|
| 1 | +package simplify |
| 2 | + |
| 3 | +type Matrix struct { |
| 4 | + x00, x01, x02, x03 float64 |
| 5 | + x10, x11, x12, x13 float64 |
| 6 | + x20, x21, x22, x23 float64 |
| 7 | + x30, x31, x32, x33 float64 |
| 8 | +} |
| 9 | + |
| 10 | +func Identity() Matrix { |
| 11 | + return Matrix{ |
| 12 | + 1, 0, 0, 0, |
| 13 | + 0, 1, 0, 0, |
| 14 | + 0, 0, 1, 0, |
| 15 | + 0, 0, 0, 1} |
| 16 | +} |
| 17 | + |
| 18 | +func (m Matrix) QuadricError(v Vector) float64 { |
| 19 | + return (v.X*m.x00*v.X + v.Y*m.x10*v.X + v.Z*m.x20*v.X + m.x30*v.X + |
| 20 | + v.X*m.x01*v.Y + v.Y*m.x11*v.Y + v.Z*m.x21*v.Y + m.x31*v.Y + |
| 21 | + v.X*m.x02*v.Z + v.Y*m.x12*v.Z + v.Z*m.x22*v.Z + m.x32*v.Z + |
| 22 | + v.X*m.x03 + v.Y*m.x13 + v.Z*m.x23 + m.x33) |
| 23 | +} |
| 24 | + |
| 25 | +func (m Matrix) QuadricVector() Vector { |
| 26 | + n := Matrix{ |
| 27 | + m.x00, m.x01, m.x02, m.x03, |
| 28 | + m.x10, m.x11, m.x12, m.x13, |
| 29 | + m.x20, m.x21, m.x22, m.x23, |
| 30 | + 0, 0, 0, 1, |
| 31 | + } |
| 32 | + return n.Inverse().MulPosition(Vector{}) |
| 33 | +} |
| 34 | + |
| 35 | +func (a Matrix) Add(b Matrix) Matrix { |
| 36 | + return Matrix{ |
| 37 | + a.x00 + b.x00, a.x10 + b.x10, a.x20 + b.x20, a.x30 + b.x30, |
| 38 | + a.x01 + b.x01, a.x11 + b.x11, a.x21 + b.x21, a.x31 + b.x31, |
| 39 | + a.x02 + b.x02, a.x12 + b.x12, a.x22 + b.x22, a.x32 + b.x32, |
| 40 | + a.x03 + b.x03, a.x13 + b.x13, a.x23 + b.x23, a.x33 + b.x33, |
| 41 | + } |
| 42 | +} |
| 43 | + |
| 44 | +func (a Matrix) Mul(b Matrix) Matrix { |
| 45 | + m := Matrix{} |
| 46 | + m.x00 = a.x00*b.x00 + a.x01*b.x10 + a.x02*b.x20 + a.x03*b.x30 |
| 47 | + m.x10 = a.x10*b.x00 + a.x11*b.x10 + a.x12*b.x20 + a.x13*b.x30 |
| 48 | + m.x20 = a.x20*b.x00 + a.x21*b.x10 + a.x22*b.x20 + a.x23*b.x30 |
| 49 | + m.x30 = a.x30*b.x00 + a.x31*b.x10 + a.x32*b.x20 + a.x33*b.x30 |
| 50 | + m.x01 = a.x00*b.x01 + a.x01*b.x11 + a.x02*b.x21 + a.x03*b.x31 |
| 51 | + m.x11 = a.x10*b.x01 + a.x11*b.x11 + a.x12*b.x21 + a.x13*b.x31 |
| 52 | + m.x21 = a.x20*b.x01 + a.x21*b.x11 + a.x22*b.x21 + a.x23*b.x31 |
| 53 | + m.x31 = a.x30*b.x01 + a.x31*b.x11 + a.x32*b.x21 + a.x33*b.x31 |
| 54 | + m.x02 = a.x00*b.x02 + a.x01*b.x12 + a.x02*b.x22 + a.x03*b.x32 |
| 55 | + m.x12 = a.x10*b.x02 + a.x11*b.x12 + a.x12*b.x22 + a.x13*b.x32 |
