dali/public-api/math/matrix3.cpp

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Samsung Electronics Co., Ltd.
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  *
  16  */
  17
  18 // CLASS HEADER
  19 #include <dali/public-api/math/matrix3.h>
  20
  21 // EXTERNAL INCLUDES
  22 #include <string.h>
  23 #include <iostream>
  24
  25 // INTERNAL INCLUDES
  26 #include <dali/public-api/math/math-utils.h>
  27
  28 #define S00 0
  29 #define S01 1
  30 #define S02 2
  31 #define S10 3
  32 #define S11 4
  33 #define S12 5
  34 #define S20 6
  35 #define S21 7
  36 #define S22 8
  37
  38 /*
  39  * S00 S01 S02
  40  * S10 S11 S12
  41  * S20 S21 S22
  42  */
  43
  44 namespace
  45 {
  46 const size_t NUM_BYTES_IN_ROW    = 3*sizeof(float);
  47 const size_t NUM_BYTES_IN_MATRIX = 9*sizeof(float);
  48 }
  49
  50 namespace Dali
  51 {
  52
  53 const Matrix3 Matrix3::IDENTITY(1.0f, 0.0f, 0.0f,
  54                                 0.0f, 1.0f, 0.0f,
  55                                 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  56
  57 Matrix3::Matrix3()
  58 {
  59   float* m = AsFloat();
  60   memset(m, 0, NUM_BYTES_IN_MATRIX);
  61   mElements[S00]=1.0f;
  62   mElements[S11]=1.0f;
  63   mElements[S22]=1.0f;
  64 }
  65
  66 Matrix3::Matrix3(const Matrix3& m)
  67 {
  68   memcpy( mElements, m.mElements, NUM_BYTES_IN_MATRIX );
  69 }
  70
  71 Matrix3::Matrix3(const Matrix& matrix)
  72 {
  73   const float* m4 = matrix.AsFloat();
  74   memcpy(&mElements[S00], m4,   NUM_BYTES_IN_ROW);
  75   memcpy(&mElements[S10], m4+4, NUM_BYTES_IN_ROW);
  76   memcpy(&mElements[S20], m4+8, NUM_BYTES_IN_ROW);
  77 }
  78
  79 Matrix3::Matrix3(float s00, float s01, float s02, float s10, float s11, float s12, float s20, float s21, float s22)
  80 {
  81   mElements[S00] = s00;
  82   mElements[S01] = s01;
  83   mElements[S02] = s02;
  84   mElements[S10] = s10;
  85   mElements[S11] = s11;
  86   mElements[S12] = s12;
  87   mElements[S20] = s20;
  88   mElements[S21] = s21;
  89   mElements[S22] = s22;
  90 }
  91
  92
  93 void Matrix3::SetIdentity()
  94 {
  95   memset(mElements, 0, NUM_BYTES_IN_MATRIX);
  96   mElements[S00]=1.0f;
  97   mElements[S11]=1.0f;
  98   mElements[S22]=1.0f;
  99 }
 100
 101 Matrix3& Matrix3::operator=( const Matrix3& matrix )
 102 {
 103   // no point copying if self assigning
 104   if( this != &matrix )
 105   {
 106     memcpy( AsFloat(), matrix.AsFloat(), NUM_BYTES_IN_MATRIX );
 107   }
 108   return *this;
 109 }
 110
 111 Matrix3& Matrix3::operator=( const Matrix& matrix )
 112 {
 113   const float* m4 = matrix.AsFloat();
 114   memcpy(&mElements[S00], m4,   NUM_BYTES_IN_ROW);
 115   memcpy(&mElements[S10], m4+4, NUM_BYTES_IN_ROW);
 116   memcpy(&mElements[S20], m4+8, NUM_BYTES_IN_ROW);
 117   return *this;
 118 }
 119
 120 bool Matrix3::Invert()
 121 {
 122   bool succeeded = false;
 123
 124   float cof[9];
 125   cof[S00] = (mElements[S11] * mElements[S22] - mElements[S12] * mElements[S21]);
