home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Amiga Format CD 52 / Amiga Format AFCD52 (Issue 136, May 2000).iso / -screenplay- / shareware / warpquake / warpquakesrc / mathlib.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  2000-02-29  |  13KB  |  586 lines
  1. /*
  2. Copyright (C) 1996-1997 Id Software, Inc.
  3.  
  4. This program is free software; you can redistribute it and/or
  5. modify it under the terms of the GNU General Public License
  6. as published by the Free Software Foundation; either version 2
  7. of the License, or (at your option) any later version.
  8.  
  9. This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10. but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11. MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  
  12.  
  13. See the GNU General Public License for more details.
  14.  
  15. You should have received a copy of the GNU General Public License
  16. along with this program; if not, write to the Free Software
  17. Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  18.  
  19. */
  20. // mathlib.c -- math primitives
  21.  
  22. #include <math.h>
  23. #include "quakedef.h"
  24.  
  25. void Sys_Error (char *error, ...);
  26.  
  27. vec3_t vec3_origin = {0,0,0};
  28. int nanmask = 255<<23;
  29.  
  30. /*-----------------------------------------------------------------*/
  31.  
  32. #define DEG2RAD( a ) ( a * M_PI ) / 180.0F
  33.  
  34. void ProjectPointOnPlane( vec3_t dst, const vec3_t p, const vec3_t normal )
  35. {
  36.     float d;
  37.     vec3_t n;
  38.     float inv_denom;
  39.  
  40.     inv_denom = 1.0F / DotProduct( normal, normal );
  41.  
  42.     d = DotProduct( normal, p ) * inv_denom;
  43.  
  44.     n[0] = normal[0] * inv_denom;
  45.     n[1] = normal[1] * inv_denom;
  46.     n[2] = normal[2] * inv_denom;
  47.  
  48.     dst[0] = p[0] - d * n[0];
  49.     dst[1] = p[1] - d * n[1];
  50.     dst[2] = p[2] - d * n[2];
  51. }
  52.  
  53. /*
  54. ** assumes "src" is normalized
  55. */
  56. void PerpendicularVector( vec3_t dst, const vec3_t src )
  57. {
  58.     int    pos;
  59.     int i;
  60.     float minelem = 1.0F;
  61.     vec3_t tempvec;
  62.  
  63.     /*
  64.     ** find the smallest magnitude axially aligned vector
  65.     */
  66.     for ( pos = 0, i = 0; i < 3; i++ )
  67.     {
  68.         if ( fabs( src[i] ) < minelem )
  69.         {
  70.             pos = i;
  71.             minelem = fabs( src[i] );
  72.         }
  73.     }
  74.     tempvec[0] = tempvec[1] = tempvec[2] = 0.0F;
  75.     tempvec[pos] = 1.0F;
  76.  
  77.     /*
  78.     ** project the point onto the plane defined by src
  79.     */
  80.     ProjectPointOnPlane( dst, tempvec, src );
  81.  
  82.     /*
  83.     ** normalize the result
  84.     */
  85.     VectorNormalize( dst );
  86. }
  87.  
  88. #ifdef _WIN32
  89. #pragma optimize( "", off )
  90. #endif
  91.  
  92.  
  93. void RotatePointAroundVector( vec3_t dst, const vec3_t dir, const vec3_t point, float degrees )
  94. {
  95.     float    m[3][3];
  96.     float    im[3][3];
  97.     float    zrot[3][3];
  98.     float    tmpmat[3][3];
  99.     float    rot[3][3];
  100.     int    i;
  101.     vec3_t vr, vup, vf;
  102.  
  103.     vf[0] = dir[0];
  104.     vf[1] = dir[1];
  105.     vf[2] = dir[2];
  106.  
  107.     PerpendicularVector( vr, dir );
  108.     CrossProduct( vr, vf, vup );
  109.  
  110.     m[0][0] = vr[0];
  111.     m[1][0] = vr[1];
  112.     m[2][0] = vr[2];
  113.  
  114.     m[0][1] = vup[0];
  115.     m[1][1] = vup[1];
  116.     m[2][1] = vup[2];
  117.  
  118.     m[0][2] = vf[0];
  119.     m[1][2] = vf[1];
  120.     m[2][2] = vf[2];
  121.  
