2 * PROJECT: NyARToolkit(Extension)
\r
3 * --------------------------------------------------------------------------------
\r
4 * The NyARToolkit is Java edition ARToolKit class library.
\r
5 * Copyright (C)2008-2009 Ryo Iizuka
\r
7 * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
\r
8 * it under the terms of the GNU General Public License as published by
\r
9 * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
\r
10 * (at your option) any later version.
\r
12 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
\r
13 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
\r
14 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
\r
15 * GNU General Public License for more details.
\r
17 * You should have received a copy of the GNU General Public License
\r
18 * along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
\r
20 * For further information please contact.
\r
21 * http://nyatla.jp/nyatoolkit/
\r
22 * <airmail(at)ebony.plala.or.jp> or <nyatla(at)nyatla.jp>
\r
25 package jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.matrix;
\r
27 import jp.nyatla.nyartoolkit.core.types.NyARDoublePoint3d;
\r
31 public class NyARDoubleMatrix44 implements INyARDoubleMatrix
\r
66 * この関数は、オブジェクトの配列を生成して返します。
\r
72 public static NyARDoubleMatrix44[] createArray(int i_number)
\r
74 NyARDoubleMatrix44[] ret=new NyARDoubleMatrix44[i_number];
\r
75 for(int i=0;i<i_number;i++)
\r
77 ret[i]=new NyARDoubleMatrix44();
\r
82 * この関数は、要素数16の配列を、行列にセットします。
\r
83 * 00,01,02,03,10...の順です。
\r
85 public void setValue(double[] i_value)
\r
87 this.m00=i_value[ 0];
\r
88 this.m01=i_value[ 1];
\r
89 this.m02=i_value[ 2];
\r
90 this.m03=i_value[ 3];
\r
91 this.m10=i_value[ 4];
\r
92 this.m11=i_value[ 5];
\r
93 this.m12=i_value[ 6];
\r
94 this.m13=i_value[ 7];
\r
95 this.m20=i_value[ 8];
\r
96 this.m21=i_value[ 9];
\r
97 this.m22=i_value[10];
\r
98 this.m23=i_value[11];
\r
99 this.m30=i_value[12];
\r
100 this.m31=i_value[13];
\r
101 this.m32=i_value[14];
\r
102 this.m33=i_value[15];
\r
106 * この関数は、オブジェクトの内容をインスタンスにコピーします。
\r
110 public void setValue(NyARDoubleMatrix44 i_value)
\r
112 this.m00=i_value.m00;
\r
113 this.m01=i_value.m01;
\r
114 this.m02=i_value.m02;
\r
115 this.m03=i_value.m03;
\r
116 this.m10=i_value.m10;
\r
117 this.m11=i_value.m11;
\r
118 this.m12=i_value.m12;
\r
119 this.m13=i_value.m13;
\r
120 this.m20=i_value.m20;
\r
121 this.m21=i_value.m21;
\r
122 this.m22=i_value.m22;
\r
123 this.m23=i_value.m23;
\r
124 this.m30=i_value.m30;
\r
125 this.m31=i_value.m31;
\r
126 this.m32=i_value.m32;
\r
127 this.m33=i_value.m33;
\r
131 * この関数は、要素数16の配列に、行列の内容をコピーします。
