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
  24 // INTERNAL INCLUDES
  25 #include <dali/public-api/math/math-utils.h>
  26
  27 #define S00 0
  28 #define S01 1
  29 #define S02 2
  30 #define S10 3
  31 #define S11 4
  32 #define S12 5
  33 #define S20 6
  34 #define S21 7
  35 #define S22 8
  36
  37 /*
  38  * S00 S01 S02
  39  * S10 S11 S12
  40  * S20 S21 S22
  41  */
  42
  43 namespace
  44 {
  45 const size_t NUM_BYTES_IN_ROW    = 3*sizeof(float);
  46 const size_t NUM_BYTES_IN_MATRIX = 9*sizeof(float);
  47 }
  48
  49 namespace Dali
  50 {
  51
  52 const Matrix3 Matrix3::IDENTITY(1.0f, 0.0f, 0.0f,
  53                                 0.0f, 1.0f, 0.0f,
  54                                 0.0f, 0.0f, 1.0f);
  55
  56 Matrix3::Matrix3()
  57 {
  58   float* m = AsFloat();
  59   memset(m, 0, NUM_BYTES_IN_MATRIX);
  60   mElements[S00]=1.0f;
  61   mElements[S11]=1.0f;
  62   mElements[S22]=1.0f;
  63 }
  64
  65 Matrix3::Matrix3(const Matrix3& m)
  66 {
  67   memcpy( mElements, m.mElements, NUM_BYTES_IN_MATRIX );
  68 }
  69
  70 Matrix3::Matrix3(const Matrix& matrix)
  71 {
  72   const float* m4 = matrix.AsFloat();
  73   memcpy(&mElements[S00], m4,   NUM_BYTES_IN_ROW);
  74   memcpy(&mElements[S10], m4+4, NUM_BYTES_IN_ROW);
  75   memcpy(&mElements[S20], m4+8, NUM_BYTES_IN_ROW);
  76 }
  77
  78 Matrix3::Matrix3(float s00, float s01, float s02, float s10, float s11, float s12, float s20, float s21, float s22)
  79 {
  80   mElements[S00] = s00;
  81   mElements[S01] = s01;
  82   mElements[S02] = s02;
  83   mElements[S10] = s10;
  84   mElements[S11] = s11;
  85   mElements[S12] = s12;
  86   mElements[S20] = s20;
  87   mElements[S21] = s21;
  88   mElements[S22] = s22;
  89 }
  90
  91
  92 void Matrix3::SetIdentity()
  93 {
  94   memset(mElements, 0, NUM_BYTES_IN_MATRIX);
  95   mElements[S00]=1.0f;
  96   mElements[S11]=1.0f;
  97   mElements[S22]=1.0f;
  98 }
  99
 100 Matrix3& Matrix3::operator=( const Matrix3& matrix )
 101 {
 102   // no point copying if self assigning
 103   if( this != &matrix )
 104   {
 105     memcpy( AsFloat(), matrix.AsFloat(), NUM_BYTES_IN_MATRIX );
 106   }
 107   return *this;
 108 }
 109
 110 Matrix3& Matrix3::operator=( const Matrix& matrix )
 111 {
 112   const float* m4 = matrix.AsFloat();
 113   memcpy(&mElements[S00], m4,   NUM_BYTES_IN_ROW);
 114   memcpy(&mElements[S10], m4+4, NUM_BYTES_IN_ROW);
 115   memcpy(&mElements[S20], m4+8, NUM_BYTES_IN_ROW);
 116   return *this;
 117 }
 118
 119 bool Matrix3::Invert()
 120 {
 121   bool succeeded = false;
 122
 123   float cof[9];
 124   cof[S00] = (mElements[S11] * mElements[S22] - mElements[S12] * mElements[S21]);
 125   cof[S01] = (mElements[S02] * mElements[S21] - mElements[S01] * mElements[S22]);
 126   cof[S02] = (mElements[S01] * mElements[S12] - mElements[S02] * mElements[S11]);
 127
 128   cof[S10] = (mElements[S12] * mElements[S20] - mElements[S10] * mElements[S22]);
 129   cof[S11] = (mElements[S00] * mElements[S22] - mElements[S02] * mElements[S20]);
 130   cof[S12] = (mElements[S02] * mElements[S10] - mElements[S00] * mElements[S12]);
 131
 132   cof[S20] = (mElements[S10] * mElements[S21] - mElements[S11] * mElements[S20]);
 133   cof[S21] = (mElements[S01] * mElements[S20] - mElements[S00] * mElements[S21]);
 134   cof[S22] = (mElements[S00] * mElements[S11] - mElements[S01] * mElements[S10]);
 135
 136   float det = mElements[S00] * cof[S00] + mElements[S01] * cof[S10] + mElements[S02] * cof[S20];
 137
 138   // In the case where the determinant is exactly zero, the matrix is non-invertible
 139   if( ! EqualsZero( det ) )
 140   {
 141     det = 1.0 / det;
 142     for (int i = 0; i < 9; i++)
 143     {
 144       mElements[i] = cof[i] * det;
 145     }
 146     succeeded = true;
 147   }
 148   return succeeded;
 149 }
 150
 151 bool Matrix3::Transpose()
 152 {
 153   float tmp;
 154   tmp = mElements[S01]; mElements[S01] = mElements[S10]; mElements[S10]=tmp;
 155   tmp = mElements[S02]; mElements[S02] = mElements[S20]; mElements[S20]=tmp;
 156   tmp = mElements[S21]; mElements[S21] = mElements[S12]; mElements[S12]=tmp;
 157   return true;
 158 }
 159
 160 bool Matrix3::ScaledInverseTranspose()
 161 {
 162   bool succeeded = false;
 163
 164   float cof[9];
 165   cof[S00] = (mElements[S11] * mElements[S22] - mElements[S12] * mElements[S21]);