 126   cof[S01] = (mElements[S02] * mElements[S21] - mElements[S01] * mElements[S22]);
 127   cof[S02] = (mElements[S01] * mElements[S12] - mElements[S02] * mElements[S11]);
 128
 129   cof[S10] = (mElements[S12] * mElements[S20] - mElements[S10] * mElements[S22]);
 130   cof[S11] = (mElements[S00] * mElements[S22] - mElements[S02] * mElements[S20]);
 131   cof[S12] = (mElements[S02] * mElements[S10] - mElements[S00] * mElements[S12]);
 132
 133   cof[S20] = (mElements[S10] * mElements[S21] - mElements[S11] * mElements[S20]);
 134   cof[S21] = (mElements[S01] * mElements[S20] - mElements[S00] * mElements[S21]);
 135   cof[S22] = (mElements[S00] * mElements[S11] - mElements[S01] * mElements[S10]);
 136
 137   float det = mElements[S00] * cof[S00] + mElements[S01] * cof[S10] + mElements[S02] * cof[S20];
 138
 139   // In the case where the determinant is exactly zero, the matrix is non-invertible
 140   if( ! EqualsZero( det ) )
 141   {
 142     det = 1.0 / det;
 143     for (int i = 0; i < 9; i++)
 144     {
 145       mElements[i] = cof[i] * det;
 146     }
 147     succeeded = true;
 148   }
 149   return succeeded;
 150 }
 151
 152 bool Matrix3::Transpose()
 153 {
 154   float tmp;
 155   tmp = mElements[S01]; mElements[S01] = mElements[S10]; mElements[S10]=tmp;
 156   tmp = mElements[S02]; mElements[S02] = mElements[S20]; mElements[S20]=tmp;
 157   tmp = mElements[S21]; mElements[S21] = mElements[S12]; mElements[S12]=tmp;
 158   return true;
 159 }
 160
 161 bool Matrix3::ScaledInverseTranspose()
 162 {
 163   bool succeeded = false;
 164
 165   float cof[9];
 166   cof[S00] = (mElements[S11] * mElements[S22] - mElements[S12] * mElements[S21]);
 167   cof[S01] = (mElements[S02] * mElements[S21] - mElements[S01] * mElements[S22]);
 168   cof[S02] = (mElements[S01] * mElements[S12] - mElements[S02] * mElements[S11]);
 169
 170   cof[S10] = (mElements[S12] * mElements[S20] - mElements[S10] * mElements[S22]);
 171   cof[S11] = (mElements[S00] * mElements[S22] - mElements[S02] * mElements[S20]);
 172   cof[S12] = (mElements[S02] * mElements[S10] - mElements[S00] * mElements[S12]);
 173
 174   cof[S20] = (mElements[S10] * mElements[S21] - mElements[S11] * mElements[S20]);
 175   cof[S21] = (mElements[S01] * mElements[S20] - mElements[S00] * mElements[S21]);
 176   cof[S22] = (mElements[S00] * mElements[S11] - mElements[S01] * mElements[S10]);
 177
 178   float det = mElements[S00] * cof[S00] + mElements[S01] * cof[S10] + mElements[S02] * cof[S20];
 179
 180   // In the case where the determinant is exactly zero, the matrix is non-invertible
 181   if( ! EqualsZero( det ) )
 182   {
 183     // Use average rather than determinant to remove rounding to zero errors in further multiplication
 184     float sum=0;
 185     for(size_t i=0;i<9;i++)
 186     {
 187       sum+=fabsf(cof[i]);
 188     }
 189     float scale = 9.0f/sum; // Inverse of the average values
 190     if (det < 0)
 191     {
 192       // Ensure the signs of the inverse are correct
 193       scale = -scale;
 194     }
 195
 196     mElements[S00] = cof[S00] * scale;
