PyAPI RNA/BGE
[blender.git] / source / blender / python / generic / Mathutils.c
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
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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  * This is a new part of Blender.
24  *
25  * Contributor(s): Joseph Gilbert, Campbell Barton
26  *
27  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
28  */
29
30 #include "Mathutils.h"
31
32 #include "BLI_arithb.h"
33 #include "PIL_time.h"
34 #include "BLI_rand.h"
35 #include "BKE_utildefines.h"
36
37 //-------------------------DOC STRINGS ---------------------------
38 static char M_Mathutils_doc[] = "The Blender Mathutils module\n\n";
39 static char M_Mathutils_Rand_doc[] = "() - return a random number";
40 static char M_Mathutils_AngleBetweenVecs_doc[] = "() - returns the angle between two vectors in degrees";
41 static char M_Mathutils_MidpointVecs_doc[] = "() - return the vector to the midpoint between two vectors";
42 static char M_Mathutils_ProjectVecs_doc[] =     "() - returns the projection vector from the projection of vecA onto vecB";
43 static char M_Mathutils_RotationMatrix_doc[] = "() - construct a rotation matrix from an angle and axis of rotation";
44 static char M_Mathutils_ScaleMatrix_doc[] =     "() - construct a scaling matrix from a scaling factor";
45 static char M_Mathutils_OrthoProjectionMatrix_doc[] = "() - construct a orthographic projection matrix from a selected plane";
46 static char M_Mathutils_ShearMatrix_doc[] = "() - construct a shearing matrix from a plane of shear and a shear factor";
47 static char M_Mathutils_TranslationMatrix_doc[] = "(vec) - create a translation matrix from a vector";
48 static char M_Mathutils_Slerp_doc[] = "() - returns the interpolation between two quaternions";
49 static char M_Mathutils_DifferenceQuats_doc[] = "() - return the angular displacment difference between two quats";
50 static char M_Mathutils_Intersect_doc[] = "(v1, v2, v3, ray, orig, clip=1) - returns the intersection between a ray and a triangle, if possible, returns None otherwise";
51 static char M_Mathutils_TriangleArea_doc[] = "(v1, v2, v3) - returns the area size of the 2D or 3D triangle defined";
52 static char M_Mathutils_TriangleNormal_doc[] = "(v1, v2, v3) - returns the normal of the 3D triangle defined";
53 static char M_Mathutils_QuadNormal_doc[] = "(v1, v2, v3, v4) - returns the normal of the 3D quad defined";
54 static char M_Mathutils_LineIntersect_doc[] = "(v1, v2, v3, v4) - returns a tuple with the points on each line respectively closest to the other";
55 //-----------------------METHOD DEFINITIONS ----------------------
56
57 static PyObject *M_Mathutils_Rand(PyObject * self, PyObject * args);
58 static PyObject *M_Mathutils_AngleBetweenVecs(PyObject * self, PyObject * args);
59 static PyObject *M_Mathutils_MidpointVecs(PyObject * self, PyObject * args);
60 static PyObject *M_Mathutils_ProjectVecs(PyObject * self, PyObject * args);
61 static PyObject *M_Mathutils_RotationMatrix(PyObject * self, PyObject * args);
62 static PyObject *M_Mathutils_TranslationMatrix(PyObject * self, VectorObject * value);
63 static PyObject *M_Mathutils_ScaleMatrix(PyObject * self, PyObject * args);
64 static PyObject *M_Mathutils_OrthoProjectionMatrix(PyObject * self, PyObject * args);
65 static PyObject *M_Mathutils_ShearMatrix(PyObject * self, PyObject * args);
66 static PyObject *M_Mathutils_DifferenceQuats(PyObject * self, PyObject * args);
67 static PyObject *M_Mathutils_Slerp(PyObject * self, PyObject * args);
68 static PyObject *M_Mathutils_Intersect( PyObject * self, PyObject * args );
69 static PyObject *M_Mathutils_TriangleArea( PyObject * self, PyObject * args );
70 static PyObject *M_Mathutils_TriangleNormal( PyObject * self, PyObject * args );
71 static PyObject *M_Mathutils_QuadNormal( PyObject * self, PyObject * args );
72 static PyObject *M_Mathutils_LineIntersect( PyObject * self, PyObject * args );
73
74 struct PyMethodDef M_Mathutils_methods[] = {
75         {"Rand", (PyCFunction) M_Mathutils_Rand, METH_VARARGS, M_Mathutils_Rand_doc},
76         {"AngleBetweenVecs", (PyCFunction) M_Mathutils_AngleBetweenVecs, METH_VARARGS, M_Mathutils_AngleBetweenVecs_doc},
77         {"MidpointVecs", (PyCFunction) M_Mathutils_MidpointVecs, METH_VARARGS, M_Mathutils_MidpointVecs_doc},
78         {"ProjectVecs", (PyCFunction) M_Mathutils_ProjectVecs, METH_VARARGS, M_Mathutils_ProjectVecs_doc},
79         {"RotationMatrix", (PyCFunction) M_Mathutils_RotationMatrix, METH_VARARGS, M_Mathutils_RotationMatrix_doc},
80         {"ScaleMatrix", (PyCFunction) M_Mathutils_ScaleMatrix, METH_VARARGS, M_Mathutils_ScaleMatrix_doc},
81         {"ShearMatrix", (PyCFunction) M_Mathutils_ShearMatrix, METH_VARARGS, M_Mathutils_ShearMatrix_doc},
82         {"TranslationMatrix", (PyCFunction) M_Mathutils_TranslationMatrix, METH_O, M_Mathutils_TranslationMatrix_doc},
83         {"OrthoProjectionMatrix", (PyCFunction) M_Mathutils_OrthoProjectionMatrix,  METH_VARARGS, M_Mathutils_OrthoProjectionMatrix_doc},
84         {"DifferenceQuats", (PyCFunction) M_Mathutils_DifferenceQuats, METH_VARARGS,M_Mathutils_DifferenceQuats_doc},
85         {"Slerp", (PyCFunction) M_Mathutils_Slerp, METH_VARARGS, M_Mathutils_Slerp_doc},
86         {"Intersect", ( PyCFunction ) M_Mathutils_Intersect, METH_VARARGS, M_Mathutils_Intersect_doc},
87         {"TriangleArea", ( PyCFunction ) M_Mathutils_TriangleArea, METH_VARARGS, M_Mathutils_TriangleArea_doc},
88         {"TriangleNormal", ( PyCFunction ) M_Mathutils_TriangleNormal, METH_VARARGS, M_Mathutils_TriangleNormal_doc},
89         {"QuadNormal", ( PyCFunction ) M_Mathutils_QuadNormal, METH_VARARGS, M_Mathutils_QuadNormal_doc},
90         {"LineIntersect", ( PyCFunction ) M_Mathutils_LineIntersect, METH_VARARGS, M_Mathutils_LineIntersect_doc},
91         {NULL, NULL, 0, NULL}
92 };
93
94 /*----------------------------MODULE INIT-------------------------*/
95 /* from can be Blender.Mathutils or GameLogic.Mathutils for the BGE */
96
97 #if (PY_VERSION_HEX >= 0x03000000)
98 static struct PyModuleDef M_Mathutils_module_def = {
99         PyModuleDef_HEAD_INIT,
100         "Mathutils",  /* m_name */
101         M_Mathutils_doc,  /* m_doc */
102         0,  /* m_size */
103         M_Mathutils_methods,  /* m_methods */
104         0,  /* m_reload */
105         0,  /* m_traverse */
106         0,  /* m_clear */
107         0,  /* m_free */
108 };
109 #endif
110
111 PyObject *Mathutils_Init(const char *from)
112 {
113         PyObject *submodule;
114
115         //seed the generator for the rand function
116         BLI_srand((unsigned int) (PIL_check_seconds_timer() * 0x7FFFFFFF));
117         
118         if( PyType_Ready( &vector_Type ) < 0 )
119                 return NULL;
120         if( PyType_Ready( &matrix_Type ) < 0 )
121                 return NULL;    
122         if( PyType_Ready( &euler_Type ) < 0 )
123                 return NULL;
124         if( PyType_Ready( &quaternion_Type ) < 0 )
125                 return NULL;
126         
127 #if (PY_VERSION_HEX >= 0x03000000)
128         submodule = PyModule_Create(&M_Mathutils_module_def);
129         PyDict_SetItemString(PySys_GetObject("modules"), M_Mathutils_module_def.m_name, submodule);
130 #else
