Yes I did it again ;)
[blender.git] / intern / moto / include / MT_Matrix3x3.h
1 /**
2  * $Id$
3  * ***** BEGIN GPL/BL DUAL LICENSE BLOCK *****
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public License
7  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
8  * of the License, or (at your option) any later version. The Blender
9  * Foundation also sells licenses for use in proprietary software under
10  * the Blender License.  See http://www.blender.org/BL/ for information
11  * about this.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
20  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
21  *
22  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
23  * All rights reserved.
24  *
25  * The Original Code is: all of this file.
26  *
27  * Contributor(s): none yet.
28  *
29  * ***** END GPL/BL DUAL LICENSE BLOCK *****
30  */
31
32 /*
33
34  * Copyright (c) 2000 Gino van den Bergen <gino@acm.org>
35  *
36  * Permission to use, copy, modify, distribute and sell this software
37  * and its documentation for any purpose is hereby granted without fee,
38  * provided that the above copyright notice appear in all copies and
39  * that both that copyright notice and this permission notice appear
40  * in supporting documentation.  Gino van den Bergen makes no
41  * representations about the suitability of this software for any
42  * purpose.  It is provided "as is" without express or implied warranty.
43  *
44  */
45
46 #ifndef MT_MATRIX3X3_H
47 #define MT_MATRIX3X3_H
48
49 #ifdef HAVE_CONFIG_H
50 #include <config.h>
51 #endif
52
53 #include <MT_assert.h>
54
55 #include "MT_Vector3.h"
56 #include "MT_Quaternion.h"
57
58 class MT_Matrix3x3 {
59 public:
60     MT_Matrix3x3() {}
61     MT_Matrix3x3(const float *m) { setValue(m); }
62     MT_Matrix3x3(const double *m) { setValue(m); }
63     MT_Matrix3x3(const MT_Quaternion& q) { setRotation(q); }
64     
65         MT_Matrix3x3(const MT_Quaternion& q, const MT_Vector3& s) { 
66                 setRotation(q); 
67                 scale(s[0], s[1], s[2]);
68         }
69         
70         MT_Matrix3x3(const MT_Vector3& euler) { setEuler(euler); }
71         MT_Matrix3x3(const MT_Vector3& euler, const MT_Vector3& s) { 
72                 setEuler(euler); 
73                 scale(s[0], s[1], s[2]);
74         }
75         
76     MT_Matrix3x3(MT_Scalar xx, MT_Scalar xy, MT_Scalar xz,
77                  MT_Scalar yx, MT_Scalar yy, MT_Scalar yz,
78                  MT_Scalar zx, MT_Scalar zy, MT_Scalar zz) { 
79         setValue(xx, xy, xz, 
80                  yx, yy, yz, 
81                  zx, zy, zz);
82     }
83     
84     MT_Vector3&       operator[](int i)       { return m_el[i]; }
85     const MT_Vector3& operator[](int i) const { return m_el[i]; }
86     
87     void setValue(const float *m) {
88         m_el[0][0] = *m++; m_el[1][0] = *m++; m_el[2][0] = *m++; m++;
89         m_el[0][1] = *m++; m_el[1][1] = *m++; m_el[2][1] = *m++; m++;
90         m_el[0][2] = *m++; m_el[1][2] = *m++; m_el[2][2] = *m;
91     }
92
93     void setValue(const double *m) {
94         m_el[0][0] = *m++; m_el[1][0] = *m++; m_el[2][0] = *m++; m++;
95         m_el[0][1] = *m++; m_el[1][1] = *m++; m_el[2][1] = *m++; m++;
96         m_el[0][2] = *m++; m_el[1][2] = *m++; m_el[2][2] = *m;
97     }
98
99     void setValue(MT_Scalar xx, MT_Scalar xy, MT_Scalar xz, 
100                   MT_Scalar yx, MT_Scalar yy, MT_Scalar yz, 
101                   MT_Scalar zx, MT_Scalar zy, MT_Scalar zz) {
102         m_el[0][0] = xx; m_el[0][1] = xy; m_el[0][2] = xz;
103         m_el[1][0] = yx; m_el[1][1] = yy; m_el[1][2] = yz;
104         m_el[2][0] = zx; m_el[2][1] = zy; m_el[2][2] = zz;
105     }
106   
107     void setRotation(const MT_Quaternion& q) {
108         MT_Scalar d = q.length2();
109         MT_assert(!MT_fuzzyZero2(d));
110         MT_Scalar s = MT_Scalar(2.0) / d;
111         MT_Scalar xs = q[0] * s,   ys = q[1] * s,   zs = q[2] * s;
112         MT_Scalar wx = q[3] * xs,  wy = q[3] * ys,  wz = q[3] * zs;
113         MT_Scalar xx = q[0] * xs,  xy = q[0] * ys,  xz = q[0] * zs;
114         MT_Scalar yy = q[1] * ys,  yz = q[1] * zs,  zz = q[2] * zs;
115         setValue(MT_Scalar(1.0) - (yy + zz), xy - wz        ,         xz + wy,
