home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ OpenGL Superbible (2nd Edition) / OpenGL SuperBible e2.iso / tools / Mesa-3.0 / SRC-GLU / PROJECT.C < prev    next >
Encoding:
C/C++ Source or Header  |  1998-07-08  |  9.4 KB  |  313 lines
  1. /* $Id: project.c,v 1.6 1998/07/08 01:43:43 brianp Exp $ */
  2.  
  3. /*
  4.  * Mesa 3-D graphics library
  5.  * Version:  2.4
  6.  * Copyright (C) 1995-1997  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 1.6  1998/07/08 01:43:43  brianp
  27.  * new version of invert_matrix()  (also in src/matrix.c)
  28.  *
  29.  * Revision 1.5  1997/07/24 01:28:44  brianp
  30.  * changed precompiled header symbol from PCH to PC_HEADER
  31.  *
  32.  * Revision 1.4  1997/05/28 02:29:38  brianp
  33.  * added support for precompiled headers (PCH), inserted APIENTRY keyword
  34.  *
  35.  * Revision 1.3  1997/04/11 23:22:42  brianp
  36.  * added divide by zero checks to gluProject() and gluUnproject()
  37.  *
  38.  * Revision 1.2  1997/01/29 19:05:29  brianp
  39.  * faster invert_matrix() function from Stephane Rehel
  40.  *
  41.  * Revision 1.1  1996/09/27 01:19:39  brianp
  42.  * Initial revision
  43.  *
  44.  */
  45.  
  46.  
  47. #ifdef PC_HEADER
  48. #include "all.h"
  49. #else
  50. #include <stdio.h>
  51. #include <string.h>
  52. #include <math.h>
  53. #include "gluP.h"
  54. #endif
  55.  
  56.  
  57. /*
  58.  * This code was contributed by Marc Buffat (buffat@mecaflu.ec-lyon.fr).
  59.  * Thanks Marc!!!
  60.  */
  61.  
  62.  
  63.  
  64. /* implementation de gluProject et gluUnproject */
  65. /* M. Buffat 17/2/95 */
  66.  
  67.  
  68.  
  69. /*
  70.  * Transform a point (column vector) by a 4x4 matrix.  I.e.  out = m * in
  71.  * Input:  m - the 4x4 matrix
  72.  *         in - the 4x1 vector
  73.  * Output:  out - the resulting 4x1 vector.
  74.  */
  75. static void transform_point( GLdouble out[4], const GLdouble m[16],
  76.                  const GLdouble in[4] )
  77. {
  78. #define M(row,col)  m[col*4+row]
  79.    out[0] = M(0,0) * in[0] + M(0,1) * in[1] + M(0,2) * in[2] + M(0,3) * in[3];
  80.    out[1] = M(1,0) * in[0] + M(1,1) * in[1] + M(1,2) * in[2] + M(1,3) * in[3];
  81.    out[2] = M(2,0) * in[0] + M(2,1) * in[1] + M(2,2) * in[2] + M(2,3) * in[3];
  82.    out[3] = M(3,0) * in[0] + M(3,1) * in[1] + M(3,2) * in[2] + M(3,3) * in[3];
  83. #undef M
  84. }
  85.  
  86.  
  87.  
  88.  
  89. /*
  90.  * Perform a 4x4 matrix multiplication  (product = a x b).
  91.  * Input:  a, b - matrices to multiply
  92.  * Output:  product - product of a and b
  93.  */
  94. static void matmul( GLdouble *product, const GLdouble *a, const GLdouble *b )
  95. {
  96.    /* This matmul was contributed by Thomas Malik */
  97.    GLdouble temp[16];
  98.    GLint i;
  99.  
  100. #define A(row,col)  a[(col<<2)+row]
  101. #define B(row,col)  b[(col<<2)+row]
  102. #define T(row,col)  temp[(col<<2)+row]
  103.  
  104.    /* i-te Zeile */
  105.    for (i = 0; i < 4; i++)
  106.      {
  107.     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);
  108.     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);
  109.     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);
  110.     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);
  111.      }
  112.  
