pymeshio/common.py

   1 # coding: utf-8\r
   2 """\r
   3 common utilities.\r
   4 """\r
   5 import math\r
   6 \r
   7 def radian_to_degree(x):\r
   8     """darian to deglee"""\r
   9 \r
  10     return x/math.pi * 180.0\r
  11 \r
  12 \r
  13 """\r
  14 common structures.\r
  15 """\r
  16 class Vector2(object):\r
  17     """\r
  18     2D coordinate for uv value\r
  19     """\r
  20     __slots__=['x', 'y']\r
  21     def __init__(self, x=0, y=0):\r
  22         self.x=x\r
  23         self.y=y\r
  24 \r
  25     def __str__(self):\r
  26         return "<%f %f>" % (self.x, self.y)\r
  27 \r
  28     def __getitem__(self, key):\r
  29         if key==0:\r
  30             return self.x\r
  31         elif key==1:\r
  32             return self.y\r
  33         else:\r
  34             assert(False)\r
  35 \r
  36     def to_tuple(self):\r
  37         return (self.x, self.y)\r
  38 \r
  39 \r
  40 class Vector3(object):\r
  41     """\r
  42     3D coordinate for vertex position, normal direction\r
  43     """\r
  44     __slots__=['x', 'y', 'z']\r
  45     def __init__(self, x=0, y=0, z=0):\r
  46         self.x=x\r
  47         self.y=y\r
  48         self.z=z\r
  49 \r
  50     def __str__(self):\r
  51         return "<%f %f %f>" % (self.x, self.y, self.z)\r
  52 \r
  53     def __getitem__(self, key):\r
  54         if key==0:\r
  55             return self.x\r
  56         elif key==1:\r
  57             return self.y\r
  58         elif key==2:\r
  59             return self.z\r
  60         else:\r
  61             assert(False)\r
  62 \r
  63     def to_tuple(self):\r
  64         return (self.x, self.y, self.z)\r
  65 \r
  66     def __add__(l, r):\r
  67         return Vector3(l.x+r.x, l.y+r.y, l.z+r.z)\r
  68 \r
  69 \r
  70 class Quaternion(object):\r
  71     """\r
  72     rotation representation in vmd motion\r
  73     """\r
  74     __slots__=['x', 'y', 'z', 'w']\r
  75     def __init__(self, x=0, y=0, z=0, w=1):\r
  76         self.x=x\r
  77         self.y=y\r
  78         self.z=z\r
  79         self.w=w\r
  80 \r
  81     def __str__(self):\r
  82         return "<%f %f %f %f>" % (self.x, self.y, self.z, self.w)\r
  83 \r
  84     def __mul__(self, rhs):\r
  85         u=numpy.array([self.x, self.y, self.z], 'f')\r
  86         v=numpy.array([rhs.x, rhs.y, rhs.z], 'f')\r
  87         xyz=self.w*v+rhs.w*u+numpy.cross(u, v)\r
  88         q=Quaternion(xyz[0], xyz[1], xyz[2], self.w*rhs.w-numpy.dot(u, v))\r
  89         return q\r
  90 \r
  91     def dot(self, rhs):\r
  92         return self.x*rhs.x+self.y*rhs.y+self.z*rhs.z+self.w*rhs.w\r
  93 \r
  94     def getMatrix(self):\r
  95         sqX=self.x*self.x\r
  96         sqY=self.y*self.y\r
  97         sqZ=self.z*self.z\r
  98         xy=self.x*self.y\r
  99         xz=self.x*self.z\r
 100         yz=self.y*self.z\r
 101         wx=self.w*self.x\r
 102         wy=self.w*self.y\r
 103         wz=self.w*self.z\r
 104         return numpy.array([\r
 105                 # 1\r
 106                 [1-2*sqY-2*sqZ, 2*xy+2*wz, 2*xz-2*wy, 0],\r
 107                 # 2\r
 108                 [2*xy-2*wz, 1-2*sqX-2*sqZ, 2*yz+2*wx, 0],\r
 109                 # 3\r
 110                 [2*xz+2*wy, 2*yz-2*wx, 1-2*sqX-2*sqY, 0],\r
