src/transf_mat_3x4.cpp

   1 #define SEEN_TRANSF_MAT_3x4_C
   2
   3 /*
   4  * 3x4 transformation matrix to map points from projective 3-space into the projective plane
   5  *
   6  * Authors:
   7  *   Maximilian Albert <Anhalter42@gmx.de>
   8  *
   9  * Copyright (C) 2007  Authors
  10  *
  11  * Released under GNU GPL, read the file 'COPYING' for more information
  12  */
  13
  14 #include "transf_mat_3x4.h"
  15 #include <gtk/gtk.h>
  16 #include <2geom/matrix.h>
  17 #include "svg/stringstream.h"
  18 #include "syseq.h"
  19 #include "document.h"
  20 #include "inkscape.h"
  21
  22 namespace Proj {
  23
  24 TransfMat3x4::TransfMat3x4 () {
  25     for (unsigned int i = 0; i < 3; ++i) {
  26         for (unsigned int j = 0; j < 4; ++j) {
  27             tmat[i][j] = (i == j ? 1 : 0); // or should we initialize all values with 0? does it matter at all?
  28         }
  29     }
  30 }
  31
  32 TransfMat3x4::TransfMat3x4 (Proj::Pt2 vp_x, Proj::Pt2 vp_y, Proj::Pt2 vp_z, Proj::Pt2 origin) {
  33     for (unsigned int i = 0; i < 3; ++i) {
  34         tmat[i][0] = vp_x[i];
  35         tmat[i][1] = vp_y[i];
  36         tmat[i][2] = vp_z[i];
  37         tmat[i][3] = origin[i];
  38     }
  39 }
  40
  41 TransfMat3x4::TransfMat3x4(TransfMat3x4 const &rhs) {
  42     for (unsigned int i = 0; i < 3; ++i) {
  43         for (unsigned int j = 0; j < 4; ++j) {
  44             tmat[i][j] = rhs.tmat[i][j];
  45         }
  46     }
  47 }
  48
  49 Pt2
  50 TransfMat3x4::column (Proj::Axis axis) const {
  51     return Proj::Pt2 (tmat[0][axis], tmat[1][axis], tmat[2][axis]);
  52 }
  53
  54 Pt2
  55 TransfMat3x4::image (Pt3 const &point) {
  56     double x = tmat[0][0] * point[0] + tmat[0][1] * point[1] + tmat[0][2] * point[2] + tmat[0][3] * point[3];
  57     double y = tmat[1][0] * point[0] + tmat[1][1] * point[1] + tmat[1][2] * point[2] + tmat[1][3] * point[3];
  58     double w = tmat[2][0] * point[0] + tmat[2][1] * point[1] + tmat[2][2] * point[2] + tmat[2][3] * point[3];
  59
  60     return Pt2 (x, y, w);
  61 }
  62
  63 Pt3
  64 TransfMat3x4::preimage (Geom::Point const &pt, double coord, Proj::Axis axis) {
  65     double x[4];
  66     double v[3];
  67     v[0] = pt[Geom::X];
  68     v[1] = pt[Geom::Y];
  69     v[2] = 1.0;
  70     int index = (int) axis;
  71
  72     SysEq::SolutionKind sol = SysEq::gaussjord_solve<3,4>(tmat, x, v, index, coord, true);
  73
  74     if (sol != SysEq::unique) {
  75         if (sol == SysEq::no_solution) {
  76             g_print ("No solution. Please investigate.\n");
  77         } else {
  78             g_print ("Infinitely many solutions. Please investigate.\n");
  79         }
  80     }
  81     return Pt3(x[0], x[1], x[2], x[3]);
  82 }
  83
  84 void
  85 TransfMat3x4::set_image_pt (Proj::Axis axis, Proj::Pt2 const &pt) {
  86     // FIXME: Do we need to adapt the coordinates in any way or can we just use them as they are?
