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  • Committer: Stefano Rivera
  • Date: 2010-07-24 15:35:51 UTC
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ImportĀ upstreamĀ versionĀ 3.31.1

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Lines of Context:
1
 
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2
 
//
3
 
// Copyright (c) 2002, Industrial Light & Magic, a division of Lucas
4
 
// Digital Ltd. LLC
5
 
// 
6
 
// All rights reserved.
7
 
// 
8
 
// Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9
 
// modification, are permitted provided that the following conditions are
10
 
// met:
11
 
// *       Redistributions of source code must retain the above copyright
12
 
// notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13
 
// *       Redistributions in binary form must reproduce the above
14
 
// copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer
15
 
// in the documentation and/or other materials provided with the
16
 
// distribution.
17
 
// *       Neither the name of Industrial Light & Magic nor the names of
18
 
// its contributors may be used to endorse or promote products derived
19
 
// from this software without specific prior written permission. 
20
 
// 
21
 
// THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22
 
// "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23
 
// LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
24
 
// A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
25
 
// OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
26
 
// SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
27
 
// LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
28
 
// DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
29
 
// THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
30
 
// (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
31
 
// OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
32
 
//
33
 
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
34
 
 
35
 
 
36
 
 
37
 
#ifndef INCLUDED_IMATHLINEALGO_H
38
 
#define INCLUDED_IMATHLINEALGO_H
39
 
 
40
 
//------------------------------------------------------------------
41
 
//
42
 
//      This file contains algorithms applied to or in conjunction
43
 
//      with lines (Imath::Line). These algorithms may require
44
 
//      more headers to compile. The assumption made is that these
45
 
//      functions are called much less often than the basic line
46
 
//      functions or these functions require more support classes
47
 
//
48
 
//      Contains:
49
 
//
50
 
//      bool closestPoints(const Line<T>& line1,
51
 
//                         const Line<T>& line2,
52
 
//                         Vec3<T>& point1,
53
 
//                         Vec3<T>& point2)
54
 
//
55
 
//      bool intersect( const Line3<T> &line,
56
 
//                      const Vec3<T> &v0,
57
 
//                      const Vec3<T> &v1,
58
 
//                      const Vec3<T> &v2,
59
 
//                      Vec3<T> &pt,
60
 
//                      Vec3<T> &barycentric,
61
 
//                      bool &front)
62
 
//
63
 
//      V3f
64
 
//      closestVertex(const Vec3<T> &v0,
65
 
//                    const Vec3<T> &v1,
66
 
//                    const Vec3<T> &v2,
67
 
//                    const Line3<T> &l)
68
 
//
69
 
//      V3f
70
 
//      rotatePoint(const Vec3<T> p, Line3<T> l, float angle)
71
 
//
72
 
//------------------------------------------------------------------
73
 
 
74
 
#include "ImathLine.h"
75
 
#include "ImathVecAlgo.h"
76
 
#include "ImathFun.h"
77
 
 
78
 
namespace Imath {
79
 
 
80
 
 
81
 
template <class T>
82
 
bool
83
 
closestPoints
84
 
    (const Line3<T>& line1,
85
 
     const Line3<T>& line2,
86
 
     Vec3<T>& point1,
87
 
     Vec3<T>& point2)
88
 
{
89
 
    //
90
 
    // Compute point1 and point2 such that point1 is on line1, point2
91
 
    // is on line2 and the distance between point1 and point2 is minimal.
92
 
    // This function returns true if point1 and point2 can be computed,
