]> Dogcows Code - chaz/yoink/blobdiff - src/Moof/cml/quaternion/inverse.h
extreme refactoring
[chaz/yoink] / src / Moof / cml / quaternion / inverse.h
diff --git a/src/Moof/cml/quaternion/inverse.h b/src/Moof/cml/quaternion/inverse.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8387c90
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,268 @@
+/* -*- C++ -*- ------------------------------------------------------------
+Copyright (c) 2007 Jesse Anders and Demian Nave http://cmldev.net/
+
+The Configurable Math Library (CML) is distributed under the terms of the
+Boost Software License, v1.0 (see cml/LICENSE for details).
+
+ *-----------------------------------------------------------------------*/
+/** @file
+ *  @brief Defines an operator for quaternion inverse.
+ */
+
+#ifndef quaternion_inverse_h
+#define quaternion_inverse_h
+
+#include <cml/quaternion/quaternion_expr.h>
+#include <cml/quaternion/quaternion_functions.h>
+
+namespace cml {
+namespace et {
+
+/** An expression node for inverting a quaternion.
+ *
+ * This internally creates a ConjugateOp node to process the conjugate
+ * of the given expression.  The values produced by the ConjugateOp are then
+ * divided by the Cayley norm of the expression on the fly.
+ */
+template<class ExprT>
+class QuaternionInverseOp
+{
+  public:
+
+    typedef QuaternionInverseOp<ExprT> expr_type;
+
+    /* Record ary-ness of the expression: */
+    typedef unary_expression expr_ary;
+
+    /* Copy the expression by value into higher-up expressions: */
+    typedef expr_type expr_const_reference;
+
+    /* The subexpression is a ConjugateOp: */
+    typedef et::ConjugateOp<ExprT> subexpression_type;
+    typedef ExprTraits<subexpression_type> expr_traits;
+
+    /* Get traits for the ExprT: */
+    typedef ExprTraits<ExprT> arg_traits;
+    typedef typename arg_traits::const_reference arg_reference;
+
+    typedef typename subexpression_type::value_type value_type;
+    typedef quaternion_result_tag result_tag;
+    typedef typename subexpression_type::size_tag size_tag;
+
+    /* Reference type for the subexpression: */
+    typedef typename expr_traits::const_reference expr_reference;
+
+    /* Get the result type (same as for subexpression): */
+    typedef typename expr_traits::result_type result_type;
+
+    /* For matching by assignability: */
+    typedef cml::et::not_assignable_tag assignable_tag;
+
+    /* Get the temporary type: */
+    typedef typename result_type::temporary_type temporary_type;
+
+    /* Get the vector type: */
+    typedef typename result_type::vector_type vector_type;
+
+    /* Get the imaginary part type: */
+    typedef typename vector_type::subvector_type imaginary_type;
+
+    /* Record the order type: */
+    typedef typename result_type::order_type order_type;
+
+
+  public:
+
+    /** Record result size as an enum. */
+    enum { array_size = ExprT::array_size };
+
+    /** Localize the ordering as an enum. */
+    enum {
+        W = order_type::W,
+        X = order_type::X,
+        Y = order_type::Y,
+        Z = order_type::Z
+    };
+
+
+  public:
+
+    /** Return the real part of the expression. */
+    value_type real() const {
+        return m_expr.real()/m_norm;
+    }
+
+    /** Return the vector part of the expression.
+     *
+     * @todo This could be returned as a VectorXpr also.
+     */
+    imaginary_type imaginary() const {
+        return m_expr.imaginary()/m_norm;
+    }
+
+    /** Return the Cayley norm of the expression. */
+    value_type norm() const {
+        return length_squared();
+    }
+
+    /** Return square of the quaternion length. */
+    value_type length_squared() const {
+        return dot(
+                QuaternionXpr<expr_type>(*this),
+                QuaternionXpr<expr_type>(*this));
+    }
+
+    /** Return the quaternion length. */
+    value_type length() const {
+        return std::sqrt(length_squared());
+    }
+
+    /** Return the result as a normalized quaternion. */
+    temporary_type normalize() const {
+        temporary_type q(QuaternionXpr<expr_type>(*this));
+        return q.normalize();
+    }
+
+    /** Compute inverse result at index i.
+     *
+     * The inverse of a quaternion p is ~p/norm(p).
