checkpoint
[anneal.git] / src / edu / berkeley / qfat / geom / Matrix.java
index a00eb4a..e52b895 100644 (file)
@@ -1,4 +1,5 @@
 package edu.berkeley.qfat.geom;
+import javax.media.opengl.*;
 
 // FEATURE: precompute/cache determinant?
 
@@ -16,10 +17,21 @@ public class Matrix {
     public final float a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p;
 
     /** the zero matrix */
-    public static final Matrix ZERO = new Matrix(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
+    public static final Matrix ZERO          = new Matrix(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0);
 
     /** the identity matrix */
-    public static final Matrix ONE  = new Matrix(1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1);
+    public static final Matrix ONE           = new Matrix(1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1);
+
+    /** the identity matrix */
+    public static final Matrix NEGATIVE_ONE  = new Matrix(-1,0,0,0,0,-1,0,0,0,0,-1,0,0,0,0,1);
+
+    public Matrix(double a, double b, double c, double d, double e, double f, double g,
+                  double h, double i, double j, double k, double l, double m, double n, double o, double p) {
+        this((float)a, (float)b, (float)c, (float)d,
+             (float)e, (float)f, (float)g, (float)h,
+             (float)i, (float)j, (float)k, (float)l,
+             (float)m, (float)n, (float)o, (float)p);
+    }
 
     public Matrix(float a, float b, float c, float d, float e, float f, float g,
                   float h, float i, float j, float k, float l, float m, float n, float o, float p) {
@@ -68,6 +80,22 @@ public class Matrix {
                           0, 0, 0, 1);
     }
 
+    public static Matrix reflect(Vec v) {
+        Vec reflectionPlaneNormal = v.norm();
+        float a = reflectionPlaneNormal.x;
+        float b = reflectionPlaneNormal.y;
+        float c = reflectionPlaneNormal.z;
+        return
+                new Matrix( 1-2*a*a,  -2*a*b,  -2*a*c, 0,
+                            -2*a*b,  1-2*b*b,  -2*b*c, 0,
+                            -2*a*c,   -2*b*c, 1-2*c*c, 0,
+                            0,       0,       0,       1);
+    }
+
+    public Vec getTranslationalComponent() {
+        return new Vec(d, h, l);
+    }
+
     public Matrix plus(Matrix x) {
         return new Matrix(a+x.a, b+x.b, c+x.c, d+x.d, e+x.e, f+x.f, g+x.g, h+x.h, i+x.i, j+x.j, k+x.k, l+x.l, m+x.m, n+x.n, o+x.o, p+x.p);
     }
@@ -91,9 +119,11 @@ public class Matrix {
     /** discards bottom row */
     public Point times(Point p) {
         // discards bottom row
-        return new Point(a*p.x + b*p.y + c*p.z + d,
-                         e*p.x + f*p.y + g*p.z + h,
-                         i*p.x + j*p.y + k*p.z + l);
+        double x = a*p.x + b*p.y + c*p.z + d;
+        double y = e*p.x + f*p.y + g*p.z + h;
+        double z = i*p.x + j*p.y + k*p.z + l;
+        double q = m*p.x + n*p.y + o*p.z + this.p;
+        return new Point(x/q, y/q, z/q);
     }
 
     /** discards bottom row */
@@ -103,6 +133,14 @@ public class Matrix {
                        i*p.x + j*p.y + k*p.z + l);
     }
 
+    public Matrix preMultiplyTranslationalComponentBy(Matrix mm) {
+        Vec v = mm.times(getTranslationalComponent());
+        return new Matrix(a, b, c, v.x,
+                          e, f, g, v.y,
+                          i, j, k, v.z,
+                          m, n, o, 1);
+    }
+
     /** multiply by another matrix */
     public Matrix times(Matrix z) {
         float t00 = a;
@@ -222,4 +260,104 @@ public class Matrix {
             .times(1/determinant);
     }
 