 166   cof[S01] = (mElements[S02] * mElements[S21] - mElements[S01] * mElements[S22]);
 167   cof[S02] = (mElements[S01] * mElements[S12] - mElements[S02] * mElements[S11]);
 168
 169   cof[S10] = (mElements[S12] * mElements[S20] - mElements[S10] * mElements[S22]);
 170   cof[S11] = (mElements[S00] * mElements[S22] - mElements[S02] * mElements[S20]);
 171   cof[S12] = (mElements[S02] * mElements[S10] - mElements[S00] * mElements[S12]);
 172
 173   cof[S20] = (mElements[S10] * mElements[S21] - mElements[S11] * mElements[S20]);
 174   cof[S21] = (mElements[S01] * mElements[S20] - mElements[S00] * mElements[S21]);
 175   cof[S22] = (mElements[S00] * mElements[S11] - mElements[S01] * mElements[S10]);
 176
 177   float det = mElements[S00] * cof[S00] + mElements[S01] * cof[S10] + mElements[S02] * cof[S20];
 178
 179   // In the case where the determinant is exactly zero, the matrix is non-invertible
 180   if( ! EqualsZero( det ) )
 181   {
 182     // Use average rather than determinant to remove rounding to zero errors in further multiplication
 183     float sum=0;
 184     for(size_t i=0;i<9;i++)
 185     {
 186       sum+=fabsf(cof[i]);
 187     }
 188     float scale = 9.0f/sum; // Inverse of the average values
 189     if (det < 0)
 190     {
 191       // Ensure the signs of the inverse are correct
 192       scale = -scale;
 193     }
 194
 195     mElements[S00] = cof[S00] * scale;
 196     mElements[S01] = cof[S10] * scale;
 197     mElements[S02] = cof[S20] * scale;
 198
 199     mElements[S10] = cof[S01] * scale;
 200     mElements[S11] = cof[S11] * scale;
 201     mElements[S12] = cof[S21] * scale;
 202
 203     mElements[S20] = cof[S02] * scale;
 204     mElements[S21] = cof[S12] * scale;
 205     mElements[S22] = cof[S22] * scale;
 206
 207     succeeded = true;
 208   }
 209   return succeeded;
 210 }
 211
 212 void Matrix3::Scale(float scale)
 213 {
 214   mElements[S00] *= scale;
 215   mElements[S01] *= scale;
 216   mElements[S02] *= scale;
 217   mElements[S10] *= scale;
 218   mElements[S11] *= scale;
 219   mElements[S12] *= scale;
 220   mElements[S20] *= scale;
 221   mElements[S21] *= scale;
 222   mElements[S22] *= scale;
 223 }
 224
 225 float Matrix3::Magnitude() const
 226 {
 227   float avg=0;
 228   for(size_t i=0;i<9;i++)
 229   {
 230     avg+=fabsf(mElements[i]);
 231   }
 232   return avg/3.0f;
 233 }
 234
 235
 236 void Matrix3::Multiply( Matrix3& result, const Matrix3& lhs, const Matrix3& rhs )
 237 {
 238   float* temp = result.AsFloat();
 239   const float* rhsPtr  = rhs.AsFloat();
 240   const float* lhsPtr = lhs.AsFloat();
 241
 242   for( int i=0; i < 3; i++ )
 243   {
 244     int loc = i * 3;
 245     int loc1 = loc + 1;
 246     int loc2 = loc + 2;
 247
 248     float value0 = lhsPtr[loc];
 249     float value1 = lhsPtr[loc1];
 250     float value2 = lhsPtr[loc2];
 251     temp[loc]  = (value0 * rhsPtr[0]) +
 252                  (value1 * rhsPtr[3]) +
 253                  (value2 * rhsPtr[6]);
 254
 255     temp[loc1] = (value0 * rhsPtr[1]) +
 256                  (value1 * rhsPtr[4]) +
 257                  (value2 * rhsPtr[7]);
 258
 259     temp[loc2] = (value0 * rhsPtr[2]) +
 260                  (value1 * rhsPtr[5]) +
 261                  (value2 * rhsPtr[8]);
 262   }
 263 }
 264
 265 bool Matrix3::operator==(const Matrix3 & rhs) const
 266 {
 267   return (
 268     Equals( mElements[0], rhs.mElements[0]) &&
 269     Equals( mElements[1], rhs.mElements[1]) &&
 270     Equals( mElements[2], rhs.mElements[2]) &&
 271     Equals( mElements[3], rhs.mElements[3]) &&
 272     Equals( mElements[4], rhs.mElements[4]) &&
 273     Equals( mElements[5], rhs.mElements[5]) &&
 274     Equals( mElements[6], rhs.mElements[6]) &&
 275     Equals( mElements[7], rhs.mElements[7]) &&
 276     Equals( mElements[8], rhs.mElements[8]));
 277 }
 278
 279 bool Matrix3::operator!=(const Matrix3& rhs) const
 280 {
 281   return !(*this == rhs);
 282 }
 283
 284 std::ostream& operator<< (std::ostream& o, const Matrix3& matrix)
 285 {
 286   return o << "[ [" << matrix.mElements[0] << ", " << matrix.mElements[1] << ", " << matrix.mElements[2]  << "], "
 287              << "[" << matrix.mElements[3] << ", " << matrix.mElements[4] << ", " << matrix.mElements[5]  << "], "
 288              << "[" << matrix.mElements[6] << ", " << matrix.mElements[7] << ", " << matrix.mElements[8]  << "] ]";
 289 }
 290
 291 } // namespace Dali