93
 
    // or false if line1 and line2 are parallel or nearly parallel.
94
 
    // This function assumes that line1.dir and line2.dir are normalized.
95
 
    //
96
 
 
97
 
    Vec3<T> w = line1.pos - line2.pos;
98
 
    T d1w = line1.dir ^ w;
99
 
    T d2w = line2.dir ^ w;
100
 
    T d1d2 = line1.dir ^ line2.dir;
101
 
    T n1 = d1d2 * d2w - d1w;
102
 
    T n2 = d2w - d1d2 * d1w;
103
 
    T d = 1 - d1d2 * d1d2;
104
 
    T absD = abs (d);
105
 
 
106
 
    if ((absD > 1) ||
107
 
        (abs (n1) < limits<T>::max() * absD &&
108
 
         abs (n2) < limits<T>::max() * absD))
109
 
    {
110
 
        point1 = line1 (n1 / d);
111
 
        point2 = line2 (n2 / d);
112
 
        return true;
113
 
    }
114
 
    else
115
 
    {
116
 
        return false;
117
 
    }
118
 
}
119
 
 
120
 
 
121
 
template <class T>
122
 
bool
123
 
intersect
124
 
    (const Line3<T> &line,
125
 
     const Vec3<T> &v0,
126
 
     const Vec3<T> &v1,
127
 
     const Vec3<T> &v2,
128
 
     Vec3<T> &pt,
129
 
     Vec3<T> &barycentric,
130
 
     bool &front)
131
 
{
132
 
    //
133
 
    // Given a line and a triangle (v0, v1, v2), the intersect() function
134
 
    // finds the intersection of the line and the plane that contains the
135
 
    // triangle.
136
 
    //
137
 
    // If the intersection point cannot be computed, either because the
138
 
    // line and the triangle's plane are nearly parallel or because the
139
 
    // triangle's area is very small, intersect() returns false.
140
 
    //
141
 
    // If the intersection point is outside the triangle, intersect
142
 
    // returns false.
143
 
    //
144
 
    // If the intersection point, pt, is inside the triangle, intersect()
145
 
    // computes a front-facing flag and the barycentric coordinates of
146
 
    // the intersection point, and returns true.
147
 
    //
148
 
    // The front-facing flag is true if the dot product of the triangle's
149
 
    // normal, (v2-v1)%(v1-v0), and the line's direction is negative.
150
 
    //
151
 
    // The barycentric coordinates have the following property:
152
 
    //
153
 
    //     pt = v0 * barycentric.x + v1 * barycentric.y + v2 * barycentric.z
154
 
    //
155
 
 
156
 
    Vec3<T> edge0 = v1 - v0;
157
 
    Vec3<T> edge1 = v2 - v1;
158
 
    Vec3<T> normal = edge1 % edge0;
159
 
 
160
 
    T l = normal.length();
161
 
 
162
 
    if (l != 0)
163
 
        normal /= l;
164
 
    else
165
 
        return false;   // zero-area triangle
166
 
 
167
 
    //
168
 
    // d is the distance of line.pos from the plane that contains the triangle.
169
 
    // The intersection point is at line.pos + (d/nd) * line.dir.
170
 
    //
171
 
 
172
 
    T d = normal ^ (v0 - line.pos);
173
 
    T nd = normal ^ line.dir;
174
 
 
175
 
    if (abs (nd) > 1 || abs (d) < limits<T>::max() * abs (nd))
176
 
        pt = line (d / nd);
177
 
    else
178
 
        return false;  // line and plane are nearly parallel
179
 
 
180
 
    //
181
 
    // Compute the barycentric coordinates of the intersection point.
182
 
    // The intersection is inside the triangle if all three barycentric
183
 
    // coordinates are between zero and one.
184
 
    //
185
 
 
186
 
    {
187
 
        Vec3<T> en = edge0.normalized();
188
 
        Vec3<T> a = pt - v0;
189
 
        Vec3<T> b = v2 - v0;
190
 
        Vec3<T> c = (a - en * (en ^ a));
191
 
        Vec3<T> d = (b - en * (en ^ b));
192
 
        T e = c ^ d;
193
 
        T f = d ^ d;
194
 
 
195
 
        if (e >= 0 && e <= f)
196
 
            barycentric.z = e / f;
197
 
        else
198
 
            return false; // outside
199
 
    }
200
 
 
201
 
    {
202
 
        Vec3<T> en = edge1.normalized();
203
 
        Vec3<T> a = pt - v1;
204
 
        Vec3<T> b = v0 - v1;
205
 
        Vec3<T> c = (a - en * (en ^ a));
206
 
        Vec3<T> d = (b - en * (en ^ b));
207
 
        T e = c ^ d;
208
 
        T f = d ^ d;
209
 
 
210
 
        if (e >= 0 && e <= f)
211
 
