Patch [#33196] Warning Fixes 11-16-2012
[blender.git] / source / blender / blenlib / BLI_math_geom.h
1 /*
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3  *
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17  *
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19  * All rights reserved.
20  *
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22  *
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24  * */
25
26 #ifndef __BLI_MATH_GEOM_H__
27 #define __BLI_MATH_GEOM_H__
28
29 /** \file BLI_math_geom.h
30  *  \ingroup bli
31  */
32
33 #ifdef __cplusplus
34 extern "C" {
35 #endif
36
37 #include "BLI_math_inline.h"
38
39 #if BLI_MATH_DO_INLINE
40 #include "intern/math_geom_inline.c"
41 #endif
42
43 /********************************** Polygons *********************************/
44
45 void cent_tri_v3(float r[3], const float a[3], const float b[3], const float c[3]);
46 void cent_quad_v3(float r[3], const float a[3], const float b[3], const float c[3], const float d[3]);
47
48 float normal_tri_v3(float r[3], const float a[3], const float b[3], const float c[3]);
49 float normal_quad_v3(float r[3], const float a[3], const float b[3], const float c[3], const float d[3]);
50
51 float area_tri_v2(const float a[2], const float b[2], const float c[2]);
52 float area_tri_signed_v2(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2]);
53 float area_tri_v3(const float a[3], const float b[3], const float c[3]);
54 float area_quad_v3(const float a[3], const float b[3], const float c[3], const float d[3]);
55 float area_poly_v3(int nr, float verts[][3], const float normal[3]);
56
57 int is_quad_convex_v3(const float v1[3], const float v2[3], const float v3[3], const float v4[3]);
58 int is_quad_convex_v2(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2], const float v4[2]);
59
60 /********************************* Distance **********************************/
61
62 float dist_to_line_v2(const float p[2], const float l1[2], const float l2[2]);
63 float dist_squared_to_line_segment_v2(const float p[2], const float l1[2], const float l2[2]);
64 float         dist_to_line_segment_v2(const float p[2], const float l1[2], const float l2[2]);
65 void closest_to_line_segment_v2(float closest[2], const float p[2], const float l1[2], const float l2[2]);
66
67 float dist_to_plane_normalized_v3(const float p[3], const float plane_co[3], const float plane_no_unit[3]);
68 float dist_to_plane_v3(const float p[3], const float plane_co[3], const float plane_no[3]);
69 float dist_to_line_segment_v3(const float p[3], const float l1[3], const float l2[3]);
70 float closest_to_line_v3(float r[3], const float p[3], const float l1[3], const float l2[3]);
71 float closest_to_line_v2(float r[2], const float p[2], const float l1[2], const float l2[2]);
72 void closest_to_line_segment_v3(float r[3], const float p[3], const float l1[3], const float l2[3]);
73 void closest_to_plane_v3(float r[3], const float plane_co[3], const float plane_no_unit[3], const float pt[3]);
74
75
76 float line_point_factor_v3(const float p[3], const float l1[3], const float l2[3]);
77 float line_point_factor_v2(const float p[2], const float l1[2], const float l2[2]);
78 void limit_dist_v3(float v1[3], float v2[3], const float dist);
79
80 /******************************* Intersection ********************************/
81
82 /* TODO int return value consistency */
83
84 /* line-line */
85 #define ISECT_LINE_LINE_COLINEAR    -1
86 #define ISECT_LINE_LINE_NONE         0
87 #define ISECT_LINE_LINE_EXACT        1
88 #define ISECT_LINE_LINE_CROSS        2
89
90 int isect_line_line_v2_point(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2], const float v4[2], float vi[2]);
91 int isect_line_line_v2(const float a1[2], const float a2[2], const float b1[2], const float b2[2]);
92 int isect_line_line_v2_int(const int a1[2], const int a2[2], const int b1[2], const int b2[2]);
93 int isect_line_sphere_v3(const float l1[3], const float l2[3], const float sp[3], const float r, float r_p1[3], float r_p2[3]);
94 int isect_line_sphere_v2(const float l1[2], const float l2[2], const float sp[2], const float r, float r_p1[2], float r_p2[2]);
95 int isect_seg_seg_v2_point(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2], const float v4[2], float vi[2]);
96 int isect_seg_seg_v2(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2], const float v4[2]);
97
98 int isect_line_line_v3(const float v1[3], const float v2[3],
99                        const float v3[3], const float v4[3],
100                        float i1[3], float i2[3]);
101 int isect_line_line_strict_v3(const float v1[3], const float v2[3],
102                               const float v3[3], const float v4[3],
