splited Transform.h/.cpp
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inc/hgl/math/Transform.h
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334
inc/hgl/math/Transform.h
Normal file
@@ -0,0 +1,334 @@
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#pragma once
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#include<hgl/math/Matrix.h>
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||||
namespace hgl
|
||||
{
|
||||
/**
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||||
* 变换矩阵<Br>
|
||||
* 便于分散管理平移、旋转、缩放等数值
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||||
*/
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||||
class Transform
|
||||
{
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||||
protected:
|
||||
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||||
uint32 version;
|
||||
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bool is_identity;
|
||||
bool is_zero_rotate;
|
||||
bool matrix_dirty;
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||||
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||||
Matrix4f matrix;
|
||||
Matrix4f inverse_matrix;
|
||||
Matrix4f transpose_inverse_matrix;
|
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||||
Vector3f translation_vector;
|
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||||
Quatf rotation_quat;
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||||
Vector3f rotation_axis;
|
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float rotate_angle;
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||||
Vector3f scale_vector;
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protected:
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||||
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||||
void UpdateQuat()
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||||
{
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||||
if(IsNearlyZero(rotate_angle))
|
||||
{
|
||||
if(is_zero_rotate)
|
||||
return;
|
||||
|
||||
is_zero_rotate=true;
|
||||
rotation_quat=IdentityQuatf;
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
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||||
is_zero_rotate=false;
|
||||
rotation_quat=RotationQuat(rotate_angle,rotation_axis);
|
||||
}
|
||||
|
||||
matrix_dirty=true;
|
||||
}
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public:
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void UpdateMatrix()
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{
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if(!matrix_dirty)
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return;
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if(translation_vector==ZeroVector3f
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||||
&&rotation_quat==IdentityQuatf
|
||||
&&scale_vector==OneVector3f)
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||||
{
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||||
if(is_identity) //如果之前就是空的,那不更新版本号
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{
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matrix_dirty=false;
|
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return;
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}
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||||
|
||||
SetToIdentity();
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
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||||
matrix=translate(translation_vector)*ToMatrix(rotation_quat)*scale(scale_vector);
|
||||
inverse_matrix=inverse(matrix);
|
||||
transpose_inverse_matrix=transpose(inverse_matrix);
|
||||
|
||||
is_identity=false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
matrix_dirty=false;
|
||||
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if(version>0xF0000000)
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version=0;
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else
|
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++version;
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}
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const uint32 GetVersion()
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||||
{
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UpdateMatrix();
|
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return version;
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}
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const bool IsIdentity()
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||||
{
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UpdateMatrix();
|
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return is_identity;
|
||||
}
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const Matrix4f &GetMatrix()
|
||||
{
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||||
UpdateMatrix();
|
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return matrix;
|
||||
}
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||||
const Matrix4f GetMatrix()const //不能执行UpdateMatrix时的获取
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{
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||||
if(matrix_dirty)
|
||||
return translate(translation_vector)*ToMatrix(rotation_quat)*scale(scale_vector);
|
||||
else
|
||||
return matrix;
|
||||
}
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||||
|
||||
operator const Matrix4f &(){return GetMatrix();}
|
||||
|
||||
const Matrix4f &GetInverseMatrix()
|
||||
{
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
return inverse_matrix;
|
||||
}
|
||||
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||||
const Vector3f &GetTranslation ()const{return translation_vector;}
|
||||
const Vector3f &GetScale ()const{return scale_vector;}
|
||||
|
||||
