code.vuplus.com Git - vuplus_xbmc/blob - xbmc/guilib/TransformMatrix.h

   1 #pragma once
   2
   3 /*
   4  *      Copyright (C) 2005-2013 Team XBMC
   5  *      http://xbmc.org
   6  *
   7  *  This Program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  *  the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  10  *  any later version.
  11  *
  12  *  This Program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
  15  *  GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  *  along with XBMC; see the file COPYING.  If not, see
  19  *  <http://www.gnu.org/licenses/>.
  20  *
  21  */
  22
  23 #include <math.h>
  24 #include <memory>
  25 #include <string.h>
  26 #include <stdint.h>
  27
  28 #ifdef __GNUC__
  29 // under gcc, inline will only take place if optimizations are applied (-O). this will force inline even whith optimizations.
  30 #define XBMC_FORCE_INLINE __attribute__((always_inline))
  31 #else
  32 #define XBMC_FORCE_INLINE
  33 #endif
  34
  35 typedef uint32_t color_t;
  36
  37 class TransformMatrix
  38 {
  39 public:
  40   TransformMatrix()
  41   {
  42     Reset();
  43   };
  44   void Reset()
  45   {
  46     m[0][0] = 1.0f; m[0][1] = m[0][2] = m[0][3] = 0.0f;
  47     m[1][0] = m[1][2] = m[1][3] = 0.0f; m[1][1] = 1.0f;
  48     m[2][0] = m[2][1] = m[2][3] = 0.0f; m[2][2] = 1.0f;
  49     alpha = 1.0f;
  50     identity = true;
  51   };
  52   static TransformMatrix CreateTranslation(float transX, float transY, float transZ = 0)
  53   {
  54     TransformMatrix translation;
  55     translation.SetTranslation(transX, transY, transZ);
  56     return translation;
  57   }
  58   void SetTranslation(float transX, float transY, float transZ)
  59   {
  60     m[0][1] = m[0][2] = 0.0f; m[0][0] = 1.0f; m[0][3] = transX;
  61     m[1][0] = m[1][2] = 0.0f; m[1][1] = 1.0f; m[1][3] = transY;
  62     m[2][0] = m[2][1] = 0.0f; m[2][2] = 1.0f; m[2][3] = transZ;
  63     alpha = 1.0f;
  64     identity = (transX == 0 && transY == 0 && transZ == 0);
  65   }
  66   static TransformMatrix CreateScaler(float scaleX, float scaleY, float scaleZ = 1.0f)
  67   {
  68     TransformMatrix scaler;
  69     scaler.m[0][0] = scaleX;
  70     scaler.m[1][1] = scaleY;
  71     scaler.m[2][2] = scaleZ;
  72     scaler.identity = (scaleX == 1 && scaleY == 1 && scaleZ == 1);
  73     return scaler;
  74   };
  75   void SetScaler(float scaleX, float scaleY, float centerX, float centerY)
  76   {
  77     // Trans(centerX,centerY,centerZ)*Scale(scaleX,scaleY,scaleZ)*Trans(-centerX,-centerY,-centerZ)
  78     float centerZ = 0.0f, scaleZ = 1.0f;
  79     m[0][0] = scaleX;  m[0][1] = 0.0f;    m[0][2] = 0.0f;    m[0][3] = centerX*(1-scaleX);
  80     m[1][0] = 0.0f;    m[1][1] = scaleY;  m[1][2] = 0.0f;    m[1][3] = centerY*(1-scaleY);
  81     m[2][0] = 0.0f;    m[2][1] = 0.0f;    m[2][2] = scaleZ;  m[2][3] = centerZ*(1-scaleZ);
  82     alpha = 1.0f;
  83     identity = (scaleX == 1 && scaleY == 1);
  84   };
  85   void SetXRotation(float angle, float y, float z, float ar = 1.0f)
  86   { // angle about the X axis, centered at y,z where our coordinate system has aspect ratio ar.
  87     // Trans(0,y,z)*Scale(1,1/ar,1)*RotateX(angle)*Scale(ar,1,1)*Trans(0,-y,-z);
  88     float c = cos(angle); float s = sin(angle);
  89     m[0][0] = ar;    m[0][1] = 0.0f;  m[0][2] = 0.0f;   m[0][3] = 0.0f;
  90     m[1][0] = 0.0f;  m[1][1] = c/ar;  m[1][2] = -s/ar;  m[1][3] = (-y*c+s*z)/ar + y;
  91     m[2][0] = 0.0f;  m[2][1] = s;     m[2][2] = c;      m[2][3] = (-y*s-c*z) + z;
  92     alpha = 1.0f;
  93     identity = (angle == 0);
  94   }
  95   void SetYRotation(float angle, float x, float z, float ar = 1.0f)
  96   { // angle about the Y axis, centered at x,z where our coordinate system has aspect ratio ar.
