dali-physics/third-party/bullet3/src/BulletDynamics/ConstraintSolver/btJacobianEntry.h

   1 /*
   2 Bullet Continuous Collision Detection and Physics Library
   3 Copyright (c) 2003-2006 Erwin Coumans  https://bulletphysics.org
   4
   5 This software is provided 'as-is', without any express or implied warranty.
   6 In no event will the authors be held liable for any damages arising from the use of this software.
   7 Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
   8 including commercial applications, and to alter it and redistribute it freely,
   9 subject to the following restrictions:
  10
  11 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not claim that you wrote the original software. If you use this software in a product, an acknowledgment in the product documentation would be appreciated but is not required.
  12 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be misrepresented as being the original software.
  13 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.
  14 */
  15
  16 #ifndef BT_JACOBIAN_ENTRY_H
  17 #define BT_JACOBIAN_ENTRY_H
  18
  19 #include "LinearMath/btMatrix3x3.h"
  20
  21 //notes:
  22 // Another memory optimization would be to store m_1MinvJt in the remaining 3 w components
  23 // which makes the btJacobianEntry memory layout 16 bytes
  24 // if you only are interested in angular part, just feed massInvA and massInvB zero
  25
  26 /// Jacobian entry is an abstraction that allows to describe constraints
  27 /// it can be used in combination with a constraint solver
  28 /// Can be used to relate the effect of an impulse to the constraint error
  29 ATTRIBUTE_ALIGNED16(class)
  30 btJacobianEntry
  31 {
  32 public:
  33         btJacobianEntry(){};
  34         //constraint between two different rigidbodies
  35         btJacobianEntry(
  36                 const btMatrix3x3& world2A,
  37                 const btMatrix3x3& world2B,
  38                 const btVector3& rel_pos1, const btVector3& rel_pos2,
  39                 const btVector3& jointAxis,
  40                 const btVector3& inertiaInvA,
  41                 const btScalar massInvA,
  42                 const btVector3& inertiaInvB,
  43                 const btScalar massInvB)
  44                 : m_linearJointAxis(jointAxis)
  45         {
  46                 m_aJ = world2A * (rel_pos1.cross(m_linearJointAxis));
  47                 m_bJ = world2B * (rel_pos2.cross(-m_linearJointAxis));
  48                 m_0MinvJt = inertiaInvA * m_aJ;
  49                 m_1MinvJt = inertiaInvB * m_bJ;
  50                 m_Adiag = massInvA + m_0MinvJt.dot(m_aJ) + massInvB + m_1MinvJt.dot(m_bJ);
  51
  52                 btAssert(m_Adiag > btScalar(0.0));
  53         }
  54
  55         //angular constraint between two different rigidbodies
  56         btJacobianEntry(const btVector3& jointAxis,
  57                                         const btMatrix3x3& world2A,
  58                                         const btMatrix3x3& world2B,
  59                                         const btVector3& inertiaInvA,
  60                                         const btVector3& inertiaInvB)
  61                 : m_linearJointAxis(btVector3(btScalar(0.), btScalar(0.), btScalar(0.)))
