git.mutantstargoat.com Git - summerhack/blob - src/3dengfx/src/n3dmath2/n3dmath2_vec.hpp

   1 /*
   2 This file is part of the n3dmath2 library.
   3
   4 Copyright (c) 2004, 2005 John Tsiombikas <nuclear@siggraph.org>
   5
   6 The n3dmath2 library is free software; you can redistribute it and/or modify
   7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9 (at your option) any later version.
  10
  11 The n3dmath2 library 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
  14 GNU General Public License for more details.
  15
  16 You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 along with the n3dmath2 library; if not, write to the Free Software
  18 Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19 */
  20
  21 #ifndef _N3DMATH2_VEC_HPP_
  22 #define _N3DMATH2_VEC_HPP_
  23
  24 #include <iostream>
  25 #include "n3dmath2_types.hpp"
  26
  27 class Vector2 {
  28 public:
  29         scalar_t x, y;
  30
  31         Vector2(scalar_t x = 0.0, scalar_t y = 0.0);
  32         Vector2(const Vector3 &vec);
  33         Vector2(const Vector4 &vec);
  34
  35         inline scalar_t &operator [](int elem);
  36
  37         // unary operations
  38         friend inline Vector2 operator -(const Vector2 &vec);
  39
  40         // binary vector (op) vector operations
  41         friend inline scalar_t dot_product(const Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  42
  43         friend inline Vector2 operator +(const Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  44         friend inline Vector2 operator -(const Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  45         friend inline Vector2 operator *(const Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  46         friend inline Vector2 operator /(const Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  47         friend inline bool operator ==(const Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  48
  49         friend inline void operator +=(Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  50         friend inline void operator -=(Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  51         friend inline void operator *=(Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  52         friend inline void operator /=(Vector2 &v1, const Vector2 &v2);
  53
  54         // binary vector (op) scalar and scalar (op) vector operations
  55         friend inline Vector2 operator +(const Vector2 &vec, scalar_t scalar);
  56         friend inline Vector2 operator +(scalar_t scalar, const Vector2 &vec);
  57         friend inline Vector2 operator -(const Vector2 &vec, scalar_t scalar);
  58         friend inline Vector2 operator -(scalar_t scalar, const Vector2 &vec);
  59         friend inline Vector2 operator *(const Vector2 &vec, scalar_t scalar);
  60         friend inline Vector2 operator *(scalar_t scalar, const Vector2 &vec);
  61         friend inline Vector2 operator /(const Vector2 &vec, scalar_t scalar);
  62         friend inline Vector2 operator /(scalar_t scalar, const Vector2 &vec);
  63
  64         friend inline void operator +=(Vector2 &vec, scalar_t scalar);
  65         friend inline void operator -=(Vector2 &vec, scalar_t scalar);
  66         friend inline void operator *=(Vector2 &vec, scalar_t scalar);
  67         friend inline void operator /=(Vector2 &vec, scalar_t scalar);
  68
  69         inline scalar_t length() const;
  70         inline scalar_t length_sq() const;
  71         void normalize();
  72         Vector2 normalized() const;
  73
  74         void transform(const Matrix3x3 &mat);
  75         Vector2 transformed(const Matrix3x3 &mat) const;
  76
  77         void rotate(scalar_t angle);
  78         Vector2 rotated(scalar_t angle) const;
  79
  80         Vector2 reflection(const Vector2 &normal) const;
  81         Vector2 refraction(const Vector2 &normal, scalar_t src_ior, scalar_t dst_ior) const;
  82
  83         friend std::ostream &operator <<(std::ostream &out, const Vector2 &vec);
  84 };
  85
  86 class Vector3 {
  87 public:
  88         scalar_t x, y, z;
  89
  90         Vector3(scalar_t x = 0.0, scalar_t y = 0.0, scalar_t z = 0.0);
  91         Vector3(const Vector2 &vec);
  92         Vector3(const Vector4 &vec);
  93         Vector3(const SphVector &sph);
  94
  95         Vector3 &operator =(const SphVector &sph);
  96
  97         inline scalar_t &operator [](int elem);
  98
  99         // unary operations
 100         friend inline Vector3 operator -(const Vector3 &vec);
 101
 102         // binary vector (op) vector operations
 103         friend inline scalar_t dot_product(const Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 104         friend inline Vector3 cross_product(const Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 105
 106         friend inline Vector3 operator +(const Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 107         friend inline Vector3 operator -(const Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 108         friend inline Vector3 operator *(const Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 109         friend inline Vector3 operator /(const Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 110         friend inline bool operator ==(const Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 111
