Matrix.cpp 5.9 KB

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232
  1. #include <cmath>
  2. #include <iomanip>
  3. #include <cstring>
  4. #include "client/math/Matrix.h"
  5. Matrix::Matrix()
  6. {
  7. setToIdentity();
  8. }
  9. void Matrix::setToIdentity()
  10. {
  11. data[0] = 1.0f;
  12. data[1] = 0.0f;
  13. data[2] = 0.0f;
  14. data[3] = 0.0f;
  15. data[4] = 0.0f;
  16. data[5] = 1.0f;
  17. data[6] = 0.0f;
  18. data[7] = 0.0f;
  19. data[8] = 0.0f;
  20. data[9] = 0.0f;
  21. data[10] = 1.0f;
  22. data[11] = 0.0f;
  23. data[12] = 0.0f;
  24. data[13] = 0.0f;
  25. data[14] = 0.0f;
  26. data[15] = 1.0f;
  27. }
  28. void Matrix::set(unsigned int index, float f)
  29. {
  30. data[index] = f;
  31. }
  32. const float* Matrix::getValues() const
  33. {
  34. return data;
  35. }
  36. void Matrix::mul(const Matrix& m)
  37. {
  38. float mNew[16];
  39. mNew[0] = data[0] * m.data[0] + data[4] * m.data[1] + data[8] * m.data[2] + data[12] * m.data[3];
  40. mNew[1] = data[1] * m.data[0] + data[5] * m.data[1] + data[9] * m.data[2] + data[13] * m.data[3];
  41. mNew[2] = data[2] * m.data[0] + data[6] * m.data[1] + data[10] * m.data[2] + data[14] * m.data[3];
  42. mNew[3] = data[3] * m.data[0] + data[7] * m.data[1] + data[11] * m.data[2] + data[15] * m.data[3];
  43. mNew[4] = data[0] * m.data[4] + data[4] * m.data[5] + data[8] * m.data[6] + data[12] * m.data[7];
  44. mNew[5] = data[1] * m.data[4] + data[5] * m.data[5] + data[9] * m.data[6] + data[13] * m.data[7];
  45. mNew[6] = data[2] * m.data[4] + data[6] * m.data[5] + data[10] * m.data[6] + data[14] * m.data[7];
  46. mNew[7] = data[3] * m.data[4] + data[7] * m.data[5] + data[11] * m.data[6] + data[15] * m.data[7];
  47. mNew[8] = data[0] * m.data[8] + data[4] * m.data[9] + data[8] * m.data[10] + data[12] * m.data[11];
  48. mNew[9] = data[1] * m.data[8] + data[5] * m.data[9] + data[9] * m.data[10] + data[13] * m.data[11];
  49. mNew[10] = data[2] * m.data[8] + data[6] * m.data[9] + data[10] * m.data[10] + data[14] * m.data[11];
  50. mNew[11] = data[3] * m.data[8] + data[7] * m.data[9] + data[11] * m.data[10] + data[15] * m.data[11];
  51. mNew[12] = data[0] * m.data[12] + data[4] * m.data[13] + data[8] * m.data[14] + data[12] * m.data[15];
  52. mNew[13] = data[1] * m.data[12] + data[5] * m.data[13] + data[9] * m.data[14] + data[13] * m.data[15];
  53. mNew[14] = data[2] * m.data[12] + data[6] * m.data[13] + data[10] * m.data[14] + data[14] * m.data[15];
  54. mNew[15] = data[3] * m.data[12] + data[7] * m.data[13] + data[11] * m.data[14] + data[15] * m.data[15];
  55. std::memcpy(data, mNew, sizeof(float) * 16);
  56. }
  57. void Matrix::scale(float sx, float sy, float sz)
  58. {
  59. data[0] *= sx;
  60. data[1] *= sx;
  61. data[2] *= sx;
  62. data[3] *= sx;
  63. data[4] *= sy;
  64. data[5] *= sy;
  65. data[6] *= sy;
  66. data[7] *= sy;
  67. data[8] *= sz;
  68. data[9] *= sz;
  69. data[10] *= sz;
  70. data[11] *= sz;
  71. }
  72. void Matrix::translate(float tx, float ty, float tz)
  73. {
  74. data[12] += data[0] * tx + data[4] * ty + data[8] * tz;
  75. data[13] += data[1] * tx + data[5] * ty + data[9] * tz;
  76. data[14] += data[2] * tx + data[6] * ty + data[10] * tz;
  77. data[15] += data[3] * tx + data[7] * ty + data[11] * tz;
  78. }
  79. void Matrix::translateX(float tx)
  80. {
  81. data[12] += data[0] * tx;