  122.     memcpy( im, m, sizeof( im ) );
  123.  
  124.     im[0][1] = m[1][0];
  125.     im[0][2] = m[2][0];
  126.     im[1][0] = m[0][1];
  127.     im[1][2] = m[2][1];
  128.     im[2][0] = m[0][2];
  129.     im[2][1] = m[1][2];
  130.  
  131.     memset( zrot, 0, sizeof( zrot ) );
  132.     zrot[0][0] = zrot[1][1] = zrot[2][2] = 1.0F;
  133.  
  134.     zrot[0][0] = cos( DEG2RAD( degrees ) );
  135.     zrot[0][1] = sin( DEG2RAD( degrees ) );
  136.     zrot[1][0] = -sin( DEG2RAD( degrees ) );
  137.     zrot[1][1] = cos( DEG2RAD( degrees ) );
  138.  
  139.     R_ConcatRotations( m, zrot, tmpmat );
  140.     R_ConcatRotations( tmpmat, im, rot );
  141.  
  142.     for ( i = 0; i < 3; i++ )
  143.     {
  144.         dst[i] = rot[i][0] * point[0] + rot[i][1] * point[1] + rot[i][2] * point[2];
  145.     }
  146. }
  147.  
  148. #ifdef _WIN32
  149. #pragma optimize( "", on )
  150. #endif
  151.  
  152. /*-----------------------------------------------------------------*/
  153.  
  154.  
  155. float    anglemod(float a)
  156. {
  157. #if 0
  158.     if (a >= 0)
  159.         a -= 360*(int)(a/360);
  160.     else
  161.         a += 360*( 1 + (int)(-a/360) );
  162. #endif
  163.     a = (360.0/65536) * ((int)(a*(65536/360.0)) & 65535);
  164.     return a;
  165. }
  166.  
  167. /*
  168. ==================
  169. BOPS_Error
  170.  
  171. Split out like this for ASM to call.
  172. ==================
  173. */
  174. void BOPS_Error (void)
  175. {
  176.     Sys_Error ("BoxOnPlaneSide:  Bad signbits");
  177. }
  178.  
  179.  
  180. #if    !id386
  181.  
  182. /*
  183. ==================
  184. BoxOnPlaneSide
  185.  
  186. Returns 1, 2, or 1 + 2
  187. ==================
  188. */
  189. int BoxOnPlaneSide (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p)
  190. {
  191.     float    dist1, dist2;
  192.     int        sides;
  193.  
  194. #if 0    // this is done by the BOX_ON_PLANE_SIDE macro before calling this
  195.         // function
  196. // fast axial cases
  197.     if (p->type < 3)
  198.     {
  199.         if (p->dist <= emins[p->type])
  200.             return 1;
  201.         if (p->dist >= emaxs[p->type])
  202.             return 2;
  203.         return 3;
  204.     }
  205. #endif
  206.     
  207. // general case
  208.     switch (p->signbits)
  209.     {
  210.     case 0:
  211. dist1 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  212. dist2 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2];
  213.         break;
  214.     case 1:
  215. dist1 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  216. dist2 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2];
  217.         break;
  218.     case 2:
  219. dist1 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  220. dist2 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2];
  221.         break;
  222.     case 3:
  223. dist1 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  224. dist2 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2];
  225.         break;
  226.     case 4:
  227. dist1 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2];
  228. dist2 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  229.         break;
  230.     case 5:
  231. dist1 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2];
  232. dist2 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  233.         break;
  234.     case 6:
  235. dist1 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2];
  236. dist2 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  237.         break;
  238.     case 7:
  239. dist1 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2];
  240. dist2 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  241.         break;
  242.     default:
  243.         dist1 = dist2 = 0;        // shut up compiler
  244.         BOPS_Error ();
  245.         break;
  246.     }
  247.  
  248. #if 0
  249.     int        i;
  250.     vec3_t    corners[2];
  251.  