103                               float vi[3], float *r_lambda);
104
105 int isect_ray_plane_v3(const float p1[3], const float d[3],
106                        const float v0[3], const float v1[3], const float v2[3],
107                        float *r_lambda, const int clip);
108
109 int isect_line_plane_v3(float out[3], const float l1[3], const float l2[3],
110                         const float plane_co[3], const float plane_no[3], const short no_flip);
111
112 void isect_plane_plane_v3(float r_isect_co[3], float r_isect_no[3],
113                           const float plane_a_co[3], const float plane_a_no[3],
114                           const float plane_b_co[3], const float plane_b_no[3]);
115
116 /* line/ray triangle */
117 int isect_line_tri_v3(const float p1[3], const float p2[3],
118                       const float v0[3], const float v1[3], const float v2[3], float *r_lambda, float r_uv[2]);
119 int isect_ray_tri_v3(const float p1[3], const float d[3],
120                      const float v0[3], const float v1[3], const float v2[3], float *r_lambda, float r_uv[2]);
121 int isect_ray_tri_threshold_v3(const float p1[3], const float d[3],
122                                const float v0[3], const float v1[3], const float v2[3], float *r_lambda, float r_uv[2], const float threshold);
123 int isect_ray_tri_epsilon_v3(const float p1[3], const float d[3],
124                              const float v0[3], const float v1[3], const float v2[3], float *r_lambda, float r_uv[2], const float epsilon);
125
126 /* point in polygon */
127 int isect_point_quad_v2(const float p[2], const float a[2], const float b[2], const float c[2], const float d[2]);
128
129 int isect_point_tri_v2(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2], const float pt[2]);
130 int isect_point_tri_v2_cw(const float pt[2], const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2]);
131 int isect_point_tri_v2_int(const int x1, const int y1, const int x2, const int y2, const int a, const int b);
132 int isect_point_tri_prism_v3(const float p[3], const float v1[3], const float v2[3], const float v3[3]);
133
134 void isect_point_quad_uv_v2(const float v0[2], const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2],
135                             const float pt[2], float r_uv[2]);
136 void isect_point_face_uv_v2(const int isquad, const float v0[2], const float v1[2], const float v2[2],
137                             const float v3[2], const float pt[2], float r_uv[2]);
138
139 /* axis-aligned bounding box */
140 int isect_aabb_aabb_v3(const float min1[3], const float max1[3], const float min2[3], const float max2[3]);
141
142 typedef struct {
143         float ray_start[3];
144         float ray_inv_dir[3];
145         int sign[3];
146 } IsectRayAABBData;
147
148 void isect_ray_aabb_initialize(IsectRayAABBData *data, const float ray_start[3], const float ray_direction[3]);
149 int isect_ray_aabb(const IsectRayAABBData *data, const float bb_min[3], const float bb_max[3], float *tmin);
150
151 /* other */
152 int isect_sweeping_sphere_tri_v3(const float p1[3], const float p2[3], const float radius,
153                                  const float v0[3], const float v1[3], const float v2[3], float *r_lambda, float ipoint[3]);
154
155 int isect_axial_line_tri_v3(const int axis, const float co1[3], const float co2[3],
156                             const float v0[3], const float v1[3], const float v2[3], float *r_lambda);
157
158 int clip_line_plane(float p1[3], float p2[3], const float plane[4]);
159
160 void plot_line_v2v2i(const int p1[2], const int p2[2], int (*callback)(int, int, void *), void *userData);
161
162 /****************************** Interpolation ********************************/
163
164 /* tri or quad, d can be NULL */
165 void interp_weights_face_v3(float w[4],
166                             const float a[3], const float b[3], const float c[3], const float d[3], const float p[3]);
167 void interp_weights_poly_v3(float w[], float v[][3], const int n, const float co[3]);
168 void interp_weights_poly_v2(float w[], float v[][2], const int n, const float co[2]);
169
170 void interp_cubic_v3(float x[3], float v[3],
171                      const float x1[3], const float v1[3], const float x2[3], const float v2[3], const float t);
172
173 int interp_sparse_array(float *array, const int list_size, const float invalid);
174
175 void barycentric_transform(float pt_tar[3], float const pt_src[3],
176                            const float tri_tar_p1[3], const float tri_tar_p2[3], const float tri_tar_p3[3],
177                            const float tri_src_p1[3], const float tri_src_p2[3], const float tri_src_p3[3]);
178
179 void barycentric_weights_v2(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2],