131         submodule = Py_InitModule3(from, M_Mathutils_methods, M_Mathutils_doc);
132 #endif
133         
134         /* each type has its own new() function */
135         PyModule_AddObject( submodule, "Vector",                (PyObject *)&vector_Type );
136         PyModule_AddObject( submodule, "Matrix",                (PyObject *)&matrix_Type );
137         PyModule_AddObject( submodule, "Euler",                 (PyObject *)&euler_Type );
138         PyModule_AddObject( submodule, "Quaternion",    (PyObject *)&quaternion_Type );
139         
140         mathutils_matrix_vector_cb_index= Mathutils_RegisterCallback(&mathutils_matrix_vector_cb);
141
142         return (submodule);
143 }
144
145 //-----------------------------METHODS----------------------------
146 //-----------------quat_rotation (internal)-----------
147 //This function multiplies a vector/point * quat or vice versa
148 //to rotate the point/vector by the quaternion
149 //arguments should all be 3D
150 PyObject *quat_rotation(PyObject *arg1, PyObject *arg2)
151 {
152         float rot[3];
153         QuaternionObject *quat = NULL;
154         VectorObject *vec = NULL;
155
156         if(QuaternionObject_Check(arg1)){
157                 quat = (QuaternionObject*)arg1;
158                 if(!BaseMath_ReadCallback(quat))
159                         return NULL;
160
161                 if(VectorObject_Check(arg2)){
162                         vec = (VectorObject*)arg2;
163                         
164                         if(!BaseMath_ReadCallback(vec))
165                                 return NULL;
166                         
167                         rot[0] = quat->quat[0]*quat->quat[0]*vec->vec[0] + 2*quat->quat[2]*quat->quat[0]*vec->vec[2] - 
168                                 2*quat->quat[3]*quat->quat[0]*vec->vec[1] + quat->quat[1]*quat->quat[1]*vec->vec[0] + 
169                                 2*quat->quat[2]*quat->quat[1]*vec->vec[1] + 2*quat->quat[3]*quat->quat[1]*vec->vec[2] - 
170                                 quat->quat[3]*quat->quat[3]*vec->vec[0] - quat->quat[2]*quat->quat[2]*vec->vec[0];
171                         rot[1] = 2*quat->quat[1]*quat->quat[2]*vec->vec[0] + quat->quat[2]*quat->quat[2]*vec->vec[1] + 
172                                 2*quat->quat[3]*quat->quat[2]*vec->vec[2] + 2*quat->quat[0]*quat->quat[3]*vec->vec[0] - 
173                                 quat->quat[3]*quat->quat[3]*vec->vec[1] + quat->quat[0]*quat->quat[0]*vec->vec[1] - 
174                                 2*quat->quat[1]*quat->quat[0]*vec->vec[2] - quat->quat[1]*quat->quat[1]*vec->vec[1];
175                         rot[2] = 2*quat->quat[1]*quat->quat[3]*vec->vec[0] + 2*quat->quat[2]*quat->quat[3]*vec->vec[1] + 
176                                 quat->quat[3]*quat->quat[3]*vec->vec[2] - 2*quat->quat[0]*quat->quat[2]*vec->vec[0] - 
177                                 quat->quat[2]*quat->quat[2]*vec->vec[2] + 2*quat->quat[0]*quat->quat[1]*vec->vec[1] - 
178                                 quat->quat[1]*quat->quat[1]*vec->vec[2] + quat->quat[0]*quat->quat[0]*vec->vec[2];
179                         return newVectorObject(rot, 3, Py_NEW);
180                 }
181         }else if(VectorObject_Check(arg1)){
182                 vec = (VectorObject*)arg1;
183                 
184                 if(!BaseMath_ReadCallback(vec))
185                         return NULL;
186                 
187                 if(QuaternionObject_Check(arg2)){
188                         quat = (QuaternionObject*)arg2;
189                         if(!BaseMath_ReadCallback(quat))
190                                 return NULL;
191
192                         rot[0] = quat->quat[0]*quat->quat[0]*vec->vec[0] + 2*quat->quat[2]*quat->quat[0]*vec->vec[2] - 
193                                 2*quat->quat[3]*quat->quat[0]*vec->vec[1] + quat->quat[1]*quat->quat[1]*vec->vec[0] + 
194                                 2*quat->quat[2]*quat->quat[1]*vec->vec[1] + 2*quat->quat[3]*quat->quat[1]*vec->vec[2] - 
195                                 quat->quat[3]*quat->quat[3]*vec->vec[0] - quat->quat[2]*quat->quat[2]*vec->vec[0];
196                         rot[1] = 2*quat->quat[1]*quat->quat[2]*vec->vec[0] + quat->quat[2]*quat->quat[2]*vec->vec[1] + 
197                                 2*quat->quat[3]*quat->quat[2]*vec->vec[2] + 2*quat->quat[0]*quat->quat[3]*vec->vec[0] - 
198                                 quat->quat[3]*quat->quat[3]*vec->vec[1] + quat->quat[0]*quat->quat[0]*vec->vec[1] - 
199                                 2*quat->quat[1]*quat->quat[0]*vec->vec[2] - quat->quat[1]*quat->quat[1]*vec->vec[1];
200                         rot[2] = 2*quat->quat[1]*quat->quat[3]*vec->vec[0] + 2*quat->quat[2]*quat->quat[3]*vec->vec[1] + 
201                                 quat->quat[3]*quat->quat[3]*vec->vec[2] - 2*quat->quat[0]*quat->quat[2]*vec->vec[0] - 
202                                 quat->quat[2]*quat->quat[2]*vec->vec[2] + 2*quat->quat[0]*quat->quat[1]*vec->vec[1] - 
203                                 quat->quat[1]*quat->quat[1]*vec->vec[2] + quat->quat[0]*quat->quat[0]*vec->vec[2];
204                         return newVectorObject(rot, 3, Py_NEW);
205                 }
206         }
207
208         PyErr_SetString(PyExc_RuntimeError, "quat_rotation(internal): internal problem rotating vector/point\n");
209         return NULL;
210         
211 }
212
213 //----------------------------------Mathutils.Rand() --------------------
214 //returns a random number between a high and low value
215 static PyObject *M_Mathutils_Rand(PyObject * self, PyObject * args)
216 {
217         float high, low, range;
218         double drand;
219         //initializers
220         high = 1.0;
221         low = 0.0;
222
223         if(!PyArg_ParseTuple(args, "|ff", &low, &high)) {
224                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.Rand(): expected nothing or optional (float, float)\n");
225                 return NULL;
226         }
227
228         if((high < low) || (high < 0 && low > 0)) {
229                 PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "Mathutils.Rand(): high value should be larger than low value\n");
230                 return NULL;
231         }
232         //get the random number 0 - 1
233         drand = BLI_drand();
234
235         //set it to range
236         range = high - low;
237         drand = drand * range;
238         drand = drand + low;
239
240         return PyFloat_FromDouble(drand);
241 }
242 //----------------------------------VECTOR FUNCTIONS---------------------
243 //----------------------------------Mathutils.AngleBetweenVecs() ---------
244 //calculates the angle between 2 vectors
245 static PyObject *M_Mathutils_AngleBetweenVecs(PyObject * self, PyObject * args)
246 {
247         VectorObject *vec1 = NULL, *vec2 = NULL;
248         double dot = 0.0f, angleRads, test_v1 = 0.0f, test_v2 = 0.0f;
249         int x, size;
250
251         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2))
252                 goto AttributeError1; //not vectors
253         if(vec1->size != vec2->size)
254                 goto AttributeError1; //bad sizes
255
256         if(!BaseMath_ReadCallback(vec1) || !BaseMath_ReadCallback(vec2))
257                 return NULL;
258         
259         //since size is the same....
