git.mutantstargoat.com Git - gph-math/blob - src/quat.h

   1 /*
   2 gph-math - math library for graphics programs
   3 Copyright (C) 2016 John Tsiombikas <nuclear@member.fsf.org>
   4
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   9 */
  10 #ifndef QUATERNION_H_
  11 #define QUATERNION_H_
  12
  13 #include "vector.h"
  14 #include "matrix.h"
  15
  16 namespace gph {
  17
  18 class Quaternion {
  19 public:
  20         float x, y, z, w;       // w + xi + yj + zk
  21
  22         static Quaternion identity;
  23
  24         Quaternion() : x(0), y(0), z(0), w(1) {}
  25         Quaternion(float x_, float y_, float z_, float w_) : x(x_), y(y_), z(z_), w(w_) {}
  26         Quaternion(const Vector3 &v, float s) : x(v.x), y(v.y), z(v.z), w(s) {}
  27
  28         inline void normalize();
  29         inline void conjugate();
  30         inline void invert();
  31
  32         inline void set_rotation(const Vector3 &axis, float angle);
  33         inline void rotate(const Vector3 &axis, float angle);
  34         // rotate by a quaternion rq by doing: rq * *this * conjugate(rq)
  35         inline void rotate(const Quaternion &rq);
  36
  37         inline Matrix4x4 calc_matrix() const;
  38 };
  39
  40 inline Quaternion operator -(const Quaternion &q);
  41 inline Quaternion operator +(const Quaternion &a, const Quaternion &b);
  42 inline Quaternion operator -(const Quaternion &a, const Quaternion &b);
  43 inline Quaternion operator *(const Quaternion &a, const Quaternion &b);
  44
  45 inline Quaternion &operator +=(Quaternion &a, const Quaternion &b);
  46 inline Quaternion &operator -=(Quaternion &a, const Quaternion &b);
  47 inline Quaternion &operator *=(Quaternion &a, const Quaternion &b);
  48
  49 inline float length(const Quaternion &q);
  50 inline float length_sq(const Quaternion &q);
  51
  52 inline Quaternion normalize(const Quaternion &q);
  53 inline Quaternion conjugate(const Quaternion &q);
  54 inline Quaternion inverse(const Quaternion &q);
  55
  56 Quaternion slerp(const Quaternion &a, const Quaternion &b, float t);
  57 inline Quaternion lerp(const Quaternion &a, const Quaternion &b, float t);
  58
  59 #include "quat.inl"
  60
  61 }       // namespace gph
  62
  63 #endif  // QUATERNION_H_