home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ AmigActive 10 / AACD 10.iso / AACD / Games / WarpQuake / Src / mathlib.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  2000-05-22  |  12KB  |  595 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 defined(__STORM__) || defined(__VBCC__)
  158.     if (a >= 0)
  159.         a -= 360*(int)(a/360);
  160.     else
  161.         a += 360*( 1 + (int)(-a/360) );
  162. #else
  163.     a = (360.0/65536) * ((int)(a*(65536/360.0)) & 65535);
  164. #endif
  165.     return a;
  166. }
  167.  
  168. /*
  169. ==================
  170. BOPS_Error
  171.  
  172. Split out like this for ASM to call.
  173. ==================
  174. */
  175. void BOPS_Error (void)
  176. {
  177.     Sys_Error ("BoxOnPlaneSide:  Bad signbits");
  178. }
  179.  
  180.  
  181. #if    !id386
  182.  
  183. /*
  184. ==================
  185. BoxOnPlaneSide
  186.  
  187. Returns 1, 2, or 1 + 2
  188. ==================
  189. */
  190. int BoxOnPlaneSide (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p)
  191. {
  192.     float    dist1, dist2;
  193.     int        sides;
  194.  
  195. #if 0    // this is done by the BOX_ON_PLANE_SIDE macro before calling this
  196.         // function
  197. // fast axial cases
  198.     if (p->type < 3)
  199.     {
  200.         if (p->dist <= emins[p->type])
  201.             return 1;
  202.         if (p->dist >= emaxs[p->type])
  203.             return 2;
  204.         return 3;
  205.     }
  206. #endif
  207.     
  208. // general case
  209.     switch (p->signbits)
  210.     {
  211.     case 0:
  212. dist1 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  213. dist2 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2];
  214.         break;
  215.     case 1:
  216. dist1 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  217. dist2 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2];
  218.         break;
  219.     case 2:
  220. dist1 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  221. dist2 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2];
  222.         break;
  223.     case 3:
  224. dist1 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  225. dist2 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2];
  226.         break;
  227.     case 4:
  228. dist1 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2];
  229. dist2 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  230.         break;
  231.     case 5:
  232. dist1 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2];
  233. dist2 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  234.         break;
  235.     case 6:
  236. dist1 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2];
  237. dist2 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  238.         break;
  239.     case 7:
  240. dist1 = p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2];
  241. dist2 = p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2];
  242.         break;
  243.     default:
  244.         dist1 = dist2 = 0;        // shut up compiler
  245.         BOPS_Error ();
  246.         break;
  247.     }
  248.  
  249. #if 0
  250.     int        i;
  251.     vec3_t    corners[2];
  252.  
  253.     for (i=0 ; i<3 ; i++)
  254.     {
  255.         if (plane->normal[i] < 0)
  256.         {
  257.             corners[0][i] = emins[i];
  258.             corners[1][i] = emaxs[i];
  259.         }
  260.         else
  261.         {
  262.             corners[1][i] = emins[i];
  263.             corners[0][i] = emaxs[i];
  264.         }
  265.     }
  266.     dist = DotProduct (plane->normal, corners[0]) - plane->dist;
  267.     dist2 = DotProduct (plane->normal, corners[1]) - plane->dist;
  268.     sides = 0;
  269.     if (dist1 >= 0)
  270.         sides = 1;
  271.     if (dist2 < 0)
  272.         sides |= 2;
  273.  
  274. #endif
  275.  
  276.     sides = 0;
  277.     if (dist1 >= p->dist)
  278.         sides = 1;
  279.     if (dist2 < p->dist)
  280.         sides |= 2;
  281.  
  282. #ifdef PARANOID
  283. if (sides == 0)
  284.     Sys_Error ("BoxOnPlaneSide: sides==0");
  285. #endif
  286.  
  287.     return sides;
  288. }
  289.  
  290. #endif
  291.  
  292.  
