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