Lib/Math/vector.cxx

   1 // vector.cxx -- additional vector routines
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started December 1997.
   4 //
   5 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22
  23
  24 #include <math.h>
  25 #include <stdio.h>
  26
  27 // #include <Include/fg_types.h>
  28
  29 #include "vector.hxx"
  30
  31 #include "mat3.h"
  32
  33
  34 #if !defined( USE_XTRA_MAT3_INLINES )
  35 // Map a vector onto the plane specified by normal
  36 void map_vec_onto_cur_surface_plane(MAT3vec normal, MAT3vec v0, MAT3vec vec,
  37                                     MAT3vec result)
  38 {
  39     MAT3vec u1, v, tmp;
  40
  41     // calculate a vector "u1" representing the shortest distance from
  42     // the plane specified by normal and v0 to a point specified by
  43     // "vec".  "u1" represents both the direction and magnitude of
  44     // this desired distance.
  45
  46     // u1 = ( (normal <dot> vec) / (normal <dot> normal) ) * normal
  47
  48     MAT3_SCALE_VEC( u1,
  49                     normal,
  50                     ( MAT3_DOT_PRODUCT(normal, vec) /
  51                       MAT3_DOT_PRODUCT(normal, normal)
  52                       )
  53                     );
  54
  55     // printf("  vec = %.2f, %.2f, %.2f\n", vec[0], vec[1], vec[2]);
  56     // printf("  v0 = %.2f, %.2f, %.2f\n", v0[0], v0[1], v0[2]);
  57     // printf("  u1 = %.2f, %.2f, %.2f\n", u1[0], u1[1], u1[2]);
  58
  59     // calculate the vector "v" which is the vector "vec" mapped onto
  60     // the plane specified by "normal" and "v0".
  61
  62     // v = v0 + vec - u1
  63
  64     MAT3_ADD_VEC(tmp, v0, vec);
  65     MAT3_SUB_VEC(v, tmp, u1);
  66     // printf("  v = %.2f, %.2f, %.2f\n", v[0], v[1], v[2]);
  67
  68     // Calculate the vector "result" which is "v" - "v0" which is a
  69     // directional vector pointing from v0 towards v
  70
  71     // result = v - v0
  72
  73     MAT3_SUB_VEC(result, v, v0);
  74     // printf("  result = %.2f, %.2f, %.2f\n",
  75     // result[0], result[1], result[2]);
  76 }
  77 #endif // !defined( USE_XTRA_MAT3_INLINES )
  78
  79
  80 // Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
  81 // find the shortest distance from the point to the line
  82 double fgPointLine(MAT3vec p, MAT3vec p0, MAT3vec d) {
  83     MAT3vec u, u1, v;
  84     double ud, dd, tmp;
  85
  86     // u = p - p0
  87     MAT3_SUB_VEC(u, p, p0);
  88
  89     // calculate the projection, u1, of u along d.
  90     // u1 = ( dot_prod(u, d) / dot_prod(d, d) ) * d;
  91     ud = MAT3_DOT_PRODUCT(u, d);
  92     dd = MAT3_DOT_PRODUCT(d, d);
  93     tmp = ud / dd;
  94
  95     MAT3_SCALE_VEC(u1, d, tmp);;
  96
  97     // v = u - u1 = vector from closest point on line, p1, to the
  98     // original point, p.
  99     MAT3_SUB_VEC(v, u, u1);
 100
 101     return sqrt(MAT3_DOT_PRODUCT(v, v));
 102 }
 103
 104
 105 // Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
 106 // find the shortest distance (squared) from the point to the line
 107 double fgPointLineSquared(MAT3vec p, MAT3vec p0, MAT3vec d) {
 108     MAT3vec u, u1, v;
 109     double ud, dd, tmp;
 110
 111     // u = p - p0
 112     MAT3_SUB_VEC(u, p, p0);
 113
 114     // calculate the projection, u1, of u along d.
 115     // u1 = ( dot_prod(u, d) / dot_prod(d, d) ) * d;
 116     ud = MAT3_DOT_PRODUCT(u, d);
 117     dd = MAT3_DOT_PRODUCT(d, d);
 118     tmp = ud / dd;
 119
 120     MAT3_SCALE_VEC(u1, d, tmp);;
 121
 122     // v = u - u1 = vector from closest point on line, p1, to the
 123     // original point, p.
 124     MAT3_SUB_VEC(v, u, u1);
 125
 126     return ( MAT3_DOT_PRODUCT(v, v) );
 127 }
 128
 129