git.mutantstargoat.com Git - summerhack/blob - tools/curve_draw/vmath/vmath.h

   1 /*
   2 This file is part of XRay, a photorealistic 3D rendering library.
   3 Copyright (C) 2005 John Tsiombikas
   4
   5 XRay is free software; you can redistribute it and/or modify
   6 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8 (at your option) any later version.
   9
  10 XRay is distributed in the hope that it will be useful,
  11 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13 GNU General Public License for more details.
  14
  15 You should have received a copy of the GNU General Public License
  16 along with XRay; if not, write to the Free Software
  17 Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  18 */
  19
  20 /**
  21  * @file vmath.h
  22  * @author John Tsiombikas
  23  * @date 28 June 2005
  24  *
  25  * vmath provides the mathematical foundations for 3D graphics.
  26  * This specific file contains various constants and basic operations
  27  * as well as the Basis class, which represents an orthogonal basis in
  28  * 3 dimensional space.
  29  */
  30
  31 #ifndef VMATH_H_
  32 #define VMATH_H_
  33
  34 #include "vmath_types.h"
  35
  36 extern const scalar_t e;
  37
  38 extern const scalar_t pi;
  39 extern const scalar_t half_pi;
  40 extern const scalar_t quarter_pi;
  41 extern const scalar_t two_pi;
  42 extern const scalar_t three_half_pi;
  43
  44 extern const scalar_t xsmall_number;
  45 extern const scalar_t small_number;
  46
  47 extern const scalar_t error_margin;
  48
  49
  50 // angle conversion
  51 #define RAD_TO_DEG(a) ((((scalar_t)a) * 360.0) / two_pi)
  52 #define DEG_TO_RAD(a) (((scalar_t)a) * (pi / 180.0))
  53
  54 #define SQ(x) ((x) * (x))
  55
  56 #ifndef __GNUC__
  57 #define round(x)        ((x) >= 0 ? (x) + 0.5 : (x) - 0.5)
  58 #endif  // __GNUC__
  59
  60 // -- mathematical & helper functions --
  61 scalar_t frand(scalar_t range);
  62 scalar_t integral(scalar_t (*f)(scalar_t), scalar_t low, scalar_t high, int samples);
  63 scalar_t gaussian(scalar_t x, scalar_t mean, scalar_t sdev);
  64
  65 // -- interpolation and approximation --
  66 inline scalar_t lerp(scalar_t a, scalar_t b, scalar_t t);
  67
  68 scalar_t bspline(const Vector4 &cpvec, scalar_t t);
  69 inline scalar_t bspline(scalar_t a, scalar_t b, scalar_t c, scalar_t d, scalar_t t);
  70
  71 scalar_t catmull_rom_spline(const Vector4 &cpvec, scalar_t t);
  72 inline scalar_t catmull_rom_spline(scalar_t a, scalar_t b, scalar_t c, scalar_t d, scalar_t t);
  73
  74 scalar_t bezier(const Vector4 &cp, scalar_t t);
  75 Vector3 bezier(const Vector3 &p0, const Vector3 &p1, const Vector3 &p2, const Vector3 &p3, scalar_t t);
  76 Vector3 bezier_tangent(const Vector3 &p0, const Vector3 &p1, const Vector3 &p2, const Vector3 &p3, scalar_t t);
  77
  78 // -- actual class definitions --
  79 #include "vector.h"
  80 #include "matrix.h"
  81 #include "quaternion.h"
  82 #include "sphvec.h"
  83
  84 /** Orthogonal basis in 3-space */
  85 class Basis {
  86 public:
  87         Vector3 i, j, k;
  88
  89         Basis();
  90         Basis(const Vector3 &i, const Vector3 &j, const Vector3 &k);
  91         Basis(const Vector3 &dir, bool left_handed = true);
  92
  93         void rotate(scalar_t x, scalar_t y, scalar_t z);
  94         void rotate(const Vector3 &axis, scalar_t angle);
  95         void rotate(const Matrix4x4 &mat);
  96         void rotate(const Quaternion &quat);
  97
  98         Matrix3x3 create_rotation_matrix() const;
  99 };
 100
 101 #include "vmath.inl"
 102
 103 #endif  // VMATH_H_