116                  xy + wz        , MT_Scalar(1.0) - (xx + zz),         yz - wx,
117                  xz - wy        , yz + wx,         MT_Scalar(1.0) - (xx + yy));
118     }
119     
120         /**
121          * setEuler
122          * @param euler a const reference to a MT_Vector3 of euler angles
123          * These angles are used to produce a rotation matrix. The euler
124          * angles are applied in ZYX order. I.e a vector is first rotated 
125          * about X then Y and then Z
126          **/
127
128         void setEuler(const MT_Vector3& euler) {
129                 MT_Scalar ci = cos(euler[0]); 
130                 MT_Scalar cj = cos(euler[1]); 
131                 MT_Scalar ch = cos(euler[2]);
132                 MT_Scalar si = sin(euler[0]); 
133                 MT_Scalar sj = sin(euler[1]); 
134                 MT_Scalar sh = sin(euler[2]);
135                 MT_Scalar cc = ci * ch; 
136                 MT_Scalar cs = ci * sh; 
137                 MT_Scalar sc = si * ch; 
138                 MT_Scalar ss = si * sh;
139                 
140                 setValue(cj * ch, sj * sc - cs, sj * cc + ss,
141                                  cj * sh, sj * ss + cc, sj * cs - sc, 
142                                  -sj,      cj * si,      cj * ci);
143         }
144
145     void scale(MT_Scalar x, MT_Scalar y, MT_Scalar z) {
146         m_el[0][0] *= x; m_el[0][1] *= y; m_el[0][2] *= z;
147         m_el[1][0] *= x; m_el[1][1] *= y; m_el[1][2] *= z;
148         m_el[2][0] *= x; m_el[2][1] *= y; m_el[2][2] *= z;
149     }
150
151     MT_Matrix3x3 scaled(MT_Scalar x, MT_Scalar y, MT_Scalar z) const {
152         return MT_Matrix3x3(m_el[0][0] * x, m_el[0][1] * y, m_el[0][2] * z,
153                             m_el[1][0] * x, m_el[1][1] * y, m_el[1][2] * z,
154                             m_el[2][0] * x, m_el[2][1] * y, m_el[2][2] * z);
155     }
156     
157     void setIdentity() { 
158         setValue(MT_Scalar(1.0), MT_Scalar(0.0), MT_Scalar(0.0), 
159                  MT_Scalar(0.0), MT_Scalar(1.0), MT_Scalar(0.0), 
160                  MT_Scalar(0.0), MT_Scalar(0.0), MT_Scalar(1.0)); 
161     }
162     
163     void getValue(float *m) const {
164         *m++ = m_el[0][0]; *m++ = m_el[1][0]; *m++ = m_el[2][0]; *m++ = 0.0;
165         *m++ = m_el[0][1]; *m++ = m_el[1][1]; *m++ = m_el[2][1]; *m++ = 0.0;
166         *m++ = m_el[0][2]; *m++ = m_el[1][2]; *m++ = m_el[2][2]; *m   = 0.0;
167     }
168
169     void getValue(double *m) const {
170         *m++ = m_el[0][0]; *m++ = m_el[1][0]; *m++ = m_el[2][0]; *m++ = 0.0;
171         *m++ = m_el[0][1]; *m++ = m_el[1][1]; *m++ = m_el[2][1]; *m++ = 0.0;
172         *m++ = m_el[0][2]; *m++ = m_el[1][2]; *m++ = m_el[2][2]; *m   = 0.0;
173     }
174
175     MT_Quaternion getRotation() const;
176
177     MT_Matrix3x3& operator*=(const MT_Matrix3x3& m); 
178
179     MT_Scalar tdot(int c, const MT_Vector3& v) const {
180         return m_el[0][c] * v[0] + m_el[1][c] * v[1] + m_el[2][c] * v[2];
181     }
182   
183     MT_Scalar cofac(int r1, int c1, int r2, int c2) const {
184         return m_el[r1][c1] * m_el[r2][c2] - m_el[r1][c2] * m_el[r2][c1];
185     }
186
187     MT_Scalar    determinant() const;
188         MT_Matrix3x3 adjoint() const;
189
190     MT_Matrix3x3 absolute() const;
191
192     MT_Matrix3x3 transposed() const;
193     void         transpose();
194
195     MT_Matrix3x3 inverse() const; 
196         void         invert();
197   
198 protected:
199
200     MT_Vector3 m_el[3];
201 };
202
203 MT_Vector3   operator*(const MT_Matrix3x3& m, const MT_Vector3& v);
204 MT_Vector3   operator*(const MT_Vector3& v, const MT_Matrix3x3& m);
205 MT_Matrix3x3 operator*(const MT_Matrix3x3& m1, const MT_Matrix3x3& m2);
206
207 MT_Matrix3x3 MT_multTransposeLeft(const MT_Matrix3x3& m1, const MT_Matrix3x3& m2);
208 MT_Matrix3x3 MT_multTransposeRight(const MT_Matrix3x3& m1, const MT_Matrix3x3& m2);
209
210 inline MT_OStream& operator<<(MT_OStream& os, const MT_Matrix3x3& m) {
211     return os << m[0] << GEN_endl << m[1] << GEN_endl << m[2] << GEN_endl;
212 }
213
214 #ifdef GEN_INLINED
215 #include "MT_Matrix3x3.inl"
216 #endif
217
218 #endif
219