home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ AmigActive 6 / AACD06.ISO / AACD / System / Mesa-3.1 / src-glu / project.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1999-09-13  |  11KB  |  352 lines
  1. /* $Id: project.c,v 1.2 1999/09/14 00:10:31 brianp Exp $ */
  2.  
  3. /*
  4.  * Mesa 3-D graphics library
  5.  * Version:  3.1
  6.  * Copyright (C) 1995-1999  Brian Paul
  7.  *
  8.  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  9.  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
  10.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11.  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  12.  *
  13.  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  14.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16.  * Library General Public License for more details.
  17.  *
  18.  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  19.  * License along with this library; if not, write to the Free
  20.  * Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21.  */
  22.  
  23.  
  24. /*
  25.  * $Log: project.c,v $
  26.  * Revision 1.2  1999/09/14 00:10:31  brianp
  27.  * added gluUnProject4()
  28.  *
  29.  * Revision 1.1.1.1  1999/08/19 00:55:42  jtg
  30.  * Imported sources
  31.  *
  32.  * Revision 1.7  1999/01/03 03:23:15  brianp
  33.  * now using GLAPIENTRY and GLCALLBACK keywords (Ted Jump)
  34.  *
  35.  * Revision 1.6  1998/07/08 01:43:43  brianp
  36.  * new version of invert_matrix()  (also in src/matrix.c)
  37.  *
  38.  * Revision 1.5  1997/07/24 01:28:44  brianp
  39.  * changed precompiled header symbol from PCH to PC_HEADER
  40.  *
  41.  * Revision 1.4  1997/05/28 02:29:38  brianp
  42.  * added support for precompiled headers (PCH), inserted APIENTRY keyword
  43.  *
  44.  * Revision 1.3  1997/04/11 23:22:42  brianp
  45.  * added divide by zero checks to gluProject() and gluUnproject()
  46.  *
  47.  * Revision 1.2  1997/01/29 19:05:29  brianp
  48.  * faster invert_matrix() function from Stephane Rehel
  49.  *
  50.  * Revision 1.1  1996/09/27 01:19:39  brianp
  51.  * Initial revision
  52.  *
  53.  */
  54.  
  55.  
  56. #ifdef PC_HEADER
  57. #include "all.h"
  58. #else
  59. #include <stdio.h>
  60. #include <string.h>
  61. #include <math.h>
  62. #include "gluP.h"
  63. #endif
  64.  
  65.  
  66. /*
  67.  * This code was contributed by Marc Buffat (buffat@mecaflu.ec-lyon.fr).
  68.  * Thanks Marc!!!
  69.  */
  70.  
  71.  
  72.  
  73. /* implementation de gluProject et gluUnproject */
  74. /* M. Buffat 17/2/95 */
  75.  
  76.  
  77.  
  78. /*
  79.  * Transform a point (column vector) by a 4x4 matrix.  I.e.  out = m * in
  80.  * Input:  m - the 4x4 matrix
  81.  *         in - the 4x1 vector
  82.  * Output:  out - the resulting 4x1 vector.
  83.  */
  84. static void transform_point( GLdouble out[4], const GLdouble m[16],
  85.                  const GLdouble in[4] )
  86. {
  87. #define M(row,col)  m[col*4+row]
  88.    out[0] = M(0,0) * in[0] + M(0,1) * in[1] + M(0,2) * in[2] + M(0,3) * in[3];
  89.    out[1] = M(1,0) * in[0] + M(1,1) * in[1] + M(1,2) * in[2] + M(1,3) * in[3];
  90.    out[2] = M(2,0) * in[0] + M(2,1) * in[1] + M(2,2) * in[2] + M(2,3) * in[3];
  91.    out[3] = M(3,0) * in[0] + M(3,1) * in[1] + M(3,2) * in[2] + M(3,3) * in[3];
  92. #undef M
  93. }
  94.  
  95.  
  96.  
  97.  
  98. /*
  99.  * Perform a 4x4 matrix multiplication  (product = a x b).
  100.  * Input:  a, b - matrices to multiply
  101.  * Output:  product - product of a and b
  102.  */
  103. static void matmul( GLdouble *product, const GLdouble *a, const GLdouble *b )
  104. {
  105.    /* This matmul was contributed by Thomas Malik */
  106.    GLdouble temp[16];
  107.    GLint i;
  108.  
  109. #define A(row,col)  a[(col<<2)+row]
  110. #define B(row,col)  b[(col<<2)+row]
  111. #define T(row,col)  temp[(col<<2)+row]
  112.  
