Math/vector.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * vector.c -- additional vector routines
   3  *
   4  * Written by Curtis Olson, started December 1997.
   5  *
   6  * Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11  * License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21  *
  22  * $Id$
  23  * (Log is kept at end of this file)
  24  **************************************************************************/
  25
  26
  27 #include <math.h>
  28 #include <stdio.h>
  29
  30 // #include <Include/fg_types.h>
  31
  32 #include "vector.hxx"
  33
  34 #include "mat3.h"
  35
  36
  37 #if !defined( USE_XTRA_MAT3_INLINES )
  38 /* Map a vector onto the plane specified by normal */
  39 void map_vec_onto_cur_surface_plane(MAT3vec normal, MAT3vec v0, MAT3vec vec,
  40                                     MAT3vec result)
  41 {
  42     MAT3vec u1, v, tmp;
  43
  44     /* calculate a vector "u1" representing the shortest distance from
  45      * the plane specified by normal and v0 to a point specified by
  46      * "vec".  "u1" represents both the direction and magnitude of
  47      * this desired distance. */
  48
  49     /* u1 = ( (normal <dot> vec) / (normal <dot> normal) ) * normal */
  50
  51     MAT3_SCALE_VEC( u1,
  52                     normal,
  53                     ( MAT3_DOT_PRODUCT(normal, vec) /
  54                       MAT3_DOT_PRODUCT(normal, normal)
  55                       )
  56                     );
  57
  58     /*
  59     printf("  vec = %.2f, %.2f, %.2f\n", vec[0], vec[1], vec[2]);
  60     printf("  v0 = %.2f, %.2f, %.2f\n", v0[0], v0[1], v0[2]);
  61     printf("  u1 = %.2f, %.2f, %.2f\n", u1[0], u1[1], u1[2]);
  62     */
  63
  64     /* calculate the vector "v" which is the vector "vec" mapped onto
  65        the plane specified by "normal" and "v0". */
  66
  67     /* v = v0 + vec - u1 */
  68
  69     MAT3_ADD_VEC(tmp, v0, vec);
  70     MAT3_SUB_VEC(v, tmp, u1);
  71     /* printf("  v = %.2f, %.2f, %.2f\n", v[0], v[1], v[2]); */
  72
  73     /* Calculate the vector "result" which is "v" - "v0" which is a
  74      * directional vector pointing from v0 towards v */
  75
  76     /* result = v - v0 */
  77
  78     MAT3_SUB_VEC(result, v, v0);
  79     /* printf("  result = %.2f, %.2f, %.2f\n",
  80        result[0], result[1], result[2]); */
  81 }
  82 #endif // !defined( USE_XTRA_MAT3_INLINES )
  83
  84
  85 // Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
  86 // find the shortest distance from the point to the line
  87 double fgPointLine(MAT3vec p, MAT3vec p0, MAT3vec d) {
  88     MAT3vec u, u1, v;
  89     double ud, dd, tmp, dist;
  90
  91     // u = p - p0
  92     MAT3_SUB_VEC(u, p, p0);
  93
  94     // calculate the projection, u1, of u along d.
  95     // u1 = ( dot_prod(u, d) / dot_prod(d, d) ) * d;
  96     ud = MAT3_DOT_PRODUCT(u, d);
  97     dd = MAT3_DOT_PRODUCT(d, d);
  98     tmp = ud / dd;
  99
 100     MAT3_SCALE_VEC(u1, d, tmp);;
 101
 102     // v = u - u1 = vector from closest point on line, p1, to the
 103     // original point, p.
 104     MAT3_SUB_VEC(v, u, u1);
 105
 106     dist = sqrt(MAT3_DOT_PRODUCT(v, v));
 107
 108     return( dist );
 109 }
 110
 111
 112 // Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
 113 // find the shortest distance (squared) from the point to the line
 114 double fgPointLineSquared(MAT3vec p, MAT3vec p0, MAT3vec d) {
 115     MAT3vec u, u1, v;
 116     double ud, dd, tmp;
 117
 118     // u = p - p0
 119     MAT3_SUB_VEC(u, p, p0);
 120
 121     // calculate the projection, u1, of u along d.
 122     // u1 = ( dot_prod(u, d) / dot_prod(d, d) ) * d;
 123     ud = MAT3_DOT_PRODUCT(u, d);
 124     dd = MAT3_DOT_PRODUCT(d, d);
 125     tmp = ud / dd;
 126
 127     MAT3_SCALE_VEC(u1, d, tmp);;
 128
 129     // v = u - u1 = vector from closest point on line, p1, to the
 130     // original point, p.
 131     MAT3_SUB_VEC(v, u, u1);
 132
 133     return ( MAT3_DOT_PRODUCT(v, v) );
 134 }
 135
 136
 137 /* $Log$
 138 /* Revision 1.4  1998/10/16 00:50:31  curt
 139 /* Added point3d.hxx to replace cheezy fgPoint3d struct.
 140 /*
 141  * Revision 1.3  1998/08/24 20:04:12  curt
 142  * Various "inline" code optimizations contributed by Norman Vine.
 143  *
 144  * Revision 1.2  1998/07/24 21:34:38  curt
 145  * fgPointLine() rewritten into fgPointLineSquared() ... this ultimately saves
 146  * us from doing a sqrt().
 147  *
 148  * Revision 1.1  1998/07/08 14:40:10  curt
 149  * polar3d.[ch] renamed to polar3d.[ch]xx, vector.[ch] renamed to vector.[ch]xx
 150  * Updated fg_geodesy comments to reflect that routines expect and produce
 151  *   meters.
 152  *
 153  * Revision 1.3  1998/05/07 23:04:28  curt
 154  * Added a blank formating line!
 155  *
 156  * Revision 1.2  1998/01/19 19:27:13  curt
 157  * Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 158  * This should simplify things tremendously.
 159  *
 160  * Revision 1.1  1997/12/22 04:13:17  curt
 161  * Initial revision.
 162  * */
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