  97     // Trans(x,0,z)*Scale(1/ar,1,1)*RotateY(angle)*Scale(ar,1,1)*Trans(-x,0,-z);
  98     float c = cos(angle); float s = sin(angle);
  99     m[0][0] = c;     m[0][1] = 0.0f;  m[0][2] = -s/ar;  m[0][3] = -x*c + s*z/ar + x;
 100     m[1][0] = 0.0f;  m[1][1] = 1.0f;  m[1][2] = 0.0f;   m[1][3] = 0.0f;
 101     m[2][0] = ar*s;  m[2][1] = 0.0f;  m[2][2] = c;      m[2][3] = -ar*x*s - c*z + z;
 102     alpha = 1.0f;
 103     identity = (angle == 0);
 104   }
 105   static TransformMatrix CreateZRotation(float angle, float x, float y, float ar = 1.0f)
 106   { // angle about the Z axis, centered at x,y where our coordinate system has aspect ratio ar.
 107     // Trans(x,y,0)*Scale(1/ar,1,1)*RotateZ(angle)*Scale(ar,1,1)*Trans(-x,-y,0)
 108     TransformMatrix rot;
 109     rot.SetZRotation(angle, x, y, ar);
 110     return rot;
 111   }
 112   void SetZRotation(float angle, float x, float y, float ar = 1.0f)
 113   { // angle about the Z axis, centered at x,y where our coordinate system has aspect ratio ar.
 114     // Trans(x,y,0)*Scale(1/ar,1,1)*RotateZ(angle)*Scale(ar,1,1)*Trans(-x,-y,0)
 115     float c = cos(angle); float s = sin(angle);
 116     m[0][0] = c;     m[0][1] = -s/ar;  m[0][2] = 0.0f;  m[0][3] = -x*c + s*y/ar + x;
 117     m[1][0] = s*ar;  m[1][1] = c;      m[1][2] = 0.0f;  m[1][3] = -ar*x*s - c*y + y;
 118     m[2][0] = 0.0f;  m[2][1] = 0.0f;   m[2][2] = 1.0f;  m[2][3] = 0.0f;
 119     alpha = 1.0f;
 120     identity = (angle == 0);
 121   }
 122   static TransformMatrix CreateFader(float a)
 123   {
 124     TransformMatrix fader;
 125     fader.SetFader(a);
 126     return fader;
 127   }
 128   void SetFader(float a)
 129   {
 130     m[0][0] = 1.0f; m[0][1] = 0.0f; m[0][2] = 0.0f; m[0][3] = 0.0f;
 131     m[1][0] = 0.0f; m[1][1] = 1.0f; m[1][2] = 0.0f; m[1][3] = 0.0f;
 132     m[2][0] = 0.0f; m[2][1] = 0.0f; m[2][2] = 1.0f; m[2][3] = 0.0f;
 133     alpha = a;
 134     identity = (a == 1.0f);
 135   }
 136
 137   // multiplication operators
 138   const TransformMatrix &operator *=(const TransformMatrix &right)
 139   {
 140     if (right.identity)
 141       return *this;
 142     if (identity)
 143     {
 144       *this = right;
 145       return *this;
 146     }
 147     float t00 = m[0][0] * right.m[0][0] + m[0][1] * right.m[1][0] + m[0][2] * right.m[2][0];
 148     float t01 = m[0][0] * right.m[0][1] + m[0][1] * right.m[1][1] + m[0][2] * right.m[2][1];
 149     float t02 = m[0][0] * right.m[0][2] + m[0][1] * right.m[1][2] + m[0][2] * right.m[2][2];
 150     m[0][3] = m[0][0] * right.m[0][3] + m[0][1] * right.m[1][3] + m[0][2] * right.m[2][3] + m[0][3];
 151     m[0][0] = t00; m[0][1] = t01; m[0][2] = t02;
 152     t00 = m[1][0] * right.m[0][0] + m[1][1] * right.m[1][0] + m[1][2] * right.m[2][0];
 153     t01 = m[1][0] * right.m[0][1] + m[1][1] * right.m[1][1] + m[1][2] * right.m[2][1];
 154     t02 = m[1][0] * right.m[0][2] + m[1][1] * right.m[1][2] + m[1][2] * right.m[2][2];
 155     m[1][3] = m[1][0] * right.m[0][3] + m[1][1] * right.m[1][3] + m[1][2] * right.m[2][3] + m[1][3];
 156     m[1][0] = t00; m[1][1] = t01; m[1][2] = t02;
 157     t00 = m[2][0] * right.m[0][0] + m[2][1] * right.m[1][0] + m[2][2] * right.m[2][0];
 158     t01 = m[2][0] * right.m[0][1] + m[2][1] * right.m[1][1] + m[2][2] * right.m[2][1];
 159     t02 = m[2][0] * right.m[0][2] + m[2][1] * right.m[1][2] + m[2][2] * right.m[2][2];
 160     m[2][3] = m[2][0] * right.m[0][3] + m[2][1] * right.m[1][3] + m[2][2] * right.m[2][3] + m[2][3];
 161     m[2][0] = t00; m[2][1] = t01; m[2][2] = t02;
 162     alpha *= right.alpha;
 163     identity = false;
 164     return *this;
 165   }
 166
 167   TransformMatrix operator *(const TransformMatrix &right) const
 168   {
