src/FDM/YASim/Math.cpp

   1 #include <math.h>
   2
   3 #include "Math.hpp"
   4 namespace yasim {
   5
   6 float Math::clamp(float val, float min, float max)
   7 {
   8     if(val < min) return min;
   9     if(val > max) return max;
  10     return val;
  11 }
  12
  13 float Math::abs(float f)
  14 {
  15     return ::fabs(f);
  16 }
  17
  18 float Math::sqrt(float f)
  19 {
  20     return ::sqrt(f);
  21 }
  22
  23 float Math::pow(float base, float exp)
  24 {
  25     return ::pow(base, exp);
  26 }
  27
  28 float Math::ceil(float f)
  29 {
  30     return ::ceil(f);
  31 }
  32
  33 float Math::cos(float f)
  34 {
  35     return ::cos(f);
  36 }
  37
  38 float Math::sin(float f)
  39 {
  40     return ::sin(f);
  41 }
  42
  43 float Math::tan(float f)
  44 {
  45     return ::tan(f);
  46 }
  47
  48 float Math::atan2(float y, float x)
  49 {
  50     return ::atan2(y, x);
  51 }
  52
  53 double Math::abs(double f)
  54 {
  55     return ::fabs(f);
  56 }
  57
  58 double Math::sqrt(double f)
  59 {
  60     return ::sqrt(f);
  61 }
  62
  63 double Math::pow(double base, double exp)
  64 {
  65     return ::pow(base, exp);
  66 }
  67
  68 double Math::ceil(double f)
  69 {
  70     return ::ceil(f);
  71 }
  72
  73 double Math::cos(double f)
  74 {
  75     return ::cos(f);
  76 }
  77
  78 double Math::sin(double f)
  79 {
  80     return ::sin(f);
  81 }
  82
  83 double Math::tan(double f)
  84 {
  85     return ::tan(f);
  86 }
  87
  88 double Math::atan2(double y, double x)
  89 {
  90     return ::atan2(y, x);
  91 }
  92
  93 void Math::set3(float* v, float* out)
  94 {
  95     out[0] = v[0];
  96     out[1] = v[1];
  97     out[2] = v[2];
  98 }
  99
 100 float Math::dot3(float* a, float* b)
 101 {
 102     return a[0]*b[0] + a[1]*b[1] + a[2]*b[2];
 103 }
 104
 105 void Math::mul3(float scalar, float* v, float* out)
 106 {
 107     out[0] = scalar * v[0];
 108     out[1] = scalar * v[1];
 109     out[2] = scalar * v[2];
 110 }
 111
 112 void Math::add3(float* a, float* b, float* out)
 113 {
 114     out[0] = a[0] + b[0];
 115     out[1] = a[1] + b[1];
 116     out[2] = a[2] + b[2];
 117 }
 118
 119 void Math::sub3(float* a, float* b, float* out)
 120 {
 121     out[0] = a[0] - b[0];
 122     out[1] = a[1] - b[1];
 123     out[2] = a[2] - b[2];
 124 }
 125
 126 float Math::mag3(float* v)
 127 {
 128     return sqrt(dot3(v, v));
 129 }
 130
 131
 132 void Math::unit3(float* v, float* out)
 133 {
 134     float imag = 1/mag3(v);
 135     mul3(imag, v, out);
 136 }
 137
 138 void Math::cross3(float* a, float* b, float* out)
 139 {
 140     float ax=a[0], ay=a[1], az=a[2];
 141     float bx=b[0], by=b[1], bz=b[2];
 142     out[0] = ay*bz - by*az;
 143     out[1] = az*bx - bz*ax;
 144     out[2] = ax*by - bx*ay;
 145 }
 146
 147 void Math::mmul33(float* a, float* b, float* out)
 148 {
