src/2geom/transforms.h

   1 #ifndef SEEN_Geom_TRANSFORMS_H
   2 #define SEEN_Geom_TRANSFORMS_H
   3
   4 #include "matrix.h"
   5 #include <cmath>
   6
   7 namespace Geom {
   8
   9 template <typename T>
  10 struct TransformConcept {
  11     T t;
  12     Matrix m;
  13     Point p;
  14     void constraints() {
  15         m = t;  //implicit conversion
  16         t = t.inverse();
  17         p = p * t;
  18         t = t * t;
  19     }
  20 };
  21
  22
  23 class Rotate;
  24 class Translate {
  25   private:
  26     Translate();
  27     Point vec;
  28   public:
  29     explicit Translate(Point const &p) : vec(p) {}
  30     explicit Translate(Coord const x, Coord const y) : vec(x, y) {}
  31     inline operator Matrix() const { return Matrix(1, 0, 0, 1, vec[X], vec[Y]); }
  32
  33     inline Coord operator[](Dim2 const dim) const { return vec[dim]; }
  34     inline Coord operator[](unsigned const dim) const { return vec[dim]; }
  35     inline bool operator==(Translate const &o) const { return vec == o.vec; }
  36     inline bool operator!=(Translate const &o) const { return vec != o.vec; }
  37
  38     inline Translate inverse() const { return Translate(-vec); }
  39
  40     friend Point operator*(Point const &v, Translate const &t);
  41     inline Translate operator*(Translate const &b) const { return Translate(vec + b.vec); }
  42
  43     friend Matrix operator*(Translate const &t, Rotate const &r);
  44 };
  45
  46 inline Point operator*(Point const &v, Translate const &t) { return v + t.vec; }
  47
  48 class Scale {
  49   private:
  50     Point vec;
  51     Scale();
  52   public:
  53     explicit Scale(Point const &p) : vec(p) {}
  54     Scale(Coord const x, Coord const y) : vec(x, y) {}
  55     explicit Scale(Coord const s) : vec(s, s) {}
  56     inline operator Matrix() const { return Matrix(vec[X], 0, 0, vec[Y], 0, 0); }
  57
  58     inline Coord operator[](Dim2 const d) const { return vec[d]; }
  59     inline Coord operator[](unsigned const d) const { return vec[d]; }
  60     //TODO: should we keep these mutators? add them to the other transforms?
  61     inline Coord &operator[](Dim2 const d) { return vec[d]; }
  62     inline Coord &operator[](unsigned const d) { return vec[d]; }
  63     inline bool operator==(Scale const &o) const { return vec == o.vec; }
  64     inline bool operator!=(Scale const &o) const { return vec != o.vec; }
  65
  66     inline Scale inverse() const { return Scale(1./vec[0], 1./vec[1]); }
  67
  68     friend Point operator*(Point const &v, Translate const &t);
  69     inline Scale operator*(Scale const &b) const { return Scale(vec[X]*b[X], vec[Y]*b[Y]); }
  70 };
  71
  72 inline Point operator*(Point const &p, Scale const &s) { return Point(p[X] * s[X], p[Y] * s[Y]); }
  73
  74 /** Notionally an Geom::Matrix corresponding to rotation about the origin.
  75     Behaves like Geom::Matrix for multiplication.
  76 **/
  77 class Rotate {
  78   private:
  79     Rotate();
  80     Point vec;
  81   public:
  82     explicit Rotate(Coord theta) : vec(std::cos(theta), std::sin(theta)) {}
  83     Rotate(Point const &p) {Point v = p; v.normalize(); vec = v;} //TODO: UGLY!
  84     explicit Rotate(Coord x, Coord y) { Rotate(Point(x, y)); }
  85     inline operator Matrix() const { return Matrix(vec[X], vec[Y], vec[Y], -vec[X], 0, 0); }
  86
  87     inline Coord operator[](Dim2 const dim) const { return vec[dim]; }
  88     inline Coord operator[](unsigned const dim) const { return vec[dim]; }
  89     inline bool operator==(Rotate const &o) const { return vec == o.vec; }
  90     inline bool operator!=(Rotate const &o) const { return vec != o.vec; }
  91
  92     Rotate inverse() const { return Rotate( Point(vec[X], -vec[Y]) ); }
  93     static Rotate from_degrees(Coord deg) {
  94         Coord rad = (deg / 180.0) * M_PI;
  95         return Rotate(rad);
  96     }
  97
  98     friend Point operator*(Point const &v, Rotate const &r);
  99     inline Rotate operator*(Rotate const &b) const { return Rotate(vec * b); }
 100 };
 101
 102 inline Point operator*(Point const &v, Rotate const &r) { return v ^ r.vec; }
 103
 104 Matrix operator*(Translate const &t, Scale const &s);
 105 Matrix operator*(Translate const &t, Rotate const &r);
 106
 107 Matrix operator*(Scale const &s, Translate const &t);
 108 Matrix operator*(Scale const &s, Matrix const &m);
 109
 110 Matrix operator*(Matrix const &m, Translate const &t);
 111 Matrix operator*(Matrix const &m, Scale const &s);
 112 Matrix operator*(Matrix const &m, Rotate const &r);
 113 Matrix operator*(Matrix const &m1, Matrix const &m2);
 114
 115 //TODO: matrix to trans/scale/rotate
 116
 117 } /* namespace Geom */
 118
 119
 120 #endif /* !SEEN_Geom_TRANSFORMS_H */
 121
 122 /*
 123   Local Variables:
 124   mode:c++
 125   c-file-style:"stroustrup"
 126   c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)(case-label . +))
 127   indent-tabs-mode:nil
 128   fill-column:99
 129   End:
 130 */
 131 // vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=8:softtabstop=4:encoding=utf-8:textwidth=99 :