+     */
+    value_type operator[](size_t i) const {
+        return m_expr[i]/m_norm;
+    }
+
+
+  public:
+
+    /** Return size of this expression (same as argument's size). */
+    size_t size() const {
+        return m_expr.size();
+    }
+
+    /** Return reference to contained expression. */
+    expr_reference expression() const { return m_expr; }
+
+
+  public:
+
+    /** Construct from an input expression. */
+    explicit QuaternionInverseOp(arg_reference arg)
+        //: m_expr(arg), m_norm(cml::norm(arg)) {}
+        : m_expr(arg), m_norm(arg.norm()) {}
+
+    /** Copy constructor. */
+    QuaternionInverseOp(const expr_type& e)
+        : m_expr(e.m_expr), m_norm(e.m_norm) {}
+
+
+  protected:
+
+    subexpression_type m_expr;
+    value_type m_norm;
+
+
+  private:
+
+    /* Cannot be assigned to: */
+    expr_type& operator=(const expr_type&);
+};
+
+/** Expression traits class for QuaternionInverseOp<>. */
+template<class ExprT>
+struct ExprTraits< QuaternionInverseOp<ExprT> >
+{
+    typedef QuaternionInverseOp<ExprT> expr_type;
+    typedef ExprT arg_type;
+
+    typedef typename expr_type::value_type value_type;
+    typedef typename expr_type::expr_const_reference const_reference;
+    typedef typename expr_type::result_tag result_tag;
+    typedef typename expr_type::size_tag size_tag;
+    typedef typename expr_type::result_type result_type;
+    typedef typename expr_type::assignable_tag assignable_tag;
+    typedef expr_node_tag node_tag;
+
+    value_type get(const expr_type& v, size_t i) const { return v[i]; }
+    size_t size(const expr_type& e) const { return e.size(); }
+};
+
+} // namespace et
+
+/** Inverse of a quaternion. */
+template<typename E, class AT, class OrderT, class CrossT> inline
+et::QuaternionXpr< et::QuaternionInverseOp< quaternion<E,AT,OrderT,CrossT> > >
+inverse(const quaternion<E,AT,OrderT,CrossT>& arg)
+{
+    typedef et::QuaternionInverseOp< quaternion<E,AT,OrderT,CrossT> > ExprT;
+    return et::QuaternionXpr<ExprT>(ExprT(arg));
+}
+
+/** Inverse of a QuaternionXpr. */
+template<class XprT> inline
+et::QuaternionXpr< et::QuaternionInverseOp<XprT> >
+inverse(QUATXPR_ARG_TYPE arg)
+{
+    typedef et::QuaternionInverseOp<XprT> ExprT;
+    return et::QuaternionXpr<ExprT>(ExprT(arg.expression()));
+}
+
+/* NOTE: Quaternion division no longer supported, but I'm leaving the
+   code here for reference (Jesse) */
+
+#if 0
+/** Declare div taking two quaternion operands. */
+template<typename E1, class AT1, typename E2, class AT2, class OT, class CT>
+inline typename et::QuaternionPromote<
+    quaternion<E1,AT1,OT,CT>, quaternion<E2,AT2,OT,CT>
+>::temporary_type
+operator/(
+        const quaternion<E1,AT1,OT,CT>& left,
+        const quaternion<E2,AT2,OT,CT>& right)
+{
+    return left*inverse(right);
+}
+
+/** Declare div taking a quaternion and a et::QuaternionXpr. */
+template<typename E, class AT, class OT, class CT, class XprT>
+inline typename et::QuaternionPromote<
+    quaternion<E,AT,OT,CT>, typename XprT::result_type
+>::temporary_type
+operator/(
+        const quaternion<E,AT,OT,CT>& left,
+        QUATXPR_ARG_TYPE right)
+{
+    return left*inverse(right);
+}
+
+/** Declare div taking an et::QuaternionXpr and a quaternion. */
+template<class XprT, typename E, class AT, class OT, class CT>
+inline typename et::QuaternionPromote<
+    typename XprT::result_type, quaternion<E,AT,OT,CT>
+>::temporary_type
+operator/(
+        QUATXPR_ARG_TYPE left,
+        const quaternion<E,AT,OT,CT>& right)
+{
+    return left*inverse(right);
+}
+
+/** Declare div taking two et::QuaternionXpr operands. */
+template<class XprT1, class XprT2>
+inline typename et::QuaternionPromote<
+    typename XprT1::result_type, typename XprT2::result_type
+>::temporary_type
+operator/(
+        QUATXPR_ARG_TYPE_N(1) left,
+        QUATXPR_ARG_TYPE_N(2) right)
+{
+    return left*inverse(right);
+}
+#endif
+
+} // namespace cml
+
+#endif
+
+// -------------------------------------------------------------------------
+// vim:ft=cpp
This page took 0.028038 seconds and 4 git commands to generate.