created a couple matrix libraries (4x4 and 3x4), hopefully these will be useful
[divverent/darkplaces.git] / matrix3x4.c
1
2 #include "matrix3x4.h"
3 #include <math.h>
4
5 void Matrix3x4_Copy (matrix3x4_t *out, matrix3x4_t *in)
6 {
7         *out = *in;
8 }
9
10 void Matrix3x4_Concat (matrix3x4_t *out, const matrix3x4_t *in1, const matrix3x4_t *in2)
11 {
12         out->m[0][0] = in1->m[0][0] * in2->m[0][0] + in1->m[0][1] * in2->m[1][0] + in1->m[0][2] * in2->m[2][0];
13         out->m[0][1] = in1->m[0][0] * in2->m[0][1] + in1->m[0][1] * in2->m[1][1] + in1->m[0][2] * in2->m[2][1];
14         out->m[0][2] = in1->m[0][0] * in2->m[0][2] + in1->m[0][1] * in2->m[1][2] + in1->m[0][2] * in2->m[2][2];
15         out->m[0][3] = in1->m[0][0] * in2->m[0][3] + in1->m[0][1] * in2->m[1][3] + in1->m[0][2] * in2->m[2][3] + in1->m[0][3];
16         out->m[1][0] = in1->m[1][0] * in2->m[0][0] + in1->m[1][1] * in2->m[1][0] + in1->m[1][2] * in2->m[2][0];
17         out->m[1][1] = in1->m[1][0] * in2->m[0][1] + in1->m[1][1] * in2->m[1][1] + in1->m[1][2] * in2->m[2][1];
18         out->m[1][2] = in1->m[1][0] * in2->m[0][2] + in1->m[1][1] * in2->m[1][2] + in1->m[1][2] * in2->m[2][2];
19         out->m[1][3] = in1->m[1][0] * in2->m[0][3] + in1->m[1][1] * in2->m[1][3] + in1->m[1][2] * in2->m[2][3] + in1->m[1][3];
20         out->m[2][0] = in1->m[2][0] * in2->m[0][0] + in1->m[2][1] * in2->m[1][0] + in1->m[2][2] * in2->m[2][0];
21         out->m[2][1] = in1->m[2][0] * in2->m[0][1] + in1->m[2][1] * in2->m[1][1] + in1->m[2][2] * in2->m[2][1];
22         out->m[2][2] = in1->m[2][0] * in2->m[0][2] + in1->m[2][1] * in2->m[1][2] + in1->m[2][2] * in2->m[2][2];
23         out->m[2][3] = in1->m[2][0] * in2->m[0][3] + in1->m[2][1] * in2->m[1][3] + in1->m[2][2] * in2->m[2][3] + in1->m[2][3];
24 }
25
26 void Matrix3x4_Transpose3x3 (matrix3x4_t *out, const matrix3x4_t *in1)
27 {
28         out->m[0][0] = in1->m[0][0];
29         out->m[0][1] = in1->m[1][0];
30         out->m[0][2] = in1->m[2][0];
31         out->m[0][3] = 0.0f;
32         out->m[1][0] = in1->m[0][1];
33         out->m[1][1] = in1->m[1][1];
34         out->m[1][2] = in1->m[2][1];
35         out->m[1][3] = 0.0f;
36         out->m[2][0] = in1->m[0][2];
37         out->m[2][1] = in1->m[1][2];
38         out->m[2][2] = in1->m[2][2];
39         out->m[2][3] = 0.0f;
40 }
41
42 void Matrix3x4_CreateIdentity (matrix3x4_t *out)
43 {
44         out->m[0][0]=1.0f;
45         out->m[0][1]=0.0f;
46         out->m[0][2]=0.0f;
47         out->m[0][3]=0.0f;
48         out->m[1][0]=0.0f;
49         out->m[1][1]=1.0f;
50         out->m[1][2]=0.0f;
51         out->m[1][3]=0.0f;
52         out->m[2][0]=0.0f;
53         out->m[2][1]=0.0f;
54         out->m[2][2]=1.0f;
55         out->m[2][3]=0.0f;
56 }
57
58 void Matrix3x4_CreateTranslate (matrix3x4_t *out, float x, float y, float z)
59 {
60         out->m[0][0]=1.0f;
61         out->m[0][1]=0.0f;
62         out->m[0][2]=0.0f;
63         out->m[0][3]=x;
64         out->m[1][0]=0.0f;
65         out->m[1][1]=1.0f;
66         out->m[1][2]=0.0f;
67         out->m[1][3]=y;
68         out->m[2][0]=0.0f;
69         out->m[2][1]=0.0f;
70         out->m[2][2]=1.0f;
71         out->m[2][3]=z;
72 }
73
74 void Matrix3x4_CreateRotate (matrix3x4_t *out, float angle, float x, float y, float z)
75 {
76         float len, c, s;
77
78         len = x*x+y*y+z*z;
79         if (len != 0.0f)
80                 len = 1.0f / sqrt(len);
81         x *= len;
82         y *= len;
83         z *= len;
84
85         c = cos(angle);
86         s = sin(angle);
87
88         out->m[0][0]=x * x + c * (1 - x * x);
89         out->m[0][1]=x * y * (1 - c) + z * s;
90         out->m[0][2]=z * x * (1 - c) - y * s;
91         out->m[0][3]=0.0f;
92         out->m[1][0]=x * y * (1 - c) - z * s;
93         out->m[1][1]=y * y + c * (1 - y * y);
94         out->m[1][2]=y * z * (1 - c) + x * s;
95         out->m[1][3]=0.0f;
96         out->m[2][0]=z * x * (1 - c) + y * s;
97         out->m[2][1]=y * z * (1 - c) - x * s;
98         out->m[2][2]=z * z + c * (1 - z * z);
