Planet
navi homePPSaboutscreenshotsdownloaddevelopmentforum

source: orxonox.OLD/orxonox/trunk/src/lib/math/vector.h @ 3836

Last change on this file since 3836 was 3823, checked in by patrick, 20 years ago

orxonox/trunk: finished work on vector class: inlied all functions that where called often

File size: 4.6 KB
Line 
1/*!
2    \file vector.h
3    \brief A basic 3D math framework
4   
5    Contains classes to handle vectors, lines, rotations and planes
6*/ 
7
8#ifndef _VECTOR_H
9#define _VECTOR_H
10
11#include <math.h>
12#include "stdincl.h"
13//! PI the circle-constant
14#define PI 3.14159265359f
15
16//! 3D Vector
17/**
18        Class to handle 3D Vectors
19*/
20class Vector {
21
22  public:
23 
24  float x; //!< The x Coordinate of the Vector.
25  float y; //!< The y Coordinate of the Vector.
26  float z; //!< The z Coordinate of the Vector.
27
28  Vector (float x, float y, float z) : x(x), y(y), z(z) {}  //!< assignment constructor
29  Vector () : x(0), y(0), z(0) {}
30  ~Vector () {}
31
32  inline Vector operator+ (const Vector& v) const { return Vector(x + v.x, y + v.y, z + v.z); }
33  inline Vector operator- (const Vector& v) const { return Vector(x - v.x, y - v.y, z - v.z); }
34  inline float operator* (const Vector& v) const { return x * v.x + y * v.y + z * v.z; }
35  inline Vector operator* (float f) const { return Vector(x * f, y * f, z * f); }
36  Vector operator/ (float f) const;
37  float dot (const Vector& v) const;
38  inline Vector cross (const Vector& v) const {  return Vector(y * v.z - z * v.y, z * v.x - x * v.z, x * v.y - y * v.x ); }
39  void scale(const Vector& v);
40  inline float len() const { return sqrt (x*x+y*y+z*z); }
41  inline void normalize() { 
42                      float l = len(); 
43                      __UNLIKELY_IF( l == 0.0) 
44                        { 
45                          // Prevent divide by zero
46                          return;
47                        }
48                      x = x / l;
49                      y = y / l;
50                      z = z / l; 
51                    }
52  Vector* getNormalized();
53  Vector abs();
54
55  void debug();
56};
57
58float angleDeg (const Vector& v1, const Vector& v2);
59float angleRad (const Vector& v1, const Vector& v2);
60
61//! Quaternion
62/**
63        Class to handle 3-dimensional rotation efficiently
64*/
65class Quaternion
66{
67 public:
68  Vector v;     //!< Imaginary Vector
69  float w;        //!< Real part of the number
70 
71  inline Quaternion () { w = 1; v = Vector(0,0,0); }
72  inline Quaternion (const Vector& b, float a) { w = a; v = b; }
73  Quaternion (float m[4][4]);
74  inline Quaternion (float angle, const Vector& axis) { w = cos(angle/2); v = axis * sin(angle/2); }
75  Quaternion (const Vector& dir, const Vector& up);
76  Quaternion (float roll, float pitch, float yaw);
77  Quaternion operator/ (const float& f) const;
78  Quaternion operator* (const float& f) const;
79  Quaternion operator* (const Quaternion& q) const;
80  inline Quaternion operator+ (const Quaternion& q) const { return Quaternion(q.v + v, q.w + w); }
81  inline Quaternion operator- (const Quaternion& q) const { return Quaternion(q.v - v, q.w - w); }
82  Quaternion conjugate () const {  Quaternion r(*this);
83  r.v = Vector() - r.v;
84  return r;}
85  Quaternion inverse () const;
86  Vector apply (Vector& f) const;
87  float norm () const;
88  void matrix (float m[4][4]) const;
89  void quatSlerp(const Quaternion* from, const Quaternion* to, const float t, Quaternion* res);
90 
91  void debug();
92 private:
93  float DELTA;      //!< resolution of calculation
94
95};
96
97//! 3D rotation (OBSOLETE)
98/**
99  Class to handle 3-dimensional rotations.
100  Can create a rotation from several inputs, currently stores rotation using a 3x3 Matrix
101*/
102class Rotation {
103  public:
104 
105  float m[9]; //!< 3x3 Rotation Matrix
106 
107  Rotation ( const Vector& v);
108  Rotation ( const Vector& axis, float angle);
109  Rotation ( float pitch, float yaw, float roll);
110  Rotation ();
111  ~Rotation () {}
112 
113  Rotation operator* (const Rotation& r);
114 
115  void glmatrix (float* buffer);
116};
117
118//!< Apply a rotation to a vector
119Vector rotateVector( const Vector& v, const Rotation& r);
120
121//! 3D line
122/**
123  Class to store Lines in 3-dimensional space
124
125  Supports line-to-line distance measurements and rotation
126*/
127class Line
128{
129  public:
130 
131  Vector r;   //!< Offset
132  Vector a;   //!< Direction
133 
134  Line ( Vector r, Vector a) : r(r), a(a) {}  //!< assignment constructor
135  Line () : r(Vector(0,0,0)), a(Vector (1,1,1)) {}
136  ~Line () {}
137 
138  float distance (const Line& l) const;
139  float distancePoint (const Vector& v) const;
140  Vector* footpoints (const Line& l) const;
141  float len () const;
142 
143  void rotate(const Rotation& rot);
144};
145
146//! 3D plane
147/**
148  Class to handle planes in 3-dimensional space
149 
150  Critical for polygon-based collision detection
151*/
152class Plane
153{
154  public:
155 
156  Vector n;   //!< Normal vector
157  float k;    //!< Offset constant
158 
159  Plane (Vector a, Vector b, Vector c);
160  Plane (Vector norm, Vector p);
161  Plane (Vector n, float k) : n(n), k(k) {} //!< assignment constructor
162  Plane () : n(Vector(1,1,1)), k(0) {}
163  ~Plane () {}
164 
165  Vector intersectLine (const Line& l) const;
166  float distancePoint (const Vector& p) const;
167  float locatePoint (const Vector& p) const;
168};
169
170#endif /* _VECTOR_H */
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.