  252.     for (i=0 ; i<3 ; i++)
  253.     {
  254.         if (plane->normal[i] < 0)
  255.         {
  256.             corners[0][i] = emins[i];
  257.             corners[1][i] = emaxs[i];
  258.         }
  259.         else
  260.         {
  261.             corners[1][i] = emins[i];
  262.             corners[0][i] = emaxs[i];
  263.         }
  264.     }
  265.     dist = DotProduct (plane->normal, corners[0]) - plane->dist;
  266.     dist2 = DotProduct (plane->normal, corners[1]) - plane->dist;
  267.     sides = 0;
  268.     if (dist1 >= 0)
  269.         sides = 1;
  270.     if (dist2 < 0)
  271.         sides |= 2;
  272.  
  273. #endif
  274.  
  275.     sides = 0;
  276.     if (dist1 >= p->dist)
  277.         sides = 1;
  278.     if (dist2 < p->dist)
  279.         sides |= 2;
  280.  
  281. #ifdef PARANOID
  282. if (sides == 0)
  283.     Sys_Error ("BoxOnPlaneSide: sides==0");
  284. #endif
  285.  
  286.     return sides;
  287. }
  288.  
  289. #endif
  290.  
  291.  
  292. void AngleVectors (vec3_t angles, vec3_t forward, vec3_t right, vec3_t up)
  293. {
  294.     float        angle;
  295.     float        sr, sp, sy, cr, cp, cy;
  296.     
  297.     angle = angles[YAW] * (M_PI*2 / 360);
  298.     sy = sin(angle);
  299.     cy = cos(angle);
  300.     angle = angles[PITCH] * (M_PI*2 / 360);
  301.     sp = sin(angle);
  302.     cp = cos(angle);
  303.     angle = angles[ROLL] * (M_PI*2 / 360);
  304.     sr = sin(angle);
  305.     cr = cos(angle);
  306.  
  307.     forward[0] = cp*cy;
  308.     forward[1] = cp*sy;
  309.     forward[2] = -sp;
  310.     right[0] = (-1*sr*sp*cy+-1*cr*-sy);
  311.     right[1] = (-1*sr*sp*sy+-1*cr*cy);
  312.     right[2] = -1*sr*cp;
  313.     up[0] = (cr*sp*cy+-sr*-sy);
  314.     up[1] = (cr*sp*sy+-sr*cy);
  315.     up[2] = cr*cp;
  316. }
  317.  
  318. int VectorCompare (vec3_t v1, vec3_t v2)
  319. {
  320.     int        i;
  321.     
  322.     for (i=0 ; i<3 ; i++)
  323.         if (v1[i] != v2[i])
  324.             return 0;
  325.             
  326.     return 1;
  327. }
  328.  
  329. void VectorMA (vec3_t veca, float scale, vec3_t vecb, vec3_t vecc)
  330. {
  331.     vecc[0] = veca[0] + scale*vecb[0];
  332.     vecc[1] = veca[1] + scale*vecb[1];
  333.     vecc[2] = veca[2] + scale*vecb[2];
  334. }
  335.  
  336.  
  337. vec_t _DotProduct (vec3_t v1, vec3_t v2)
  338. {
  339.     return v1[0]*v2[0] + v1[1]*v2[1] + v1[2]*v2[2];
  340. }
  341.  
  342. void _VectorSubtract (vec3_t veca, vec3_t vecb, vec3_t out)
  343. {
  344.     out[0] = veca[0]-vecb[0];
  345.     out[1] = veca[1]-vecb[1];
  346.     out[2] = veca[2]-vecb[2];
  347. }
  348.  
  349. void _VectorAdd (vec3_t veca, vec3_t vecb, vec3_t out)
  350. {
  351.     out[0] = veca[0]+vecb[0];
  352.     out[1] = veca[1]+vecb[1];
  353.     out[2] = veca[2]+vecb[2];
  354. }
  355.  
  356. void _VectorCopy (vec3_t in, vec3_t out)
  357. {
  358.     out[0] = in[0];
  359.     out[1] = in[1];
  360.     out[2] = in[2];
  361. }
  362.  
  363. void CrossProduct (vec3_t v1, vec3_t v2, vec3_t cross)
  364. {
  365.     cross[0] = v1[1]*v2[2] - v1[2]*v2[1];
  366.     cross[1] = v1[2]*v2[0] - v1[0]*v2[2];
  367.     cross[2] = v1[0]*v2[1] - v1[1]*v2[0];
  368. }
  369.  
