matrixlib.h

   1
   2 #ifndef MATRIXLIB_H
   3 #define MATRIXLIB_H
   4
   5 typedef struct matrix4x4_s
   6 {
   7         float m[4][4];
   8 }
   9 matrix4x4_t;
  10
  11 typedef struct matrix3x4_s
  12 {
  13         float m[3][4];
  14 }
  15 matrix3x4_t;
  16
  17 // functions for manipulating 4x4 matrices
  18
  19 // copy a matrix4x4
  20 void Matrix4x4_Copy (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in);
  21 // copy only the rotation portion of a matrix4x4
  22 void Matrix4x4_CopyRotateOnly (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in);
  23 // copy only the translate portion of a matrix4x4
  24 void Matrix4x4_CopyTranslateOnly (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in);
  25 // make a matrix4x4 from a matrix3x4
  26 void Matrix4x4_FromMatrix3x4 (matrix4x4_t *out, const matrix3x4_t *in);
  27 // multiply two matrix4x4 together, combining their transformations
  28 // (warning: order matters - Concat(a, b, c) != Concat(a, c, b))
  29 void Matrix4x4_Concat (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in1, const matrix4x4_t *in2);
  30 // swaps the rows and columns of the matrix
  31 // (is this useful for anything?)
  32 void Matrix4x4_Transpose (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in1);
  33 // swaps the rows and columns of the rotation matrix
  34 // (inverting the rotation, but leaving everything else the same)
  35 void Matrix4x4_Transpose3x3 (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in1);
  36 // creates a matrix that does the opposite of the matrix provided
  37 // only supports translate, rotate, scale (not scale3) matrices
  38 void Matrix4x4_Invert_Simple (matrix4x4_t *out, const matrix4x4_t *in1);
  39
  40 // creates an identity matrix
  41 // (a matrix which does nothing)
  42 void Matrix4x4_CreateIdentity (matrix4x4_t *out);
  43 // creates a translate matrix
  44 // (moves vectors)
  45 void Matrix4x4_CreateTranslate (matrix4x4_t *out, float x, float y, float z);
  46 // creates a rotate matrix
  47 // (rotates vectors)
  48 void Matrix4x4_CreateRotate (matrix4x4_t *out, float angle, float x, float y, float z);
  49 // creates a scaling matrix
  50 // (expands or contracts vectors)
  51 // (warning: do not apply this kind of matrix to direction vectors)
  52 void Matrix4x4_CreateScale (matrix4x4_t *out, float x);
  53 // creates a squishing matrix
  54 // (expands or contracts vectors differently in different axis)
  55 // (warning: this is not reversed by Invert_Simple)
  56 // (warning: do not apply this kind of matrix to direction vectors)
  57 void Matrix4x4_CreateScale3 (matrix4x4_t *out, float x, float y, float z);
  58 // creates a matrix for a quake entity
  59 void Matrix4x4_CreateFromQuakeEntity(matrix4x4_t *out, float x, float y, float z, float pitch, float yaw, float roll, float scale);
  60
  61 // converts a matrix4x4 to a set of 3D vectors for the 3 axial directions, and the translate
  62 void Matrix4x4_ToVectors(const matrix4x4_t *in, float vx[3], float vy[3], float vz[3], float t[3]);
  63 // creates a matrix4x4 from a set of 3D vectors for axial directions, and translate
  64 void Matrix4x4_FromVectors(matrix4x4_t *out, const float vx[3], const float vy[3], const float vz[3], const float t[3]);
  65
  66 // transforms a 3D vector through a matrix4x4
  67 void Matrix4x4_Transform (const matrix4x4_t *in, const float v[3], float out[3]);
  68 // transforms a 4D vector through a matrix4x4
  69 // (warning: if you don't know why you would need this, you don't need it)
  70 // (warning: the 4th component of the vector should be 1.0)
  71 void Matrix4x4_Transform4 (const matrix4x4_t *in, const float v[4], float out[4]);
  72 // reverse transforms a 3D vector through a matrix4x4, at least for *simple*
  73 // cases (rotation and translation *ONLY*), this attempts to undo the results
  74 // of Transform
  75 //void Matrix4x4_SimpleUntransform (const matrix4x4_t *in, const float v[3], float out[3]);
  76 // transforms a direction vector through the rotation part of a matrix
  77 void Matrix4x4_Transform3x3 (const matrix4x4_t *in, const float v[3], float out[3]);
  78
  79 // ease of use functions
  80 // immediately applies a Translate to the matrix
  81 void Matrix4x4_ConcatTranslate (matrix4x4_t *out, float x, float y, float z);
  82 // immediately applies a Rotate to the matrix