180                             const float co[2], float w[3]);
181 void barycentric_weights_v2_quad(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2], const float v4[2],
182                                  const float co[2], float w[4]);
183
184 int barycentric_coords_v2(const float v1[2], const float v2[2], const float v3[2], const float co[2], float w[3]);
185 int barycentric_inside_triangle_v2(const float w[3]);
186
187 void resolve_tri_uv(float r_uv[2], const float st[2], const float st0[2], const float st1[2], const float st2[2]);
188 void resolve_quad_uv(float uv[2], const float st[2], const float st0[2], const float st1[2], const float st2[2], const float st3[2]);
189
190 /* use to find the point of a UV on a face */
191 void interp_bilinear_quad_v3(float data[4][3], float u, float v, float res[3]);
192 void interp_barycentric_tri_v3(float data[3][3], float u, float v, float res[3]);
193
194 /***************************** View & Projection *****************************/
195
196 void lookat_m4(float mat[4][4], float vx, float vy, 
197                float vz, float px, float py, float pz, float twist);
198 void polarview_m4(float mat[4][4], float dist, float azimuth,
199                   float incidence, float twist);
200
201 void perspective_m4(float mat[4][4], const float left, const float right,
202                     const float bottom, const float top, const float nearClip, const float farClip);
203 void orthographic_m4(float mat[4][4], const float left, const float right,
204                      const float bottom, const float top, const float nearClip, const float farClip);
205 void window_translate_m4(float winmat[][4], float perspmat[][4],
206                          const float x, const float y);
207
208 int box_clip_bounds_m4(float boundbox[2][3],
209                        const float bounds[4], float winmat[4][4]);
210 void box_minmax_bounds_m4(float min[3], float max[3],
211                           float boundbox[2][3], float mat[4][4]);
212
213 /********************************** Mapping **********************************/
214
215 void map_to_tube(float *r_u, float *r_v, const float x, const float y, const float z);
216 void map_to_sphere(float *r_u, float *r_v, const float x, const float y, const float z);
217
218 /********************************** Normals **********************************/
219
220 void accumulate_vertex_normals(float n1[3], float n2[3], float n3[3],
221                                float n4[3], const float f_no[3], const float co1[3], const float co2[3],
222                                const float co3[3], const float co4[3]);
223
224 void accumulate_vertex_normals_poly(float **vertnos, float polyno[3],
225                                     float **vertcos, float vdiffs[][3], int nverts);
226
227 /********************************* Tangents **********************************/
228
229 void tangent_from_uv(float uv1[2], float uv2[2], float uv3[2],
230                      float co1[3], float co2[3], float co3[3], float n[3], float tang[3]);
231
232 /******************************** Vector Clouds ******************************/
233
234 void vcloud_estimate_transform(int list_size, float (*pos)[3], float *weight,
235                                float (*rpos)[3], float *rweight,
236                                float lloc[3], float rloc[3], float lrot[3][3], float lscale[3][3]);
237
238 /****************************** Spherical Harmonics *************************/
239
240 /* Uses 2nd order SH => 9 coefficients, stored in this order:
241  * 0 = (0, 0),
242  * 1 = (1, -1), 2 = (1, 0), 3 = (1, 1),
243  * 4 = (2, -2), 5 = (2, -1), 6 = (2, 0), 7 = (2, 1), 8 = (2, 2) */
244
245 MINLINE void zero_sh(float r[9]);
246 MINLINE void copy_sh_sh(float r[9], const float a[9]);
247 MINLINE void mul_sh_fl(float r[9], const float f);
248 MINLINE void add_sh_shsh(float r[9], const float a[9], const float b[9]);
249
250 MINLINE float eval_shv3(float r[9], const float v[3]);
251 MINLINE float diffuse_shv3(float r[9], const float v[3]);
252 MINLINE void vec_fac_to_sh(float r[9], const float v[3], const float f);
253 MINLINE void madd_sh_shfl(float r[9], const float sh[3], const float f);
254
255 /********************************* Form Factor *******************************/
256
257 float form_factor_hemi_poly(float p[3], float n[3],
258                             float v1[3], float v2[3], float v3[3], float v4[3]);
259
260 void axis_dominant_v3(int *axis_a, int *axis_b, const float axis[3]);
261
262 MINLINE int max_axis_v3(const float vec[3]);
263 MINLINE int min_axis_v3(const float vec[3]);
264
265 #ifdef __cplusplus
266 }
267 #endif
268
269 #endif /* __BLI_MATH_GEOM_H__ */
270