  293. void AngleVectors (vec3_t angles, vec3_t forward, vec3_t right, vec3_t up)
  294. {
  295.     float        angle;
  296.     float        sr, sp, sy, cr, cp, cy;
  297.     
  298.     angle = angles[YAW] * (M_PI*2 / 360);
  299.     sy = sin(angle);
  300.     cy = cos(angle);
  301.     angle = angles[PITCH] * (M_PI*2 / 360);
  302.     sp = sin(angle);
  303.     cp = cos(angle);
  304.     angle = angles[ROLL] * (M_PI*2 / 360);
  305.     sr = sin(angle);
  306.     cr = cos(angle);
  307.  
  308.     forward[0] = cp*cy;
  309.     forward[1] = cp*sy;
  310.     forward[2] = -sp;
  311.     right[0] = (-1*sr*sp*cy+-1*cr*-sy);
  312.     right[1] = (-1*sr*sp*sy+-1*cr*cy);
  313.     right[2] = -1*sr*cp;
  314.     up[0] = (cr*sp*cy+-sr*-sy);
  315.     up[1] = (cr*sp*sy+-sr*cy);
  316.     up[2] = cr*cp;
  317. }
  318.  
  319. int VectorCompare (vec3_t v1, vec3_t v2)
  320. {
  321.     int        i;
  322.     
  323.     for (i=0 ; i<3 ; i++)
  324.         if (v1[i] != v2[i])
  325.             return 0;
  326.             
  327.     return 1;
  328. }
  329.  
  330. void VectorMA (vec3_t veca, float scale, vec3_t vecb, vec3_t vecc)
  331. {
  332.     vecc[0] = veca[0] + scale*vecb[0];
  333.     vecc[1] = veca[1] + scale*vecb[1];
  334.     vecc[2] = veca[2] + scale*vecb[2];
  335. }
  336.  
  337.  
  338. vec_t _DotProduct (vec3_t v1, vec3_t v2)
  339. {
  340.     return v1[0]*v2[0] + v1[1]*v2[1] + v1[2]*v2[2];
  341. }
  342.  
  343. void _VectorSubtract (vec3_t veca, vec3_t vecb, vec3_t out)
  344. {
  345.     out[0] = veca[0]-vecb[0];
  346.     out[1] = veca[1]-vecb[1];
  347.     out[2] = veca[2]-vecb[2];
  348. }
  349.  
  350. void _VectorAdd (vec3_t veca, vec3_t vecb, vec3_t out)
  351. {
  352.     out[0] = veca[0]+vecb[0];
  353.     out[1] = veca[1]+vecb[1];
  354.     out[2] = veca[2]+vecb[2];
  355. }
  356.  
  357. void _VectorCopy (vec3_t in, vec3_t out)
  358. {
  359.     out[0] = in[0];
  360.     out[1] = in[1];
  361.     out[2] = in[2];
  362. }
  363.  
  364. void CrossProduct (vec3_t v1, vec3_t v2, vec3_t cross)
  365. {
  366.     cross[0] = v1[1]*v2[2] - v1[2]*v2[1];
  367.     cross[1] = v1[2]*v2[0] - v1[0]*v2[2];
  368.     cross[2] = v1[0]*v2[1] - v1[1]*v2[0];
  369. }
  370.  
  371. double sqrt(double x);
  372.  
  373. #if    !idppc
  374.  
  375. vec_t Length(vec3_t v)
  376. {
  377.     int        i;
  378.     float    length;
  379.     
  380.     length = 0;
  381.     for (i=0 ; i< 3 ; i++)
  382.         length += v[i]*v[i];
  383.     length = sqrt (length);        // FIXME
  384.  
  385.     return length;
  386. }
  387.  
  388. #endif
  389.  
  390. #if    !idppc
  391.  
  392. float VectorNormalize (vec3_t v)
  393. {
  394.     float    length, ilength;
  395.  