  82. data[13] += data[1] * tx;
  83. data[14] += data[2] * tx;
  84. data[15] += data[3] * tx;
  85. }
  86. void Matrix::translateY(float ty)
  87. {
  88. data[12] += data[4] * ty;
  89. data[13] += data[5] * ty;
  90. data[14] += data[6] * ty;
  91. data[15] += data[7] * ty;
  92. }
  93. void Matrix::translateZ(float tz)
  94. {
  95. data[12] += data[8] * tz;
  96. data[13] += data[9] * tz;
  97. data[14] += data[10] * tz;
  98. data[15] += data[11] * tz;
  99. }
  100. void Matrix::translateTo(float tx, float ty, float tz)
  101. {
  102. data[0] = 1.0f;
  103. data[1] = 0.0f;
  104. data[2] = 0.0f;
  105. data[3] = 0.0f;
  106. data[4] = 0.0f;
  107. data[5] = 1.0f;
  108. data[6] = 0.0f;
  109. data[7] = 0.0f;
  110. data[8] = 0.0f;
  111. data[9] = 0.0f;
  112. data[10] = 1.0f;
  113. data[11] = 0.0f;
  114. data[12] = tx;
  115. data[13] = ty;
  116. data[14] = tz;
  117. data[15] = 1.0f;
  118. }
  119. void Matrix::rotateX(float degrees)
  120. {
  121. degrees *= M_PI / 180.0f;
  122. float sin = sinf(degrees);
  123. float cos = cosf(degrees);
  124. float a = data[4];
  125. float b = data[8];
  126. data[4] = a * cos + b * sin;
  127. data[8] = a * -sin + b * cos;
  128. a = data[5];
  129. b = data[9];
  130. data[5] = a * cos + b * sin;
  131. data[9] = a * -sin + b * cos;
  132. a = data[6];
  133. b = data[10];
  134. data[6] = a * cos + b * sin;
  135. data[10] = a * -sin + b * cos;
  136. a = data[7];
  137. b = data[11];
  138. data[7] = a * cos + b * sin;
  139. data[11] = a * -sin + b * cos;
  140. }
  141. void Matrix::rotateY(float degrees)
  142. {
  143. degrees *= M_PI / 180.0f;
  144. float sin = sinf(degrees);
  145. float cos = cosf(degrees);
  146. float a = data[0];
  147. float b = data[8];
  148. data[0] = a * cos + b * -sin;
  149. data[8] = a * sin + b * cos;
  150. a = data[1];
  151. b = data[9];
  152. data[1] = a * cos + b * -sin;
  153. data[9] = a * sin + b * cos;
  154. a = data[2];
  155. b = data[10];
  156. data[2] = a * cos + b * -sin;
  157. data[10] = a * sin + b * cos;
  158. a = data[3];
  159. b = data[11];
  160. data[3] = a * cos + b * -sin;
  161. data[11] = a * sin + b * cos;
  162. }
  163. void Matrix::rotateZ(float degrees)
  164. {
  165. degrees *= M_PI / 180.0f;
  166. float sin = sinf(degrees);
  167. float cos = cosf(degrees);
  168. float a = data[0];
  169. float b = data[4];
  170. data[0] = a * cos + b * sin;
  171. data[4] = a * -sin + b * cos;
  172. a = data[1];
  173. b = data[5];
  174. data[1] = a * cos + b * sin;
  175. data[5] = a * -sin + b * cos;
  176. a = data[2];
  177. b = data[6];
  178. data[2] = a * cos + b * sin;
  179. data[6] = a * -sin + b * cos;
  180. a = data[3];
  181. b = data[7];
  182. data[3] = a * cos + b * sin;
  183. data[7] = a * -sin + b * cos;
  184. }
  185. std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Matrix& m)
  186. {
  187. const float* data = m.getValues();
  188. os << "Matrix\n(\n";
  189. os << std::fixed << std::setprecision(5);
  190. for(int i = 0; i < 4; i++)
  191. {
  192. os << std::setw(15);
  193. os << data[i] << ", ";
  194. os << std::setw(15);
  195. os << data[i + 4] << ", ";
  196. os << std::setw(15);
  197. os << data[i + 8] << ", ";
  198. os << std::setw(15);
  199. os << data[i + 12] << "\n";
  200. }
  201. os << std::defaultfloat;
  202. os << ")";
  203. return os;
  204. }