const Quatf & GetRotationQuat ()const{return rotation_quat;}
|
||||
const Vector3f &GetRotationAxis ()const{return rotation_axis;}
|
||||
const float GetRotateAngle ()const{return rotate_angle;}
|
||||
|
||||
void SetTranslation(const float x,const float y,const float z)
|
||||
{
|
||||
translation_vector.x=x;
|
||||
translation_vector.y=y;
|
||||
translation_vector.z=z;
|
||||
matrix_dirty=true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetTranslation(const Vector3f &v)
|
||||
{
|
||||
translation_vector=v;
|
||||
matrix_dirty=true;
|
||||
}
|
||||
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void ClearRotation()
|
||||
{
|
||||
rotation_quat=IdentityQuatf;
|
||||
rotation_axis=ZeroVector3f;
|
||||
rotate_angle=0;
|
||||
matrix_dirty=true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetRotation(const Quatf &q)
|
||||
{
|
||||
rotation_quat=q;
|
||||
ExtractedQuat(q,rotation_axis,rotate_angle);
|
||||
matrix_dirty=true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetRotation(const Vector3f &axis,const float angle)
|
||||
{
|
||||
rotation_axis=axis;
|
||||
rotate_angle=angle;
|
||||
UpdateQuat();
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetRotation(const AXIS &axis,const float angle)
|
||||
{
|
||||
rotation_axis=GetAxisVector(axis);
|
||||
rotate_angle=angle;
|
||||
UpdateQuat();
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetRotateAngle(float angle)
|
||||
{
|
||||
rotate_angle=angle;
|
||||
UpdateQuat();
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetScale(const float &v)
|
||||
{
|
||||
scale_vector=Vector3f(v,v,v);
|
||||
matrix_dirty=true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetScale(const float x,const float y,const float z)
|
||||
{
|
||||
scale_vector.x=x;
|
||||
scale_vector.y=y;
|
||||
scale_vector.z=z;
|
||||
|
||||
matrix_dirty=true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetScale(const Vector3f &v)
|
||||
{
|
||||
scale_vector=v;
|
||||
matrix_dirty=true;
|
||||
}
|
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|
||||
public:
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|
||||
Transform()
|
||||
{
|
||||
SetToIdentity();
|
||||
}
|
||||
|
||||
Transform(const Matrix4f &m)
|
||||
{
|
||||
SetFromMatrix4f(m);
|
||||
}
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||||
|
||||
Transform(const Transform &t)
|
||||
{
|
||||
hgl_cpy(*this,t);
|
||||
}
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||||
void SetToIdentity()
|
||||
{
|
||||
is_identity=true;
|
||||
is_zero_rotate=true;
|
||||
|
||||
matrix=Identity4f;
|
||||
inverse_matrix=Identity4f;
|
||||
|
||||
matrix_dirty=false;
|
||||
|
||||
translation_vector=ZeroVector3f;
|
||||
rotation_quat=IdentityQuatf;
|
||||
rotation_axis=ZeroVector3f;
|
||||
rotate_angle=0;
|
||||
scale_vector=OneVector3f;
|
||||
}
|
||||
|
||||
const bool operator == (const Transform &t)
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||||
{
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
|
||||
if(is_identity)
|
||||
{
|
||||
if(t.is_identity)
|
||||
return(true);
|
||||
else
|
||||
return(false);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
if(t.is_identity)
|
||||
return(false);
|
||||
}
|
||||
|
||||
const Matrix4f tm=t.GetMatrix();
|
||||
|
||||
return matrix==tm;
|
||||
}
|
||||
|
||||
void operator = (const Transform &t)
|
||||
{
|
||||
hgl_cpy(*this,t);
|
||||
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
}
|
||||
|
||||
void SetFromMatrix4f(const Matrix4f &m)
|
||||
{
|
||||
is_identity=IsIdentityMatrix(m);
|
||||
|
||||
if(is_identity)
|
||||
{
|
||||
SetToIdentity();
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
matrix=m;
|
||||
inverse_matrix=inverse(m);
|
||||
|
||||
matrix_dirty=false;
|
||||
|
||||
DecomposeTransform(m,translation_vector,rotation_quat,scale_vector);
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||||
|
||||
ExtractedQuat(rotation_quat,rotation_axis,rotate_angle);
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Vector3f TransformPosition(const Vector3f &v)
|
||||
{
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
return Vector3f(matrix*Vector4f(v,1.0f));
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Vector3f TransformDirection(const Vector3f &v)
|
||||
{
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
return Vector3f(matrix*Vector4f(v,0.0f));
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Vector3f TransformNormal(const Vector3f &v)
|
||||
{
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
return normalize(Vector3f(transpose_inverse_matrix*Vector4f(v,0.0f)));
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Matrix3f TransformMatrix(const Matrix3f &child)
|
||||
{
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
return Matrix3f(matrix*Matrix4f(child));
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Matrix4f TransformMatrix(const Matrix4f &child)
|
||||
{
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
return matrix*child;
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Transform TransformTransform(const Transform &child)
|
||||
{
|
||||
UpdateMatrix();
|
||||
const Matrix4f &child_matrix=child.GetMatrix();
|
||||
|
||||
return Transform(matrix*child_matrix);
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Transform TransformTransform(const Transform &child)const
|
||||
{
|
||||
const Matrix4f &cur_matrix=GetMatrix();
|
||||
const Matrix4f &child_matrix=child.GetMatrix();
|
||||
|
||||
return Transform(cur_matrix*child_matrix);
|
||||
}
|
||||
};//Transform
|
||||
|
||||
constexpr const size_t TransformMatrix4fLength=sizeof(Transform);
|
||||
|
||||
Transform Lerp(const Transform &from,const Transform &to,const float t);
|
||||
}//namespace hgl
|
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