            barycentric.x = e / f;
212
 
        else
213
 
            return false; // outside
214
 
    }
215
 
 
216
 
    barycentric.y = 1 - barycentric.x - barycentric.z;
217
 
 
218
 
    if (barycentric.y < 0)
219
 
        return false; // outside
220
 
 
221
 
    front = ((line.dir ^ normal) < 0);
222
 
    return true;
223
 
}
224
 
 
225
 
 
226
 
template <class T>
227
 
Vec3<T>
228
 
closestVertex
229
 
    (const Vec3<T> &v0,
230
 
     const Vec3<T> &v1,
231
 
     const Vec3<T> &v2,
232
 
     const Line3<T> &l)
233
 
{
234
 
    Vec3<T> nearest = v0;
235
 
    T neardot       = (v0 - l.closestPointTo(v0)).length2();
236
 
    
237
 
    T tmp           = (v1 - l.closestPointTo(v1)).length2();
238
 
 
239
 
    if (tmp < neardot)
240
 
    {
241
 
        neardot = tmp;
242
 
        nearest = v1;
243
 
    }
244
 
 
245
 
    tmp = (v2 - l.closestPointTo(v2)).length2();
246
 
    if (tmp < neardot)
247
 
    {
248
 
        neardot = tmp;
249
 
        nearest = v2;
250
 
    }
251
 
 
252
 
    return nearest;
253
 
}
254
 
 
255
 
 
256
 
template <class T>
257
 
Vec3<T>
258
 
rotatePoint (const Vec3<T> p, Line3<T> l, T angle)
259
 
{
260
 
    //
261
 
    // Rotate the point p around the line l by the given angle.
262
 
    //
263
 
 
264
 
    //
265
 
    // Form a coordinate frame with <x,y,a>. The rotation is the in xy
266
 
    // plane.
267
 
    //
268
 
 
269
 
    Vec3<T> q = l.closestPointTo(p);
270
 
    Vec3<T> x = p - q;
271
 
    T radius = x.length();
272
 
 
273
 
    x.normalize();
274
 
    Vec3<T> y = (x % l.dir).normalize();
275
 
 
276
 
    T cosangle = Math<T>::cos(angle);
277
 
    T sinangle = Math<T>::sin(angle);
278
 
 
279
 
    Vec3<T> r = q + x * radius * cosangle + y * radius * sinangle; 
280
 
 
281
 
    return r;
282
 
}
283
 
 
284
 
 
285
 
} // namespace Imath
286
 
 
287
 
#endif
 
1
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
2
//
 
3
// Copyright (c) 2002, Industrial Light & Magic, a division of Lucas
 
4
// Digital Ltd. LLC
 
5
// 
 
6
// All rights reserved.
 
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// 
 
8
// Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 
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// modification, are permitted provided that the following conditions are
 
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// met:
 
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31
// OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 
32
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34
 
 
35
 
 
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#ifndef INCLUDED_IMATHLINEALGO_H
 
38
#define INCLUDED_IMATHLINEALGO_H
 
39
 
 
40
//------------------------------------------------------------------
 
41
//
 
42
//      This file contains algorithms applied to or in conjunction
 
43
//      with lines (Imath::Line). These algorithms may require
 
44
//      more headers to compile. The assumption made is that these
 
45
//      functions are called much less often than the basic line
 
46
//      functions or these functions require more support classes
 
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//
 
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//      Contains:
 
49
//
 
50
//      bool closestPoints(const Line<T>& line1,
 
51
//                         const Line<T>& line2,
 
52
//                         Vec3<T>& point1,
 
53
//                         Vec3<T>& point2)
 
54
//
 
55
//      bool intersect( const Line3<T> &line,
 
56
//                      const Vec3<T> &v0,
 
57
//                      const Vec3<T> &v1,
 
58
//                      const Vec3<T> &v2,
 
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//                      Vec3<T> &pt,
 
60
//                      Vec3<T> &barycentric,
 
61
//                      bool &front)
 
62
//
 
63
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64
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66
//                    const Vec3<T> &v2,
 