| 56 | + m.x22 = a.x20*b.x02 + a.x21*b.x12 + a.x22*b.x22 + a.x23*b.x32 |
| 57 | + m.x32 = a.x30*b.x02 + a.x31*b.x12 + a.x32*b.x22 + a.x33*b.x32 |
| 58 | + m.x03 = a.x00*b.x03 + a.x01*b.x13 + a.x02*b.x23 + a.x03*b.x33 |
| 59 | + m.x13 = a.x10*b.x03 + a.x11*b.x13 + a.x12*b.x23 + a.x13*b.x33 |
| 60 | + m.x23 = a.x20*b.x03 + a.x21*b.x13 + a.x22*b.x23 + a.x23*b.x33 |
| 61 | + m.x33 = a.x30*b.x03 + a.x31*b.x13 + a.x32*b.x23 + a.x33*b.x33 |
| 62 | + return m |
| 63 | +} |
| 64 | + |
| 65 | +func (a Matrix) MulPosition(b Vector) Vector { |
| 66 | + x := a.x00*b.X + a.x01*b.Y + a.x02*b.Z + a.x03 |
| 67 | + y := a.x10*b.X + a.x11*b.Y + a.x12*b.Z + a.x13 |
| 68 | + z := a.x20*b.X + a.x21*b.Y + a.x22*b.Z + a.x23 |
| 69 | + return Vector{x, y, z} |
| 70 | +} |
| 71 | + |
| 72 | +func (a Matrix) MulDirection(b Vector) Vector { |
| 73 | + x := a.x00*b.X + a.x01*b.Y + a.x02*b.Z |
| 74 | + y := a.x10*b.X + a.x11*b.Y + a.x12*b.Z |
| 75 | + z := a.x20*b.X + a.x21*b.Y + a.x22*b.Z |
| 76 | + return Vector{x, y, z}.Normalize() |
| 77 | +} |
| 78 | + |
| 79 | +func (a Matrix) Transpose() Matrix { |
| 80 | + return Matrix{ |
| 81 | + a.x00, a.x10, a.x20, a.x30, |
| 82 | + a.x01, a.x11, a.x21, a.x31, |
| 83 | + a.x02, a.x12, a.x22, a.x32, |
| 84 | + a.x03, a.x13, a.x23, a.x33} |
| 85 | +} |
| 86 | + |
| 87 | +func (a Matrix) Determinant() float64 { |
| 88 | + return (a.x00*a.x11*a.x22*a.x33 - a.x00*a.x11*a.x23*a.x32 + |
| 89 | + a.x00*a.x12*a.x23*a.x31 - a.x00*a.x12*a.x21*a.x33 + |
| 90 | + a.x00*a.x13*a.x21*a.x32 - a.x00*a.x13*a.x22*a.x31 - |
| 91 | + a.x01*a.x12*a.x23*a.x30 + a.x01*a.x12*a.x20*a.x33 - |
| 92 | + a.x01*a.x13*a.x20*a.x32 + a.x01*a.x13*a.x22*a.x30 - |
| 93 | + a.x01*a.x10*a.x22*a.x33 + a.x01*a.x10*a.x23*a.x32 + |
| 94 | + a.x02*a.x13*a.x20*a.x31 - a.x02*a.x13*a.x21*a.x30 + |
| 95 | + a.x02*a.x10*a.x21*a.x33 - a.x02*a.x10*a.x23*a.x31 + |
| 96 | + a.x02*a.x11*a.x23*a.x30 - a.x02*a.x11*a.x20*a.x33 - |
| 97 | + a.x03*a.x10*a.x21*a.x32 + a.x03*a.x10*a.x22*a.x31 - |
| 98 | + a.x03*a.x11*a.x22*a.x30 + a.x03*a.x11*a.x20*a.x32 - |
| 99 | + a.x03*a.x12*a.x20*a.x31 + a.x03*a.x12*a.x21*a.x30) |
| 100 | +} |
| 101 | + |
| 102 | +func (a Matrix) Inverse() Matrix { |
| 103 | + m := Matrix{} |
| 104 | + d := a.Determinant() |
| 105 | + m.x00 = (a.x12*a.x23*a.x31 - a.x13*a.x22*a.x31 + a.x13*a.x21*a.x32 - a.x11*a.x23*a.x32 - a.x12*a.x21*a.x33 + a.x11*a.x22*a.x33) / d |