260         size = vec1->size;
261
262         for(x = 0; x < size; x++) {
263                 test_v1 += vec1->vec[x] * vec1->vec[x];
264                 test_v2 += vec2->vec[x] * vec2->vec[x];
265         }
266         if (!test_v1 || !test_v2){
267                 goto AttributeError2; //zero-length vector
268         }
269
270         //dot product
271         for(x = 0; x < size; x++) {
272                 dot += vec1->vec[x] * vec2->vec[x];
273         }
274         dot /= (sqrt(test_v1) * sqrt(test_v2));
275
276         angleRads = (double)saacos(dot);
277
278         return PyFloat_FromDouble(angleRads * (180/ Py_PI));
279
280 AttributeError1:
281         PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.AngleBetweenVecs(): expects (2) VECTOR objects of the same size\n");
282         return NULL;
283
284 AttributeError2:
285         PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.AngleBetweenVecs(): zero length vectors are not acceptable arguments\n");
286         return NULL;
287 }
288 //----------------------------------Mathutils.MidpointVecs() -------------
289 //calculates the midpoint between 2 vectors
290 static PyObject *M_Mathutils_MidpointVecs(PyObject * self, PyObject * args)
291 {
292         VectorObject *vec1 = NULL, *vec2 = NULL;
293         float vec[4];
294         int x;
295         
296         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2)) {
297                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.MidpointVecs(): expects (2) vector objects of the same size\n");
298                 return NULL;
299         }
300         if(vec1->size != vec2->size) {
301                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.MidpointVecs(): expects (2) vector objects of the same size\n");
302                 return NULL;
303         }
304         
305         if(!BaseMath_ReadCallback(vec1) || !BaseMath_ReadCallback(vec2))
306                 return NULL;
307
308         for(x = 0; x < vec1->size; x++) {
309                 vec[x] = 0.5f * (vec1->vec[x] + vec2->vec[x]);
310         }
311         return newVectorObject(vec, vec1->size, Py_NEW);
312 }
313 //----------------------------------Mathutils.ProjectVecs() -------------
314 //projects vector 1 onto vector 2
315 static PyObject *M_Mathutils_ProjectVecs(PyObject * self, PyObject * args)
316 {
317         VectorObject *vec1 = NULL, *vec2 = NULL;
318         float vec[4]; 
319         double dot = 0.0f, dot2 = 0.0f;
320         int x, size;
321
322         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2)) {
323                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.ProjectVecs(): expects (2) vector objects of the same size\n");
324                 return NULL;
325         }
326         if(vec1->size != vec2->size) {
327                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.ProjectVecs(): expects (2) vector objects of the same size\n");
328                 return NULL;
329         }
330
331         if(!BaseMath_ReadCallback(vec1) || !BaseMath_ReadCallback(vec2))
332                 return NULL;
333
334         
335         //since they are the same size...
336         size = vec1->size;
337
338         //get dot products
339         for(x = 0; x < size; x++) {
340                 dot += vec1->vec[x] * vec2->vec[x];
341                 dot2 += vec2->vec[x] * vec2->vec[x];
342         }
343         //projection
344         dot /= dot2;
345         for(x = 0; x < size; x++) {
346                 vec[x] = (float)(dot * vec2->vec[x]);
347         }
348         return newVectorObject(vec, size, Py_NEW);
349 }
350 //----------------------------------MATRIX FUNCTIONS--------------------
351 //----------------------------------Mathutils.RotationMatrix() ----------
352 //mat is a 1D array of floats - row[0][0],row[0][1], row[1][0], etc.