  113.    /* i-te Zeile */
  114.    for (i = 0; i < 4; i++)
  115.      {
  116.     T(i, 0) = A(i, 0) * B(0, 0) + A(i, 1) * B(1, 0) + A(i, 2) * B(2, 0) + A(i, 3) * B(3, 0);
  117.     T(i, 1) = A(i, 0) * B(0, 1) + A(i, 1) * B(1, 1) + A(i, 2) * B(2, 1) + A(i, 3) * B(3, 1);
  118.     T(i, 2) = A(i, 0) * B(0, 2) + A(i, 1) * B(1, 2) + A(i, 2) * B(2, 2) + A(i, 3) * B(3, 2);
  119.     T(i, 3) = A(i, 0) * B(0, 3) + A(i, 1) * B(1, 3) + A(i, 2) * B(2, 3) + A(i, 3) * B(3, 3);
  120.      }
  121.  
  122. #undef A
  123. #undef B
  124. #undef T
  125.    MEMCPY( product, temp, 16*sizeof(GLdouble) );
  126. }
  127.  
  128.  
  129.  
  130. /*
  131.  * Compute inverse of 4x4 transformation matrix.
  132.  * Code contributed by Jacques Leroy jle@star.be
  133.  * Return GL_TRUE for success, GL_FALSE for failure (singular matrix)
  134.  */
  135. static GLboolean invert_matrix( const GLdouble *m, GLdouble *out )
  136. {
  137. /* NB. OpenGL Matrices are COLUMN major. */
  138. #define SWAP_ROWS(a, b) { GLdouble *_tmp = a; (a)=(b); (b)=_tmp; }
  139. #define MAT(m,r,c) (m)[(c)*4+(r)]
  140.  
  141.  GLdouble wtmp[4][8];
  142.  GLdouble m0, m1, m2, m3, s;
  143.  GLdouble *r0, *r1, *r2, *r3;
  144.  
  145.  r0 = wtmp[0], r1 = wtmp[1], r2 = wtmp[2], r3 = wtmp[3];
  146.  
  147.  r0[0] = MAT(m,0,0), r0[1] = MAT(m,0,1),
  148.  r0[2] = MAT(m,0,2), r0[3] = MAT(m,0,3),
  149.  r0[4] = 1.0, r0[5] = r0[6] = r0[7] = 0.0,
  150.  
  151.  r1[0] = MAT(m,1,0), r1[1] = MAT(m,1,1),
  152.  r1[2] = MAT(m,1,2), r1[3] = MAT(m,1,3),
  153.  r1[5] = 1.0, r1[4] = r1[6] = r1[7] = 0.0,
  154.  
  155.  r2[0] = MAT(m,2,0), r2[1] = MAT(m,2,1),
  156.  r2[2] = MAT(m,2,2), r2[3] = MAT(m,2,3),
  157.  r2[6] = 1.0, r2[4] = r2[5] = r2[7] = 0.0,
  158.  
  159.  r3[0] = MAT(m,3,0), r3[1] = MAT(m,3,1),
  160.  r3[2] = MAT(m,3,2), r3[3] = MAT(m,3,3),
  161.  r3[7] = 1.0, r3[4] = r3[5] = r3[6] = 0.0;
  162.  
  163.  /* choose pivot - or die */
  164.  if (fabs(r3[0])>fabs(r2[0])) SWAP_ROWS(r3, r2);
  165.  if (fabs(r2[0])>fabs(r1[0])) SWAP_ROWS(r2, r1);
  166.  if (fabs(r1[0])>fabs(r0[0])) SWAP_ROWS(r1, r0);
  167.  if (0.0 == r0[0])  return GL_FALSE;
  168.  
  169.  /* eliminate first variable     */
  170.  m1 = r1[0]/r0[0]; m2 = r2[0]/r0[0]; m3 = r3[0]/r0[0];
  171.  s = r0[1]; r1[1] -= m1 * s; r2[1] -= m2 * s; r3[1] -= m3 * s;
  172.  s = r0[2]; r1[2] -= m1 * s; r2[2] -= m2 * s; r3[2] -= m3 * s;
  173.  s = r0[3]; r1[3] -= m1 * s; r2[3] -= m2 * s; r3[3] -= m3 * s;
  174.  s = r0[4];
  175.  if (s != 0.0) { r1[4] -= m1 * s; r2[4] -= m2 * s; r3[4] -= m3 * s; }
  176.  s = r0[5];
  177.  if (s != 0.0) { r1[5] -= m1 * s; r2[5] -= m2 * s; r3[5] -= m3 * s; }
  178.  s = r0[6];
  179.  if (s != 0.0) { r1[6] -= m1 * s; r2[6] -= m2 * s; r3[6] -= m3 * s; }
  180.  s = r0[7];
  181.  if (s != 0.0) { r1[7] -= m1 * s; r2[7] -= m2 * s; r3[7] -= m3 * s; }
  182.  