| 106 | + m.x01 = (a.x03*a.x22*a.x31 - a.x02*a.x23*a.x31 - a.x03*a.x21*a.x32 + a.x01*a.x23*a.x32 + a.x02*a.x21*a.x33 - a.x01*a.x22*a.x33) / d |
| 107 | + m.x02 = (a.x02*a.x13*a.x31 - a.x03*a.x12*a.x31 + a.x03*a.x11*a.x32 - a.x01*a.x13*a.x32 - a.x02*a.x11*a.x33 + a.x01*a.x12*a.x33) / d |
| 108 | + m.x03 = (a.x03*a.x12*a.x21 - a.x02*a.x13*a.x21 - a.x03*a.x11*a.x22 + a.x01*a.x13*a.x22 + a.x02*a.x11*a.x23 - a.x01*a.x12*a.x23) / d |
| 109 | + m.x10 = (a.x13*a.x22*a.x30 - a.x12*a.x23*a.x30 - a.x13*a.x20*a.x32 + a.x10*a.x23*a.x32 + a.x12*a.x20*a.x33 - a.x10*a.x22*a.x33) / d |
| 110 | + m.x11 = (a.x02*a.x23*a.x30 - a.x03*a.x22*a.x30 + a.x03*a.x20*a.x32 - a.x00*a.x23*a.x32 - a.x02*a.x20*a.x33 + a.x00*a.x22*a.x33) / d |
| 111 | + m.x12 = (a.x03*a.x12*a.x30 - a.x02*a.x13*a.x30 - a.x03*a.x10*a.x32 + a.x00*a.x13*a.x32 + a.x02*a.x10*a.x33 - a.x00*a.x12*a.x33) / d |
| 112 | + m.x13 = (a.x02*a.x13*a.x20 - a.x03*a.x12*a.x20 + a.x03*a.x10*a.x22 - a.x00*a.x13*a.x22 - a.x02*a.x10*a.x23 + a.x00*a.x12*a.x23) / d |
| 113 | + m.x20 = (a.x11*a.x23*a.x30 - a.x13*a.x21*a.x30 + a.x13*a.x20*a.x31 - a.x10*a.x23*a.x31 - a.x11*a.x20*a.x33 + a.x10*a.x21*a.x33) / d |
| 114 | + m.x21 = (a.x03*a.x21*a.x30 - a.x01*a.x23*a.x30 - a.x03*a.x20*a.x31 + a.x00*a.x23*a.x31 + a.x01*a.x20*a.x33 - a.x00*a.x21*a.x33) / d |
| 115 | + m.x22 = (a.x01*a.x13*a.x30 - a.x03*a.x11*a.x30 + a.x03*a.x10*a.x31 - a.x00*a.x13*a.x31 - a.x01*a.x10*a.x33 + a.x00*a.x11*a.x33) / d |
| 116 | + m.x23 = (a.x03*a.x11*a.x20 - a.x01*a.x13*a.x20 - a.x03*a.x10*a.x21 + a.x00*a.x13*a.x21 + a.x01*a.x10*a.x23 - a.x00*a.x11*a.x23) / d |
| 117 | + m.x30 = (a.x12*a.x21*a.x30 - a.x11*a.x22*a.x30 - a.x12*a.x20*a.x31 + a.x10*a.x22*a.x31 + a.x11*a.x20*a.x32 - a.x10*a.x21*a.x32) / d |
| 118 | + m.x31 = (a.x01*a.x22*a.x30 - a.x02*a.x21*a.x30 + a.x02*a.x20*a.x31 - a.x00*a.x22*a.x31 - a.x01*a.x20*a.x32 + a.x00*a.x21*a.x32) / d |
| 119 | + m.x32 = (a.x02*a.x11*a.x30 - a.x01*a.x12*a.x30 - a.x02*a.x10*a.x31 + a.x00*a.x12*a.x31 + a.x01*a.x10*a.x32 - a.x00*a.x11*a.x32) / d |
| 120 | + m.x33 = (a.x01*a.x12*a.x20 - a.x02*a.x11*a.x20 + a.x02*a.x10*a.x21 - a.x00*a.x12*a.x21 - a.x01*a.x10*a.x22 + a.x00*a.x11*a.x22) / d |
| 121 | + return m |
| 122 | +} |
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