67
//                    const Line3<T> &l)
 
68
//
 
69
//      V3f
 
70
//      rotatePoint(const Vec3<T> p, Line3<T> l, float angle)
 
71
//
 
72
//------------------------------------------------------------------
 
73
 
 
74
#include "ImathLine.h"
 
75
#include "ImathVecAlgo.h"
 
76
#include "ImathFun.h"
 
77
 
 
78
namespace Imath {
 
79
 
 
80
 
 
81
template <class T>
 
82
bool
 
83
closestPoints
 
84
    (const Line3<T>& line1,
 
85
     const Line3<T>& line2,
 
86
     Vec3<T>& point1,
 
87
     Vec3<T>& point2)
 
88
{
 
89
    //
 
90
    // Compute point1 and point2 such that point1 is on line1, point2
 
91
    // is on line2 and the distance between point1 and point2 is minimal.
 
92
    // This function returns true if point1 and point2 can be computed,
 
93
    // or false if line1 and line2 are parallel or nearly parallel.
 
94
    // This function assumes that line1.dir and line2.dir are normalized.
 
95
    //
 
96
 
 
97
    Vec3<T> w = line1.pos - line2.pos;
 
98
    T d1w = line1.dir ^ w;
 
99
    T d2w = line2.dir ^ w;
 
100
    T d1d2 = line1.dir ^ line2.dir;
 
101
    T n1 = d1d2 * d2w - d1w;
 
102
    T n2 = d2w - d1d2 * d1w;
 
103
    T d = 1 - d1d2 * d1d2;
 
104
    T absD = abs (d);
 
105
 
 
106
    if ((absD > 1) ||
 
107
        (abs (n1) < limits<T>::max() * absD &&
 
108
         abs (n2) < limits<T>::max() * absD))
 
109
    {
 
110
        point1 = line1 (n1 / d);
 
111
        point2 = line2 (n2 / d);
 
112
        return true;
 
113
    }
 
114
    else
 
115
    {
 
116
        return false;
 
117
    }
 
118
}
 
119
 
 
120
 
 
121
template <class T>
 
122
bool
 
123
intersect
 
124
    (const Line3<T> &line,
 
125
     const Vec3<T> &v0,
 
126
     const Vec3<T> &v1,
 
127
     const Vec3<T> &v2,
 
128
     Vec3<T> &pt,
 
129
     Vec3<T> &barycentric,
 
130
     bool &front)
 
131
{
 
132
    //
 
133
    // Given a line and a triangle (v0, v1, v2), the intersect() function
 
134
    // finds the intersection of the line and the plane that contains the
 
135
    // triangle.
 
136
    //
 
137
    // If the intersection point cannot be computed, either because the
 
138
    // line and the triangle's plane are nearly parallel or because the
 
139
    // triangle's area is very small, intersect() returns false.
 
140
    //
 
141
    // If the intersection point is outside the triangle, intersect
 
142
    // returns false.
 
143
    //
 
144
    // If the intersection point, pt, is inside the triangle, intersect()
 
145
    // computes a front-facing flag and the barycentric coordinates of
 
146
    // the intersection point, and returns true.
 
147
    //
 
148
    // The front-facing flag is true if the dot product of the triangle's
 
149
    // normal, (v2-v1)%(v1-v0), and the line's direction is negative.
 
150
    //
 
151
    // The barycentric coordinates have the following property:
 
152
    //
 
153
    //     pt = v0 * barycentric.x + v1 * barycentric.y + v2 * barycentric.z
 
154
    //
 
155
 
 
156
    Vec3<T> edge0 = v1 - v0;
 
157
    Vec3<T> edge1 = v2 - v1;
 
158
    Vec3<T> normal = edge1 % edge0;
 
159
 
 
160
    T l = normal.length();
 
161
 
 
162
    if (l != 0)
 
163
        normal /= l;
 
164
    else
 
165
        return false;   // zero-area triangle
 
166
 
 
167
    //
 
168
    // d is the distance of line.pos from the plane that contains the triangle.
 
169
    // The intersection point is at line.pos + (d/nd) * line.dir.
 