\r
132 * 順番は、00,01,02,03,10...の順です。
\r
134 public void getValue(double[] o_value)
\r
136 o_value[ 0]=this.m00;
\r
137 o_value[ 1]=this.m01;
\r
138 o_value[ 2]=this.m02;
\r
139 o_value[ 3]=this.m03;
\r
140 o_value[ 4]=this.m10;
\r
141 o_value[ 5]=this.m11;
\r
142 o_value[ 6]=this.m12;
\r
143 o_value[ 7]=this.m13;
\r
144 o_value[ 8]=this.m20;
\r
145 o_value[ 9]=this.m21;
\r
146 o_value[10]=this.m22;
\r
147 o_value[11]=this.m23;
\r
148 o_value[12]=this.m30;
\r
149 o_value[13]=this.m31;
\r
150 o_value[14]=this.m32;
\r
151 o_value[15]=this.m33;
\r
155 * この関数は、要素数16の配列に、行列の内容を転置してからコピーします。
\r
156 * 順番は、00,10,20,30,01...の順です。
\r
160 public void getValueT(double[] o_value)
\r
162 o_value[ 0]=this.m00;
\r
163 o_value[ 1]=this.m10;
\r
164 o_value[ 2]=this.m20;
\r
165 o_value[ 3]=this.m30;
\r
166 o_value[ 4]=this.m01;
\r
167 o_value[ 5]=this.m11;
\r
168 o_value[ 6]=this.m21;
\r
169 o_value[ 7]=this.m31;
\r
170 o_value[ 8]=this.m02;
\r
171 o_value[ 9]=this.m12;
\r
172 o_value[10]=this.m22;
\r
173 o_value[11]=this.m32;
\r
174 o_value[12]=this.m03;
\r
175 o_value[13]=this.m13;
\r
176 o_value[14]=this.m23;
\r
177 o_value[15]=this.m33;
\r
181 * この関数は、逆行列を計算して、インスタンスにセットします。
\r
183 * 逆行列を計算するオブジェクト。thisを指定できます。
\r
185 * 逆行列を得られると、trueを返します。
\r
187 public boolean inverse(NyARDoubleMatrix44 i_src)
\r
189 final double a11,a12,a13,a14,a21,a22,a23,a24,a31,a32,a33,a34,a41,a42,a43,a44;
\r
190 final double b11,b12,b13,b14,b21,b22,b23,b24,b31,b32,b33,b34,b41,b42,b43,b44;
\r
191 double t1,t2,t3,t4,t5,t6;
\r
192 a11=i_src.m00;a12=i_src.m01;a13=i_src.m02;a14=i_src.m03;
\r
193 a21=i_src.m10;a22=i_src.m11;a23=i_src.m12;a24=i_src.m13;
\r
194 a31=i_src.m20;a32=i_src.m21;a33=i_src.m22;a34=i_src.m23;
\r
195 a41=i_src.m30;a42=i_src.m31;a43=i_src.m32;a44=i_src.m33;
\r
197 t1=a33*a44-a34*a43;
\r
198 t2=a34*a42-a32*a44;
\r
199 t3=a32*a43-a33*a42;
\r
200 t4=a34*a41-a31*a44;
\r
201 t5=a31*a43-a33*a41;
\r
202 t6=a31*a42-a32*a41;
\r
204 b11=a22*t1+a23*t2+a24*t3;
\r
205 b21=-(a23*t4+a24*t5+a21*t1);
\r
206 b31=a24*t6-a21*t2+a22*t4;
\r
207 b41=-(a21*t3-a22*t5+a23*t6);
\r
209 t1=a43*a14-a44*a13;
\r
210 t2=a44*a12-a42*a14;
\r
211 t3=a42*a13-a43*a12;
\r
212 t4=a44*a11-a41*a14;
\r
213 t5=a41*a13-a43*a11;
\r
214 t6=a41*a12-a42*a11;
\r
216 b12=-(a32*t1+a33*t2+a34*t3);
\r
217 b22=a33*t4+a34*t5+a31*t1;
\r
218 b32=-(a34*t6-a31*t2+a32*t4);
\r
219 b42=a31*t3-a32*t5+a33*t6;
\r
221 t1=a13*a24-a14*a23;
\r
222 t2=a14*a22-a12*a24;
\r
223 t3=a12*a23-a13*a22;
\r
224 t4=a14*a21-a11*a24;
\r
225 t5=a11*a23-a13*a21;
\r
226 t6=a11*a22-a12*a21;
\r
228 b13=a42*t1+a43*t2+a44*t3;
\r
229 b23=-(a43*t4+a44*t5+a41*t1);