  370. double sqrt(double x);
  371.  
  372. vec_t Length(vec3_t v)
  373. {
  374.     int        i;
  375.     float    length;
  376.     
  377.     length = 0;
  378.     for (i=0 ; i< 3 ; i++)
  379.         length += v[i]*v[i];
  380.     length = sqrt (length);        // FIXME
  381.  
  382.     return length;
  383. }
  384.  
  385. float VectorNormalize (vec3_t v)
  386. {
  387.     float    length, ilength;
  388.  
  389.     length = v[0]*v[0] + v[1]*v[1] + v[2]*v[2];
  390.     length = sqrt (length);        // FIXME
  391.  
  392.     if (length)
  393.     {
  394.         ilength = 1/length;
  395.         v[0] *= ilength;
  396.         v[1] *= ilength;
  397.         v[2] *= ilength;
  398.     }
  399.         
  400.     return length;
  401.  
  402. }
  403.  
  404. void VectorInverse (vec3_t v)
  405. {
  406.     v[0] = -v[0];
  407.     v[1] = -v[1];
  408.     v[2] = -v[2];
  409. }
  410.  
  411. void VectorScale (vec3_t in, vec_t scale, vec3_t out)
  412. {
  413.     out[0] = in[0]*scale;
  414.     out[1] = in[1]*scale;
  415.     out[2] = in[2]*scale;
  416. }
  417.  
  418.  
  419. int Q_log2(int val)
  420. {
  421.     int answer=0;
  422.     while (val>>=1)
  423.         answer++;
  424.     return answer;
  425. }
  426.  
  427.  
  428. /*
  429. ================
  430. R_ConcatRotations
  431. ================
  432. */
  433. void R_ConcatRotations (float in1[3][3], float in2[3][3], float out[3][3])
  434. {
  435.     out[0][0] = in1[0][0] * in2[0][0] + in1[0][1] * in2[1][0] +
  436.                 in1[0][2] * in2[2][0];
  437.     out[0][1] = in1[0][0] * in2[0][1] + in1[0][1] * in2[1][1] +
  438.                 in1[0][2] * in2[2][1];
  439.     out[0][2] = in1[0][0] * in2[0][2] + in1[0][1] * in2[1][2] +
  440.                 in1[0][2] * in2[2][2];
  441.     out[1][0] = in1[1][0] * in2[0][0] + in1[1][1] * in2[1][0] +
  442.                 in1[1][2] * in2[2][0];
  443.     out[1][1] = in1[1][0] * in2[0][1] + in1[1][1] * in2[1][1] +
  444.                 in1[1][2] * in2[2][1];
  445.     out[1][2] = in1[1][0] * in2[0][2] + in1[1][1] * in2[1][2] +
  446.                 in1[1][2] * in2[2][2];
  447.     out[2][0] = in1[2][0] * in2[0][0] + in1[2][1] * in2[1][0] +
  448.                 in1[2][2] * in2[2][0];
  449.     out[2][1] = in1[2][0] * in2[0][1] + in1[2][1] * in2[1][1] +
  450.                 in1[2][2] * in2[2][1];
  451.     out[2][2] = in1[2][0] * in2[0][2] + in1[2][1] * in2[1][2] +
  452.                 in1[2][2] * in2[2][2];
  453. }
  454.  
  455.  