  183.  /* choose pivot - or die */
  184.  if (fabs(r3[1])>fabs(r2[1])) SWAP_ROWS(r3, r2);
  185.  if (fabs(r2[1])>fabs(r1[1])) SWAP_ROWS(r2, r1);
  186.  if (0.0 == r1[1])  return GL_FALSE;
  187.  
  188.  /* eliminate second variable */
  189.  m2 = r2[1]/r1[1]; m3 = r3[1]/r1[1];
  190.  r2[2] -= m2 * r1[2]; r3[2] -= m3 * r1[2];
  191.  r2[3] -= m2 * r1[3]; r3[3] -= m3 * r1[3];
  192.  s = r1[4]; if (0.0 != s) { r2[4] -= m2 * s; r3[4] -= m3 * s; }
  193.  s = r1[5]; if (0.0 != s) { r2[5] -= m2 * s; r3[5] -= m3 * s; }
  194.  s = r1[6]; if (0.0 != s) { r2[6] -= m2 * s; r3[6] -= m3 * s; }
  195.  s = r1[7]; if (0.0 != s) { r2[7] -= m2 * s; r3[7] -= m3 * s; }
  196.  
  197.  /* choose pivot - or die */
  198.  if (fabs(r3[2])>fabs(r2[2])) SWAP_ROWS(r3, r2);
  199.  if (0.0 == r2[2])  return GL_FALSE;
  200.  
  201.  /* eliminate third variable */
  202.  m3 = r3[2]/r2[2];
  203.  r3[3] -= m3 * r2[3], r3[4] -= m3 * r2[4],
  204.  r3[5] -= m3 * r2[5], r3[6] -= m3 * r2[6],
  205.  r3[7] -= m3 * r2[7];
  206.  
  207.  /* last check */
  208.  if (0.0 == r3[3]) return GL_FALSE;
  209.  
  210.  s = 1.0/r3[3];              /* now back substitute row 3 */
  211.  r3[4] *= s; r3[5] *= s; r3[6] *= s; r3[7] *= s;
  212.  
  213.  m2 = r2[3];                 /* now back substitute row 2 */
  214.  s  = 1.0/r2[2];
  215.  r2[4] = s * (r2[4] - r3[4] * m2), r2[5] = s * (r2[5] - r3[5] * m2),
  216.  r2[6] = s * (r2[6] - r3[6] * m2), r2[7] = s * (r2[7] - r3[7] * m2);
  217.  m1 = r1[3];
  218.  r1[4] -= r3[4] * m1, r1[5] -= r3[5] * m1,
  219.  r1[6] -= r3[6] * m1, r1[7] -= r3[7] * m1;
  220.  m0 = r0[3];
  221.  r0[4] -= r3[4] * m0, r0[5] -= r3[5] * m0,
  222.  r0[6] -= r3[6] * m0, r0[7] -= r3[7] * m0;
  223.  
  224.  m1 = r1[2];                 /* now back substitute row 1 */
  225.  s  = 1.0/r1[1];
  226.  r1[4] = s * (r1[4] - r2[4] * m1), r1[5] = s * (r1[5] - r2[5] * m1),
  227.  r1[6] = s * (r1[6] - r2[6] * m1), r1[7] = s * (r1[7] - r2[7] * m1);
  228.  m0 = r0[2];
  229.  r0[4] -= r2[4] * m0, r0[5] -= r2[5] * m0,
  230.  r0[6] -= r2[6] * m0, r0[7] -= r2[7] * m0;
  231.  
  232.  m0 = r0[1];                 /* now back substitute row 0 */
  233.  s  = 1.0/r0[0];
  234.  r0[4] = s * (r0[4] - r1[4] * m0), r0[5] = s * (r0[5] - r1[5] * m0),
  235.  r0[6] = s * (r0[6] - r1[6] * m0), r0[7] = s * (r0[7] - r1[7] * m0);
  236.  
  237.  MAT(out,0,0) = r0[4]; MAT(out,0,1) = r0[5],
  238.  MAT(out,0,2) = r0[6]; MAT(out,0,3) = r0[7],
  239.  MAT(out,1,0) = r1[4]; MAT(out,1,1) = r1[5],
  240.  MAT(out,1,2) = r1[6]; MAT(out,1,3) = r1[7],
  241.  MAT(out,2,0) = r2[4]; MAT(out,2,1) = r2[5],
  242.  MAT(out,2,2) = r2[6]; MAT(out,2,3) = r2[7],
  243.  MAT(out,3,0) = r3[4]; MAT(out,3,1) = r3[5],
  244.  MAT(out,3,2) = r3[6]; MAT(out,3,3) = r3[7]; 
  245.  