  396.     length = v[0]*v[0] + v[1]*v[1] + v[2]*v[2];
  397.     length = sqrt (length);        // FIXME
  398.  
  399.     if (length)
  400.     {
  401.         ilength = 1/length;
  402.         v[0] *= ilength;
  403.         v[1] *= ilength;
  404.         v[2] *= ilength;
  405.     }
  406.         
  407.     return length;
  408.  
  409. }
  410.  
  411. #endif
  412.  
  413. void VectorInverse (vec3_t v)
  414. {
  415.     v[0] = -v[0];
  416.     v[1] = -v[1];
  417.     v[2] = -v[2];
  418. }
  419.  
  420. void VectorScale (vec3_t in, vec_t scale, vec3_t out)
  421. {
  422.     out[0] = in[0]*scale;
  423.     out[1] = in[1]*scale;
  424.     out[2] = in[2]*scale;
  425. }
  426.  
  427.  
  428. int Q_log2(int val)
  429. {
  430.     int answer=0;
  431.     while (val>>=1)
  432.         answer++;
  433.     return answer;
  434. }
  435.  
  436.  
  437. /*
  438. ================
  439. R_ConcatRotations
  440. ================
  441. */
  442. void R_ConcatRotations (float in1[3][3], float in2[3][3], float out[3][3])
  443. {
  444.     out[0][0] = in1[0][0] * in2[0][0] + in1[0][1] * in2[1][0] +
  445.                 in1[0][2] * in2[2][0];
  446.     out[0][1] = in1[0][0] * in2[0][1] + in1[0][1] * in2[1][1] +
  447.                 in1[0][2] * in2[2][1];
  448.     out[0][2] = in1[0][0] * in2[0][2] + in1[0][1] * in2[1][2] +
  449.                 in1[0][2] * in2[2][2];
  450.     out[1][0] = in1[1][0] * in2[0][0] + in1[1][1] * in2[1][0] +
  451.                 in1[1][2] * in2[2][0];
  452.     out[1][1] = in1[1][0] * in2[0][1] + in1[1][1] * in2[1][1] +
  453.                 in1[1][2] * in2[2][1];
  454.     out[1][2] = in1[1][0] * in2[0][2] + in1[1][1] * in2[1][2] +
  455.                 in1[1][2] * in2[2][2];
  456.     out[2][0] = in1[2][0] * in2[0][0] + in1[2][1] * in2[1][0] +
  457.                 in1[2][2] * in2[2][0];
  458.     out[2][1] = in1[2][0] * in2[0][1] + in1[2][1] * in2[1][1] +
  459.                 in1[2][2] * in2[2][1];
  460.     out[2][2] = in1[2][0] * in2[0][2] + in1[2][1] * in2[1][2] +
  461.                 in1[2][2] * in2[2][2];
  462. }
  463.  
  464.  
