simgear/math/vector.hxx

   1 /**
   2  * \file vector.hxx
   3  * Additional vector routines.
   4  */
   5
   6 // Written by Curtis Olson, started December 1997.
   7 //
   8 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - http://www.flightgear.org/~curt
   9 //
  10 // This library is free software; you can redistribute it and/or
  11 // modify it under the terms of the GNU Library General Public
  12 // License as published by the Free Software Foundation; either
  13 // version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  14 //
  15 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  16 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18 // Library General Public License for more details.
  19 //
  20 // You should have received a copy of the GNU Library General Public
  21 // License along with this library; if not, write to the
  22 // Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  23 // Boston, MA  02111-1307, USA.
  24 //
  25 // $Id$
  26
  27
  28 #ifndef _VECTOR_HXX
  29 #define _VECTOR_HXX
  30
  31
  32 #ifndef __cplusplus
  33 # error This library requires C++
  34 #endif
  35
  36 #include <simgear/compiler.h>
  37
  38 #include <plib/sg.h>
  39
  40
  41 /**
  42  * Map a vector onto a plane.
  43  * @param normal (in) normal vector for the plane
  44  * @param v0 (in) a point on the plane
  45  * @param vec (in) the vector to map onto the plane
  46  * @param result (out) the result vector
  47  */
  48 inline void sgmap_vec_onto_cur_surface_plane( sgVec3 normal,
  49                                               sgVec3 v0,
  50                                               sgVec3 vec,
  51                                               sgVec3 result )
  52 {
  53     sgVec3 u1, v, tmp;
  54
  55     // calculate a vector "u1" representing the shortest distance from
  56     // the plane specified by normal and v0 to a point specified by
  57     // "vec".  "u1" represents both the direction and magnitude of
  58     // this desired distance.
  59
  60     // u1 = ( (normal <dot> vec) / (normal <dot> normal) ) * normal
  61
  62     sgScaleVec3( u1,
  63                  normal,
  64                  ( sgScalarProductVec3(normal, vec) /
  65                    sgScalarProductVec3(normal, normal)
  66                    )
  67                  );
  68
  69     // printf("  vec = %.2f, %.2f, %.2f\n", vec[0], vec[1], vec[2]);
  70     // printf("  v0 = %.2f, %.2f, %.2f\n", v0[0], v0[1], v0[2]);
  71     // printf("  u1 = %.2f, %.2f, %.2f\n", u1[0], u1[1], u1[2]);
  72
  73     // calculate the vector "v" which is the vector "vec" mapped onto
  74     // the plane specified by "normal" and "v0".
  75
  76     // v = v0 + vec - u1
  77
  78     sgAddVec3(tmp, v0, vec);
  79     sgSubVec3(v, tmp, u1);
  80     // printf("  v = %.2f, %.2f, %.2f\n", v[0], v[1], v[2]);
  81
  82     // Calculate the vector "result" which is "v" - "v0" which is a
  83     // directional vector pointing from v0 towards v
  84
  85     // result = v - v0
  86
  87     sgSubVec3(result, v, v0);
  88     // printf("  result = %.2f, %.2f, %.2f\n",
  89     // result[0], result[1], result[2]);
  90 }
  91
  92
  93 /**
  94  * Copy and negate a vector.
  95  * @param dst (out) result vector
  96  * @param src (in) input vector
  97  */
  98 inline void sgCopyNegateVec4( sgVec4 dst, sgVec4 src )
  99 {
 100         dst [ 0 ] = -src [ 0 ] ;
 101         dst [ 1 ] = -src [ 1 ] ;
 102         dst [ 2 ] = -src [ 2 ] ;
 103         dst [ 3 ] = -src [ 3 ] ;
 104 }
 105
 106 /**
 107  * Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
 108  * find the closest point (p1) on the line (float version).
 109  * @param p1 (out) closest point to p on the line
 110  * @param p (in) original point
 111  * @param p0 (in) point on the line
 112  * @param d (in) vector defining line direction
 113  */
 114 void sgClosestPointToLine( sgVec3 p1, const sgVec3 p, const sgVec3 p0,
 115                            const sgVec3 d );
 116
 117 /**
 118  * Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
 119  * find the closest point (p1) on the line (double version).
 120  * @param p1 (out) closest point to p on the line
 121  * @param p (in) original point
 122  * @param p0 (in) point on the line
 123  * @param d (in) vector defining line direction
 124  */
 125 void sgdClosestPointToLine( sgdVec3 p1, const sgdVec3 p, const sgdVec3 p0,
 126                             const sgdVec3 d );
 127
 128 /**
 129  * Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
 130  * find the shortest distance (squared) from the point to the line (float
 131  * version.)
 132  * @param p (in) original point
 133  * @param p0 (in) point on the line
 134  * @param d (in) vector defining line direction
 135  * @return shortest distance (squared) from p to line
 136  */
 137 double sgClosestPointToLineDistSquared( const sgVec3 p, const sgVec3 p0,
 138                                         const sgVec3 d );
 139
 140 /**
 141  * Given a point p, and a line through p0 with direction vector d,
 142  * find the shortest distance (squared) from the point to the line (double
 143  * version.)
 144  * @param p (in) original point
 145  * @param p0 (in) point on the line
 146  * @param d (in) vector defining line direction
 147  * @return shortest distance (squared) from p to line
 148  */
 149 double sgdClosestPointToLineDistSquared( const sgdVec3 p, const sgdVec3 p0,
 150                                          const sgdVec3 d );
 151
 152 /**
 153  * This is same as:
 154  *
 155  * <li> sgMakeMatTrans4( sgMat4 sgTrans, sgVec3 trans )
 156  * <li> sgPostMultMat4( sgMat4 src, sgTRANS );
 157  *
 158  * @param src starting sgMat4 matrix
 159  * @param trans translation vector
 160  */
 161 void sgPostMultMat4ByTransMat4( sgMat4 src, const sgVec3 trans );
 162
 163
 164 #endif // _VECTOR_HXX
 165
 166