\r
230 b33=a44*t6-a41*t2+a42*t4;
\r
231 b43=-(a41*t3-a42*t5+a43*t6);
\r
233 t1=a23*a34-a24*a33;
\r
234 t2=a24*a32-a22*a34;
\r
235 t3=a22*a33-a23*a32;
\r
236 t4=a24*a31-a21*a34;
\r
237 t5=a21*a33-a23*a31;
\r
238 t6=a21*a32-a22*a31;
\r
240 b14=-(a12*t1+a13*t2+a14*t3);
\r
241 b24=a13*t4+a14*t5+a11*t1;
\r
242 b34=-(a14*t6-a11*t2+a12*t4);
\r
243 b44=a11*t3-a12*t5+a13*t6;
\r
245 double det_1=(a11*b11+a21*b12+a31*b13+a41*b14);
\r
251 this.m00=b11*det_1;
\r
252 this.m01=b12*det_1;
\r
253 this.m02=b13*det_1;
\r
254 this.m03=b14*det_1;
\r
256 this.m10=b21*det_1;
\r
257 this.m11=b22*det_1;
\r
258 this.m12=b23*det_1;
\r
259 this.m13=b24*det_1;
\r
261 this.m20=b31*det_1;
\r
262 this.m21=b32*det_1;
\r
263 this.m22=b33*det_1;
\r
264 this.m23=b34*det_1;
\r
266 this.m30=b41*det_1;
\r
267 this.m31=b42*det_1;
\r
268 this.m32=b43*det_1;
\r
269 this.m33=b44*det_1;
\r
274 * この関数は、3次元座標を座標変換します。
\r
283 * 変換後の座標を受け取るオブジェクト
\r
285 public final void transform3d(double i_x,double i_y,double i_z,NyARDoublePoint3d o_out)
\r
287 o_out.x=this.m00*i_x+this.m01*i_y+this.m02*i_z+this.m03;
\r
288 o_out.y=this.m10*i_x+this.m11*i_y+this.m12*i_z+this.m13;
\r
289 o_out.z=this.m20*i_x+this.m21*i_y+this.m22*i_z+this.m23;
\r
293 * この関数は、3次元座標を座標変換します。
\r
298 * 変換後の座標を受け取るオブジェクト
\r
300 public final void transform3d(NyARDoublePoint3d i_in,NyARDoublePoint3d o_out)
\r
302 transform3d(i_in.x,i_in.y,i_in.z,o_out);
\r
305 * この関数は、行列の回転成分から、ZXY系の角度値を計算します。
\r
307 * 角度値を受け取るオブジェクトです。
\r
310 public final void getZXYAngle(NyARDoublePoint3d o_out)
\r
312 double sina = this.m21;
\r
314 o_out.x = Math.PI / 2;
\r
316 o_out.z = Math.atan2(-this.m10, this.m00);
\r
317 } else if (sina <= -1.0) {
\r
318 o_out.x = -Math.PI / 2;
\r
320 o_out.z = Math.atan2(-this.m10, this.m00);
\r
322 o_out.x = Math.asin(sina);
\r
323 o_out.z = Math.atan2(-this.m01, this.m11);
\r
324 o_out.y = Math.atan2(-this.m20, this.m22);
\r
328 * この関数は、行列同士の掛け算をして、インスタンスに格納します。
\r
329 * i_mat_lとi_mat_rには、thisを指定しないでください。
\r
335 public final void mul(NyARDoubleMatrix44 i_mat_l,NyARDoubleMatrix44 i_mat_r)
\r
337 assert(this!=i_mat_l);
\r
338 assert(this!=i_mat_r);
\r
339 this.m00=i_mat_l.m00*i_mat_r.m00 + i_mat_l.m01*i_mat_r.m10 + i_mat_l.m02*i_mat_r.m20 + i_mat_l.m03*i_mat_r.m30;
\r
340 this.m01=i_mat_l.m00*i_mat_r.m01 + i_mat_l.m01*i_mat_r.m11 + i_mat_l.m02*i_mat_r.m21 + i_mat_l.m03*i_mat_r.m31;
\r
341 this.m02=i_mat_l.m00*i_mat_r.m02 + i_mat_l.m01*i_mat_r.m12 + i_mat_l.m02*i_mat_r.m22 + i_mat_l.m03*i_mat_r.m32;
\r
342 this.m03=i_mat_l.m00*i_mat_r.m03 + i_mat_l.m01*i_mat_r.m13 + i_mat_l.m02*i_mat_r.m23 + i_mat_l.m03*i_mat_r.m33;