  246.  return GL_TRUE;
  247.  
  248. #undef MAT
  249. #undef SWAP_ROWS
  250. }
  251.  
  252.  
  253.  
  254. /* projection du point (objx,objy,obz) sur l'ecran (winx,winy,winz) */
  255. GLint GLAPIENTRY gluProject(GLdouble objx,GLdouble objy,GLdouble objz,
  256.                           const GLdouble model[16],const GLdouble proj[16],
  257.                           const GLint viewport[4],
  258.                           GLdouble *winx,GLdouble *winy,GLdouble *winz)
  259. {
  260.     /* matrice de transformation */
  261.     GLdouble in[4],out[4];
  262.  
  263.     /* initilise la matrice et le vecteur a transformer */
  264.     in[0]=objx; in[1]=objy; in[2]=objz; in[3]=1.0;
  265.     transform_point(out,model,in);
  266.     transform_point(in,proj,out);
  267.  
  268.     /* d'ou le resultat normalise entre -1 et 1*/
  269.     if (in[3]==0.0)
  270.        return GL_FALSE;
  271.  
  272.     in[0]/=in[3]; in[1]/=in[3]; in[2]/=in[3];
  273.  
  274.     /* en coordonnees ecran */
  275.     *winx = viewport[0]+(1+in[0])*viewport[2]/2;
  276.     *winy = viewport[1]+(1+in[1])*viewport[3]/2;
  277.     /* entre 0 et 1 suivant z */
  278.     *winz = (1+in[2])/2;
  279.     return GL_TRUE;
  280. }
  281.  
  282.  
  283.  
  284. /* transformation du point ecran (winx,winy,winz) en point objet */
  285. GLint GLAPIENTRY gluUnProject(GLdouble winx,GLdouble winy,GLdouble winz,
  286.                             const GLdouble model[16],const GLdouble proj[16],
  287.                             const GLint viewport[4],
  288.                             GLdouble *objx,GLdouble *objy,GLdouble *objz)
  289. {
  290.     /* matrice de transformation */
  291.     GLdouble m[16], A[16];
  292.     GLdouble in[4],out[4];
  293.  
  294.     /* transformation coordonnees normalisees entre -1 et 1 */
  295.     in[0]=(winx-viewport[0])*2/viewport[2] - 1.0;
  296.     in[1]=(winy-viewport[1])*2/viewport[3] - 1.0;
  297.     in[2]=2*winz - 1.0;
  298.     in[3]=1.0;
  299.  
  300.     /* calcul transformation inverse */
  301.     matmul(A,proj,model);
  302.     invert_matrix(A,m);
  303.  
  304.     /* d'ou les coordonnees objets */
  305.     transform_point(out,m,in);
  306.     if (out[3]==0.0)
  307.        return GL_FALSE;
  308.     *objx=out[0]/out[3];
  309.     *objy=out[1]/out[3];
  310.     *objz=out[2]/out[3];
  311.     return GL_TRUE;
  312. }
  313.  
  314.  
  315. /*
  316.  * New in GLU 1.3
  317.  * This is like gluUnProject but also takes near and far DepthRange values.
  318.  */
  319. GLint GLAPIENTRY
  320. gluUnProject4( GLdouble winx, GLdouble winy, GLdouble winz, GLdouble clipw,
  321.                const GLdouble modelMatrix[16],
  322.                const GLdouble projMatrix[16],
  323.                const GLint viewport[4],
  324.                GLclampd nearZ, GLclampd farZ,
  325.                GLdouble *objx, GLdouble *objy, GLdouble *objz, GLdouble *objw )
  326. {
  327.     /* matrice de transformation */
  328.     GLdouble m[16], A[16];
  329.     GLdouble in[4],out[4];
  330.     GLdouble z = nearZ + winz * (farZ - nearZ);
  331.  
  332.     /* transformation coordonnees normalisees entre -1 et 1 */
  333.     in[0] = (winx-viewport[0])*2/viewport[2] - 1.0;
  334.     in[1] = (winy-viewport[1])*2/viewport[3] - 1.0;
  335.     in[2] = 2.0 * z - 1.0;
  336.     in[3] = clipw;
  337.  
  338.     /* calcul transformation inverse */
  339.     matmul(A,projMatrix,modelMatrix);
  340.     invert_matrix(A,m);
  341.  
  342.     /* d'ou les coordonnees objets */
  343.     transform_point(out,m,in);
  344.     if (out[3]==0.0)
  345.        return GL_FALSE;
  346.     *objx=out[0]/out[3];
  347.     *objy=out[1]/out[3];
  348.     *objz=out[2]/out[3];
  349.     *objw=out[3];
  350.     return GL_TRUE;
  351. }
  352.