added mats, updated gradient, updated bmp.
This commit is contained in:
@@ -6,6 +6,7 @@
|
||||
#include <cstring>
|
||||
#include <string>
|
||||
#include <algorithm>
|
||||
#include <filesystem>
|
||||
#include "vec3.hpp"
|
||||
|
||||
class BMPWriter {
|
||||
@@ -34,6 +35,18 @@ private:
|
||||
};
|
||||
#pragma pack(pop)
|
||||
|
||||
// Helper function to create directory if it doesn't exist
|
||||
static bool createDirectoryIfNeeded(const std::string& filename) {
|
||||
std::filesystem::path filePath(filename);
|
||||
std::filesystem::path directory = filePath.parent_path();
|
||||
|
||||
// If there's a directory component and it doesn't exist, create it
|
||||
if (!directory.empty() && !std::filesystem::exists(directory)) {
|
||||
return std::filesystem::create_directories(directory);
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
public:
|
||||
// Save a 2D vector of Vec3 (RGB) colors as BMP
|
||||
// Vec3 components: x = red, y = green, z = blue (values in range [0,1])
|
||||
@@ -78,6 +91,11 @@ public:
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Create directory if needed
|
||||
if (!createDirectoryIfNeeded(filename)) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
BMPHeader header;
|
||||
BMPInfoHeader infoHeader;
|
||||
|
||||
@@ -121,6 +139,11 @@ public:
|
||||
|
||||
private:
|
||||
static bool saveBMP(const std::string& filename, const std::vector<std::vector<Vec3>>& pixels, int width, int height) {
|
||||
// Create directory if needed
|
||||
if (!createDirectoryIfNeeded(filename)) {
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
BMPHeader header;
|
||||
BMPInfoHeader infoHeader;
|
||||
|
||||
|
||||
166
util/mat2.hpp
Normal file
166
util/mat2.hpp
Normal file
@@ -0,0 +1,166 @@
|
||||
#ifndef MAT2_HPP
|
||||
#define MAT2_HPP
|
||||
|
||||
#include "Vec2.hpp"
|
||||
#include <array>
|
||||
#include <cmath>
|
||||
|
||||
class Mat2 {
|
||||
public:
|
||||
union {
|
||||
struct { float m00, m01, m10, m11; };
|
||||
struct { float a, b, c, d; };
|
||||
float data[4];
|
||||
float m[2][2];
|
||||
};
|
||||
|
||||
// Constructors
|
||||
Mat2() : m00(1), m01(0), m10(0), m11(1) {}
|
||||
Mat2(float scalar) : m00(scalar), m01(scalar), m10(scalar), m11(scalar) {}
|
||||
Mat2(float m00, float m01, float m10, float m11) : m00(m00), m01(m01), m10(m10), m11(m11) {}
|
||||
|
||||
// Identity matrix
|
||||
static Mat2 identity() { return Mat2(1, 0, 0, 1); }
|
||||
|
||||
// Zero matrix
|
||||
static Mat2 zero() { return Mat2(0, 0, 0, 0); }
|
||||
|
||||
// Rotation matrix
|
||||
static Mat2 rotation(float angle) {
|
||||
float cosA = std::cos(angle);
|
||||
float sinA = std::sin(angle);
|
||||
return Mat2(cosA, -sinA, sinA, cosA);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Scaling matrix
|
||||
static Mat2 scaling(const Vec2& scale) {
|
||||
return Mat2(scale.x, 0, 0, scale.y);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Arithmetic operations
|
||||
Mat2 operator+(const Mat2& other) const {
|
||||
return Mat2(m00 + other.m00, m01 + other.m01,
|
||||
m10 + other.m10, m11 + other.m11);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2 operator-(const Mat2& other) const {
|
||||
return Mat2(m00 - other.m00, m01 - other.m01,
|
||||
m10 - other.m10, m11 - other.m11);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2 operator*(const Mat2& other) const {
|
||||
return Mat2(
|
||||
m00 * other.m00 + m01 * other.m10,
|
||||
m00 * other.m01 + m01 * other.m11,
|
||||
m10 * other.m00 + m11 * other.m10,
|
||||
m10 * other.m01 + m11 * other.m11
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2 operator*(float scalar) const {
|
||||
return Mat2(m00 * scalar, m01 * scalar,
|
||||
m10 * scalar, m11 * scalar);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2 operator/(float scalar) const {
|
||||
return Mat2(m00 / scalar, m01 / scalar,
|
||||
m10 / scalar, m11 / scalar);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vec2 operator*(const Vec2& vec) const {
