Math Lib
[blender.git] / source / blender / blenlib / BLI_math_geom.h
1 /**
2  * $Id$
3  *
4  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
9  * of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
18  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
19  *
20  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
21  * All rights reserved.
22  *
23  * The Original Code is: some of this file.
24  *
25  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
26  * */
27
28 #ifndef BLI_MATH_GEOM
29 #define BLI_MATH_GEOM
30
31 #ifdef __cplusplus
32 extern "C" {
33 #endif
34
35 /********************************** Polygons *********************************/
36
37 void cent_tri_v3(float r[3], float a[3], float b[3], float c[3]);
38 void cent_quad_v3(float r[3], float a[3], float b[3], float c[3], float d[3]);
39
40 float normal_tri_v3(float r[3], float a[3], float b[3], float c[3]);
41 float normal_quad_v3(float r[3], float a[3], float b[3], float c[3], float d[3]);
42
43 float area_tri_v2(float a[2], float b[2], float c[2]);
44 float area_tri_v3(float a[3], float b[3], float c[3]);
45 float area_quad_v3(float a[3], float b[3], float c[3], float d[3]);
46 float area_poly_v3(int nr, float verts[][3], float normal[3]);
47
48 /********************************* Distance **********************************/
49
50 float dist_to_line_v2(float p[2], float l1[2], float l2[2]);
51 float dist_to_line_segment_v2(float p[2], float l1[2], float l2[2]);
52
53 float dist_to_line_segment_v3(float p[3], float l1[3], float l2[3]);
54 float closest_to_line_v3(float r[3], float p[3], float l1[3], float l2[3]);
55 void closest_to_line_segment_v3(float r[3], float p[3], float l1[3], float l2[3]);
56
57 /******************************* Intersection ********************************/
58
59 /* TODO int return value consistency */
60
61 /* line-line */
62 #define ISECT_LINE_LINE_COLINEAR        -1
63 #define ISECT_LINE_LINE_NONE             0
64 #define ISECT_LINE_LINE_EXACT            1
65 #define ISECT_LINE_LINE_CROSS            2
66
67 int isect_line_line_v2(float a1[2], float a2[2], float b1[2], float b2[2]);
68 int isect_line_line_v2_short(short a1[2], short a2[2], short b1[2], short b2[2]);
69
70 /* Returns the number of point of interests
71  * 0 - lines are colinear
72  * 1 - lines are coplanar, i1 is set to intersection
73  * 2 - i1 and i2 are the nearest points on line 1 (v1, v2) and line 2 (v3, v4) respectively 
74  * */
75
76 int isect_line_line_v3(float v1[3], float v2[3],
77         float v3[3], float v4[3], float i1[3], float i2[3]);
78 int isect_line_line_strict_v3(float v1[3], float v2[3],
79         float v3[3], float v4[3], float vi[3], float *lambda);
80
81 /* line/ray triangle */
82 int isect_line_tri_v3(float p1[3], float p2[3],
83         float v0[3], float v1[3], float v2[3], float *lambda, float *uv);
84 int isect_ray_tri_v3(float p1[3], float d[3],
85         float v0[3], float v1[3], float v2[3], float *lambda, float *uv);
86 int isect_ray_tri_threshold_v3(float p1[3], float d[3],
87         float v0[3], float v1[3], float v2[3], float *lambda, float *uv, float threshold);
88
89 /* point in polygon */
90 int isect_point_tri_v2(float p[2], float a[2], float b[2], float c[2]);
91 int isect_point_quad_v2(float p[2], float a[2], float b[2], float c[2], float d[2]);
92
93 int isect_point_tri_v2(float v1[2], float v2[2], float v3[2], float pt[2]);
94 int isect_point_tri_v2_int(int x1, int y1, int x2, int y2, int a, int b);
95 int isect_point_tri_prism_v3(float p[3], float v1[3], float v2[3], float v3[3]);
96
97 void isect_point_quad_uv_v2(float v0[2], float v1[2], float v2[2], float v3[2],
98         float pt[2], float *uv);
99 void isect_point_face_uv_v2(int isquad, float v0[2], float v1[2], float v2[2],
100         float v3[2], float pt[2], float *uv);
101
102 /* other */
103 int isect_sweeping_sphere_tri_v3(float p1[3], float p2[3], float radius,
104         float v0[3], float v1[3], float v2[3], float *lambda, float *ipoint);
105
106 int isect_axial_line_tri_v3(int axis, float co1[3], float co2[3],
107         float v0[3], float v1[3], float v2[3], float *lambda);
108
109 int isect_aabb_aabb_v3(float min1[3], float max1[3], float min2[3], float max2[3]);
110
111 /****************************** Interpolation ********************************/
112
113 /* tri or quad, d can be NULL */
114 void interp_weights_face_v3(float w[4],
115         float a[3], float b[3], float c[3], float d[3], float p[3]);
116 void interp_weights_poly_v3(float w[], float v[][3], int n, float p[3]);
117
118 void interp_cubic_v3(float x[3], float v[3],
119         float x1[3], float v1[3], float x2[3], float v2[3], float t);
120
121 /***************************** View & Projection *****************************/
122
123 void lookat_m4(float mat[4][4], float vx, float vy, 
124         float vz, float px, float py, float pz, float twist);
125 void polarview_m4(float mat[4][4], float dist, float azimuth,
126         float incidence, float twist);
127
128 void perspective_m4(float mat[4][4], float left, float right,
129         float bottom, float top, float nearClip, float farClip);
130 void orthographic_m4(float mat[4][4], float left, float right,
131         float bottom, float top, float nearClip, float farClip);
132
133 /********************************** Mapping **********************************/
134
135 void map_to_tube(float *u, float *v, float x, float y, float z);
136 void map_to_sphere(float *u, float *v, float x, float y, float z);
137
138 /********************************* Tangents **********************************/
139
140 typedef struct VertexTangent {
141         float tang[3], uv[2];
142         struct VertexTangent *next;
143 } VertexTangent;
144
145 float *find_vertex_tangent(VertexTangent *vtang, float *uv);
146 void sum_or_add_vertex_tangent(void *arena, VertexTangent **vtang,
147         float *tang, float *uv);
148 void tangent_from_uv(float *uv1, float *uv2, float *uv3,
149         float *co1, float *co2, float *co3, float *n, float *tang);
150
151 #ifdef __cplusplus
152 }
153 #endif
154
155 #endif /* BLI_MATH_GEOM */
156