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 // (Log is kept at end of this file)
  23
  24
  25 #include <math.h>
  26 #include <stdio.h>
  27
  28 // #include <Include/fg_types.h>
  29
  30 #include "vector.hxx"
  31
  32 #include "mat3.h"
  33
  34
  35 #if !defined( USE_XTRA_MAT3_INLINES )
  36 // Map a vector onto the plane specified by normal
  37 void map_vec_onto_cur_surface_plane(MAT3vec normal, MAT3vec v0, MAT3vec vec,
  38                                     MAT3vec result)
  39 {
  40     MAT3vec u1, v, tmp;
  41
  42     // calculate a vector "u1" representing the shortest distance from
  43     // the plane specified by normal and v0 to a point specified by
  44     // "vec".  "u1" represents both the direction and magnitude of
  45     // this desired distance.
  46
  47     // u1 = ( (normal <dot> vec) / (normal <dot> normal) ) * normal
  48
  49     MAT3_SCALE_VEC( u1,
  50                     normal,
  51                     ( MAT3_DOT_PRODUCT(normal, vec) /
  52                       MAT3_DOT_PRODUCT(normal, normal)
  53                       )
  54                     );
  55
  56     // printf("  vec = %.2f, %.2f, %.2f\n", vec[0], vec[1], vec[2]);
  57     // printf("  v0 = %.2f, %.2f, %.2f\n", v0[0], v0[1], v0[2]);
  58     // printf("  u1 = %.2f, %.2f, %.2f\n", u1[0], u1[1], u1[2]);
  59
  60     // calculate the vector "v" which is the vector "vec" mapped onto
  61     // the plane specified by "normal" and "v0".
  62
  63     // v = v0 + vec - u1
  64
  65     MAT3_ADD_VEC(tmp, v0, vec);
  66     MAT3_SUB_VEC(v, tmp, u1);
  67     // printf("  v = %.2f, %.2f, %.2f\n", v[0], v[1], v[2]);
  68
  69     // Calculate the vector "result" which is "v" - "v0" which is a
  70     // directional vector pointing from v0 towards v
  71
  72     // result = v - v0
  73
  74     MAT3_SUB_VEC(result, v, v0);
  75     // printf("  result = %.2f, %.2f, %.2f\n",
  76     // result[0], result[1], result[2]);
  77 }
  78 #endif // !defined( USE_XTRA_MAT3_INLINES )
  79
  80
  81 // Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
  82 // find the shortest distance from the point to the line
  83 double fgPointLine(MAT3vec p, MAT3vec p0, MAT3vec d) {
  84     MAT3vec u, u1, v;
  85     double ud, dd, tmp, dist;
  86
  87     // u = p - p0
  88     MAT3_SUB_VEC(u, p, p0);
  89
  90     // calculate the projection, u1, of u along d.
  91     // u1 = ( dot_prod(u, d) / dot_prod(d, d) ) * d;
  92     ud = MAT3_DOT_PRODUCT(u, d);
  93     dd = MAT3_DOT_PRODUCT(d, d);
  94     tmp = ud / dd;
  95
  96     MAT3_SCALE_VEC(u1, d, tmp);;
  97
  98     // v = u - u1 = vector from closest point on line, p1, to the
  99     // original point, p.
 100     MAT3_SUB_VEC(v, u, u1);
 101
 102     dist = sqrt(MAT3_DOT_PRODUCT(v, v));
 103
 104     return( dist );
 105 }
 106
 107
 108 // Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
 109 // find the shortest distance (squared) from the point to the line
 110 double fgPointLineSquared(MAT3vec p, MAT3vec p0, MAT3vec d) {
 111     MAT3vec u, u1, v;
 112     double ud, dd, tmp;
 113
 114     // u = p - p0
 115     MAT3_SUB_VEC(u, p, p0);
 116
 117     // calculate the projection, u1, of u along d.
 118     // u1 = ( dot_prod(u, d) / dot_prod(d, d) ) * d;
 119     ud = MAT3_DOT_PRODUCT(u, d);
 120     dd = MAT3_DOT_PRODUCT(d, d);
 121     tmp = ud / dd;
 122
 123     MAT3_SCALE_VEC(u1, d, tmp);;
 124
 125     // v = u - u1 = vector from closest point on line, p1, to the
 126     // original point, p.
 127     MAT3_SUB_VEC(v, u, u1);
 128
 129     return ( MAT3_DOT_PRODUCT(v, v) );
 130 }
 131
 132
 133 // $Log$
 134 // Revision 1.5  1998/10/16 23:36:38  curt
 135 // c++-ifying.
 136 //
 137 // Revision 1.4  1998/10/16 00:50:31  curt
 138 // Added point3d.hxx to replace cheezy fgPoint3d struct.
 139 //
 140 // Revision 1.3  1998/08/24 20:04:12  curt
 141 // Various "inline" code optimizations contributed by Norman Vine.
 142 //
 143 // Revision 1.2  1998/07/24 21:34:38  curt
 144 // fgPointLine() rewritten into fgPointLineSquared() ... this ultimately saves
 145 // us from doing a sqrt().
 146 //
 147 // Revision 1.1  1998/07/08 14:40:10  curt
 148 // polar3d.[ch] renamed to polar3d.[ch]xx, vector.[ch] renamed to vector.[ch]xx
 149 // Updated fg_geodesy comments to reflect that routines expect and produce
 150 //   meters.
 151 //
 152 // Revision 1.3  1998/05/07 23:04:28  curt
 153 // Added a blank formating line!
 154 //
 155 // Revision 1.2  1998/01/19 19:27:13  curt
 156 // Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 157 // This should simplify things tremendously.
 158 //
 159 // Revision 1.1  1997/12/22 04:13:17  curt
 160 // Initial revision.
 161 //