+    public String toString() {
+        return
+            "\n [ " + a + "\t" + b + "\t" + c + "\t" + d + "\t" + "]" + 
+            "\n [ " + e + "\t" + f + "\t" + g + "\t" + h + "\t" + "]" + 
+            "\n [ " + i + "\t" + j + "\t" + k + "\t" + l + "\t" + "]" + 
+            "\n [ " + m + "\t" + n + "\t" + o + "\t" + p + "\t" + "]\n";
+    }
+
+    public boolean equals(Object oo) {
+        if (oo==null) return false;
+        if (!(oo instanceof Matrix)) return false;
+        Matrix z = (Matrix)oo;
+        return
+            near(a,z.a) && 
+            near(b,z.b) && 
+            near(c,z.c) && 
+            near(d,z.d) && 
+            near(e,z.e) && 
+            near(f,z.f) && 
+            near(g,z.g) && 
+            near(h,z.h) && 
+            near(i,z.i) && 
+            near(j,z.j) && 
+            near(k,z.k) && 
+            near(l,z.l) && 
+            near(m,z.m) && 
+            near(n,z.n) && 
+            near(o,z.o) && 
+            near(p,z.p);
+    }
+    private static final float EPSILON = 0.001f;
+    private static boolean near(float a, float b) { return Math.abs(a-b)<EPSILON; }
+
+    public int hashCode() {
+        return
+            Float.floatToIntBits(a) ^
+            Float.floatToIntBits(b) ^
+            Float.floatToIntBits(c) ^
+            Float.floatToIntBits(d) ^
+            Float.floatToIntBits(e) ^
+            Float.floatToIntBits(f) ^
+            Float.floatToIntBits(g) ^
+            Float.floatToIntBits(h) ^
+            Float.floatToIntBits(i) ^
+            Float.floatToIntBits(j) ^
+            Float.floatToIntBits(k) ^
+            Float.floatToIntBits(l) ^
+            Float.floatToIntBits(m) ^
+            Float.floatToIntBits(n) ^
+            Float.floatToIntBits(o) ^
+            Float.floatToIntBits(p);
+    }
+
+    public static Matrix getProjectionMatrix(GL gl) {
+        int view[] = new int[4];
+        double mvmatrix[] = new double[16];
+        double projmatrix[] = new double[16];
+        gl.glGetIntegerv(GL.GL_VIEWPORT, view, 0);
+        gl.glGetDoublev(GL.GL_MODELVIEW_MATRIX, mvmatrix, 0);
+        gl.glGetDoublev(GL.GL_PROJECTION_MATRIX, projmatrix, 0);
+        Matrix m = new Matrix(mvmatrix[0],
+                              mvmatrix[4],
+                              mvmatrix[8],
+                              mvmatrix[12],
+                              mvmatrix[1],
+                              mvmatrix[5],
+                              mvmatrix[9],
+                              mvmatrix[13],
+                              mvmatrix[2],
+                              mvmatrix[6],
+                              mvmatrix[10],
+                              mvmatrix[14],
+                              mvmatrix[3],
+                              mvmatrix[7],
+                              mvmatrix[11],
+                              mvmatrix[15]);
+        Matrix p = new Matrix(projmatrix[0],
+                              projmatrix[4],
+                              projmatrix[8],
+                              projmatrix[12],
+                              projmatrix[1],
+                              projmatrix[5],
+                              projmatrix[9],
+                              projmatrix[13],
+                              projmatrix[2],
+                              projmatrix[6],
+                              projmatrix[10],
+                              projmatrix[14],
+                              projmatrix[3],
+                              projmatrix[7],
+                              projmatrix[11],
+                              projmatrix[15]);
+        Matrix z =
+            new Matrix(0.5*view[2], 0,           0,   view[0]+view[2]*0.5,
+                       0,           0.5*view[3], 0,   view[1]+view[3]*0.5,
+                       0,           0,           0.5, 0.5,
+                       0,           0,           0,   1);
+        return z.times(p).times(m);
+    }
+
 }