
---|
705 | _data[12] = mat._data[3]; |
---|
706 | _data[13] = mat._data[7]; |
---|
707 | _data[14] = mat._data[11]; |
---|
708 | _data[15] = mat._data[15]; |
---|
709 | } |
---|
710 | |
---|
711 | void Matrix4x4f::transpose(const Matrix4x4f& mat) |
---|
712 | { |
---|
713 | if (&mat == this) { |
---|
714 | transpose(); |
---|
715 | } else { |
---|
716 | transposeFast(mat); |
---|
717 | } |
---|
718 | } |
---|
719 | |
---|
720 | void Matrix4x4f::setDouble(const double *m) |
---|
721 | { |
---|
722 | for (int i = 0; i < 16; ++i) { |
---|
723 | _data[i] = (float)m[i]; |
---|
724 | } |
---|
725 | } |
---|
726 | |
---|
727 | void Matrix4x4f::multiply(const Matrix4x4f& mat1, const Vector3f& position) |
---|
728 | { |
---|
729 | Matrix4x4f mat; |
---|
730 | mat.makeTranslation(position); |
---|
731 | multiply(mat1, mat); |
---|
732 | } |
---|
733 | |
---|
734 | void Matrix4x4f::multiply(const Matrix4x4f& mat1, const Rotation& rotation) |
---|
735 | { |
---|
736 | Matrix4x4f mat; |
---|
737 | mat.makeRotation(rotation); |
---|
738 | multiply(mat1, mat); |
---|
739 | } |
---|
740 | |
---|
741 | void Matrix4x4f::multiply(const Vector3f& position, const Matrix4x4f& mat1) |
---|
742 | { |
---|
743 | Matrix4x4f mat; |
---|
744 | mat.makeTranslation(position); |
---|
745 | multiply(mat, mat1); |
---|
746 | } |
---|
747 | |
---|
748 | void Matrix4x4f::multiply(const Rotation& rotation, const Matrix4x4f& mat1) |
---|
749 | { |
---|
750 | Matrix4x4f mat; |
---|
751 | mat.makeRotation(rotation); |
---|
752 | multiply(mat, mat1); |
---|
753 | } |
---|
754 | |
---|
755 | void Matrix4x4f::makeVecRotVec(const Vector3f& vec1, const Vector3f& vec2) |
---|
756 | { |
---|
757 | Vector3f axis = cross(vec1, vec2); |
---|
758 | |
---|
759 | float angle = atan2(axis.length(), vec1.dot(vec2)); |
---|
760 | axis = axis.normalize(); |
---|
761 | makeRotation(axis.x, axis.y, axis.z, angle); |
---|
762 | } |
---|
763 | |
---|
764 | void Matrix4x4f::multiplyScale(const Matrix4x4f& mat1, const Vector3f& scale) |
---|
765 | { |
---|
766 | Matrix4x4f mat; |
---|
767 | mat.makeScale(scale); |
---|
768 | multiply(mat1, mat); |
---|
769 | } |
---|
770 | |
---|
771 | void Matrix4x4f::multiplyScale(const Vector3f& scale, const Matrix4x4f& mat1) |
---|
772 | { |
---|
773 | Matrix4x4f mat; |
---|
774 | mat.makeScale(scale); |
---|
775 | multiply(mat, mat1); |
---|
776 | } |
---|