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C/C++ Source or Header  |  1995-06-29  |  7KB  |  272 lines
  1. #ifndef _vec3_h
  2. #define _vec3_h
  3.  
  4. #ifndef _real_h
  5. #    include "real.h"
  6. #endif
  7.  
  8. //
  9. // -------------------------------------------------------------------------
  10. // class Vec3 : 3-dimensionale Vektorklasse
  11. // -------------------------------------------------------------------------
  12. //
  13. /*
  14.  
  15.                         Z
  16.                        |   Y
  17.                        |  /
  18.                        | /
  19.                        |/
  20.                     ---|------------X
  21.                       /|
  22.  
  23.  */
  24.  
  25. #if (Vec3IsVector)
  26.  
  27. #ifndef _vector_h
  28. #    include "vector.h"
  29. #endif
  30.  
  31. class Vec3 : public Vector {
  32.     public:
  33.  
  34.         const Real &X() const         { return data[0]; }
  35.         const Real &Y() const         { return data[1]; }
  36.         const Real &Z() const         { return data[2]; }
  37.  
  38.         Vec3( const Real &l, const Real &b );    // Polarkoordinaten-Konstruktor (Norm)
  39.         Vec3( double x, double y, double z ) : Vector( 3, x, y, z ) {}
  40.         Vec3( const Vector &v ) : Vector(v)        { Resize(3); }
  41.         Vec3()                                            {}
  42.  
  43.         const Vec3& operator=(const Vector &v)
  44.             { Vector::operator=(v); return *this; }
  45.  
  46.         static Real AngleRad( const Real &x, const Real &y );
  47.  
  48.         void GetPolarRad( Real *l, Real *b ) const ;
  49.         void GetPolarRad( Real *l, Real *b, Real *r );
  50.         void GetPolarDeg( Real *l, Real *b ) const {
  51.             GetPolarRad(l,b);
  52.             *l *= Real(180/M_PI);
  53.             *b *= Real(180/M_PI);
  54.         }
  55.         void GetPolarDeg( Real *l, Real *b, Real *r ) {
  56.             GetPolarRad(l,b,r);
  57.             *l *= Real(180/M_PI);
  58.             *b *= Real(180/M_PI);
  59.         }
  60.  
  61.         Vec3 XTurnAngleRad( const Real &angle ) const;
  62.         Vec3 XTurnAngleDeg( const Real &angle ) const
  63.             { return XTurnAngleRad(angle/Real(180/M_PI)); }
  64.         Vec3 YTurnAngleRad( const Real &angle ) const;
  65.         Vec3 YTurnAngleDeg( const Real &angle ) const
  66.             { return YTurnAngleRad(angle/Real(180/M_PI)); }
  67.         Vec3 ZTurnAngleRad( const Real &angle ) const;
  68.         Vec3 ZTurnAngleDeg( const Real &angle ) const
  69.             { return ZTurnAngleRad(angle/Real(180/M_PI)); }
  70.  
  71.  
  72.         Real AngleRadTo( Vec3 &d );
  73.         Real AngleDegTo( Vec3 &d )        { return AngleRadTo(d)*Real(180.0/M_PI); }
  74. };
  75.  
  76. #else
  77.  
  78. class Vec3 {
  79.     private:
  80.         Real    x_val;
  81.         Real    y_val;
  82.         Real    z_val;
  83. //    protected:
  84.         Real    norm;        // Cache zur optimierten Berechnen von Norm() wird der Wert
  85.     public:
  86.  
  87.         const Real &X() const         { return x_val; }
  88.         const Real &Y() const         { return y_val; }
  89.         const Real &Z() const         { return z_val; }
  90.  
  91.         int    IsZero() const            { return X()==0.0&&Y()==0.0&&Z()==0.0; }
  92.  
  93.         Vec3( const Real &l, const Real &b );    // Polarkoordinaten-Konstruktor (Norm)
  94.         Vec3( const Real &x, const Real &y, const Real &z, Real n=0.0 )
  95.                                             { x_val=x; y_val=y; z_val=z; norm=n; }
  96.         Vec3( const Vec3 &v )        { x_val=v.X(); y_val=v.Y(); z_val=v.Z();
  97.                                               norm=v.norm; }
  98.         Vec3()                            { }
  99.  
  100.         static Real AngleRad( const Real &x, const Real &y );
  101.  
  102.         void GetPolarRad( Real *l, Real *b ) const ;
  103.         void GetPolarRad( Real *l, Real *b, Real *r );
  104.         void GetPolarDeg( Real *l, Real *b ) const {
  105.             GetPolarRad(l,b);
  106.             *l *= Real(180/M_PI);
  107.             *b *= Real(180/M_PI);
  108.         }
  109.         void GetPolarDeg( Real *l, Real *b, Real *r ) {
  110.             GetPolarRad(l,b,r);
  111.             *l *= Real(180/M_PI);
  112.             *b *= Real(180/M_PI);
  113.         }
  114.  
  115.         Vec3 XTurnAngleRad( const Real &angle ) const;
  116.         Vec3 XTurnAngleDeg( const Real &angle ) const
  117.             { return XTurnAngleRad(angle/Real(180/M_PI)); }
  118.         Vec3 YTurnAngleRad( const Real &angle ) const;
  119.         Vec3 YTurnAngleDeg( const Real &angle ) const
  120.             { return YTurnAngleRad(angle/Real(180/M_PI)); }
  121.         Vec3 ZTurnAngleRad( const Real &angle ) const;
  122.         Vec3 ZTurnAngleDeg( const Real &angle ) const
  123.             { return ZTurnAngleRad(angle/Real(180/M_PI)); }
  124.  