  113. #undef A
  114. #undef B
  115. #undef T
  116.    MEMCPY( product, temp, 16*sizeof(GLdouble) );
  117. }
  118.  
  119.  
  120. static GLdouble Identity[16] = {
  121.    1.0, 0.0, 0.0, 0.0,
  122.    0.0, 1.0, 0.0, 0.0,
  123.    0.0, 0.0, 1.0, 0.0,
  124.    0.0, 0.0, 0.0, 1.0
  125. };
  126.  
  127.  
  128.  
  129. /*
  130.  * Compute inverse of 4x4 transformation matrix.
  131.  * Code contributed by Jacques Leroy jle@star.be
  132.  * Return GL_TRUE for success, GL_FALSE for failure (singular matrix)
  133.  */
  134. static GLboolean invert_matrix( const GLdouble *m, GLdouble *out )
  135. {
  136. /* NB. OpenGL Matrices are COLUMN major. */
  137. #define SWAP_ROWS(a, b) { GLdouble *_tmp = a; (a)=(b); (b)=_tmp; }
  138. #define MAT(m,r,c) (m)[(c)*4+(r)]
  139.  
  140.  GLdouble wtmp[4][8];
  141.  GLdouble m0, m1, m2, m3, s;
  142.  GLdouble *r0, *r1, *r2, *r3;
  143.  
  144.  r0 = wtmp[0], r1 = wtmp[1], r2 = wtmp[2], r3 = wtmp[3];
  145.  
  146.  r0[0] = MAT(m,0,0), r0[1] = MAT(m,0,1),
  147.  r0[2] = MAT(m,0,2), r0[3] = MAT(m,0,3),
  148.  r0[4] = 1.0, r0[5] = r0[6] = r0[7] = 0.0,
  149.  
  150.  r1[0] = MAT(m,1,0), r1[1] = MAT(m,1,1),
  151.  r1[2] = MAT(m,1,2), r1[3] = MAT(m,1,3),
  152.  r1[5] = 1.0, r1[4] = r1[6] = r1[7] = 0.0,
  153.  
  154.  r2[0] = MAT(m,2,0), r2[1] = MAT(m,2,1),
  155.  r2[2] = MAT(m,2,2), r2[3] = MAT(m,2,3),
  156.  r2[6] = 1.0, r2[4] = r2[5] = r2[7] = 0.0,
  157.  
  158.  r3[0] = MAT(m,3,0), r3[1] = MAT(m,3,1),
  159.  r3[2] = MAT(m,3,2), r3[3] = MAT(m,3,3),
  160.  r3[7] = 1.0, r3[4] = r3[5] = r3[6] = 0.0;
  161.  
  162.  /* choose pivot - or die */
  163.  if (fabs(r3[0])>fabs(r2[0])) SWAP_ROWS(r3, r2);
  164.  if (fabs(r2[0])>fabs(r1[0])) SWAP_ROWS(r2, r1);
  165.  if (fabs(r1[0])>fabs(r0[0])) SWAP_ROWS(r1, r0);
  166.  if (0.0 == r0[0])  return GL_FALSE;
  167.  
  168.  /* eliminate first variable     */
  169.  m1 = r1[0]/r0[0]; m2 = r2[0]/r0[0]; m3 = r3[0]/r0[0];
  170.  s = r0[1]; r1[1] -= m1 * s; r2[1] -= m2 * s; r3[1] -= m3 * s;
  171.  s = r0[2]; r1[2] -= m1 * s; r2[2] -= m2 * s; r3[2] -= m3 * s;
  172.  s = r0[3]; r1[3] -= m1 * s; r2[3] -= m2 * s; r3[3] -= m3 * s;
  173.  s = r0[4];
  174.  if (s != 0.0) { r1[4] -= m1 * s; r2[4] -= m2 * s; r3[4] -= m3 * s; }
  175.  s = r0[5];
  176.  if (s != 0.0) { r1[5] -= m1 * s; r2[5] -= m2 * s; r3[5] -= m3 * s; }
  177.  s = r0[6];
  178.  if (s != 0.0) { r1[6] -= m1 * s; r2[6] -= m2 * s; r3[6] -= m3 * s; }
  179.  s = r0[7];
  180.  if (s != 0.0) { r1[7] -= m1 * s; r2[7] -= m2 * s; r3[7] -= m3 * s; }
  181.  