|
||||
return Vec2(
|
||||
m00 * vec.x + m01 * vec.y,
|
||||
m10 * vec.x + m11 * vec.y
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2& operator+=(const Mat2& other) {
|
||||
m00 += other.m00; m01 += other.m01;
|
||||
m10 += other.m10; m11 += other.m11;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2& operator-=(const Mat2& other) {
|
||||
m00 -= other.m00; m01 -= other.m01;
|
||||
m10 -= other.m10; m11 -= other.m11;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2& operator*=(const Mat2& other) {
|
||||
*this = *this * other;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2& operator*=(float scalar) {
|
||||
m00 *= scalar; m01 *= scalar;
|
||||
m10 *= scalar; m11 *= scalar;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2& operator/=(float scalar) {
|
||||
m00 /= scalar; m01 /= scalar;
|
||||
m10 /= scalar; m11 /= scalar;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator==(const Mat2& other) const {
|
||||
return m00 == other.m00 && m01 == other.m01 &&
|
||||
m10 == other.m10 && m11 == other.m11;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator!=(const Mat2& other) const {
|
||||
return !(*this == other);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Matrix operations
|
||||
float determinant() const {
|
||||
return m00 * m11 - m01 * m10;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2 transposed() const {
|
||||
return Mat2(m00, m10, m01, m11);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat2 inverse() const {
|
||||
float det = determinant();
|
||||
if (std::abs(det) < 1e-10f) {
|
||||
return Mat2(); // Return identity if not invertible
|
||||
}
|
||||
float invDet = 1.0f / det;
|
||||
return Mat2( m11 * invDet, -m01 * invDet,
|
||||
-m10 * invDet, m00 * invDet);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Access operators
|
||||
float& operator()(int row, int col) {
|
||||
return m[row][col];
|
||||
}
|
||||
|
||||
const float& operator()(int row, int col) const {
|
||||
return m[row][col];
|
||||
}
|
||||
|
||||
float& operator[](int index) {
|
||||
return data[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
const float& operator[](int index) const {
|
||||
return data[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
std::string toString() const {
|
||||
return "Mat2([" + std::to_string(m00) + ", " + std::to_string(m01) + "],\n" +
|
||||
" [" + std::to_string(m10) + ", " + std::to_string(m11) + "])";
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Mat2& mat) {
|
||||
os << mat.toString();
|
||||
return os;
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Mat2 operator*(float scalar, const Mat2& mat) {
|
||||
return mat * scalar;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
232
util/mat3.hpp
Normal file
232
util/mat3.hpp
Normal file
@@ -0,0 +1,232 @@
|
||||
#ifndef MAT3_HPP
|
||||
#define MAT3_HPP
|
||||
|
||||
#include "Vec3.hpp"
|
||||
#include <array>
|
||||
#include <cmath>
|
||||
|
||||
class Mat3 {
|
||||
public:
|
||||
union {
|
||||
struct {
|
||||
float m00, m01, m02,
|
||||
m10, m11, m12,
|
||||
m20, m21, m22;
|
||||
};
|
||||
float data[9];
|
||||
float m[3][3];
|
||||
};
|
||||
|
||||
// Constructors
|
||||
Mat3() : m00(1), m01(0), m02(0),
|
||||
m10(0), m11(1), m12(0),
|
||||
m20(0), m21(0), m22(1) {}
|
||||
|
||||
Mat3(float scalar) : m00(scalar), m01(scalar), m02(scalar),
|
||||
m10(scalar), m11(scalar), m12(scalar),
|
||||
m20(scalar), m21(scalar), m22(scalar) {}
|
||||
|
||||
Mat3(float m00, float m01, float m02,
|
||||
float m10, float m11, float m12,
|
||||
float m20, float m21, float m22) :
|
||||
m00(m00), m01(m01), m02(m02),
|
||||
m10(m10), m11(m11), m12(m12),
|
||||
m20(m20), m21(m21), m22(m22) {}
|
||||
|
||||
// Identity matrix
|
||||
static Mat3 identity() {
|
||||
return Mat3(1, 0, 0,
|
||||
0, 1, 0,
|
||||
0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Zero matrix
|
||||
static Mat3 zero() { return Mat3(0); }
|
