// Copyright (C) 2010, Guy Barrand. All rights reserved. // See the file tools.license for terms. #ifndef tools_vec3 #define tools_vec3 #include //sqrt #ifdef TOOLS_MEM #include "mem" #endif namespace tools { template class vec3 { #ifdef TOOLS_MEM static const std::string& s_class() { static const std::string s_v("tools::vec3"); return s_v; } #endif public: typedef T elem_t; unsigned int dimension() const {return 3;} public: vec3(){ #ifdef TOOLS_MEM mem::increment(s_class().c_str()); #endif m_data[0] = T(); m_data[1] = T(); m_data[2] = T(); } vec3(const T a_vec[3]) { #ifdef TOOLS_MEM mem::increment(s_class().c_str()); #endif m_data[0] = a_vec[0]; m_data[1] = a_vec[1]; m_data[2] = a_vec[2]; } vec3(const T& a0,const T& a1,const T& a2,bool a_inc = true) { #ifdef TOOLS_MEM if(a_inc) mem::increment(s_class().c_str()); #else (void)a_inc; #endif m_data[0] = a0; m_data[1] = a1; m_data[2] = a2; } virtual ~vec3() { #ifdef TOOLS_MEM mem::decrement(s_class().c_str()); #endif } public: vec3(const vec3& a_from){ #ifdef TOOLS_MEM mem::increment(s_class().c_str()); #endif m_data[0] = a_from.m_data[0]; m_data[1] = a_from.m_data[1]; m_data[2] = a_from.m_data[2]; } vec3& operator=(const vec3& a_from) { m_data[0] = a_from.m_data[0]; m_data[1] = a_from.m_data[1]; m_data[2] = a_from.m_data[2]; return *this; } public: T v0() const { return m_data[0];} T v1() const { return m_data[1];} T v2() const { return m_data[2];} void v0(const T& a_value) { m_data[0] = a_value;} void v1(const T& a_value) { m_data[1] = a_value;} void v2(const T& a_value) { m_data[2] = a_value;} T x() const {return m_data[0];} T y() const {return m_data[1];} T z() const {return m_data[2];} void set_value(const T& a0,const T& a1,const T& a2) { m_data[0] = a0; m_data[1] = a1; m_data[2] = a2; } void set_value(const T aV[3]) { m_data[0] = aV[0]; m_data[1] = aV[1]; m_data[2] = aV[2]; } void value(T& a0,T& a1,T& a2) const { a0 = m_data[0]; a1 = m_data[1]; a2 = m_data[2]; } //bool set_value(unsigned int a_index,const T& a_value) { // if(a_index>=3) return false; // m_[a_index] = a_value; // return true; //} T length() const { return (T)::sqrt(m_data[0]*m_data[0] +m_data[1]*m_data[1] +m_data[2]*m_data[2]); } T normalize() { T norme = length(); if(norme==T()) return T(); divide(norme); return norme; } T dot(const vec3& aV) const { return (m_data[0] * aV.m_data[0] + m_data[1] * aV.m_data[1] + m_data[2] * aV.m_data[2]); } vec3 cross(const vec3& aV) const { return vec3(m_data[1] * aV.m_data[2] - m_data[2] * aV.m_data[1], m_data[2] * aV.m_data[0] - m_data[0] * aV.m_data[2], m_data[0] * aV.m_data[1] - m_data[1] * aV.m_data[0]); } bool equal(const vec3& aV) const { if(m_data[0]!=aV.m_data[0]) return false; if(m_data[1]!=aV.m_data[1]) return false; if(m_data[2]!=aV.m_data[2]) return false; return true; } bool divide(const T& a_T) { if(a_T==T()) return false; m_data[0] /= a_T; m_data[1] /= a_T; m_data[2] /= a_T; return true; } void multiply(const T& a_T) { m_data[0] *= a_T; m_data[1] *= a_T; m_data[2] *= a_T; } void add(const vec3& a_v) { m_data[0] += a_v.m_data[0]; m_data[1] += a_v.m_data[1]; m_data[2] += a_v.m_data[2]; } void add(const T& a0,const T& a1,const T& a2) { m_data[0] += a0; m_data[1] += a1; m_data[2] += a2; } void subtract(const vec3& a_v) { m_data[0] -= a_v.m_data[0]; m_data[1] -= a_v.m_data[1]; m_data[2] -= a_v.m_data[2]; } void subtract(const T& a0,const T& a1,const T& a2) { m_data[0] -= a0; m_data[1] -= a1; m_data[2] -= a2; } bool cos_angle(const vec3& a_v,T& a_cos) const { //WARNING : if ret false, a_cos is not