170
    //
 
171
 
 
172
    T d = normal ^ (v0 - line.pos);
 
173
    T nd = normal ^ line.dir;
 
174
 
 
175
    if (abs (nd) > 1 || abs (d) < limits<T>::max() * abs (nd))
 
176
        pt = line (d / nd);
 
177
    else
 
178
        return false;  // line and plane are nearly parallel
 
179
 
 
180
    //
 
181
    // Compute the barycentric coordinates of the intersection point.
 
182
    // The intersection is inside the triangle if all three barycentric
 
183
    // coordinates are between zero and one.
 
184
    //
 
185
 
 
186
    {
 
187
        Vec3<T> en = edge0.normalized();
 
188
        Vec3<T> a = pt - v0;
 
189
        Vec3<T> b = v2 - v0;
 
190
        Vec3<T> c = (a - en * (en ^ a));
 
191
        Vec3<T> d = (b - en * (en ^ b));
 
192
        T e = c ^ d;
 
193
        T f = d ^ d;
 
194
 
 
195
        if (e >= 0 && e <= f)
 
196
            barycentric.z = e / f;
 
197
        else
 
198
            return false; // outside
 
199
    }
 
200
 
 
201
    {
 
202
        Vec3<T> en = edge1.normalized();
 
203
        Vec3<T> a = pt - v1;
 
204
        Vec3<T> b = v0 - v1;
 
205
        Vec3<T> c = (a - en * (en ^ a));
 
206
        Vec3<T> d = (b - en * (en ^ b));
 
207
        T e = c ^ d;
 
208
        T f = d ^ d;
 
209
 
 
210
        if (e >= 0 && e <= f)
 
211
            barycentric.x = e / f;
 
212
        else
 
213
            return false; // outside
 
214
    }
 
215
 
 
216
    barycentric.y = 1 - barycentric.x - barycentric.z;
 
217
 
 
218
    if (barycentric.y < 0)
 
219
        return false; // outside
 
220
 
 
221
    front = ((line.dir ^ normal) < 0);
 
222
    return true;
 
223
}
 
224
 
 
225
 
 
226
template <class T>
 
227
Vec3<T>
 
228
closestVertex
 
229
    (const Vec3<T> &v0,
 
230
     const Vec3<T> &v1,
 
231
     const Vec3<T> &v2,
 
232
     const Line3<T> &l)
 
233
{
 
234
    Vec3<T> nearest = v0;
 
235
    T neardot       = (v0 - l.closestPointTo(v0)).length2();
 
236
    
 
237
    T tmp           = (v1 - l.closestPointTo(v1)).length2();
 
238
 
 
239
    if (tmp < neardot)
 
240
    {
 
241
        neardot = tmp;
 
242
        nearest = v1;
 
243
    }
 
244
 
 
245
    tmp = (v2 - l.closestPointTo(v2)).length2();
 
246
    if (tmp < neardot)
 
247
    {
 
248
        neardot = tmp;
 
249
        nearest = v2;
 
250
    }
 
251
 
 
252
    return nearest;
 
253
}
 
254
 
 
255
 
 
256
template <class T>
 
257
Vec3<T>
 
258
rotatePoint (const Vec3<T> p, Line3<T> l, T angle)
 
259
{
 
260
    //
 
261
    // Rotate the point p around the line l by the given angle.
 
262
    //
 
263
 
 
264
    //
 
265
    // Form a coordinate frame with <x,y,a>. The rotation is the in xy
 
266
    // plane.
 
267
    //
 
268
 
 
269
    Vec3<T> q = l.closestPointTo(p);
 
270
    Vec3<T> x = p - q;
 
271
    T radius = x.length();
 
272
 
 
273
    x.normalize();
 
274
    Vec3<T> y = (x % l.dir).normalize();
 
275
 
 
276
    T cosangle = Math<T>::cos(angle);
 
277
    T sinangle = Math<T>::sin(angle);
 
278
 
 
279
    Vec3<T> r = q + x * radius * cosangle + y * radius * sinangle; 
 
280
 
 
281
    return r;
 
282
}
 
283
 
 
284
 
 
285
} // namespace Imath
 
286
 
 
287
#endif