  83 void Matrix4x4_ConcatRotate (matrix4x4_t *out, float angle, float x, float y, float z);
  84 // immediately applies a Scale to the matrix
  85 void Matrix4x4_ConcatScale (matrix4x4_t *out, float x);
  86 // immediately applies a Scale3 to the matrix
  87 void Matrix4x4_ConcatScale3 (matrix4x4_t *out, float x, float y, float z);
  88
  89 // print a matrix to the console
  90 void Matrix4x4_Print(const matrix4x4_t *in);
  91
  92
  93 // functions for manipulating 3x4 matrices
  94
  95 // copy a matrix3x4
  96 void Matrix3x4_Copy (matrix3x4_t *out, const matrix3x4_t *in);
  97 // copy only the rotation portion of a matrix3x4
  98 void Matrix3x4_CopyRotateOnly (matrix3x4_t *out, const matrix3x4_t *in);
  99 // copy only the translate portion of a matrix3x4
 100 void Matrix3x4_CopyTranslateOnly (matrix3x4_t *out, const matrix3x4_t *in);
 101 // make a matrix3x4 from a matrix4x4
 102 void Matrix3x4_FromMatrix4x4 (matrix3x4_t *out, const matrix4x4_t *in);
 103 // multiply two matrix3x4 together, combining their transformations
 104 // (warning: order matters - Concat(a, b, c) != Concat(a, c, b))
 105 void Matrix3x4_Concat (matrix3x4_t *out, const matrix3x4_t *in1, const matrix3x4_t *in2);
 106 // swaps the rows and columns of the rotation matrix
 107 // (inverting the rotation, but leaving everything else the same)
 108 void Matrix3x4_Transpose3x3 (matrix3x4_t *out, const matrix3x4_t *in1);
 109 // creates a matrix that does the opposite of the matrix provided
 110 // only supports translate, rotate, scale (not scale3) matrices
 111 void Matrix3x4_Invert_Simple (matrix3x4_t *out, const matrix3x4_t *in1);
 112
 113 // creates an identity matrix
 114 // (a matrix which does nothing)
 115 void Matrix3x4_CreateIdentity (matrix3x4_t *out);
 116 // creates a translate matrix
 117 // (moves vectors)
 118 void Matrix3x4_CreateTranslate (matrix3x4_t *out, float x, float y, float z);
 119 // creates a rotate matrix
 120 // (rotates vectors)
 121 void Matrix3x4_CreateRotate (matrix3x4_t *out, float angle, float x, float y, float z);
 122 // creates a scaling matrix
 123 // (expands or contracts vectors)
 124 // (warning: do not apply this kind of matrix to direction vectors)
 125 void Matrix3x4_CreateScale (matrix3x4_t *out, float x);
 126 // creates a squishing matrix
 127 // (expands or contracts vectors differently in different axis)
 128 // (warning: this is not reversed by Invert_Simple)
 129 // (warning: do not apply this kind of matrix to direction vectors)
 130 void Matrix3x4_CreateScale3 (matrix3x4_t *out, float x, float y, float z);
 131 // creates a matrix for a quake entity
 132 void Matrix3x4_CreateFromQuakeEntity(matrix3x4_t *out, float x, float y, float z, float pitch, float yaw, float roll, float scale);
 133
 134 // converts a matrix3x4 to a set of 3D vectors for the 3 axial directions, and the translate
 135 void Matrix3x4_ToVectors(const matrix3x4_t *in, float vx[3], float vy[3], float vz[3], float t[3]);
 136 // creates a matrix3x4 from a set of 3D vectors for axial directions, and translate
 137 void Matrix3x4_FromVectors(matrix3x4_t *out, const float vx[3], const float vy[3], const float vz[3], const float t[3]);
 138
 139 // transforms a 3D vector through a matrix3x4
 140 void Matrix3x4_Transform (const matrix3x4_t *in, const float v[3], float out[3]);
 141 // reverse transforms a 3D vector through a matrix3x4, at least for *simple*
 142 // cases (rotation and translation *ONLY*), this attempts to undo the results
 143 // of Transform
 144 //void Matrix3x4_SimpleUntransform (const matrix3x4_t *in, const float v[3], float out[3]);
 145 // transforms a direction vector through the rotation part of a matrix
 146 void Matrix3x4_Transform3x3 (const matrix3x4_t *in, const float v[3], float out[3]);
 147
 148 // ease of use functions
 149 // immediately applies a Translate to the matrix
 150 void Matrix3x4_ConcatTranslate (matrix3x4_t *out, float x, float y, float z);
 151 // immediately applies a Rotate to the matrix
 152 void Matrix3x4_ConcatRotate (matrix3x4_t *out, float angle, float x, float y, float z);
 153 // immediately applies a Scale to the matrix
 154 void Matrix3x4_ConcatScale (matrix3x4_t *out, float x);
 155 // immediately applies a Scale3 to the matrix
 156 void Matrix3x4_ConcatScale3 (matrix3x4_t *out, float x, float y, float z);
 157
 158 // print a matrix to the console
 159 void Matrix3x4_Print(const matrix3x4_t *in);
 160
 161 #endif