set. if(length()==T()) return false; if(a_v.length()==T()) return false; a_cos = dot(a_v)/(length()*a_v.length()); return true; } bool theta_phi(T& a_theta,T& a_phi) const { //WARNING : if ret false, a_theta, a_phi are not set. if(length()==T()) return false; a_phi = (T)::atan2(m_data[1],m_data[0]); T xy = (T)::sqrt(m_data[0]*m_data[0]+m_data[1]*m_data[1]); a_theta = (T)::atan2(xy,m_data[2]); return true; } public: //operators T& operator[](unsigned int a_index) { //WARNING : no check on a_index. return m_data[a_index]; } const T& operator[](unsigned int a_index) const { //WARNING : no check on a_index. return m_data[a_index]; } vec3& operator*=(const T& a_v) { m_data[0] *= a_v; m_data[1] *= a_v; m_data[2] *= a_v; return *this; } vec3 operator+(const vec3& a_v) const { return vec3(m_data[0]+a_v.m_data[0], m_data[1]+a_v.m_data[1], m_data[2]+a_v.m_data[2]); } vec3 operator-(const vec3& a_v) const { return vec3(m_data[0]-a_v.m_data[0], m_data[1]-a_v.m_data[1], m_data[2]-a_v.m_data[2]); } vec3 operator*(const T& a_v) const { return vec3(m_data[0]*a_v, m_data[1]*a_v, m_data[2]*a_v); } vec3 operator/(const T& a_v) const { if(a_v==T()) return vec3(); return vec3(m_data[0]/a_v, m_data[1]/a_v, m_data[2]/a_v); } bool operator==(const vec3& a_v) const {return equal(a_v);} bool operator!=(const vec3& a_v) const {return !operator==(a_v);} public: //for inlib/sg/sf_vec typedef unsigned int size_type; size_type size() const {return 3;} const T* data() const {return m_data;} public: //for iv2sg const T* getValue() const {return m_data;} void setValue(const T& a0,const T& a1,const T& a2) { m_data[0] = a0; m_data[1] = a1; m_data[2] = a2; } void getValue(T& a0,T& a1,T& a2) const { a0 = m_data[0]; a1 = m_data[1]; a2 = m_data[2]; } void setValue(const vec3& a_v) { m_data[0] = a_v.m_data[0]; m_data[1] = a_v.m_data[1]; m_data[2] = a_v.m_data[2]; } void setValue(const T aV[3]) { m_data[0] = aV[0]; m_data[1] = aV[1]; m_data[2] = aV[2]; } vec3& setValue(const vec3& a_bary, const vec3& a_v0,const vec3& a_v1,const vec3& a_v2) { m_data[0] = a_bary[0]*a_v0[0]+a_bary[1]*a_v1[0]+a_bary[2]*a_v2[0]; m_data[1] = a_bary[0]*a_v0[1]+a_bary[1]*a_v1[1]+a_bary[2]*a_v2[1]; m_data[2] = a_bary[0]*a_v0[2]+a_bary[1]*a_v1[2]+a_bary[2]*a_v2[2]; return *this; } public: static const vec3& s_x() { static const vec3 s_v(1,0,0,false); return s_v; } static const vec3& s_y() { static const vec3 s_v(0,1,0,false); return s_v; } static const vec3& s_z() { static const vec3 s_v(0,0,1,false); return s_v; } protected: T m_data[3]; private:static void check_instantiation() {vec3 v;} }; //for sf, mf : template inline const T* get_data(const vec3& a_v) {return a_v.data();} template inline void normal(const vec3& a_p0,const vec3& a_p1,const vec3& a_p2,vec3& a_nm) { a_nm = (a_p1-a_p0).cross(a_p2-a_p1); a_nm.normalize(); } template inline vec3 direction(const vec3& a_p0, const vec3& a_p1, const vec3& a_p2) { // Orientation is computed by taking (p1 - p0) x (p2 - p0) vec3 P = a_p1; P.subtract(a_p0); vec3 P2 = a_p2; P2.subtract(a_p0); return P.cross(P2); } template inline vec3 direction(const T& a_0_x,const T& a_0_y,const T& a_0_z, const T& a_1_x,const T& a_1_y,const T& a_1_z, const T& a_2_x,const T& a_2_y,const T& a_2_z) { return direction(vec3(a_0_x,a_0_y,a_0_z), vec3(a_1_x,a_1_y,a_1_z), vec3(a_2_x,a_2_y,a_2_z)); } } #include namespace tools { // for sf_vec::dump(). template inline std::ostream& operator<<(std::ostream& a_out,const vec3& a_this){ a_out << "x = " << a_this.v0() << ",y = " << a_this.v1() << ",z = " << a_this.v2(); return a_out; } } #endif