\r
344 this.m10=i_mat_l.m10*i_mat_r.m00 + i_mat_l.m11*i_mat_r.m10 + i_mat_l.m12*i_mat_r.m20 + i_mat_l.m13*i_mat_r.m30;
\r
345 this.m11=i_mat_l.m10*i_mat_r.m01 + i_mat_l.m11*i_mat_r.m11 + i_mat_l.m12*i_mat_r.m21 + i_mat_l.m13*i_mat_r.m31;
\r
346 this.m12=i_mat_l.m10*i_mat_r.m02 + i_mat_l.m11*i_mat_r.m12 + i_mat_l.m12*i_mat_r.m22 + i_mat_l.m13*i_mat_r.m32;
\r
347 this.m13=i_mat_l.m10*i_mat_r.m03 + i_mat_l.m11*i_mat_r.m13 + i_mat_l.m12*i_mat_r.m23 + i_mat_l.m13*i_mat_r.m33;
\r
349 this.m20=i_mat_l.m20*i_mat_r.m00 + i_mat_l.m21*i_mat_r.m10 + i_mat_l.m22*i_mat_r.m20 + i_mat_l.m23*i_mat_r.m30;
\r
350 this.m21=i_mat_l.m20*i_mat_r.m01 + i_mat_l.m21*i_mat_r.m11 + i_mat_l.m22*i_mat_r.m21 + i_mat_l.m23*i_mat_r.m31;
\r
351 this.m22=i_mat_l.m20*i_mat_r.m02 + i_mat_l.m21*i_mat_r.m12 + i_mat_l.m22*i_mat_r.m22 + i_mat_l.m23*i_mat_r.m32;
\r
352 this.m23=i_mat_l.m20*i_mat_r.m03 + i_mat_l.m21*i_mat_r.m13 + i_mat_l.m22*i_mat_r.m23 + i_mat_l.m23*i_mat_r.m33;
\r
354 this.m30=i_mat_l.m30*i_mat_r.m00 + i_mat_l.m31*i_mat_r.m10 + i_mat_l.m32*i_mat_r.m20 + i_mat_l.m33*i_mat_r.m30;
\r
355 this.m31=i_mat_l.m30*i_mat_r.m01 + i_mat_l.m31*i_mat_r.m11 + i_mat_l.m32*i_mat_r.m21 + i_mat_l.m33*i_mat_r.m31;
\r
356 this.m32=i_mat_l.m30*i_mat_r.m02 + i_mat_l.m31*i_mat_r.m12 + i_mat_l.m32*i_mat_r.m22 + i_mat_l.m33*i_mat_r.m32;
\r
357 this.m33=i_mat_l.m30*i_mat_r.m03 + i_mat_l.m31*i_mat_r.m13 + i_mat_l.m32*i_mat_r.m23 + i_mat_l.m33*i_mat_r.m33;
\r
361 * この関数は、行列を単位行列にします。
\r
363 public final void identity()
\r
365 this.m00=this.m11=this.m22=this.m33=1;
\r
366 this.m01=this.m02=this.m03=this.m10=this.m12=this.m13=this.m20=this.m21=this.m23=this.m30=this.m31=this.m32=0;
\r
370 * この関数は、行列に右手系のX軸回転を設定します。
\r
374 public final void setRotateX(double i_radian)
\r
376 double s=Math.sin(i_radian);
\r
377 double c=Math.cos(i_radian);
\r
386 * この関数は、行列に右手系のY軸回転を設定します。
\r
390 public final void setRotateY(double i_radian)
\r
392 double s=Math.sin(i_radian);
\r
393 double c=Math.cos(i_radian);
\r
401 * この関数は、行列に右手系のZ軸回転を設定します。
\r
405 public final void setRotateZ(double i_radian)
\r
407 double s=Math.sin(i_radian);
\r
408 double c=Math.cos(i_radian);
\r
417 * この関数は、行列に右手系の平行移動量を設定します。
\r
425 public final void setTranslate(double i_x,double i_y,double i_z)
\r
433 * この関数は、現在の行列をX軸で回転します。
\r
437 public final void rotateX(double i_radian)
\r
439 double s=Math.sin(i_radian);
\r
440 double c=Math.cos(i_radian);
\r
443 t1=this.m01;t2=this.m02;
\r
444 this.m01=t1*c + t2*s;
\r
445 this.m02=t1*(-s) + t2*c;
\r
446 t1=this.m11;t2=this.m12;
\r
447 this.m11=t1*c + t2*s;
\r
448 this.m12=t1*(-s) + t2*c;
