| 1 | /*!  | 
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| 2 |     \file vector.h | 
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| 3 |     \brief A basic 3D math framework | 
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| 4 |      | 
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| 5 |     Contains classes to handle vectors, lines, rotations and planes | 
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| 6 | */  | 
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| 7 |  | 
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| 8 | #ifndef VECTOR_H | 
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| 9 | #define VECTOR_H | 
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| 10 |  | 
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| 11 | #include <math.h> | 
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| 12 | #define PI 3.14159265359f | 
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| 13 |  | 
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| 14 | //! 3D vector | 
|---|
| 15 | /** | 
|---|
| 16 |   Class for 3-dimensional vector calculation | 
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| 17 |    | 
|---|
| 18 |   Supports all common vector operations (dot, cross, lenght and so on) | 
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| 19 | */ | 
|---|
| 20 | class Vector { | 
|---|
| 21 |  | 
|---|
| 22 |   public: | 
|---|
| 23 |   | 
|---|
| 24 |   float x, y, z; | 
|---|
| 25 |  | 
|---|
| 26 |   Vector (float x, float y, float z) : x(x), y(y), z(z) {}  //!< assignment constructor | 
|---|
| 27 |   Vector () : x(0), y(0), z(0) {} | 
|---|
| 28 |   ~Vector () {} | 
|---|
| 29 |  | 
|---|
| 30 |   Vector operator+ (const Vector& v) const; | 
|---|
| 31 |   Vector operator- (const Vector& v) const; | 
|---|
| 32 |   float operator* (const Vector& v) const; | 
|---|
| 33 |   Vector operator* (float f) const; | 
|---|
| 34 |   Vector operator/ (float f) const; | 
|---|
| 35 |   float dot (const Vector& v) const; | 
|---|
| 36 |   Vector cross (const Vector& v) const; | 
|---|
| 37 |   float len() const; | 
|---|
| 38 |   void normalize(); | 
|---|
| 39 | }; | 
|---|
| 40 |  | 
|---|
| 41 | float angle_deg (const Vector& v1, const Vector& v2); | 
|---|
| 42 | float angle_rad (const Vector& v1, const Vector& v2); | 
|---|
| 43 |  | 
|---|
| 44 | //! 3D rotation | 
|---|
| 45 | /** | 
|---|
| 46 |   Class to handle 3-dimensional rotations. | 
|---|
| 47 |   Can create a rotation from several inputs, currently stores rotation using a 3x3 Matrix | 
|---|
| 48 | */ | 
|---|
| 49 | class Rotation { | 
|---|
| 50 |   public: | 
|---|
| 51 |    | 
|---|
| 52 |   float m[9]; //!< 3x3 Rotation Matrix | 
|---|
| 53 |    | 
|---|
| 54 |   Rotation ( const Vector& v); | 
|---|
| 55 |   Rotation ( const Vector& axis, float angle); | 
|---|
| 56 |   Rotation ( float pitch, float yaw, float roll); | 
|---|
| 57 |   Rotation (); | 
|---|
| 58 |   ~Rotation () {} | 
|---|
| 59 |    | 
|---|
| 60 | }; | 
|---|
| 61 |  | 
|---|
| 62 | //!< Apply a rotation to a vector | 
|---|
| 63 | Vector rotate_vector( const Vector& v, const Rotation& r); | 
|---|
| 64 |  | 
|---|
| 65 | //! 3D line | 
|---|
| 66 | /** | 
|---|
| 67 |   Class to store Lines in 3-dimensional space | 
|---|
| 68 |  | 
|---|
| 69 |   Supports line-to-line distance measurements and rotation | 
|---|
| 70 | */ | 
|---|
| 71 | class Line | 
|---|
| 72 | { | 
|---|
| 73 |   public: | 
|---|
| 74 |    | 
|---|
| 75 |   Vector r;   //!< Offset | 
|---|
| 76 |   Vector a;   //!< Direction | 
|---|
| 77 |    | 
|---|
| 78 |   Line ( Vector r, Vector a) : r(r), a(a) {}  //!< assignment constructor | 
|---|
| 79 |   Line () : r(Vector(0,0,0)), a(Vector (1,1,1)) {} | 
|---|
| 80 |   ~Line () {} | 
|---|
| 81 |    | 
|---|
| 82 |   float distance (const Line& l) const; | 
|---|
| 83 |   float distance_point (const Vector& v) const; | 
|---|
| 84 |   Vector* footpoints (const Line& l) const; | 
|---|
| 85 |   float len () const; | 
|---|
| 86 |    | 
|---|
| 87 |   void rotate(const Rotation& rot); | 
|---|
| 88 | }; | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 | //! 3D plane | 
|---|
| 91 | /** | 
|---|
| 92 |   Class to handle planes in 3-dimensional space | 
|---|
| 93 |    | 
|---|
| 94 |   Critical for polygon-based collision detection | 
|---|
| 95 | */ | 
|---|
| 96 | class Plane | 
|---|
| 97 | { | 
|---|
| 98 |   public: | 
|---|
| 99 |    | 
|---|
| 100 |   Vector n;   //!< Normal vector | 
|---|
| 101 |   float k;    //!< Offset constant | 
|---|
| 102 |    | 
|---|
| 103 |   Plane (Vector a, Vector b, Vector c); | 
|---|
| 104 |   Plane (Vector norm, Vector p); | 
|---|
| 105 |   Plane (Vector n, float k) : n(n), k(k) {} //!< assignment constructor | 
|---|
| 106 |   Plane () : n(Vector(1,1,1)), k(0) {} | 
|---|
| 107 |   ~Plane () {} | 
|---|
| 108 |    | 
|---|
| 109 |   Vector intersect_line (const Line& l) const; | 
|---|
| 110 |   float distance_point (const Vector& p) const; | 
|---|
| 111 |   float locate_point (const Vector& p) const; | 
|---|
| 112 | }; | 
|---|
| 113 |  | 
|---|
| 114 | #endif | 
|---|