  125.         Real SqrNorm() const;
  126.         Real Norm();
  127.         Vec3 Norm1();
  128.  
  129.         Real AngleRadTo( Vec3 &d );
  130.         Real AngleDegTo( Vec3 &d )        { return AngleRadTo(d)*Real(180.0/M_PI); }
  131.  
  132.     inline const Vec3& operator=(const Vec3 &v);
  133.  
  134.     // Binary Operator Functions
  135.  
  136.     inline Vec3 operator+(const Vec3&) const;
  137.     inline Vec3 operator-(const Vec3&) const;
  138.  
  139. #ifndef _TURBOC_
  140.     friend inline Real operator*(const Vec3&, const Vec3&);
  141.     friend inline Vec3 operator*(const Real&, const Vec3&);
  142.     friend inline int operator==(const Vec3&, const Vec3&);
  143.     friend inline int operator!=(const Vec3&, const Vec3&);
  144. #else
  145.     friend Real operator*(const Vec3&, const Vec3&);
  146.     friend Vec3 operator*(const Real&, const Vec3&);
  147.     friend int operator==(const Vec3&, const Vec3&);
  148.     friend int operator!=(const Vec3&, const Vec3&);
  149. #endif
  150.     inline Vec3 operator*(const Real&) const;
  151.     inline Vec3 operator/(const Real&) const;
  152.  
  153.     inline const Vec3& operator+=(const Vec3&);
  154.     inline const Vec3& operator-=(const Vec3&);
  155.     inline const Vec3& operator*=(const Real&);
  156.     inline const Vec3& operator/=(const Real&);
  157.     inline Vec3 operator+() const;
  158.     inline Vec3 operator-() const;
  159.  
  160. };
  161.  
  162. inline const Vec3& Vec3::operator=(const Vec3 &v) {
  163.     x_val = v.x_val;
  164.     y_val = v.y_val;
  165.     z_val = v.z_val;
  166.     norm  = 0.0;
  167.     return *this;
  168. }
  169.  
  170. inline Vec3 Vec3::operator+() const
  171. {
  172.     return *this;
  173. }
  174.  
  175. inline Vec3 Vec3::operator-() const
  176. {
  177.     return Vec3(-x_val, -y_val, -z_val, norm);
  178. }
  179.  
  180.  
  181. // Definitions of compound-assignment operator member functions
  182.  
  183. inline const Vec3& Vec3::operator+=(const Vec3& z2)
  184. {
  185.     x_val += z2.x_val;
  186.     y_val += z2.y_val;
  187.     z_val += z2.z_val;
  188.     norm   = 0.0;
  189.     return *this;
  190. }
  191.  
  192. inline const Vec3& Vec3::operator-=(const Vec3& z2)
  193. {
  194.     x_val -= z2.x_val;
  195.     y_val -= z2.y_val;
  196.     z_val -= z2.z_val;
  197.     norm   = 0.0;
  198.     return *this;
  199. }
  200.  
  201. inline const Vec3& Vec3::operator*=(const Real& val)
  202. {
  203.     x_val *= val;
  204.     y_val *= val;
  205.     z_val *= val;
  206.     norm  *= val;
  207.     return *this;
  208. }
  209.  
  210. inline const Vec3& Vec3::operator/=(const Real& val)
  211. {
  212.     x_val /= val;
  213.     y_val /= val;
  214.     z_val /= val;
  215.     norm  /= val;
  216.     return *this;
  217. }
  218.  
  219.  
  220. // Definitions of non-member binary operator functions
  221.  
  222. inline Vec3 Vec3::operator+(const Vec3& z2) const
  223. {
  224.           return Vec3(x_val + z2.x_val, y_val + z2.y_val, z_val + z2.z_val);
  225. }
  226. inline Vec3 Vec3::operator-(const Vec3& z2) const
  227. {
  228.           return Vec3(x_val - z2.x_val, y_val - z2.y_val, z_val - z2.z_val);
  229. }
  230.  
  231.  
  232. inline Real operator*(const Vec3& z1, const Vec3& z2)
  233. {
  234.           return z1.x_val*z2.x_val + z1.y_val*z2.y_val + z1.z_val*z2.z_val;
  235. }
  236. inline Vec3 Vec3::operator*(const Real& val2) const
  237. {
  238.           return Vec3(x_val*val2, y_val*val2, z_val*val2, norm*val2);
  239. }
  240. inline Vec3 operator*(const Real& val, const Vec3& z2)
  241. {
  242.           return Vec3(z2.x_val*val, z2.y_val*val, z2.z_val*val);
  243. }
  244.  
  245. inline Vec3 Vec3::operator/(const Real& val) const
  246. {
  247.           return Vec3(x_val/val, y_val/val, z_val/val, norm/val);
  248. }
  249.  
  250. inline int operator==(const Vec3& z1, const Vec3& z2)
  251. {
  252.           return z1.x_val == z2.x_val && z1.y_val == z2.y_val && z1.z_val == z2.z_val;
  253. }
  254.  
  255. inline int operator!=(const Vec3& z1, const Vec3& z2)
  256. {
  257.           return z1.x_val != z2.x_val || z1.y_val != z2.y_val || z1.z_val != z2.z_val;
  258. }
  259.  
  260. inline Real Vec3::SqrNorm() const    { return X()*X()+Y()*Y()+Z()*Z(); }
  261. inline Real Vec3::Norm() {
  262.     if (norm==0.0)    norm=sqrt(SqrNorm());
  263.     return norm;
  264. }
  265. inline Vec3 Vec3::Norm1() { return *this / Norm(); }
  266.  
  267. #endif
  268.  
  269. extern Vec3 Vec3Zero;
  270.  
  271. #endif
  272.