 197     mElements[S01] = cof[S10] * scale;
 198     mElements[S02] = cof[S20] * scale;
 199
 200     mElements[S10] = cof[S01] * scale;
 201     mElements[S11] = cof[S11] * scale;
 202     mElements[S12] = cof[S21] * scale;
 203
 204     mElements[S20] = cof[S02] * scale;
 205     mElements[S21] = cof[S12] * scale;
 206     mElements[S22] = cof[S22] * scale;
 207
 208     succeeded = true;
 209   }
 210   return succeeded;
 211 }
 212
 213 void Matrix3::Scale(float scale)
 214 {
 215   mElements[S00] *= scale;
 216   mElements[S01] *= scale;
 217   mElements[S02] *= scale;
 218   mElements[S10] *= scale;
 219   mElements[S11] *= scale;
 220   mElements[S12] *= scale;
 221   mElements[S20] *= scale;
 222   mElements[S21] *= scale;
 223   mElements[S22] *= scale;
 224 }
 225
 226 float Matrix3::Magnitude() const
 227 {
 228   float avg=0;
 229   for(size_t i=0;i<9;i++)
 230   {
 231     avg+=fabsf(mElements[i]);
 232   }
 233   return avg/3.0f;
 234 }
 235
 236
 237 void Matrix3::Multiply( Matrix3& result, const Matrix3& lhs, const Matrix3& rhs )
 238 {
 239   float* temp = result.AsFloat();
 240   const float* rhsPtr  = rhs.AsFloat();
 241   const float* lhsPtr = lhs.AsFloat();
 242
 243   for( int i=0; i < 3; i++ )
 244   {
 245     int loc = i * 3;
 246     int loc1 = loc + 1;
 247     int loc2 = loc + 2;
 248
 249     float value0 = lhsPtr[loc];
 250     float value1 = lhsPtr[loc1];
 251     float value2 = lhsPtr[loc2];
 252     temp[loc]  = (value0 * rhsPtr[0]) +
 253                  (value1 * rhsPtr[3]) +
 254                  (value2 * rhsPtr[6]);
 255
 256     temp[loc1] = (value0 * rhsPtr[1]) +
 257                  (value1 * rhsPtr[4]) +
 258                  (value2 * rhsPtr[7]);
 259
 260     temp[loc2] = (value0 * rhsPtr[2]) +
 261                  (value1 * rhsPtr[5]) +
 262                  (value2 * rhsPtr[8]);
 263   }
 264 }
 265
 266 bool Matrix3::operator==(const Matrix3 & rhs) const
 267 {
 268   return (
 269     Equals( mElements[0], rhs.mElements[0]) &&
 270     Equals( mElements[1], rhs.mElements[1]) &&
 271     Equals( mElements[2], rhs.mElements[2]) &&
 272     Equals( mElements[3], rhs.mElements[3]) &&
 273     Equals( mElements[4], rhs.mElements[4]) &&
 274     Equals( mElements[5], rhs.mElements[5]) &&
 275     Equals( mElements[6], rhs.mElements[6]) &&
 276     Equals( mElements[7], rhs.mElements[7]) &&
 277     Equals( mElements[8], rhs.mElements[8]));
 278 }
 279
 280 bool Matrix3::operator!=(const Matrix3& rhs) const
 281 {
 282   return !(*this == rhs);
 283 }
 284
 285 std::ostream& operator<< (std::ostream& o, const Matrix3& matrix)
 286 {
 287   return o << "[ [" << matrix.mElements[0] << ", " << matrix.mElements[1] << ", " << matrix.mElements[2]  << "], "
 288              << "[" << matrix.mElements[3] << ", " << matrix.mElements[4] << ", " << matrix.mElements[5]  << "], "
 289              << "[" << matrix.mElements[6] << ", " << matrix.mElements[7] << ", " << matrix.mElements[8]  << "] ]";
 290 }
 291
 292 } // namespace Dali