 111                 # 4\r
 112                 [0, 0, 0, 1]],\r
 113                 'f')\r
 114 \r
 115     def getRHMatrix(self):\r
 116         x=-self.x\r
 117         y=-self.y\r
 118         z=self.z\r
 119         w=self.w\r
 120         sqX=x*x\r
 121         sqY=y*y\r
 122         sqZ=z*z\r
 123         xy=x*y\r
 124         xz=x*z\r
 125         yz=y*z\r
 126         wx=w*x\r
 127         wy=w*y\r
 128         wz=w*z\r
 129         return numpy.array([\r
 130                 # 1\r
 131                 [1-2*sqY-2*sqZ, 2*xy+2*wz, 2*xz-2*wy, 0],\r
 132                 # 2\r
 133                 [2*xy-2*wz, 1-2*sqX-2*sqZ, 2*yz+2*wx, 0],\r
 134                 # 3\r
 135                 [2*xz+2*wy, 2*yz-2*wx, 1-2*sqX-2*sqY, 0],\r
 136                 # 4\r
 137                 [0, 0, 0, 1]],\r
 138                 'f')\r
 139 \r
 140     def getRollPitchYaw(self):\r
 141         m=self.getMatrix()\r
 142 \r
 143         roll = math.atan2(m[0, 1], m[1, 1])\r
 144         pitch = math.asin(-m[2, 1])\r
 145         yaw = math.atan2(m[2, 0], m[2, 2])\r
 146 \r
 147         if math.fabs(math.cos(pitch)) < 1.0e-6:\r
 148             roll += m[0, 1] > math.pi if 0.0 else -math.pi\r
 149             yaw += m[2, 0] > math.pi if 0.0 else -math.pi\r
 150 \r
 151         return roll, pitch, yaw\r
 152 \r
 153     def getSqNorm(self):\r
 154         return self.x*self.x+self.y*self.y+self.z*self.z+self.w*self.w\r
 155 \r
 156     def getNormalized(self):\r
 157         f=1.0/self.getSqNorm()\r
 158         q=Quaternion(self.x*f, self.y*f, self.z*f, self.w*f)\r
 159         return q\r
 160 \r
 161     def getRightHanded(self):\r
 162         "swap y and z axis"\r
 163         return Quaternion(-self.x, -self.z, -self.y, self.w)\r
 164 \r
 165     @staticmethod\r
 166     def createFromAxisAngle(axis, rad):\r
 167         q=Quaternion()\r
 168         half_rad=rad/2.0\r
 169         c=math.cos(half_rad)\r
 170         s=math.sin(half_rad)\r
 171         return Quaternion(axis[0]*s, axis[1]*s, axis[2]*s, c)\r
 172 \r
 173 \r
 174 class RGB(object):\r
 175     """\r
 176     material color\r
 177     """\r
 178     __slots__=['r', 'g', 'b']\r
 179     def __init__(self, r=0, g=0, b=0):\r
 180         self.r=r\r
 181         self.g=g\r
 182         self.b=b\r
 183 \r
 184     def __getitem__(self, key):\r
 185         if key==0:\r
 186             return self.r\r
 187         elif key==1:\r
 188             return self.g\r
 189         elif key==2:\r
 190             return self.b\r
 191         else:\r
 192             assert(False)\r
 193 \r
 194 \r
 195 class RGBA(object):\r
 196     """\r
 197     material color\r
 198     """\r
 199     __slots__=['r', 'g', 'b', 'a']\r
 200     def __init__(self, r=0, g=0, b=0, a=1):\r
 201         self.r=r\r
 202         self.g=g\r
 203         self.b=b\r
 204         self.a=a\r
 205 \r
 206     def __getitem__(self, key):\r
 207         if key==0:\r
 208             return self.r\r
 209         elif key==1:\r
 210             return self.g\r
 211         elif key==2:\r
 212             return self.b\r
 213         elif key==3:\r
 214             return self.a\r
 215         else:\r
 216             assert(False)\r
 217 \r