\r
449 t1=this.m21;t2=this.m22;
\r
450 this.m21=t1*c + t2*s;
\r
451 this.m22=t1*(-s) + t2*c;
\r
452 t1=this.m31;t2=this.m32;
\r
453 this.m31=t1*c + t2*s;
\r
454 this.m32=t1*(-s) + t2*c;
\r
457 * この関数は、現在の行列をY軸で回転します。
\r
461 public final void rotateY(double i_radian)
\r
463 double s=Math.sin(i_radian);
\r
464 double c=Math.cos(i_radian);
\r
467 t1=this.m00;t2=this.m02;
\r
468 this.m00=t1*c + t2*(-s);
\r
469 this.m02=t1*s + t2*c;
\r
470 t1=this.m10;t2=this.m12;
\r
471 this.m10=t1*c + t2*(-s);
\r
472 this.m12=t1*s + t2*c;
\r
473 t1=this.m20;t2=this.m22;
\r
474 this.m20=t1*c + t2*(-s);
\r
475 this.m22=t1*s + t2*c;
\r
476 t1=this.m30;t2=this.m32;
\r
477 this.m30=t1*c + t2*(-s);
\r
478 this.m32=t1*s + t2*c;
\r
481 * この関数は、現在の行列をZ軸で回転します。
\r
485 public final void rotateZ(double i_radian)
\r
487 double s=Math.sin(i_radian);
\r
488 double c=Math.cos(i_radian);
\r
491 t1=this.m00;t2=this.m01;
\r
492 this.m00=t1*c + t2*s;
\r
493 this.m01=t1*(-s) + t2*c;
\r
495 t1=this.m10;t2=this.m11;
\r
496 this.m10=t1*c + t2*s;
\r
497 this.m11=t1*(-s) + t2*c;
\r
499 t1=this.m20;t2=this.m21;
\r
500 this.m20=t1*c + t2*s;
\r
501 this.m21=t1*(-s) + t2*c;
\r
503 t1=this.m30;t2=this.m31;
\r
504 this.m30=t1*c + t2*s;
\r
505 this.m31=t1*(-s) + t2*c;
\r
509 * この関数は、現在の行列を平行移動します。
\r
517 public final void translate(double i_x,double i_y,double i_z)
\r
519 this.m03=this.m00*i_x + this.m01*i_y + this.m02*i_z + this.m03;
\r
520 this.m13=this.m10*i_x + this.m11*i_y + this.m12*i_z + this.m13;
\r
521 this.m23=this.m20*i_x + this.m21*i_y + this.m22*i_z + this.m23;
\r
522 this.m33=this.m30*i_x + this.m31*i_y + this.m32*i_z + this.m33;
\r
529 public static void main(String[] args)
\r
533 NyARDoubleMatrix44 t1 = new NyARDoubleMatrix44();
\r
534 NyARDoubleMatrix44 t2 = new NyARDoubleMatrix44();
\r
535 NyARDoubleMatrix44 t3 = new NyARDoubleMatrix44();
\r
536 NyARDoubleMatrix44 t4 = new NyARDoubleMatrix44();
\r
537 t1.m00=Math.random()*100;
\r
538 t1.m01=Math.random()*100;
\r
539 t1.m02=Math.random()*100;
\r
540 t1.m03=Math.random()*100;
\r
541 t1.m10=Math.random()*100;
\r
542 t1.m11=Math.random()*100;
\r
543 t1.m12=Math.random()*100;
\r
544 t1.m13=Math.random()*100;
\r
545 t1.m20=Math.random()*100;
\r
546 t1.m21=Math.random()*100;
\r
547 t1.m22=Math.random()*100;
\r
548 t1.m23=Math.random()*100;
\r
549 t1.m30=Math.random()*100;
\r
550 t1.m31=Math.random()*100;
\r
551 t1.m32=Math.random()*100;
\r
552 t1.m33=Math.random()*100;
\r
554 t1.rotateZ(Math.PI*10/180);
\r
555 t4.setRotateZ(Math.PI*10/180);
\r
557 System.out.print("");
\r
558 } catch (Exception e) {
\r
559 e.printStackTrace();
\r