  182.  /* choose pivot - or die */
  183.  if (fabs(r3[1])>fabs(r2[1])) SWAP_ROWS(r3, r2);
  184.  if (fabs(r2[1])>fabs(r1[1])) SWAP_ROWS(r2, r1);
  185.  if (0.0 == r1[1])  return GL_FALSE;
  186.  
  187.  /* eliminate second variable */
  188.  m2 = r2[1]/r1[1]; m3 = r3[1]/r1[1];
  189.  r2[2] -= m2 * r1[2]; r3[2] -= m3 * r1[2];
  190.  r2[3] -= m2 * r1[3]; r3[3] -= m3 * r1[3];
  191.  s = r1[4]; if (0.0 != s) { r2[4] -= m2 * s; r3[4] -= m3 * s; }
  192.  s = r1[5]; if (0.0 != s) { r2[5] -= m2 * s; r3[5] -= m3 * s; }
  193.  s = r1[6]; if (0.0 != s) { r2[6] -= m2 * s; r3[6] -= m3 * s; }
  194.  s = r1[7]; if (0.0 != s) { r2[7] -= m2 * s; r3[7] -= m3 * s; }
  195.  
  196.  /* choose pivot - or die */
  197.  if (fabs(r3[2])>fabs(r2[2])) SWAP_ROWS(r3, r2);
  198.  if (0.0 == r2[2])  return GL_FALSE;
  199.  
  200.  /* eliminate third variable */
  201.  m3 = r3[2]/r2[2];
  202.  r3[3] -= m3 * r2[3], r3[4] -= m3 * r2[4],
  203.  r3[5] -= m3 * r2[5], r3[6] -= m3 * r2[6],
  204.  r3[7] -= m3 * r2[7];
  205.  
  206.  /* last check */
  207.  if (0.0 == r3[3]) return GL_FALSE;
  208.  
  209.  s = 1.0/r3[3];              /* now back substitute row 3 */
  210.  r3[4] *= s; r3[5] *= s; r3[6] *= s; r3[7] *= s;
  211.  
  212.  m2 = r2[3];                 /* now back substitute row 2 */
  213.  s  = 1.0/r2[2];
  214.  r2[4] = s * (r2[4] - r3[4] * m2), r2[5] = s * (r2[5] - r3[5] * m2),
  215.  r2[6] = s * (r2[6] - r3[6] * m2), r2[7] = s * (r2[7] - r3[7] * m2);
  216.  m1 = r1[3];
  217.  r1[4] -= r3[4] * m1, r1[5] -= r3[5] * m1,
  218.  r1[6] -= r3[6] * m1, r1[7] -= r3[7] * m1;
  219.  m0 = r0[3];
  220.  r0[4] -= r3[4] * m0, r0[5] -= r3[5] * m0,
  221.  r0[6] -= r3[6] * m0, r0[7] -= r3[7] * m0;
  222.  
  223.  m1 = r1[2];                 /* now back substitute row 1 */
  224.  s  = 1.0/r1[1];
  225.  r1[4] = s * (r1[4] - r2[4] * m1), r1[5] = s * (r1[5] - r2[5] * m1),
  226.  r1[6] = s * (r1[6] - r2[6] * m1), r1[7] = s * (r1[7] - r2[7] * m1);
  227.  m0 = r0[2];
  228.  r0[4] -= r2[4] * m0, r0[5] -= r2[5] * m0,
  229.  r0[6] -= r2[6] * m0, r0[7] -= r2[7] * m0;
  230.  