353 //creates a rotation matrix
354 static PyObject *M_Mathutils_RotationMatrix(PyObject * self, PyObject * args)
355 {
356         VectorObject *vec = NULL;
357         char *axis = NULL;
358         int matSize;
359         float angle = 0.0f, norm = 0.0f, cosAngle = 0.0f, sinAngle = 0.0f;
360         float mat[16] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
361                 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f};
362
363         if(!PyArg_ParseTuple(args, "fi|sO!", &angle, &matSize, &axis, &vector_Type, &vec)) {
364                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.RotationMatrix(): expected float int and optional string and vector\n");
365                 return NULL;
366         }
367         
368         /* Clamp to -360:360 */
369         while (angle<-360.0f)
370                 angle+=360.0;
371         while (angle>360.0f)
372                 angle-=360.0;
373         
374         if(matSize != 2 && matSize != 3 && matSize != 4) {
375                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.RotationMatrix(): can only return a 2x2 3x3 or 4x4 matrix\n");
376                 return NULL;
377         }
378         if(matSize == 2 && (axis != NULL || vec != NULL)) {
379                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.RotationMatrix(): cannot create a 2x2 rotation matrix around arbitrary axis\n");
380                 return NULL;
381         }
382         if((matSize == 3 || matSize == 4) && axis == NULL) {
383                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.RotationMatrix(): please choose an axis of rotation for 3d and 4d matrices\n");
384                 return NULL;
385         }
386         if(axis) {
387                 if(((strcmp(axis, "r") == 0) || (strcmp(axis, "R") == 0)) && vec == NULL) {
388                         PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.RotationMatrix(): please define the arbitrary axis of rotation\n");
389                         return NULL;
390                 }
391         }
392         if(vec) {
393                 if(vec->size != 3) {
394                         PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.RotationMatrix(): the arbitrary axis must be a 3D vector\n");
395                         return NULL;
396                 }
397                 
398                 if(!BaseMath_ReadCallback(vec))
399                         return NULL;
400                 
401         }
402         //convert to radians
403         angle = angle * (float) (Py_PI / 180);
404         if(axis == NULL && matSize == 2) {
405                 //2D rotation matrix
406                 mat[0] = (float) cos (angle);
407                 mat[1] = (float) sin (angle);
408                 mat[2] = -((float) sin(angle));
409                 mat[3] = (float) cos(angle);
410         } else if((strcmp(axis, "x") == 0) || (strcmp(axis, "X") == 0)) {
411                 //rotation around X
412                 mat[0] = 1.0f;
413                 mat[4] = (float) cos(angle);
414                 mat[5] = (float) sin(angle);
415                 mat[7] = -((float) sin(angle));
416                 mat[8] = (float) cos(angle);
417         } else if((strcmp(axis, "y") == 0) || (strcmp(axis, "Y") == 0)) {
418                 //rotation around Y
419                 mat[0] = (float) cos(angle);
420                 mat[2] = -((float) sin(angle));
421                 mat[4] = 1.0f;
422                 mat[6] = (float) sin(angle);
423                 mat[8] = (float) cos(angle);
424         } else if((strcmp(axis, "z") == 0) || (strcmp(axis, "Z") == 0)) {
425                 //rotation around Z
426                 mat[0] = (float) cos(angle);
427                 mat[1] = (float) sin(angle);
428                 mat[3] = -((float) sin(angle));
429                 mat[4] = (float) cos(angle);
430                 mat[8] = 1.0f;
431         } else if((strcmp(axis, "r") == 0) || (strcmp(axis, "R") == 0)) {
432                 //arbitrary rotation
433                 //normalize arbitrary axis
434                 norm = (float) sqrt(vec->vec[0] * vec->vec[0] +
435                                        vec->vec[1] * vec->vec[1] +
436                                        vec->vec[2] * vec->vec[2]);
437                 vec->vec[0] /= norm;
438                 vec->vec[1] /= norm;
439                 vec->vec[2] /= norm;
440                 
441                 if (isnan(vec->vec[0]) || isnan(vec->vec[1]) || isnan(vec->vec[2])) {
442                         /* zero length vector, return an identity matrix, could also return an error */
443                         mat[0]= mat[4] = mat[8] = 1.0f;
444                 } else {        
445                         /* create matrix */
446                         cosAngle = (float) cos(angle);
447                         sinAngle = (float) sin(angle);
448                         mat[0] = ((vec->vec[0] * vec->vec[0]) * (1 - cosAngle)) +
449                                 cosAngle;
450                         mat[1] = ((vec->vec[0] * vec->vec[1]) * (1 - cosAngle)) +
451                                 (vec->vec[2] * sinAngle);
452                         mat[2] = ((vec->vec[0] * vec->vec[2]) * (1 - cosAngle)) -
453                                 (vec->vec[1] * sinAngle);
454                         mat[3] = ((vec->vec[0] * vec->vec[1]) * (1 - cosAngle)) -
455                                 (vec->vec[2] * sinAngle);
456                         mat[4] = ((vec->vec[1] * vec->vec[1]) * (1 - cosAngle)) +
457                                 cosAngle;
458                         mat[5] = ((vec->vec[1] * vec->vec[2]) * (1 - cosAngle)) +
459                                 (vec->vec[0] * sinAngle);
460                         mat[6] = ((vec->vec[0] * vec->vec[2]) * (1 - cosAngle)) +
461                                 (vec->vec[1] * sinAngle);
462                         mat[7] = ((vec->vec[1] * vec->vec[2]) * (1 - cosAngle)) -
463                                 (vec->vec[0] * sinAngle);
464                         mat[8] = ((vec->vec[2] * vec->vec[2]) * (1 - cosAngle)) +
465                                 cosAngle;
466                 }
467         } else {
468                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.RotationMatrix(): unrecognizable axis of rotation type - expected x,y,z or r\n");
469                 return NULL;
470         }
471         if(matSize == 4) {
472                 //resize matrix
473                 mat[10] = mat[8];
474                 mat[9] = mat[7];
475                 mat[8] = mat[6];
476                 mat[7] = 0.0f;
477                 mat[6] = mat[5];
478                 mat[5] = mat[4];
479                 mat[4] = mat[3];
480                 mat[3] = 0.0f;
481         }
482         //pass to matrix creation
483         return newMatrixObject(mat, matSize, matSize, Py_NEW);
484 }
485 //----------------------------------Mathutils.TranslationMatrix() -------
486 //creates a translation matrix
487 static PyObject *M_Mathutils_TranslationMatrix(PyObject * self, VectorObject * vec)
488 {
489         float mat[16] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
490                 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f};
491         
492         if(!VectorObject_Check(vec)) {
493                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.TranslationMatrix(): expected vector\n");
494                 return NULL;
495         }
496         if(vec->size != 3 && vec->size != 4) {
497                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.TranslationMatrix(): vector must be 3D or 4D\n");
498                 return NULL;
499         }
500         
501         if(!BaseMath_ReadCallback(vec))
502                 return NULL;
503         
504         //create a identity matrix and add translation
505         Mat4One((float(*)[4]) mat);
506         mat[12] = vec->vec[0];
507         mat[13] = vec->vec[1];
508         mat[14] = vec->vec[2];
509
510         return newMatrixObject(mat, 4, 4, Py_NEW);
511 }
512 //----------------------------------Mathutils.ScaleMatrix() -------------
513 //mat is a 1D array of floats - row[0][0],row[0][1], row[1][0], etc.
514 //creates a scaling matrix
515 static PyObject *M_Mathutils_ScaleMatrix(PyObject * self, PyObject * args)
516 {
517         VectorObject *vec = NULL;
518         float norm = 0.0f, factor;
519         int matSize, x;
520         float mat[16] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
521                 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f};
522
523         if(!PyArg_ParseTuple(args, "fi|O!", &factor, &matSize, &vector_Type, &vec)) {
524                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.ScaleMatrix(): expected float int and optional vector\n");
525                 return NULL;
526         }
527         if(matSize != 2 && matSize != 3 && matSize != 4) {
528                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.ScaleMatrix(): can only return a 2x2 3x3 or 4x4 matrix\n");
529                 return NULL;
530         }
531         if(vec) {
532                 if(vec->size > 2 && matSize == 2) {
533                         PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.ScaleMatrix(): please use 2D vectors when scaling in 2D\n");
534                         return NULL;
535                 }
536                 
537                 if(!BaseMath_ReadCallback(vec))
538                         return NULL;
539                 
540         }
541         if(vec == NULL) {       //scaling along axis
542                 if(matSize == 2) {
543                         mat[0] = factor;
544                         mat[3] = factor;
545                 } else {
546                         mat[0] = factor;
547                         mat[4] = factor;
548                         mat[8] = factor;
549                 }
550         } else { //scaling in arbitrary direction
551                 //normalize arbitrary axis
552                 for(x = 0; x < vec->size; x++) {
553                         norm += vec->vec[x] * vec->vec[x];
554                 }
555                 norm = (float) sqrt(norm);
556                 for(x = 0; x < vec->size; x++) {
557                         vec->vec[x] /= norm;
558                 }
559                 if(matSize == 2) {
560                         mat[0] = 1 +((factor - 1) *(vec->vec[0] * vec->vec[0]));
561                         mat[1] =((factor - 1) *(vec->vec[0] * vec->vec[1]));
562                         mat[2] =((factor - 1) *(vec->vec[0] * vec->vec[1]));
563                         mat[3] = 1 + ((factor - 1) *(vec->vec[1] * vec->vec[1]));
564                 } else {
565                         mat[0] = 1 + ((factor - 1) *(vec->vec[0] * vec->vec[0]));
566                         mat[1] =((factor - 1) *(vec->vec[0] * vec->vec[1]));
567                         mat[2] =((factor - 1) *(vec->vec[0] * vec->vec[2]));
568                         mat[3] =((factor - 1) *(vec->vec[0] * vec->vec[1]));
569                         mat[4] = 1 + ((factor - 1) *(vec->vec[1] * vec->vec[1]));
570                         mat[5] =((factor - 1) *(vec->vec[1] * vec->vec[2]));
571                         mat[6] =((factor - 1) *(vec->vec[0] * vec->vec[2]));
572                         mat[7] =((factor - 1) *(vec->vec[1] * vec->vec[2]));
573                         mat[8] = 1 + ((factor - 1) *(vec->vec[2] * vec->vec[2]));
574                 }
575         }
576         if(matSize == 4) {
577                 //resize matrix
578                 mat[10] = mat[8];
579                 mat[9] = mat[7];
580                 mat[8] = mat[6];
581                 mat[7] = 0.0f;
582                 mat[6] = mat[5];
583                 mat[5] = mat[4];
584                 mat[4] = mat[3];
585                 mat[3] = 0.0f;
586         }
587         //pass to matrix creation
588         return newMatrixObject(mat, matSize, matSize, Py_NEW);
589 }
590 //----------------------------------Mathutils.OrthoProjectionMatrix() ---
591 //mat is a 1D array of floats - row[0][0],row[0][1], row[1][0], etc.
