libctgraphics/transformmatrix.cpp

   1 /*****************************************************************************
   2 ** FILE IDENTIFICATION
   3 **
   4 **      Name:       transformmatrix.cpp
   5 **      Function:   Transform Matrix routine for graphic library
   6 **      Programmer: Kevin Rosenberg
   7 **      Date Started:   1-22-85
   8 **
   9 **  This is part of the CTSim program
  10 **  Copyright (c) 1983-2009 Kevin Rosenberg
  11 **
  12 **  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  13 **  it under the terms of the GNU General Public License (version 2) as
  14 **  published by the Free Software Foundation.
  15 **
  16 **  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  17 **  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18 **  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19 **  GNU General Public License for more details.
  20 **
  21 **  You should have received a copy of the GNU General Public License
  22 **  along with this program; if not, write to the Free Software
  23 **  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  24 ******************************************************************************/
  25
  26 #include <iostream>
  27 #include "ctsupport.h"
  28 #include "transformmatrix.h"
  29
  30
  31 TransformationMatrix2D::TransformationMatrix2D (double m[3][3])
  32 {
  33   mtx[0][0] = m[0][0]; mtx[0][1] = m[0][1]; mtx[0][2] = m[0][2];
  34   mtx[1][0] = m[1][0]; mtx[1][1] = m[1][1]; mtx[1][2] = m[1][2];
  35   mtx[2][0] = m[2][0]; mtx[2][1] = m[2][1]; mtx[2][2] = m[2][2];
  36 }
  37
  38 void
  39 TransformationMatrix2D::setTranslate (double x, double y)
  40 {
  41   setIdentity();
  42   mtx[2][0] = x;
  43   mtx[2][1] = y;
  44 }
  45
  46
  47 void
  48 TransformationMatrix2D::setScale (double sx, double sy)
  49 {
  50   setIdentity();
  51   mtx[0][0] = sx;
  52   mtx[1][1] = sy;
  53 }
  54
  55
  56 void
  57 TransformationMatrix2D::setShear (double shrx, double shry)
  58 {
  59   setIdentity();
  60   mtx[1][0] = shrx;
  61   mtx[0][1] = shry;
  62 }
  63
  64 void
  65 TransformationMatrix2D::setRotate (double theta)
  66 {
  67     double s = sin (theta);
  68     double c = cos (theta);
  69
  70     setIdentity();
  71
  72     mtx[0][0] =  c;  mtx[0][1] = s;
  73     mtx[1][0] = -s;  mtx[1][1] = c;
  74 }
  75
  76
  77 void
  78 TransformationMatrix2D::setIdentity ()
  79 {
  80     mtx[0][0] = 1.;  mtx[0][1] = 0.;  mtx[0][2] = 0.;
  81     mtx[1][0] = 0.;  mtx[1][1] = 1.;  mtx[1][2] = 0.;
  82     mtx[2][0] = 0.;  mtx[2][1] = 0.;  mtx[2][2] = 1.;
  83 }
  84
  85
  86 const TransformationMatrix2D
  87 TransformationMatrix2D::invert () const
  88 {
  89   double b[3][3];
  90
  91   double determ = determinant ();
  92   if (fabs(determ) < 1E-6) {
  93     sys_error (ERR_WARNING, "Determinant = %g [TransformationMatrix2D::invert]", determ);
  94         print (std::cout);
  95         std::cout << std::endl;
  96   }
  97
  98   b[0][0] =  (mtx[1][1] * mtx[2][2] - mtx[2][1] * mtx[1][2]) / determ;
  99   b[1][0] = -(mtx[1][0] * mtx[2][2] - mtx[2][0] * mtx[1][2]) / determ;
 100   b[2][0] =  (mtx[1][0] * mtx[2][1] - mtx[2][0] * mtx[1][1]) / determ;
 101
 102   b[0][1] = -(mtx[0][1] * mtx[2][2] - mtx[2][1] * mtx[0][2]) / determ;
 103   b[1][1] =  (mtx[0][0] * mtx[2][2] - mtx[2][0] * mtx[0][2]) / determ;
 104   b[2][1] = -(mtx[0][0] * mtx[2][1] - mtx[2][0] * mtx[0][1]) / determ;
 105
 106   b[0][2] =  (mtx[0][1] * mtx[1][2] - mtx[1][1] * mtx[0][2]) / determ;
 107   b[1][2] = -(mtx[0][0] * mtx[1][2] - mtx[1][0] * mtx[0][2]) / determ;
 108   b[2][2] =  (mtx[0][0] * mtx[1][1] - mtx[1][0] * mtx[0][1]) / determ;
 109
 110   return TransformationMatrix2D (b);
 111 }
 112
 113
 114 double
 115 TransformationMatrix2D::determinant () const
 116 {
 117   return
 118     (mtx[0][0] * mtx[1][1] * mtx[2][2] - mtx[0][0] * mtx[2][1] * mtx[1][2] -
 119      mtx[0][1] * mtx[1][0] * mtx[2][2] + mtx[0][1] * mtx[2][0] * mtx[1][2] +
 120      mtx[0][2] * mtx[1][0] * mtx[2][1] - mtx[0][2] * mtx[2][0] * mtx[1][1]);
 121 }
 122
 123
 124 void
 125 TransformationMatrix2D::transformPoint (double* pX, double *pY) const
 126 {
 127   double x = *pX * mtx[0][0] + *pY * mtx[1][0] + mtx[2][0];
 128   double y = *pX * mtx[0][1] + *pY * mtx[1][1] + mtx[2][1];
 129
 130   *pX = x;
 131   *pY = y;
 132 }
 133
 134 void
 135 TransformationMatrix2D::print (std::ostream& ostr) const
 136 {
 137         std::cout << mtx[0][0] << " " << mtx[0][1] << " " << mtx[0][2] << std::endl;
 138         std::cout << mtx[1][0] << " " << mtx[1][1] << " " << mtx[1][2] << std::endl;
 139         std::cout << mtx[2][0] << " " << mtx[2][1] << " " << mtx[2][2] << std::endl;
 140 }
 141
 142
 143 // Friend of TransformMatrix2D
 144
 145 const TransformationMatrix2D operator* (const TransformationMatrix2D& a, const TransformationMatrix2D& b)
 146 {
 147     double c[3][3];
 148
 149     for (int row = 0; row < 3; row++)
 150       for (int col = 0; col < 3; col++) {
 151         c[row][col] = 0.;
 152         for (int calc = 0; calc < 3; calc++)
 153           c[row][col] += a.mtx[row][calc] * b.mtx[calc][col];
 154       }
 155
 156     return TransformationMatrix2D (c);
 157 }