  87     for (int i = 0; i < 3; ++i) {
  88         tmat[i][axis] = pt[i];
  89     }
  90 }
  91
  92 void
  93 TransfMat3x4::toggle_finite (Proj::Axis axis) {
  94     g_return_if_fail (axis != Proj::W);
  95     if (has_finite_image(axis)) {
  96         Geom::Point dir (column(axis).affine());
  97         Geom::Point origin (column(Proj::W).affine());
  98         dir -= origin;
  99         set_column (axis, Proj::Pt2(dir[Geom::X], dir[Geom::Y], 0));
 100     } else {
 101         Proj::Pt2 dir (column(axis));
 102         Proj::Pt2 origin (column(Proj::W).affine());
 103         dir = dir + origin;
 104         dir[2] = 1.0;
 105         set_column (axis, dir);
 106     }
 107 }
 108
 109 gchar *
 110 TransfMat3x4::pt_to_str (Proj::Axis axis) {
 111     Inkscape::SVGOStringStream os;
 112     os << tmat[0][axis] << " : "
 113        << tmat[1][axis] << " : "
 114        << tmat[2][axis];
 115     return g_strdup(os.str().c_str());
 116 }
 117
 118 /* Check for equality (with a small tolerance epsilon) */
 119 bool
 120 TransfMat3x4::operator==(const TransfMat3x4 &rhs) const
 121 {
 122     // Should we allow a certain tolerance or "normalize" the matrices first?
 123     for (int i = 0; i < 3; ++i) {
 124         Proj::Pt2 pt1 = column(Proj::axes[i]);
 125         Proj::Pt2 pt2 = rhs.column(Proj::axes[i]);
 126         if (pt1 != pt2) {
 127             return false;
 128         }
 129     }
 130     return true;
 131 }
 132
 133 /* Multiply a projective matrix by an affine matrix (by only multiplying the 'affine part' of the
 134  * projective matrix) */
 135 TransfMat3x4
 136 TransfMat3x4::operator*(Geom::Matrix const &A) const {
 137     TransfMat3x4 ret;
 138
 139     for (int j = 0; j < 4; ++j) {
 140         ret.tmat[0][j] = A[0]*tmat[0][j] + A[2]*tmat[1][j] + A[4]*tmat[2][j];
 141         ret.tmat[1][j] = A[1]*tmat[0][j] + A[3]*tmat[1][j] + A[5]*tmat[2][j];
 142         ret.tmat[2][j] = tmat[2][j];
 143     }
 144
 145     return ret;
 146 }
 147
 148 // FIXME: Shouldn't rather operator* call operator*= for efficiency? (Because in operator*=
 149 //        there is in principle no need to create a temporary object, which happens in the assignment)
 150 TransfMat3x4 &
 151 TransfMat3x4::operator*=(Geom::Matrix const &A) {
 152     *this = *this * A;
 153     return *this;
 154 }
 155
 156 void
 157 TransfMat3x4::copy_tmat(double rhs[3][4]) {
 158     for (int i = 0; i < 3; ++i) {
 159         for (int j = 0; j < 4; ++j) {
 160             rhs[i][j] = tmat[i][j];
 161         }
 162     }
 163 }
 164
 165 void
 166 TransfMat3x4::print () const {
 167   g_print ("Transformation matrix:\n");
 168   for (int i = 0; i < 3; ++i) {
 169     g_print ("  ");
 170     for (int j = 0; j < 4; ++j) {
 171       g_print ("%8.2f ", tmat[i][j]);
 172     }
 173     g_print ("\n");
 174   }
 175 }
 176
 177 void
 178 TransfMat3x4::normalize_column (Proj::Axis axis) {
 179     Proj::Pt2 new_col(column(axis));
 180     new_col.normalize();
 181     set_image_pt(axis, new_col);
 182 }
 183
 184
 185 } // namespace Proj
 186
 187 /*
 188   Local Variables:
 189   mode:c++
 190   c-file-style:"stroustrup"
 191   c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)(case-label . +))
 192   indent-tabs-mode:nil
 193   fill-column:99
 194   End:
 195 */
 196 // vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=8:softtabstop=4:fileencoding=utf-8:textwidth=99 :