592 //creates an ortho projection matrix
593 static PyObject *M_Mathutils_OrthoProjectionMatrix(PyObject * self, PyObject * args)
594 {
595         VectorObject *vec = NULL;
596         char *plane;
597         int matSize, x;
598         float norm = 0.0f;
599         float mat[16] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
600                 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f};
601         
602         if(!PyArg_ParseTuple(args, "si|O!", &plane, &matSize, &vector_Type, &vec)) {
603                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.OrthoProjectionMatrix(): expected string and int and optional vector\n");
604                 return NULL;
605         }
606         if(matSize != 2 && matSize != 3 && matSize != 4) {
607                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError,"Mathutils.OrthoProjectionMatrix(): can only return a 2x2 3x3 or 4x4 matrix\n");
608                 return NULL;
609         }
610         if(vec) {
611                 if(vec->size > 2 && matSize == 2) {
612                         PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.OrthoProjectionMatrix(): please use 2D vectors when scaling in 2D\n");
613                         return NULL;
614                 }
615                 
616                 if(!BaseMath_ReadCallback(vec))
617                         return NULL;
618                 
619         }
620         if(vec == NULL) {       //ortho projection onto cardinal plane
621                 if(((strcmp(plane, "x") == 0)
622                       || (strcmp(plane, "X") == 0)) && matSize == 2) {
623                         mat[0] = 1.0f;
624                 } else if(((strcmp(plane, "y") == 0) 
625                         || (strcmp(plane, "Y") == 0))
626                            && matSize == 2) {
627                         mat[3] = 1.0f;
628                 } else if(((strcmp(plane, "xy") == 0)
629                              || (strcmp(plane, "XY") == 0))
630                            && matSize > 2) {
631                         mat[0] = 1.0f;
632                         mat[4] = 1.0f;
633                 } else if(((strcmp(plane, "xz") == 0)
634                              || (strcmp(plane, "XZ") == 0))
635                            && matSize > 2) {
636                         mat[0] = 1.0f;
637                         mat[8] = 1.0f;
638                 } else if(((strcmp(plane, "yz") == 0)
639                              || (strcmp(plane, "YZ") == 0))
640                            && matSize > 2) {
641                         mat[4] = 1.0f;
642                         mat[8] = 1.0f;
643                 } else {
644                         PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.OrthoProjectionMatrix(): unknown plane - expected: x, y, xy, xz, yz\n");
645                         return NULL;
646                 }
647         } else { //arbitrary plane
648                 //normalize arbitrary axis
649                 for(x = 0; x < vec->size; x++) {
650                         norm += vec->vec[x] * vec->vec[x];
651                 }
652                 norm = (float) sqrt(norm);
653                 for(x = 0; x < vec->size; x++) {
654                         vec->vec[x] /= norm;
655                 }
656                 if(((strcmp(plane, "r") == 0)
657                       || (strcmp(plane, "R") == 0)) && matSize == 2) {
658                         mat[0] = 1 - (vec->vec[0] * vec->vec[0]);
659                         mat[1] = -(vec->vec[0] * vec->vec[1]);
660                         mat[2] = -(vec->vec[0] * vec->vec[1]);
661                         mat[3] = 1 - (vec->vec[1] * vec->vec[1]);
662                 } else if(((strcmp(plane, "r") == 0)
663                              || (strcmp(plane, "R") == 0))
664                            && matSize > 2) {
665                         mat[0] = 1 - (vec->vec[0] * vec->vec[0]);
666                         mat[1] = -(vec->vec[0] * vec->vec[1]);
667                         mat[2] = -(vec->vec[0] * vec->vec[2]);
668                         mat[3] = -(vec->vec[0] * vec->vec[1]);
669                         mat[4] = 1 - (vec->vec[1] * vec->vec[1]);
670                         mat[5] = -(vec->vec[1] * vec->vec[2]);
671                         mat[6] = -(vec->vec[0] * vec->vec[2]);
672                         mat[7] = -(vec->vec[1] * vec->vec[2]);
673                         mat[8] = 1 - (vec->vec[2] * vec->vec[2]);
674                 } else {
675                         PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.OrthoProjectionMatrix(): unknown plane - expected: 'r' expected for axis designation\n");
676                         return NULL;
677                 }
678         }
679         if(matSize == 4) {
680                 //resize matrix
681                 mat[10] = mat[8];
682                 mat[9] = mat[7];
683                 mat[8] = mat[6];
684                 mat[7] = 0.0f;
685                 mat[6] = mat[5];
686                 mat[5] = mat[4];
687                 mat[4] = mat[3];
688                 mat[3] = 0.0f;
689         }
690         //pass to matrix creation
691         return newMatrixObject(mat, matSize, matSize, Py_NEW);
692 }
693 //----------------------------------Mathutils.ShearMatrix() -------------
694 //creates a shear matrix
695 static PyObject *M_Mathutils_ShearMatrix(PyObject * self, PyObject * args)
696 {
697         int matSize;
698         char *plane;
699         float factor;
700         float mat[16] = {0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
701                 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f};
702
703         if(!PyArg_ParseTuple(args, "sfi", &plane, &factor, &matSize)) {
704                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError,"Mathutils.ShearMatrix(): expected string float and int\n");
705                 return NULL;
706         }
707         if(matSize != 2 && matSize != 3 && matSize != 4) {
708                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError,"Mathutils.ShearMatrix(): can only return a 2x2 3x3 or 4x4 matrix\n");
709                 return NULL;
710         }
711
712         if(((strcmp(plane, "x") == 0) || (strcmp(plane, "X") == 0))
713             && matSize == 2) {
714                 mat[0] = 1.0f;
715                 mat[2] = factor;
716                 mat[3] = 1.0f;
717         } else if(((strcmp(plane, "y") == 0)
718                      || (strcmp(plane, "Y") == 0)) && matSize == 2) {
719                 mat[0] = 1.0f;
720                 mat[1] = factor;
721                 mat[3] = 1.0f;
722         } else if(((strcmp(plane, "xy") == 0)
723                      || (strcmp(plane, "XY") == 0)) && matSize > 2) {
724                 mat[0] = 1.0f;
725                 mat[4] = 1.0f;
726                 mat[6] = factor;
727                 mat[7] = factor;
728         } else if(((strcmp(plane, "xz") == 0)