99         out->m[2][3]=0.0f;
100 }
101
102 void Matrix3x4_CreateScale (matrix3x4_t *out, float x)
103 {
104         out->m[0][0]=x;
105         out->m[0][1]=0.0f;
106         out->m[0][2]=0.0f;
107         out->m[0][3]=0.0f;
108         out->m[1][0]=0.0f;
109         out->m[1][1]=x;
110         out->m[1][2]=0.0f;
111         out->m[1][3]=0.0f;
112         out->m[2][0]=0.0f;
113         out->m[2][1]=0.0f;
114         out->m[2][2]=x;
115         out->m[2][3]=0.0f;
116 }
117
118 void Matrix3x4_CreateScale3 (matrix3x4_t *out, float x, float y, float z)
119 {
120         out->m[0][0]=x;
121         out->m[0][1]=0.0f;
122         out->m[0][2]=0.0f;
123         out->m[0][3]=0.0f;
124         out->m[1][0]=0.0f;
125         out->m[1][1]=y;
126         out->m[1][2]=0.0f;
127         out->m[1][3]=0.0f;
128         out->m[2][0]=0.0f;
129         out->m[2][1]=0.0f;
130         out->m[2][2]=z;
131         out->m[2][3]=0.0f;
132 }
133
134 void Matrix3x4_ToVectors(const matrix3x4_t *in, vec3_t vx, vec3_t vy, vec3_t vz, vec3_t t)
135 {
136         vx[0] = in->m[0][0];
137         vx[1] = in->m[1][0];
138         vx[2] = in->m[2][0];
139         vy[0] = in->m[0][1];
140         vy[1] = in->m[1][1];
141         vy[2] = in->m[2][1];
142         vz[0] = in->m[0][2];
143         vz[1] = in->m[1][2];
144         vz[2] = in->m[2][2];
145         t[0] = in->m[0][3];
146         t[1] = in->m[1][3];
147         t[2] = in->m[2][3];
148 }
149
150 void Matrix3x4_FromVectors(matrix3x4_t *out, const vec3_t vx, const vec3_t vy, const vec3_t vz, const vec3_t t)
151 {
152         out->m[0][0] = vx[0];
153         out->m[0][1] = vy[0];
154         out->m[0][2] = vz[0];
155         out->m[0][3] = t[0];
156         out->m[1][0] = vx[1];
157         out->m[1][1] = vy[1];
158         out->m[1][2] = vz[1];
159         out->m[1][3] = t[1];
160         out->m[2][0] = vx[2];
161         out->m[2][1] = vy[2];
162         out->m[2][2] = vz[2];
163         out->m[2][3] = t[2];
164 }
165
166 void Matrix3x4_Transform (const matrix3x4_t *in, const vec3_t v, vec3_t out)
167 {
168         out[0] = v[0] * in->m[0][0] + v[1] * in->m[0][1] + v[2] * in->m[0][2] + in->m[0][3];
169         out[1] = v[0] * in->m[1][0] + v[1] * in->m[1][1] + v[2] * in->m[1][2] + in->m[1][3];
170         out[2] = v[0] * in->m[2][0] + v[1] * in->m[2][1] + v[2] * in->m[2][2] + in->m[2][3];
171 }
172
173 void Matrix3x4_Untransform (const matrix3x4_t *in, const vec3_t v, vec3_t out)
174 {
175         vec3_t t;
176         t[0] = v[0] - in->m[0][3];
177         t[1] = v[1] - in->m[1][3];
178         t[2] = v[2] - in->m[2][3];
179         out[0] = t[0] * in->m[0][0] + t[1] * in->m[1][0] + t[2] * in->m[2][0];
180         out[1] = t[0] * in->m[0][1] + t[1] * in->m[1][1] + t[2] * in->m[2][1];
181         out[2] = t[0] * in->m[0][2] + t[1] * in->m[1][2] + t[2] * in->m[2][2];
182 }
183
184 // FIXME: optimize
185 void Matrix3x4_ConcatTranslate (matrix3x4_t *out, float x, float y, float z)
186 {
187         matrix3x4_t base, temp;
188         Matrix3x4_Copy(out, &base);
189         Matrix3x4_CreateTranslate(&temp, x, y, z);
190         Matrix3x4_Concat(out, &base, &temp);
191 }
192
193 // FIXME: optimize
194 void Matrix3x4_ConcatRotate (matrix3x4_t *out, float angle, float x, float y, float z)
195 {
196         matrix3x4_t base, temp;
197         Matrix3x4_Copy(out, &base);
198         Matrix3x4_CreateRotate(&temp, angle, x, y, z);
199         Matrix3x4_Concat(out, &base, &temp);
200 }
201
202 // FIXME: optimize
203 void Matrix3x4_ConcatScale (matrix3x4_t *out, float x)
204 {
205         matrix3x4_t base, temp;
206         Matrix3x4_Copy(out, &base);
207         Matrix3x4_CreateScale(&temp, x);
208         Matrix3x4_Concat(out, &base, &temp);
209 }
210
211 // FIXME: optimize
212 void Matrix3x4_ConcatScale3 (matrix3x4_t *out, float x, float y, float z)
213 {
214         matrix3x4_t base, temp;
215         Matrix3x4_Copy(out, &base);
216         Matrix3x4_CreateScale3(&temp, x, y, z);
217         Matrix3x4_Concat(out, &base, &temp);
218 }
219