skip calculating the normal for each face when triangulating, all callers make sure...
[blender.git] / source / blender / blenlib / BLI_math_matrix.h
1 /*
2  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
7  * of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
16  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
17  *
18  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
19  * All rights reserved.
20  
21  * The Original Code is: some of this file.
22  *
23  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
24  * */
25
26 #ifndef __BLI_MATH_MATRIX_H__
27 #define __BLI_MATH_MATRIX_H__
28
29 /** \file BLI_math_matrix.h
30  *  \ingroup bli
31  */
32
33 #ifdef __cplusplus
34 extern "C" {
35 #endif
36
37 /********************************* Init **************************************/
38
39 #define MAT4_UNITY  {      \
40         { 1.0, 0.0, 0.0, 0.0}, \
41         { 0.0, 1.0, 0.0, 0.0}, \
42         { 0.0, 0.0, 1.0, 0.0}, \
43         { 0.0, 0.0, 0.0, 1.0}  \
44 }
45
46 #define MAT3_UNITY  { \
47         { 1.0, 0.0, 0.0}, \
48         { 0.0, 1.0, 0.0}, \
49         { 0.0, 0.0, 1.0}  \
50 }
51
52 void zero_m3(float R[3][3]);
53 void zero_m4(float R[4][4]);
54
55 void unit_m3(float R[3][3]);
56 void unit_m4(float R[4][4]);
57
58 void copy_m3_m3(float R[3][3], float A[3][3]);
59 void copy_m4_m4(float R[4][4], float A[4][4]);
60 void copy_m3_m4(float R[3][3], float A[4][4]);
61 void copy_m4_m3(float R[4][4], float A[3][3]);
62
63 void swap_m3m3(float A[3][3], float B[3][3]);
64 void swap_m4m4(float A[4][4], float B[4][4]);
65
66 /******************************** Arithmetic *********************************/
67
68 void add_m3_m3m3(float R[3][3], float A[3][3], float B[3][3]);
69 void add_m4_m4m4(float R[4][4], float A[4][4], float B[4][4]);
70
71 void sub_m3_m3m3(float R[3][3], float A[3][3], float B[3][3]);
72 void sub_m4_m4m4(float R[4][4], float A[4][4], float B[4][4]);
73
74 void mul_m3_m3m3(float R[3][3], float A[3][3], float B[3][3]);
75 void mul_m4_m3m4(float R[4][4], float A[3][3], float B[4][4]);
76 void mul_m4_m4m3(float R[4][4], float A[4][4], float B[3][3]);
77 /* note: the A,B arguments are reversed compared to previous mul_m4_m4m4
78  * function, for consistency with above functions & math notation. */
79 void mult_m4_m4m4(float R[4][4], float A[4][4], float B[4][4]);
80 void mult_m3_m3m4(float R[3][3], float A[4][4], float B[3][3]);
81
82 void mul_serie_m3(float R[3][3],
83                   float M1[3][3], float M2[3][3], float M3[3][3], float M4[3][3],
84                   float M5[3][3], float M6[3][3], float M7[3][3], float M8[3][3]);
85 void mul_serie_m4(float R[4][4],
86                   float M1[4][4], float M2[4][4], float M3[4][4], float M4[4][4],
87                   float M5[4][4], float M6[4][4], float M7[4][4], float M8[4][4]);
88
89 void mul_m4_v3(float M[4][4], float r[3]);
90 void mul_v3_m4v3(float r[3], float M[4][4], const float v[3]);
91 void mul_mat3_m4_v3(float M[4][4], float r[3]);
92 void mul_m4_v4(float M[4][4], float r[4]);
93 void mul_v4_m4v4(float r[4], float M[4][4], float v[4]);
94 void mul_project_m4_v3(float M[4][4], float vec[3]);
95
96 void mul_m3_v3(float M[3][3], float r[3]);
97 void mul_v3_m3v3(float r[3], float M[3][3], float a[3]);
98 void mul_v2_m3v3(float r[2], float M[3][3], float a[3]);
99 void mul_transposed_m3_v3(float M[3][3], float r[3]);
100 void mul_m3_v3_double(float M[3][3], double r[3]);
101
102 void mul_m3_fl(float R[3][3], float f);
103 void mul_m4_fl(float R[4][4], float f);
104 void mul_mat3_m4_fl(float R[4][4], float f);
105
106 int invert_m3_ex(float m[3][3], const float epsilon);
107 int invert_m3_m3_ex(float m1[3][3], float m2[3][3], const float epsilon);
108
109 int invert_m3(float R[3][3]);
110 int invert_m3_m3(float R[3][3], float A[3][3]);
111 int invert_m4(float R[4][4]);