  465. /*
  466. ================
  467. R_ConcatTransforms
  468. ================
  469. */
  470. void R_ConcatTransforms (float in1[3][4], float in2[3][4], float out[3][4])
  471. {
  472.     out[0][0] = in1[0][0] * in2[0][0] + in1[0][1] * in2[1][0] +
  473.                 in1[0][2] * in2[2][0];
  474.     out[0][1] = in1[0][0] * in2[0][1] + in1[0][1] * in2[1][1] +
  475.                 in1[0][2] * in2[2][1];
  476.     out[0][2] = in1[0][0] * in2[0][2] + in1[0][1] * in2[1][2] +
  477.                 in1[0][2] * in2[2][2];
  478.     out[0][3] = in1[0][0] * in2[0][3] + in1[0][1] * in2[1][3] +
  479.                 in1[0][2] * in2[2][3] + in1[0][3];
  480.     out[1][0] = in1[1][0] * in2[0][0] + in1[1][1] * in2[1][0] +
  481.                 in1[1][2] * in2[2][0];
  482.     out[1][1] = in1[1][0] * in2[0][1] + in1[1][1] * in2[1][1] +
  483.                 in1[1][2] * in2[2][1];
  484.     out[1][2] = in1[1][0] * in2[0][2] + in1[1][1] * in2[1][2] +
  485.                 in1[1][2] * in2[2][2];
  486.     out[1][3] = in1[1][0] * in2[0][3] + in1[1][1] * in2[1][3] +
  487.                 in1[1][2] * in2[2][3] + in1[1][3];
  488.     out[2][0] = in1[2][0] * in2[0][0] + in1[2][1] * in2[1][0] +
  489.                 in1[2][2] * in2[2][0];
  490.     out[2][1] = in1[2][0] * in2[0][1] + in1[2][1] * in2[1][1] +
  491.                 in1[2][2] * in2[2][1];
  492.     out[2][2] = in1[2][0] * in2[0][2] + in1[2][1] * in2[1][2] +
  493.                 in1[2][2] * in2[2][2];
  494.     out[2][3] = in1[2][0] * in2[0][3] + in1[2][1] * in2[1][3] +
  495.                 in1[2][2] * in2[2][3] + in1[2][3];
  496. }
  497.  
  498.  
  499. /*
  500. ===================
  501. FloorDivMod
  502.  
  503. Returns mathematically correct (floor-based) quotient and remainder for
  504. numer and denom, both of which should contain no fractional part. The
  505. quotient must fit in 32 bits.
  506. ====================
  507. */
  508.  
  509. void FloorDivMod (double numer, double denom, int *quotient,
  510.         int *rem)
  511. {
  512.     int        q, r;
  513.     double    x;
  514.  
  515. #ifndef PARANOID
  516.     if (denom <= 0.0)
  517.         Sys_Error ("FloorDivMod: bad denominator %d\n", denom);
  518.  
  519. //    if ((floor(numer) != numer) || (floor(denom) != denom))
  520. //        Sys_Error ("FloorDivMod: non-integer numer or denom %f %f\n",
  521. //                numer, denom);
  522. #endif
  523.  
  524.     if (numer >= 0.0)
  525.     {
  526.  
  527.         x = floor(numer / denom);
  528.         q = (int)x;
  529.         r = (int)floor(numer - (x * denom));
  530.     }
  531.     else
  532.     {
  533.     //
  534.     // perform operations with positive values, and fix mod to make floor-based
  535.     //
  536.         x = floor(-numer / denom);
  537.         q = -(int)x;
  538.         r = (int)floor(-numer - (x * denom));
  539.         if (r != 0)
  540.         {
  541.             q--;
  542.             r = (int)denom - r;
  543.         }
  544.     }
  545.  
  546.     *quotient = q;
  547.     *rem = r;
  548. }
  549.  
  550.  
  551. /*
  552. ===================
  553. GreatestCommonDivisor
  554. ====================
  555. */
  556. int GreatestCommonDivisor (int i1, int i2)
  557. {
  558.     if (i1 > i2)
  559.     {
  560.         if (i2 == 0)
  561.             return (i1);
  562.         return GreatestCommonDivisor (i2, i1 % i2);
  563.     }
  564.     else
  565.     {
  566.         if (i1 == 0)
  567.             return (i2);
  568.         return GreatestCommonDivisor (i1, i2 % i1);
  569.     }
  570. }
  571.  
  572.  
  573. #if    !id386
  574.  
  575. // TODO: move to nonintel.c
  576.  
  577. /*
  578. ===================
  579. Invert24To16
  580.  
  581. Inverts an 8.24 value to a 16.16 value
  582. ====================
  583. */
  584.  
  585. fixed16_t Invert24To16(fixed16_t val)
  586. {
  587.     if (val < 256)
  588.         return (0xFFFFFFFF);
  589.  
  590.     return (fixed16_t)
  591.             (((double)0x10000 * (double)0x1000000 / (double)val) + 0.5);
  592. }
  593.  
  594. #endif
  595.