git.mutantstargoat.com Git - vrlugburz/blob - libs/cgmath/cgmmisc.inl

   1 /* gph-cmath - C graphics math library
   2  * Copyright (C) 2018 John Tsiombikas <nuclear@member.fsf.org>
   3  *
   4  * This program is free software. Feel free to use, modify, and/or redistribute
   5  * it under the terms of the MIT/X11 license. See LICENSE for details.
   6  * If you intend to redistribute parts of the code without the LICENSE file
   7  * replace this paragraph with the full contents of the LICENSE file.
   8  */
   9 #include <stdlib.h>
  10
  11 static inline float cgm_deg_to_rad(float deg)
  12 {
  13         return M_PI * deg / 180.0f;
  14 }
  15
  16 static inline float cgm_rad_to_deg(float rad)
  17 {
  18         return 180.0f * rad / M_PI;
  19 }
  20
  21 static inline float cgm_smoothstep(float a, float b, float x)
  22 {
  23         if(x < a) return 0.0f;
  24         if(x >= b) return 1.0f;
  25
  26         x = (x - a) / (b - a);
  27         return x * x * (3.0f - 2.0f * x);
  28 }
  29
  30 static inline float cgm_lerp(float a, float b, float t)
  31 {
  32         return a + (b - a) * t;
  33 }
  34
  35 static inline float cgm_bezier(float a, float b, float c, float d, float t)
  36 {
  37         float omt, omt3, t3, f;
  38         t3 = t * t * t;
  39         omt = 1.0f - t;
  40         omt3 = omt * omt * omt;
  41         f = 3.0f * t * omt;
  42
  43         return (a * omt3) + (b * f * omt) + (c * f * t) + (d * t3);
  44 }
  45
  46 static inline float cgm_bspline(float a, float b, float c, float d, float t)
  47 {
  48         static const float mat[] = {
  49                 -1, 3, -3, 1,
  50                 3, -6, 0, 4,
  51                 -3, 3, 3, 1,
  52                 1, 0, 0, 0
  53         };
  54         cgm_vec4 tmp, qfact;
  55         float tsq = t * t;
  56
  57         cgm_wcons(&qfact, tsq * t, tsq, t, 1.0f);
  58         cgm_wcons(&tmp, a, b, c, d);
  59         cgm_wmul_m4v4(&tmp, mat);
  60         cgm_wscale(&tmp, 1.0f / 6.0f);
  61         return cgm_wdot(&tmp, &qfact);
  62 }
  63
  64 static inline float cgm_spline(float a, float b, float c, float d, float t)
  65 {
  66         static const float mat[] = {
  67                 -1, 2, -1, 0,
  68                 3, -5, 0, 2,
  69                 -3, 4, 1, 0,
  70                 1, -1, 0, 0
  71         };
  72         cgm_vec4 tmp, qfact;
  73         float tsq = t * t;
  74
  75         cgm_wcons(&qfact, tsq * t, tsq, t, 1.0f);
  76         cgm_wcons(&tmp, a, b, c, d);
  77         cgm_wmul_m4v4(&tmp, mat);
  78         cgm_wscale(&tmp, 1.0f / 6.0f);
  79         return cgm_wdot(&tmp, &qfact);
  80 }
  81
  82 static inline void cgm_discrand(cgm_vec3 *pt, float rad)
  83 {
  84         float theta = 2.0f * M_PI * (float)rand() / RAND_MAX;
  85         float r = sqrt((float)rand() / RAND_MAX) * rad;
  86         pt->x = cos(theta) * r;
  87         pt->y = sin(theta) * r;
  88         pt->z = 0.0f;
  89 }
  90
  91 static inline void cgm_sphrand(cgm_vec3 *pt, float rad)
  92 {
  93         float u, v, theta, phi;
  94
  95         u = (float)rand() / RAND_MAX;
  96         v = (float)rand() / RAND_MAX;
  97
  98         theta = 2.0f * M_PI * u;
  99         phi = acos(2.0f * v - 1.0f);
 100
 101         pt->x = cos(theta) * sin(phi) * rad;