 112         friend inline void operator +=(Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 113         friend inline void operator -=(Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 114         friend inline void operator *=(Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 115         friend inline void operator /=(Vector3 &v1, const Vector3 &v2);
 116
 117         // binary vector (op) scalar and scalar (op) vector operations
 118         friend inline Vector3 operator +(const Vector3 &vec, scalar_t scalar);
 119         friend inline Vector3 operator +(scalar_t scalar, const Vector3 &vec);
 120         friend inline Vector3 operator -(const Vector3 &vec, scalar_t scalar);
 121         friend inline Vector3 operator -(scalar_t scalar, const Vector3 &vec);
 122         friend inline Vector3 operator *(const Vector3 &vec, scalar_t scalar);
 123         friend inline Vector3 operator *(scalar_t scalar, const Vector3 &vec);
 124         friend inline Vector3 operator /(const Vector3 &vec, scalar_t scalar);
 125         friend inline Vector3 operator /(scalar_t scalar, const Vector3 &vec);
 126
 127         friend inline void operator +=(Vector3 &vec, scalar_t scalar);
 128         friend inline void operator -=(Vector3 &vec, scalar_t scalar);
 129         friend inline void operator *=(Vector3 &vec, scalar_t scalar);
 130         friend inline void operator /=(Vector3 &vec, scalar_t scalar);
 131
 132         inline scalar_t length() const;
 133         inline scalar_t length_sq() const;
 134         void normalize();
 135         Vector3 normalized() const;
 136
 137         void transform(const Matrix3x3 &mat);
 138         Vector3 transformed(const Matrix3x3 &mat) const;
 139         void transform(const Matrix4x4 &mat);
 140         Vector3 transformed(const Matrix4x4 &mat) const;
 141         void transform(const Quaternion &quat);
 142         Vector3 transformed(const Quaternion &quat) const;
 143
 144         void rotate(const Vector3 &euler);
 145         Vector3 rotated(const Vector3 &euler) const;
 146
 147         Vector3 reflection(const Vector3 &normal) const;
 148         Vector3 refraction(const Vector3 &normal, scalar_t src_ior, scalar_t dst_ior) const;
 149
 150         friend std::ostream &operator <<(std::ostream &out, const Vector3 &vec);
 151 };
 152
 153 class Vector4 {
 154 public:
 155         scalar_t x, y, z, w;
 156
 157         Vector4(scalar_t x = 0.0, scalar_t y = 0.0, scalar_t z = 0.0, scalar_t w = 0.0);
 158         Vector4(const Vector2 &vec);
 159         Vector4(const Vector3 &vec);
 160
 161         inline scalar_t &operator [](int elem);
 162
 163         // unary operations
 164         friend inline Vector4 operator -(const Vector4 &vec);
 165
 166         // binary vector (op) vector operations
 167         friend inline scalar_t dot_product(const Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 168         friend inline Vector4 cross_product(const Vector4 &v1, const Vector4 &v2, const Vector4 &v3);
 169
 170         friend inline Vector4 operator +(const Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 171         friend inline Vector4 operator -(const Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 172         friend inline Vector4 operator *(const Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 173         friend inline Vector4 operator /(const Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 174         friend inline bool operator ==(const Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 175
 176         friend inline void operator +=(Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 177         friend inline void operator -=(Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 178         friend inline void operator *=(Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 179         friend inline void operator /=(Vector4 &v1, const Vector4 &v2);
 180
 181         // binary vector (op) scalar and scalar (op) vector operations
 182         friend inline Vector4 operator +(const Vector4 &vec, scalar_t scalar);
 183         friend inline Vector4 operator +(scalar_t scalar, const Vector4 &vec);
 184         friend inline Vector4 operator -(const Vector4 &vec, scalar_t scalar);
 185         friend inline Vector4 operator -(scalar_t scalar, const Vector4 &vec);
 186         friend inline Vector4 operator *(const Vector4 &vec, scalar_t scalar);
 187         friend inline Vector4 operator *(scalar_t scalar, const Vector4 &vec);
 188         friend inline Vector4 operator /(const Vector4 &vec, scalar_t scalar);
 189         friend inline Vector4 operator /(scalar_t scalar, const Vector4 &vec);
 190
 191         friend inline void operator +=(Vector4 &vec, scalar_t scalar);
 192         friend inline void operator -=(Vector4 &vec, scalar_t scalar);
 193         friend inline void operator *=(Vector4 &vec, scalar_t scalar);
 194         friend inline void operator /=(Vector4 &vec, scalar_t scalar);
 195
 196         inline scalar_t length() const;
 197         inline scalar_t length_sq() const;
 198         void normalize();
 199         Vector4 normalized() const;
 200
 201         void transform(const Matrix4x4 &mat);
 202         Vector4 transformed(const Matrix4x4 &mat) const;
 203
 204         Vector4 reflection(const Vector4 &normal) const;
 205         Vector4 refraction(const Vector4 &normal, scalar_t src_ior, scalar_t dst_ior) const;
 206
 207         friend std::ostream &operator <<(std::ostream &out, const Vector4 &vec);
 208 };
 209
 210 #include "n3dmath2_vec.inl"
 211
 212 #endif  // _N3DMATH2_VEC_HPP_