 169     if (right.identity)
 170       return *this;
 171     if (identity)
 172       return right;
 173     TransformMatrix result;
 174     result.m[0][0] = m[0][0] * right.m[0][0] + m[0][1] * right.m[1][0] + m[0][2] * right.m[2][0];
 175     result.m[0][1] = m[0][0] * right.m[0][1] + m[0][1] * right.m[1][1] + m[0][2] * right.m[2][1];
 176     result.m[0][2] = m[0][0] * right.m[0][2] + m[0][1] * right.m[1][2] + m[0][2] * right.m[2][2];
 177     result.m[0][3] = m[0][0] * right.m[0][3] + m[0][1] * right.m[1][3] + m[0][2] * right.m[2][3] + m[0][3];
 178     result.m[1][0] = m[1][0] * right.m[0][0] + m[1][1] * right.m[1][0] + m[1][2] * right.m[2][0];
 179     result.m[1][1] = m[1][0] * right.m[0][1] + m[1][1] * right.m[1][1] + m[1][2] * right.m[2][1];
 180     result.m[1][2] = m[1][0] * right.m[0][2] + m[1][1] * right.m[1][2] + m[1][2] * right.m[2][2];
 181     result.m[1][3] = m[1][0] * right.m[0][3] + m[1][1] * right.m[1][3] + m[1][2] * right.m[2][3] + m[1][3];
 182     result.m[2][0] = m[2][0] * right.m[0][0] + m[2][1] * right.m[1][0] + m[2][2] * right.m[2][0];
 183     result.m[2][1] = m[2][0] * right.m[0][1] + m[2][1] * right.m[1][1] + m[2][2] * right.m[2][1];
 184     result.m[2][2] = m[2][0] * right.m[0][2] + m[2][1] * right.m[1][2] + m[2][2] * right.m[2][2];
 185     result.m[2][3] = m[2][0] * right.m[0][3] + m[2][1] * right.m[1][3] + m[2][2] * right.m[2][3] + m[2][3];
 186     result.alpha = alpha * right.alpha;
 187     result.identity = false;
 188     return result;
 189   }
 190
 191   inline void TransformPosition(float &x, float &y, float &z) const XBMC_FORCE_INLINE
 192   {
 193     float newX = m[0][0] * x + m[0][1] * y + m[0][2] * z + m[0][3];
 194     float newY = m[1][0] * x + m[1][1] * y + m[1][2] * z + m[1][3];
 195     z = m[2][0] * x + m[2][1] * y + m[2][2] * z + m[2][3];
 196     y = newY;
 197     x = newX;
 198   }
 199
 200   inline void TransformPositionUnscaled(float &x, float &y, float &z) const XBMC_FORCE_INLINE
 201   {
 202     float n;
 203     // calculate the norm of the transformed (but not translated) vectors involved
 204     n = sqrt(m[0][0]*m[0][0] + m[0][1]*m[0][1] + m[0][2]*m[0][2]);
 205     float newX = (m[0][0] * x + m[0][1] * y + m[0][2] * z)/n + m[0][3];
 206     n = sqrt(m[1][0]*m[1][0] + m[1][1]*m[1][1] + m[1][2]*m[1][2]);
 207     float newY = (m[1][0] * x + m[1][1] * y + m[1][2] * z)/n + m[1][3];
 208     n = sqrt(m[2][0]*m[2][0] + m[2][1]*m[2][1] + m[2][2]*m[2][2]);
 209     float newZ = (m[2][0] * x + m[2][1] * y + m[2][2] * z)/n + m[2][3];
 210     z = newZ;
 211     y = newY;
 212     x = newX;
 213   }
 214
 215   inline void InverseTransformPosition(float &x, float &y) const XBMC_FORCE_INLINE
 216   { // used for mouse - no way to find z
 217     x -= m[0][3]; y -= m[1][3];
 218     float detM = m[0][0]*m[1][1] - m[0][1]*m[1][0];
 219     float newX = (m[1][1] * x - m[0][1] * y)/detM;
 220     y = (-m[1][0] * x + m[0][0] * y)/detM;
 221     x = newX;
 222   }
 223
 224   inline float TransformXCoord(float x, float y, float z) const XBMC_FORCE_INLINE
 225   {
 226     return m[0][0] * x + m[0][1] * y + m[0][2] * z + m[0][3];
 227   }
 228
 229   inline float TransformYCoord(float x, float y, float z) const XBMC_FORCE_INLINE
 230   {
 231     return m[1][0] * x + m[1][1] * y + m[1][2] * z + m[1][3];
 232   }
 233
 234   inline float TransformZCoord(float x, float y, float z) const XBMC_FORCE_INLINE
 235   {
 236     return m[2][0] * x + m[2][1] * y + m[2][2] * z + m[2][3];
 237   }
 238
 239   inline color_t TransformAlpha(color_t colour) const XBMC_FORCE_INLINE
 240   {
 241     return (color_t)(colour * alpha);
 242   }
 243
 244   float m[3][4];
 245   float alpha;
 246   bool identity;
 247 };