 102         pt->y = sin(theta) * sin(phi) * rad;
 103         pt->z = cos(phi) * rad;
 104 }
 105
 106 static inline void cgm_unproject(cgm_vec3 *res, const cgm_vec3 *norm_scrpos,
 107                 const float *inv_viewproj)
 108 {
 109         cgm_vec4 pos;
 110
 111         pos.x = 2.0f * norm_scrpos->x - 1.0f;
 112         pos.y = 2.0f * norm_scrpos->y - 1.0f;
 113         pos.z = 2.0f * norm_scrpos->z - 1.0f;
 114         pos.w = 1.0f;
 115
 116         cgm_wmul_m4v4(&pos, inv_viewproj);
 117
 118         res->x = pos.x / pos.w;
 119         res->y = pos.y / pos.w;
 120         res->z = pos.z / pos.w;
 121 }
 122
 123 static inline void cgm_glu_unproject(float winx, float winy, float winz,
 124                 const float *view, const float *proj, const int *vp,
 125                 float *objx, float *objy, float *objz)
 126 {
 127         cgm_vec3 npos, res;
 128         float inv_pv[16];
 129
 130         cgm_mcopy(inv_pv, proj);
 131         cgm_mmul(inv_pv, view);
 132
 133         npos.x = (winx - vp[0]) / vp[2];
 134         npos.y = (winy - vp[1]) / vp[4];
 135         npos.z = winz;
 136
 137         cgm_unproject(&res, &npos, inv_pv);
 138
 139         *objx = res.x;
 140         *objy = res.y;
 141         *objz = res.z;
 142 }
 143
 144 static inline void cgm_pick_ray(cgm_ray *ray, float nx, float ny,
 145                 const float *viewmat, const float *projmat)
 146 {
 147         cgm_vec3 npos, farpt;
 148         float inv_pv[16];
 149
 150         cgm_mcopy(inv_pv, projmat);
 151         cgm_mmul(inv_pv, viewmat);
 152
 153         cgm_vcons(&npos, nx, ny, 0.0f);
 154         cgm_unproject(&ray->origin, &npos, inv_pv);
 155         npos.z = 1.0f;
 156         cgm_unproject(&farpt, &npos, inv_pv);
 157
 158         ray->dir.x = farpt.x - ray->origin.x;
 159         ray->dir.y = farpt.y - ray->origin.y;
 160         ray->dir.z = farpt.z - ray->origin.z;
 161 }
 162
 163 static inline void cgm_raypos(cgm_vec3 *p, const cgm_ray *ray, float t)
 164 {
 165         p->x = ray->origin.x + ray->dir.x * t;
 166         p->y = ray->origin.y + ray->dir.y * t;
 167         p->z = ray->origin.z + ray->dir.z * t;
 168 }
 169
 170 static inline void cgm_bary(cgm_vec3 *bary, const cgm_vec3 *a,
 171                 const cgm_vec3 *b, const cgm_vec3 *c, const cgm_vec3 *pt)
 172 {
 173         float d00, d01, d11, d20, d21, denom;
 174         cgm_vec3 v0 = *b, v1 = *c, v2 = *pt;
 175
 176         cgm_vsub(&v0, a);
 177         cgm_vsub(&v1, a);
 178         cgm_vsub(&v2, a);
 179
 180         d00 = cgm_vdot(&v0, &v0);
 181         d01 = cgm_vdot(&v0, &v1);
 182         d11 = cgm_vdot(&v1, &v1);
 183         d20 = cgm_vdot(&v2, &v0);
 184         d21 = cgm_vdot(&v2, &v1);
 185         denom = d00 * d11 - d01 * d01;
 186
 187         bary->y = (d11 * d20 - d01 * d21) / denom;
 188         bary->z = (d00 * d21 - d01 * d20) / denom;
 189         bary->x = 1.0f - bary->y - bary->z;
 190 }
 191
 192 static inline void cgm_uvec_to_sph(float *theta, float *phi, const cgm_vec3 *v)
 193 {
 194         *theta = atan2(v->z, v->x);
 195         *phi = acos(v->y);
 196 }
 197
 198 static inline void cgm_sph_to_uvec(cgm_vec3 *v, float theta, float phi)
 199 {
 200         v->x = sin(theta) * cos(phi);
 201         v->y = sin(phi);
 202         v->z = cos(theta) * cos(phi);
 203 }