  62         {
  63                 m_aJ = world2A * jointAxis;
  64                 m_bJ = world2B * -jointAxis;
  65                 m_0MinvJt = inertiaInvA * m_aJ;
  66                 m_1MinvJt = inertiaInvB * m_bJ;
  67                 m_Adiag = m_0MinvJt.dot(m_aJ) + m_1MinvJt.dot(m_bJ);
  68
  69                 btAssert(m_Adiag > btScalar(0.0));
  70         }
  71
  72         //angular constraint between two different rigidbodies
  73         btJacobianEntry(const btVector3& axisInA,
  74                                         const btVector3& axisInB,
  75                                         const btVector3& inertiaInvA,
  76                                         const btVector3& inertiaInvB)
  77                 : m_linearJointAxis(btVector3(btScalar(0.), btScalar(0.), btScalar(0.))), m_aJ(axisInA), m_bJ(-axisInB)
  78         {
  79                 m_0MinvJt = inertiaInvA * m_aJ;
  80                 m_1MinvJt = inertiaInvB * m_bJ;
  81                 m_Adiag = m_0MinvJt.dot(m_aJ) + m_1MinvJt.dot(m_bJ);
  82
  83                 btAssert(m_Adiag > btScalar(0.0));
  84         }
  85
  86         //constraint on one rigidbody
  87         btJacobianEntry(
  88                 const btMatrix3x3& world2A,
  89                 const btVector3& rel_pos1, const btVector3& rel_pos2,
  90                 const btVector3& jointAxis,
  91                 const btVector3& inertiaInvA,
  92                 const btScalar massInvA)
  93                 : m_linearJointAxis(jointAxis)
  94         {
  95                 m_aJ = world2A * (rel_pos1.cross(jointAxis));
  96                 m_bJ = world2A * (rel_pos2.cross(-jointAxis));
  97                 m_0MinvJt = inertiaInvA * m_aJ;
  98                 m_1MinvJt = btVector3(btScalar(0.), btScalar(0.), btScalar(0.));
  99                 m_Adiag = massInvA + m_0MinvJt.dot(m_aJ);
 100
 101                 btAssert(m_Adiag > btScalar(0.0));
 102         }
 103
 104         btScalar getDiagonal() const { return m_Adiag; }
 105
 106         // for two constraints on the same rigidbody (for example vehicle friction)
 107         btScalar getNonDiagonal(const btJacobianEntry& jacB, const btScalar massInvA) const
 108         {
 109                 const btJacobianEntry& jacA = *this;
 110                 btScalar lin = massInvA * jacA.m_linearJointAxis.dot(jacB.m_linearJointAxis);
 111                 btScalar ang = jacA.m_0MinvJt.dot(jacB.m_aJ);
 112                 return lin + ang;
 113         }
 114
 115         // for two constraints on sharing two same rigidbodies (for example two contact points between two rigidbodies)
 116         btScalar getNonDiagonal(const btJacobianEntry& jacB, const btScalar massInvA, const btScalar massInvB) const
 117         {
 118                 const btJacobianEntry& jacA = *this;
 119                 btVector3 lin = jacA.m_linearJointAxis * jacB.m_linearJointAxis;
 120                 btVector3 ang0 = jacA.m_0MinvJt * jacB.m_aJ;
 121                 btVector3 ang1 = jacA.m_1MinvJt * jacB.m_bJ;
 122                 btVector3 lin0 = massInvA * lin;
 123                 btVector3 lin1 = massInvB * lin;
 124                 btVector3 sum = ang0 + ang1 + lin0 + lin1;
 125                 return sum[0] + sum[1] + sum[2];
 126         }
 127
 128         btScalar getRelativeVelocity(const btVector3& linvelA, const btVector3& angvelA, const btVector3& linvelB, const btVector3& angvelB)
 129         {
 130                 btVector3 linrel = linvelA - linvelB;
 131                 btVector3 angvela = angvelA * m_aJ;
 132                 btVector3 angvelb = angvelB * m_bJ;
 133                 linrel *= m_linearJointAxis;
 134                 angvela += angvelb;
 135                 angvela += linrel;
 136                 btScalar rel_vel2 = angvela[0] + angvela[1] + angvela[2];
 137                 return rel_vel2 + SIMD_EPSILON;
 138         }
 139         //private:
 140
 141         btVector3 m_linearJointAxis;
 142         btVector3 m_aJ;
 143         btVector3 m_bJ;
 144         btVector3 m_0MinvJt;
 145         btVector3 m_1MinvJt;
 146         //Optimization: can be stored in the w/last component of one of the vectors
 147         btScalar m_Adiag;
 148 };
 149
 150 #endif  //BT_JACOBIAN_ENTRY_H