112 int invert_m4_m4(float R[4][4], float A[4][4]);
113
114 /* double ariphmetics */
115 void mul_m4_v4d(float M[4][4], double r[4]);
116 void mul_v4d_m4v4d(double r[4], float M[4][4], double v[4]);
117
118
119 /****************************** Linear Algebra *******************************/
120
121 void transpose_m3(float R[3][3]);
122 void transpose_m4(float R[4][4]);
123
124 void normalize_m3(float R[3][3]);
125 void normalize_m3_m3(float R[3][3], float A[3][3]);
126 void normalize_m4(float R[4][4]);
127 void normalize_m4_m4(float R[4][4], float A[4][4]);
128
129 void orthogonalize_m3(float R[3][3], int axis);
130 void orthogonalize_m4(float R[4][4], int axis);
131
132 int is_orthogonal_m3(float mat[3][3]);
133 int is_orthogonal_m4(float mat[4][4]);
134 int is_orthonormal_m3(float mat[3][3]);
135 int is_orthonormal_m4(float mat[4][4]);
136
137 int is_uniform_scaled_m3(float mat[3][3]);
138
139 void adjoint_m2_m2(float R[2][2], float A[2][2]);
140 void adjoint_m3_m3(float R[3][3], float A[3][3]);
141 void adjoint_m4_m4(float R[4][4], float A[4][4]);
142
143 float determinant_m2(float a, float b,
144                      float c, float d);
145 float determinant_m3(float a, float b, float c,
146                      float d, float e, float f,
147                      float g, float h, float i);
148 float determinant_m3_array(float m[3][3]);
149 float determinant_m4(float A[4][4]);
150
151 #define PSEUDOINVERSE_EPSILON 1e-8f
152
153 void svd_m4(float U[4][4], float s[4], float V[4][4], float A[4][4]);
154 void pseudoinverse_m4_m4(float Ainv[4][4], float A[4][4], float epsilon);
155 void pseudoinverse_m3_m3(float Ainv[3][3], float A[3][3], float epsilon);
156
157 /****************************** Transformations ******************************/
158
159 void scale_m3_fl(float R[3][3], float scale);
160 void scale_m4_fl(float R[4][4], float scale);
161
162 float mat3_to_scale(float M[3][3]);
163 float mat4_to_scale(float M[4][4]);
164
165 void size_to_mat3(float R[3][3], const float size[3]);
166 void size_to_mat4(float R[4][4], const float size[3]);
167
168 void mat3_to_size(float r[3], float M[3][3]);
169 void mat4_to_size(float r[3], float M[4][4]);
170
171 void translate_m4(float mat[4][4], float tx, float ty, float tz);
172 void rotate_m4(float mat[4][4], const char axis, const float angle);
173
174
175 void mat3_to_rot_size(float rot[3][3], float size[3], float mat3[3][3]);
176 void mat4_to_loc_rot_size(float loc[3], float rot[3][3], float size[3], float wmat[4][4]);
177 void mat4_to_loc_quat(float loc[3], float quat[4], float wmat[4][4]);
178 void mat4_decompose(float loc[3], float quat[4], float size[3], float wmat[4][4]);
179
180 void loc_eul_size_to_mat4(float R[4][4],
181                           const float loc[3], const float eul[3], const float size[3]);
182 void loc_eulO_size_to_mat4(float R[4][4],
183                            const float loc[3], const float eul[3], const float size[3], const short order);
184 void loc_quat_size_to_mat4(float R[4][4],
185                            const float loc[3], const float quat[4], const float size[3]);
186 void loc_axisangle_size_to_mat4(float R[4][4],
187                                 const float loc[3], const float axis[4], const float angle, const float size[3]);
188
189 void blend_m3_m3m3(float R[3][3], float A[3][3], float B[3][3], const float t);
190 void blend_m4_m4m4(float R[4][4], float A[4][4], float B[4][4], const float t);
191
192 int is_negative_m3(float mat[3][3]);
193 int is_negative_m4(float mat[4][4]);
194
195 /*********************************** Other ***********************************/
196
197 void print_m3(const char *str, float M[3][3]);
198 void print_m4(const char *str, float M[3][4]);
199
200 #ifdef __cplusplus
201 }
202 #endif
203
204 #endif /* __BLI_MATH_MATRIX_H__ */
205