  456. /*
  457. ================
  458. R_ConcatTransforms
  459. ================
  460. */
  461. void R_ConcatTransforms (float in1[3][4], float in2[3][4], float out[3][4])
  462. {
  463.     out[0][0] = in1[0][0] * in2[0][0] + in1[0][1] * in2[1][0] +
  464.                 in1[0][2] * in2[2][0];
  465.     out[0][1] = in1[0][0] * in2[0][1] + in1[0][1] * in2[1][1] +
  466.                 in1[0][2] * in2[2][1];
  467.     out[0][2] = in1[0][0] * in2[0][2] + in1[0][1] * in2[1][2] +
  468.                 in1[0][2] * in2[2][2];
  469.     out[0][3] = in1[0][0] * in2[0][3] + in1[0][1] * in2[1][3] +
  470.                 in1[0][2] * in2[2][3] + in1[0][3];
  471.     out[1][0] = in1[1][0] * in2[0][0] + in1[1][1] * in2[1][0] +
  472.                 in1[1][2] * in2[2][0];
  473.     out[1][1] = in1[1][0] * in2[0][1] + in1[1][1] * in2[1][1] +
  474.                 in1[1][2] * in2[2][1];
  475.     out[1][2] = in1[1][0] * in2[0][2] + in1[1][1] * in2[1][2] +
  476.                 in1[1][2] * in2[2][2];
  477.     out[1][3] = in1[1][0] * in2[0][3] + in1[1][1] * in2[1][3] +
  478.                 in1[1][2] * in2[2][3] + in1[1][3];
  479.     out[2][0] = in1[2][0] * in2[0][0] + in1[2][1] * in2[1][0] +
  480.                 in1[2][2] * in2[2][0];
  481.     out[2][1] = in1[2][0] * in2[0][1] + in1[2][1] * in2[1][1] +
  482.                 in1[2][2] * in2[2][1];
  483.     out[2][2] = in1[2][0] * in2[0][2] + in1[2][1] * in2[1][2] +
  484.                 in1[2][2] * in2[2][2];
  485.     out[2][3] = in1[2][0] * in2[0][3] + in1[2][1] * in2[1][3] +
  486.                 in1[2][2] * in2[2][3] + in1[2][3];
  487. }
  488.  
  489.  
  490. /*
  491. ===================
  492. FloorDivMod
  493.  
  494. Returns mathematically correct (floor-based) quotient and remainder for
  495. numer and denom, both of which should contain no fractional part. The
  496. quotient must fit in 32 bits.
  497. ====================
  498. */
  499.  
  500. void FloorDivMod (double numer, double denom, int *quotient,
  501.         int *rem)
  502. {
  503.     int        q, r;
  504.     double    x;
  505.  
  506. #ifndef PARANOID
  507.     if (denom <= 0.0)
  508.         Sys_Error ("FloorDivMod: bad denominator %d\n", denom);
  509.  
  510. //    if ((floor(numer) != numer) || (floor(denom) != denom))
  511. //        Sys_Error ("FloorDivMod: non-integer numer or denom %f %f\n",
  512. //                numer, denom);
  513. #endif
  514.  
  515.     if (numer >= 0.0)
  516.     {
  517.  
  518.         x = floor(numer / denom);
  519.         q = (int)x;
  520.         r = (int)floor(numer - (x * denom));
  521.     }
  522.     else
  523.     {
  524.     //
  525.     // perform operations with positive values, and fix mod to make floor-based
  526.     //
  527.         x = floor(-numer / denom);
  528.         q = -(int)x;
  529.         r = (int)floor(-numer - (x * denom));
  530.         if (r != 0)
  531.         {
  532.             q--;
  533.             r = (int)denom - r;
  534.         }
  535.     }
  536.  
  537.     *quotient = q;
  538.     *rem = r;
  539. }
  540.  
  541.  
  542. /*
  543. ===================
  544. GreatestCommonDivisor
  545. ====================
  546. */
  547. int GreatestCommonDivisor (int i1, int i2)
  548. {
  549.     if (i1 > i2)
  550.     {
  551.         if (i2 == 0)
  552.             return (i1);
  553.         return GreatestCommonDivisor (i2, i1 % i2);
  554.     }
  555.     else
  556.     {
  557.         if (i1 == 0)
  558.             return (i2);
  559.         return GreatestCommonDivisor (i1, i2 % i1);
  560.     }
  561. }
  562.  
  563.  
  564. #if    !id386
  565.  
  566. // TODO: move to nonintel.c
  567.  
  568. /*
  569. ===================
  570. Invert24To16
  571.  
  572. Inverts an 8.24 value to a 16.16 value
  573. ====================
  574. */
  575.  
  576. fixed16_t Invert24To16(fixed16_t val)
  577. {
  578.     if (val < 256)
  579.         return (0xFFFFFFFF);
  580.  
  581.     return (fixed16_t)
  582.             (((double)0x10000 * (double)0x1000000 / (double)val) + 0.5);
  583. }
  584.  
  585. #endif
  586.