729                      || (strcmp(plane, "XZ") == 0)) && matSize > 2) {
730                 mat[0] = 1.0f;
731                 mat[3] = factor;
732                 mat[4] = 1.0f;
733                 mat[5] = factor;
734                 mat[8] = 1.0f;
735         } else if(((strcmp(plane, "yz") == 0)
736                      || (strcmp(plane, "YZ") == 0)) && matSize > 2) {
737                 mat[0] = 1.0f;
738                 mat[1] = factor;
739                 mat[2] = factor;
740                 mat[4] = 1.0f;
741                 mat[8] = 1.0f;
742         } else {
743                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.ShearMatrix(): expected: x, y, xy, xz, yz or wrong matrix size for shearing plane\n");
744                 return NULL;
745         }
746         if(matSize == 4) {
747                 //resize matrix
748                 mat[10] = mat[8];
749                 mat[9] = mat[7];
750                 mat[8] = mat[6];
751                 mat[7] = 0.0f;
752                 mat[6] = mat[5];
753                 mat[5] = mat[4];
754                 mat[4] = mat[3];
755                 mat[3] = 0.0f;
756         }
757         //pass to matrix creation
758         return newMatrixObject(mat, matSize, matSize, Py_NEW);
759 }
760 //----------------------------------QUATERNION FUNCTIONS-----------------
761
762 //----------------------------------Mathutils.DifferenceQuats() ---------
763 //returns the difference between 2 quaternions
764 static PyObject *M_Mathutils_DifferenceQuats(PyObject * self, PyObject * args)
765 {
766         QuaternionObject *quatU = NULL, *quatV = NULL;
767         float quat[4], tempQuat[4];
768         double dot = 0.0f;
769         int x;
770
771         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!", &quaternion_Type, &quatU, &quaternion_Type, &quatV)) {
772                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.DifferenceQuats(): expected Quaternion types");
773                 return NULL;
774         }
775
776         if(!BaseMath_ReadCallback(quatU) || !BaseMath_ReadCallback(quatV))
777                 return NULL;
778
779         tempQuat[0] = quatU->quat[0];
780         tempQuat[1] = -quatU->quat[1];
781         tempQuat[2] = -quatU->quat[2];
782         tempQuat[3] = -quatU->quat[3];
783
784         dot = sqrt(tempQuat[0] * tempQuat[0] + tempQuat[1] *  tempQuat[1] +
785                                tempQuat[2] * tempQuat[2] + tempQuat[3] * tempQuat[3]);
786
787         for(x = 0; x < 4; x++) {
788                 tempQuat[x] /= (float)(dot * dot);
789         }
790         QuatMul(quat, tempQuat, quatV->quat);
791         return newQuaternionObject(quat, Py_NEW);
792 }
793 //----------------------------------Mathutils.Slerp() ------------------
794 //attemps to interpolate 2 quaternions and return the result
795 static PyObject *M_Mathutils_Slerp(PyObject * self, PyObject * args)
796 {
797         QuaternionObject *quatU = NULL, *quatV = NULL;
798         float quat[4], quat_u[4], quat_v[4], param;
799         double x, y, dot, sinT, angle, IsinT;
800         int z;
801
802         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!f", &quaternion_Type, &quatU, &quaternion_Type, &quatV, &param)) {
803                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "Mathutils.Slerp(): expected Quaternion types and float");
804                 return NULL;
805         }
806
807         if(!BaseMath_ReadCallback(quatU) || !BaseMath_ReadCallback(quatV))
808                 return NULL;
809
810         if(param > 1.0f || param < 0.0f) {
811                 PyErr_SetString(PyExc_AttributeError, "Mathutils.Slerp(): interpolation factor must be between 0.0 and 1.0");
812                 return NULL;
813         }
814
815         //copy quats
816         for(z = 0; z < 4; z++){
817                 quat_u[z] = quatU->quat[z];
818                 quat_v[z] = quatV->quat[z];
819         }
820
821         //dot product
822         dot = quat_u[0] * quat_v[0] + quat_u[1] * quat_v[1] +
823                 quat_u[2] * quat_v[2] + quat_u[3] * quat_v[3];
824
825         //if negative negate a quat (shortest arc)
826         if(dot < 0.0f) {
827                 quat_v[0] = -quat_v[0];
828                 quat_v[1] = -quat_v[1];
829                 quat_v[2] = -quat_v[2];
830                 quat_v[3] = -quat_v[3];
831                 dot = -dot;
832         }
833         if(dot > .99999f) { //very close
834                 x = 1.0f - param;
835                 y = param;
836         } else {
837                 //calculate sin of angle
838                 sinT = sqrt(1.0f - (dot * dot));
839                 //calculate angle
840                 angle = atan2(sinT, dot);
841                 //caluculate inverse of sin(theta)
842                 IsinT = 1.0f / sinT;
843                 x = sin((1.0f - param) * angle) * IsinT;
844                 y = sin(param * angle) * IsinT;
845         }
846         //interpolate
847         quat[0] = (float)(quat_u[0] * x + quat_v[0] * y);
848         quat[1] = (float)(quat_u[1] * x + quat_v[1] * y);
849         quat[2] = (float)(quat_u[2] * x + quat_v[2] * y);
850         quat[3] = (float)(quat_u[3] * x + quat_v[3] * y);
851
852         return newQuaternionObject(quat, Py_NEW);
853 }
854 //----------------------------------EULER FUNCTIONS----------------------
855 //---------------------------------INTERSECTION FUNCTIONS--------------------
856 //----------------------------------Mathutils.Intersect() -------------------
857 static PyObject *M_Mathutils_Intersect( PyObject * self, PyObject * args )
858 {
859         VectorObject *ray, *ray_off, *vec1, *vec2, *vec3;
860         float dir[3], orig[3], v1[3], v2[3], v3[3], e1[3], e2[3], pvec[3], tvec[3], qvec[3];
861         float det, inv_det, u, v, t;
862         int clip = 1;
863
864         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!O!|i", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3, &vector_Type, &ray, &vector_Type, &ray_off , &clip)) {
865                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "expected 5 vector types\n" );
866                 return NULL;
867         }
868         if(vec1->size != 3 || vec2->size != 3 || vec3->size != 3 || ray->size != 3 || ray_off->size != 3) {
869                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "only 3D vectors for all parameters\n");
870                 return NULL;
871         }
872
873         if(!BaseMath_ReadCallback(vec1) || !BaseMath_ReadCallback(vec2) || !BaseMath_ReadCallback(vec3) || !BaseMath_ReadCallback(ray) || !BaseMath_ReadCallback(ray_off))
874                 return NULL;
875         
876         VECCOPY(v1, vec1->vec);
877         VECCOPY(v2, vec2->vec);
878         VECCOPY(v3, vec3->vec);
879
880         VECCOPY(dir, ray->vec);
881         Normalize(dir);
882
883         VECCOPY(orig, ray_off->vec);
884
885         /* find vectors for two edges sharing v1 */
886         VecSubf(e1, v2, v1);
887         VecSubf(e2, v3, v1);