 149     float tmp[9];
 150     tmp[0] = a[0]*b[0] + a[1]*b[3] + a[2]*b[6];
 151     tmp[3] = a[3]*b[0] + a[4]*b[3] + a[5]*b[6];
 152     tmp[6] = a[6]*b[0] + a[7]*b[3] + a[8]*b[6];
 153
 154     tmp[1] = a[0]*b[1] + a[1]*b[4] + a[2]*b[7];
 155     tmp[4] = a[3]*b[1] + a[4]*b[4] + a[5]*b[7];
 156     tmp[7] = a[6]*b[1] + a[7]*b[4] + a[8]*b[7];
 157
 158     tmp[2] = a[0]*b[2] + a[1]*b[5] + a[2]*b[8];
 159     tmp[5] = a[3]*b[2] + a[4]*b[5] + a[5]*b[8];
 160     tmp[8] = a[6]*b[2] + a[7]*b[5] + a[8]*b[8];
 161
 162     int i;
 163     for(i=0; i<9; i++)
 164         out[i] = tmp[i];
 165 }
 166
 167 void Math::vmul33(float* m, float* v, float* out)
 168 {
 169     float x = v[0], y = v[1], z = v[2];
 170     out[0] = x*m[0] + y*m[1] + z*m[2];
 171     out[1] = x*m[3] + y*m[4] + z*m[5];
 172     out[2] = x*m[6] + y*m[7] + z*m[8];
 173 }
 174
 175 void Math::tmul33(float* m, float* v, float* out)
 176 {
 177     float x = v[0], y = v[1], z = v[2];
 178     out[0] = x*m[0] + y*m[3] + z*m[6];
 179     out[1] = x*m[1] + y*m[4] + z*m[7];
 180     out[2] = x*m[2] + y*m[5] + z*m[8];
 181 }
 182
 183 void Math::invert33(float* m, float* out)
 184 {
 185     // Compute the inverse as the adjoint matrix times 1/(det M).
 186     // A, B ... I are the cofactors of a b c
 187     //                                 d e f
 188     //                                 g h i
 189     float a=m[0], b=m[1], c=m[2];
 190     float d=m[3], e=m[4], f=m[5];
 191     float g=m[6], h=m[7], i=m[8];
 192
 193     float A =  (e*i - h*f);
 194     float B = -(d*i - g*f);
 195     float C =  (d*h - g*e);
 196     float D = -(b*i - h*c);
 197     float E =  (a*i - g*c);
 198     float F = -(a*h - g*b);
 199     float G =  (b*f - e*c);
 200     float H = -(a*f - d*c);
 201     float I =  (a*e - d*b);
 202
 203     float id = 1/(a*A + b*B + c*C);
 204
 205     out[0] = id*A; out[1] = id*D; out[2] = id*G;
 206     out[3] = id*B; out[4] = id*E; out[5] = id*H;
 207     out[6] = id*C; out[7] = id*F; out[8] = id*I;
 208 }
 209
 210 void Math::trans33(float* m, float* out)
 211 {
 212     // 0 1 2   Elements 0, 4, and 8 are the same
 213     // 3 4 5   Swap elements 1/3, 2/6, and 5/7
 214     // 6 7 8
 215     out[0] = m[0];
 216     out[4] = m[4];
 217     out[8] = m[8];
 218
 219     float tmp = m[1];
 220     out[1] = m[3];
 221     out[3] = tmp;
 222
 223     tmp = m[2];
 224     out[2] = m[6];
 225     out[6] = tmp;
 226
 227     tmp = m[5];
 228     out[5] = m[7];
 229     out[7] = tmp;
 230 }
 231
 232 void Math::ortho33(float* x, float* y,
 233                    float* xOut, float* yOut, float* zOut)
 234 {
 235     float x0[3], y0[3];
 236     set3(x, x0);
 237     set3(y, y0);
 238
 239     unit3(x0, xOut);
 240     cross3(xOut, y0, zOut);
 241     unit3(zOut, zOut);
 242     cross3(zOut, xOut, yOut);
 243 }
 244
 245 }; // namespace yasim