src/engine/geometry.c

   1 #include "geometry.h"
   2
   3 #include <math.h>
   4 #include <stddef.h>
   5
   6 const float TAU = 6.28318530718f;
   7
   8
   9
  10 Transform identity() {
  11         return (Transform) { .a1 = 1.0f, .a2 = 0.0f, .a3 = 0.0f, .a4 = 0.0f,
  12                              .b1 = 0.0f, .b2 = 1.0f, .b3 = 0.0f, .b4 = 0.0f,
  13                              .c1 = 0.0f, .c2 = 0.0f, .c3 = 1.0f, .c4 = 0.0f,
  14                              .d1 = 0.0f, .d2 = 0.0f, .d3 = 0.0f, .d4 = 1.0f };
  15 }
  16
  17 Transform multiply(Transform t1, Transform t2) {
  18         GLfloat* a = (GLfloat*) &t1;
  19         GLfloat* b = (GLfloat*) &t2;
  20         Transform result;
  21         GLfloat* c = (GLfloat*) &result;
  22
  23         for (size_t row = 0; row < 4; ++row) {
  24                 for (size_t col = 0; col < 4; ++col) {
  25                         c[(row * 4) + col] =
  26                                 a[(row * 4) + 0] * b[(0 * 4) + col]
  27                                 + a[(row * 4) + 1] * b[(1 * 4) + col]
  28                                 + a[(row * 4) + 2] * b[(2 * 4) + col]
  29                                 + a[(row * 4) + 3] * b[(3 * 4) + col];
  30                 }
  31         }
  32         return result;
  33 }
  34
  35 void translate(Transform* transform, Vector3D vec) {
  36         *transform = multiply(
  37                 (Transform) { .a1 = 1.0f, .a2 = 0.0f, .a3 = 0.0f, .a4 = vec.x,
  38                               .b1 = 0.0f, .b2 = 1.0f, .b3 = 0.0f, .b4 = vec.y,
  39                               .c1 = 0.0f, .c2 = 0.0f, .c3 = 1.0f, .c4 = vec.z,
  40                               .d1 = 0.0f, .d2 = 0.0f, .d3 = 0.0f, .d4 = 1.0f },
  41                 *transform);
  42 }
  43
  44 void rotate(Transform* transform, Vector3D axis, float angle) {
  45         axis = normalized(axis);
  46         float l = axis.x;
  47         float m = axis.y;
  48         float n = axis.z;
  49         float sinA = sinf(angle);
  50         float cosA = cosf(angle);
  51         float omcA = 1 - cosA;
  52
  53         *transform = multiply(
  54                 (Transform) { l*l*omcA + cosA, m*l*omcA - n*sinA, n*l*omcA + m*sinA, 0.0f,
  55                               l*m*omcA + n*sinA, m*m*omcA + cosA, n*m*omcA - l*sinA, 0.0f,
  56                               l*n*omcA - m*sinA, m*n*omcA + l*sinA, n*n*omcA + cosA, 0.0f,
  57                               0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f },
  58                 *transform);
  59 }
  60
  61 Vector3D addVectors(Vector3D v1, Vector3D v2){
  62         return (Vector3D) { v1.x + v2.x, v1.y + v2.y, v1.z + v2.z };
  63 }
  64
  65 Vector3D subtractVectors(Vector3D v1, Vector3D v2) {
  66         return (Vector3D) { v1.x - v2.x, v1.y - v2.y, v1.z - v2.z };
  67 }
  68
  69 Vector3D crossProduct(Vector3D v1, Vector3D v2) {
  70         return (Vector3D) { .x = (v1.y * v2.z) - (v1.z * v2.y),
  71                             .y = (v1.z * v2.x) - (v1.x * v2.z),
  72                             .z = (v1.x * v2.y) - (v1.y * v2.x) };
  73 }
  74
  75 Vector3D applyTransform(Transform transform, Vector3D vec) {
  76         GLfloat* a = (GLfloat*) &transform;
  77         GLfloat b[4] = { vec.x, vec.y, vec.z, 1.0f };
  78         GLfloat c[4];
  79
  80         for (size_t row = 0; row < 4; ++row) {
  81                 c[row] =
  82                         a[(row * 4) + 0] * b[0]
  83                         + a[(row * 4) + 1] * b[1]
  84                         + a[(row * 4) + 2] * b[2]
  85                         + a[(row * 4) + 3] * b[3];
  86         }
  87         return (Vector3D) { c[0], c[1], c[2] };
  88 }
  89
  90 Vector3D translationOf(Transform transform) {
  91         return (Vector3D) { transform.a4, transform.b4, transform.c4 };
  92 }
  93
  94 Vector3D normalized(Vector3D vec) {
  95         float magnitude = sqrtf(vec.x * vec.x + vec.y * vec.y + vec.z * vec.z);
  96         return (Vector3D) {vec.x / magnitude, vec.y / magnitude, vec.z / magnitude};
  97 }