888
889         /* begin calculating determinant - also used to calculated U parameter */
890         Crossf(pvec, dir, e2);  
891
892         /* if determinant is near zero, ray lies in plane of triangle */
893         det = Inpf(e1, pvec);
894
895         if (det > -0.000001 && det < 0.000001) {
896                 Py_RETURN_NONE;
897         }
898
899         inv_det = 1.0f / det;
900
901         /* calculate distance from v1 to ray origin */
902         VecSubf(tvec, orig, v1);
903
904         /* calculate U parameter and test bounds */
905         u = Inpf(tvec, pvec) * inv_det;
906         if (clip && (u < 0.0f || u > 1.0f)) {
907                 Py_RETURN_NONE;
908         }
909
910         /* prepare to test the V parameter */
911         Crossf(qvec, tvec, e1);
912
913         /* calculate V parameter and test bounds */
914         v = Inpf(dir, qvec) * inv_det;
915
916         if (clip && (v < 0.0f || u + v > 1.0f)) {
917                 Py_RETURN_NONE;
918         }
919
920         /* calculate t, ray intersects triangle */
921         t = Inpf(e2, qvec) * inv_det;
922
923         VecMulf(dir, t);
924         VecAddf(pvec, orig, dir);
925
926         return newVectorObject(pvec, 3, Py_NEW);
927 }
928 //----------------------------------Mathutils.LineIntersect() -------------------
929 /* Line-Line intersection using algorithm from mathworld.wolfram.com */
930 static PyObject *M_Mathutils_LineIntersect( PyObject * self, PyObject * args )
931 {
932         PyObject * tuple;
933         VectorObject *vec1, *vec2, *vec3, *vec4;
934         float v1[3], v2[3], v3[3], v4[3], i1[3], i2[3];
935
936         if( !PyArg_ParseTuple( args, "O!O!O!O!", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3, &vector_Type, &vec4 ) ) {
937                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "expected 4 vector types\n" );
938                 return NULL;
939         }
940         if( vec1->size != vec2->size || vec1->size != vec3->size || vec1->size != vec2->size) {
941                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError,"vectors must be of the same size\n" );
942                 return NULL;
943         }
944         
945         if(!BaseMath_ReadCallback(vec1) || !BaseMath_ReadCallback(vec2) || !BaseMath_ReadCallback(vec3) || !BaseMath_ReadCallback(vec4))
946                 return NULL;
947         
948         if( vec1->size == 3 || vec1->size == 2) {
949                 int result;
950                 
951                 if (vec1->size == 3) {
952                         VECCOPY(v1, vec1->vec);
953                         VECCOPY(v2, vec2->vec);
954                         VECCOPY(v3, vec3->vec);
955                         VECCOPY(v4, vec4->vec);
956                 }
957                 else {
958                         v1[0] = vec1->vec[0];
959                         v1[1] = vec1->vec[1];
960                         v1[2] = 0.0f;
961
962                         v2[0] = vec2->vec[0];
963                         v2[1] = vec2->vec[1];
964                         v2[2] = 0.0f;
965
966                         v3[0] = vec3->vec[0];
967                         v3[1] = vec3->vec[1];
968                         v3[2] = 0.0f;
969
970                         v4[0] = vec4->vec[0];
971                         v4[1] = vec4->vec[1];
972                         v4[2] = 0.0f;
973                 }
974                 
975                 result = LineIntersectLine(v1, v2, v3, v4, i1, i2);
976
977                 if (result == 0) {
978                         /* colinear */
979                         Py_RETURN_NONE;
980                 }
981                 else {
982                         tuple = PyTuple_New( 2 );
983                         PyTuple_SetItem( tuple, 0, newVectorObject(i1, vec1->size, Py_NEW) );
984                         PyTuple_SetItem( tuple, 1, newVectorObject(i2, vec1->size, Py_NEW) );
985                         return tuple;
986                 }
987         }
988         else {
989                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "2D/3D vectors only\n" );
990                 return NULL;
991         }
992 }
993
994
995
996 //---------------------------------NORMALS FUNCTIONS--------------------
997 //----------------------------------Mathutils.QuadNormal() -------------------
998 static PyObject *M_Mathutils_QuadNormal( PyObject * self, PyObject * args )
999 {
1000         VectorObject *vec1;
1001         VectorObject *vec2;
1002         VectorObject *vec3;
1003         VectorObject *vec4;
1004         float v1[3], v2[3], v3[3], v4[3], e1[3], e2[3], n1[3], n2[3];
1005
1006         if( !PyArg_ParseTuple( args, "O!O!O!O!", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3, &vector_Type, &vec4 ) ) {
1007                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "expected 4 vector types\n" );
1008                 return NULL;
1009         }
1010         if( vec1->size != vec2->size || vec1->size != vec3->size || vec1->size != vec4->size) {
1011                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError,"vectors must be of the same size\n" );
1012                 return NULL;
1013         }
1014         if( vec1->size != 3 ) {
1015                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "only 3D vectors\n" );
1016                 return NULL;
1017         }
1018         
1019         if(!BaseMath_ReadCallback(vec1) || !BaseMath_ReadCallback(vec2) || !BaseMath_ReadCallback(vec3) || !BaseMath_ReadCallback(vec4))
1020                 return NULL;
1021         
1022         VECCOPY(v1, vec1->vec);
1023         VECCOPY(v2, vec2->vec);
1024         VECCOPY(v3, vec3->vec);
1025         VECCOPY(v4, vec4->vec);
1026
1027         /* find vectors for two edges sharing v2 */
1028         VecSubf(e1, v1, v2);
1029         VecSubf(e2, v3, v2);
1030
1031         Crossf(n1, e2, e1);
1032         Normalize(n1);
1033
1034         /* find vectors for two edges sharing v4 */
1035         VecSubf(e1, v3, v4);
1036         VecSubf(e2, v1, v4);
1037
1038         Crossf(n2, e2, e1);
1039         Normalize(n2);
1040
1041         /* adding and averaging the normals of both triangles */
1042         VecAddf(n1, n2, n1);
1043         Normalize(n1);
1044
1045         return newVectorObject(n1, 3, Py_NEW);
1046 }
1047
1048 //----------------------------Mathutils.TriangleNormal() -------------------
1049 static PyObject *M_Mathutils_TriangleNormal( PyObject * self, PyObject * args )
1050 {
1051         VectorObject *vec1, *vec2, *vec3;
1052         float v1[3], v2[3], v3[3], e1[3], e2[3], n[3];
1053
1054         if( !PyArg_ParseTuple( args, "O!O!O!", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3 ) ) {
1055                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "expected 3 vector types\n" );
1056                 return NULL;
1057         }
1058         if( vec1->size != vec2->size || vec1->size != vec3->size ) {