  231.  m0 = r0[1];                 /* now back substitute row 0 */
  232.  s  = 1.0/r0[0];
  233.  r0[4] = s * (r0[4] - r1[4] * m0), r0[5] = s * (r0[5] - r1[5] * m0),
  234.  r0[6] = s * (r0[6] - r1[6] * m0), r0[7] = s * (r0[7] - r1[7] * m0);
  235.  
  236.  MAT(out,0,0) = r0[4]; MAT(out,0,1) = r0[5],
  237.  MAT(out,0,2) = r0[6]; MAT(out,0,3) = r0[7],
  238.  MAT(out,1,0) = r1[4]; MAT(out,1,1) = r1[5],
  239.  MAT(out,1,2) = r1[6]; MAT(out,1,3) = r1[7],
  240.  MAT(out,2,0) = r2[4]; MAT(out,2,1) = r2[5],
  241.  MAT(out,2,2) = r2[6]; MAT(out,2,3) = r2[7],
  242.  MAT(out,3,0) = r3[4]; MAT(out,3,1) = r3[5],
  243.  MAT(out,3,2) = r3[6]; MAT(out,3,3) = r3[7]; 
  244.  
  245.  return GL_TRUE;
  246.  
  247. #undef MAT
  248. #undef SWAP_ROWS
  249. }
  250.  
  251.  
  252.  
  253. /* projection du point (objx,objy,obz) sur l'ecran (winx,winy,winz) */
  254. GLint APIENTRY gluProject(GLdouble objx,GLdouble objy,GLdouble objz,
  255.                           const GLdouble model[16],const GLdouble proj[16],
  256.                           const GLint viewport[4],
  257.                           GLdouble *winx,GLdouble *winy,GLdouble *winz)
  258. {
  259.     /* matrice de transformation */
  260.     GLdouble in[4],out[4];
  261.  
  262.     /* initilise la matrice et le vecteur a transformer */
  263.     in[0]=objx; in[1]=objy; in[2]=objz; in[3]=1.0;
  264.     transform_point(out,model,in);
  265.     transform_point(in,proj,out);
  266.  
  267.     /* d'ou le resultat normalise entre -1 et 1*/
  268.     if (in[3]==0.0)
  269.        return GL_FALSE;
  270.  
  271.     in[0]/=in[3]; in[1]/=in[3]; in[2]/=in[3];
  272.  
  273.     /* en coordonnees ecran */
  274.     *winx = viewport[0]+(1+in[0])*viewport[2]/2;
  275.     *winy = viewport[1]+(1+in[1])*viewport[3]/2;
  276.     /* entre 0 et 1 suivant z */
  277.     *winz = (1+in[2])/2;
  278.     return GL_TRUE;
  279. }
  280.  
  281.  
  282.  
  283. /* transformation du point ecran (winx,winy,winz) en point objet */
  284. GLint APIENTRY gluUnProject(GLdouble winx,GLdouble winy,GLdouble winz,
  285.                             const GLdouble model[16],const GLdouble proj[16],
  286.                             const GLint viewport[4],
  287.                             GLdouble *objx,GLdouble *objy,GLdouble *objz)
  288. {
  289.     /* matrice de transformation */
  290.     GLdouble m[16], A[16];
  291.     GLdouble in[4],out[4];
  292.  
  293.     /* transformation coordonnees normalisees entre -1 et 1 */
  294.     in[0]=(winx-viewport[0])*2/viewport[2] - 1.0;
  295.     in[1]=(winy-viewport[1])*2/viewport[3] - 1.0;
  296.     in[2]=2*winz - 1.0;
  297.     in[3]=1.0;
  298.  
  299.     /* calcul transformation inverse */
  300.     matmul(A,proj,model);
  301.     invert_matrix(A,m);
  302.  
  303.     /* d'ou les coordonnees objets */
  304.     transform_point(out,m,in);
  305.     if (out[3]==0.0)
  306.        return GL_FALSE;
  307.     *objx=out[0]/out[3];
  308.     *objy=out[1]/out[3];
  309.     *objz=out[2]/out[3];
  310.     return GL_TRUE;
  311. }
  312.  
  313.