1059                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "vectors must be of the same size\n" );
1060                 return NULL;
1061         }
1062         if( vec1->size != 3 ) {
1063                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "only 3D vectors\n" );
1064                 return NULL;
1065         }
1066         
1067         if(!BaseMath_ReadCallback(vec1) || !BaseMath_ReadCallback(vec2) || !BaseMath_ReadCallback(vec3))
1068                 return NULL;
1069
1070         VECCOPY(v1, vec1->vec);
1071         VECCOPY(v2, vec2->vec);
1072         VECCOPY(v3, vec3->vec);
1073
1074         /* find vectors for two edges sharing v2 */
1075         VecSubf(e1, v1, v2);
1076         VecSubf(e2, v3, v2);
1077
1078         Crossf(n, e2, e1);
1079         Normalize(n);
1080
1081         return newVectorObject(n, 3, Py_NEW);
1082 }
1083
1084 //--------------------------------- AREA FUNCTIONS--------------------
1085 //----------------------------------Mathutils.TriangleArea() -------------------
1086 static PyObject *M_Mathutils_TriangleArea( PyObject * self, PyObject * args )
1087 {
1088         VectorObject *vec1, *vec2, *vec3;
1089         float v1[3], v2[3], v3[3];
1090
1091         if( !PyArg_ParseTuple
1092             ( args, "O!O!O!", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2
1093                 , &vector_Type, &vec3 ) ) {
1094                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "expected 3 vector types\n");
1095                 return NULL;
1096         }
1097         if( vec1->size != vec2->size || vec1->size != vec3->size ) {
1098                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "vectors must be of the same size\n" );
1099                 return NULL;
1100         }
1101         
1102         if(!BaseMath_ReadCallback(vec1) || !BaseMath_ReadCallback(vec2) || !BaseMath_ReadCallback(vec3))
1103                 return NULL;
1104
1105         if (vec1->size == 3) {
1106                 VECCOPY(v1, vec1->vec);
1107                 VECCOPY(v2, vec2->vec);
1108                 VECCOPY(v3, vec3->vec);
1109
1110                 return PyFloat_FromDouble( AreaT3Dfl(v1, v2, v3) );
1111         }
1112         else if (vec1->size == 2) {
1113                 v1[0] = vec1->vec[0];
1114                 v1[1] = vec1->vec[1];
1115
1116                 v2[0] = vec2->vec[0];
1117                 v2[1] = vec2->vec[1];
1118
1119                 v3[0] = vec3->vec[0];
1120                 v3[1] = vec3->vec[1];
1121
1122                 return PyFloat_FromDouble( AreaF2Dfl(v1, v2, v3) );
1123         }
1124         else {
1125                 PyErr_SetString( PyExc_TypeError, "only 2D,3D vectors are supported\n" );
1126                 return NULL;
1127         }
1128 }
1129
1130 /* Utility functions */
1131
1132 /*---------------------- EXPP_FloatsAreEqual -------------------------
1133   Floating point comparisons 
1134   floatStep = number of representable floats allowable in between
1135    float A and float B to be considered equal. */
1136 int EXPP_FloatsAreEqual(float A, float B, int floatSteps)
1137 {
1138         int a, b, delta;
1139     assert(floatSteps > 0 && floatSteps < (4 * 1024 * 1024));
1140     a = *(int*)&A;
1141     if (a < 0)  
1142                 a = 0x80000000 - a;
1143     b = *(int*)&B;
1144     if (b < 0)  
1145                 b = 0x80000000 - b;
1146     delta = abs(a - b);
1147     if (delta <= floatSteps)    
1148                 return 1;
1149     return 0;
1150 }
1151 /*---------------------- EXPP_VectorsAreEqual -------------------------
1152   Builds on EXPP_FloatsAreEqual to test vectors */
1153 int EXPP_VectorsAreEqual(float *vecA, float *vecB, int size, int floatSteps)
1154 {
1155         int x;
1156         for (x=0; x< size; x++){
1157                 if (EXPP_FloatsAreEqual(vecA[x], vecB[x], floatSteps) == 0)
1158                         return 0;
1159         }
1160         return 1;
1161 }
1162
1163
1164 /* Mathutils Callbacks */
1165
1166 /* for mathutils internal use only, eventually should re-alloc but to start with we only have a few users */
1167 Mathutils_Callback *mathutils_callbacks[8] = {NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL};
1168
1169 int Mathutils_RegisterCallback(Mathutils_Callback *cb)
1170 {
1171         int i;
1172         
1173         /* find the first free slot */
1174         for(i= 0; mathutils_callbacks[i]; i++) {
1175                 if(mathutils_callbacks[i]==cb) /* alredy registered? */
1176                         return i;
1177         }
1178         
1179         mathutils_callbacks[i] = cb;
1180         return i;
1181 }
1182
1183 /* use macros to check for NULL */
1184 int _BaseMathObject_ReadCallback(BaseMathObject *self)
1185 {
1186         Mathutils_Callback *cb= mathutils_callbacks[self->cb_type];
1187         if(cb->get(self->cb_user, self->cb_subtype, self->data))
1188                 return 1;
1189
1190         PyErr_Format(PyExc_SystemError, "%s user has become invalid", Py_TYPE(self)->tp_name);
1191         return 0;
1192 }
1193
1194 int _BaseMathObject_WriteCallback(BaseMathObject *self)
1195 {
1196         Mathutils_Callback *cb= mathutils_callbacks[self->cb_type];
1197         if(cb->set(self->cb_user, self->cb_subtype, self->data))
1198                 return 1;
1199
1200         PyErr_Format(PyExc_SystemError, "%s user has become invalid", Py_TYPE(self)->tp_name);
1201         return 0;
1202 }
1203
1204 int _BaseMathObject_ReadIndexCallback(BaseMathObject *self, int index)
1205 {
1206         Mathutils_Callback *cb= mathutils_callbacks[self->cb_type];
1207         if(cb->get_index(self->cb_user, self->cb_subtype, self->data, index))
1208                 return 1;
1209
1210         PyErr_Format(PyExc_SystemError, "%s user has become invalid", Py_TYPE(self)->tp_name);
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 int _BaseMathObject_WriteIndexCallback(BaseMathObject *self, int index)
1215 {
1216         Mathutils_Callback *cb= mathutils_callbacks[self->cb_type];
1217         if(cb->set_index(self->cb_user, self->cb_subtype, self->data, index))
1218                 return 1;
1219
1220         PyErr_Format(PyExc_SystemError, "%s user has become invalid", Py_TYPE(self)->tp_name);
1221         return 0;
1222 }
1223
1224 /* BaseMathObject generic functions for all mathutils types */
1225 PyObject *BaseMathObject_getOwner( BaseMathObject * self, void *type )
1226 {
1227         PyObject *ret= self->cb_user ? self->cb_user : Py_None;
1228         Py_INCREF(ret);
1229         return ret;
1230 }
1231
1232 PyObject *BaseMathObject_getWrapped( BaseMathObject *self, void *type )
1233 {
1234         PyBool_FromLong((self->wrapped == Py_WRAP) ? 1:0);
1235 }
1236
1237 void BaseMathObject_dealloc(BaseMathObject * self)
1238 {
1239         /* only free non wrapped */
1240         if(self->wrapped != Py_WRAP)
1241                 PyMem_Free(self->data);
1242
1243         Py_XDECREF(self->cb_user);
1244         PyObject_DEL(self);
1245 }
1246