||||
|
||||
// Rotation matrices
|
||||
static Mat3 rotationX(float angle) {
|
||||
float cosA = std::cos(angle);
|
||||
float sinA = std::sin(angle);
|
||||
return Mat3(1, 0, 0,
|
||||
0, cosA, -sinA,
|
||||
0, sinA, cosA);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static Mat3 rotationY(float angle) {
|
||||
float cosA = std::cos(angle);
|
||||
float sinA = std::sin(angle);
|
||||
return Mat3(cosA, 0, sinA,
|
||||
0, 1, 0,
|
||||
-sinA, 0, cosA);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static Mat3 rotationZ(float angle) {
|
||||
float cosA = std::cos(angle);
|
||||
float sinA = std::sin(angle);
|
||||
return Mat3(cosA, -sinA, 0,
|
||||
sinA, cosA, 0,
|
||||
0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Scaling matrix
|
||||
static Mat3 scaling(const Vec3& scale) {
|
||||
return Mat3(scale.x, 0, 0,
|
||||
0, scale.y, 0,
|
||||
0, 0, scale.z);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Arithmetic operations
|
||||
Mat3 operator+(const Mat3& other) const {
|
||||
return Mat3(m00 + other.m00, m01 + other.m01, m02 + other.m02,
|
||||
m10 + other.m10, m11 + other.m11, m12 + other.m12,
|
||||
m20 + other.m20, m21 + other.m21, m22 + other.m22);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3 operator-(const Mat3& other) const {
|
||||
return Mat3(m00 - other.m00, m01 - other.m01, m02 - other.m02,
|
||||
m10 - other.m10, m11 - other.m11, m12 - other.m12,
|
||||
m20 - other.m20, m21 - other.m21, m22 - other.m22);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3 operator*(const Mat3& other) const {
|
||||
return Mat3(
|
||||
m00 * other.m00 + m01 * other.m10 + m02 * other.m20,
|
||||
m00 * other.m01 + m01 * other.m11 + m02 * other.m21,
|
||||
m00 * other.m02 + m01 * other.m12 + m02 * other.m22,
|
||||
|
||||
m10 * other.m00 + m11 * other.m10 + m12 * other.m20,
|
||||
m10 * other.m01 + m11 * other.m11 + m12 * other.m21,
|
||||
m10 * other.m02 + m11 * other.m12 + m12 * other.m22,
|
||||
|
||||
m20 * other.m00 + m21 * other.m10 + m22 * other.m20,
|
||||
m20 * other.m01 + m21 * other.m11 + m22 * other.m21,
|
||||
m20 * other.m02 + m21 * other.m12 + m22 * other.m22
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3 operator*(float scalar) const {
|
||||
return Mat3(m00 * scalar, m01 * scalar, m02 * scalar,
|
||||
m10 * scalar, m11 * scalar, m12 * scalar,
|
||||
m20 * scalar, m21 * scalar, m22 * scalar);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3 operator/(float scalar) const {
|
||||
return Mat3(m00 / scalar, m01 / scalar, m02 / scalar,
|
||||
m10 / scalar, m11 / scalar, m12 / scalar,
|
||||
m20 / scalar, m21 / scalar, m22 / scalar);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vec3 operator*(const Vec3& vec) const {
|
||||
return Vec3(
|
||||
m00 * vec.x + m01 * vec.y + m02 * vec.z,
|
||||
m10 * vec.x + m11 * vec.y + m12 * vec.z,
|
||||
m20 * vec.x + m21 * vec.y + m22 * vec.z
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3& operator+=(const Mat3& other) {
|
||||
*this = *this + other;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3& operator-=(const Mat3& other) {
|
||||
*this = *this - other;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3& operator*=(const Mat3& other) {
|
||||
*this = *this * other;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3& operator*=(float scalar) {
|
||||
*this = *this * scalar;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3& operator/=(float scalar) {
|
||||
*this = *this / scalar;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator==(const Mat3& other) const {
|
||||
for (int i = 0; i < 9; ++i) {
|
||||
if (data[i] != other.data[i]) return false;
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator!=(const Mat3& other) const {
|
||||
return !(*this == other);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Matrix operations
|
||||
float determinant() const {
|
||||
return m00 * (m11 * m22 - m12 * m21)
|
||||
- m01 * (m10 * m22 - m12 * m20)
|
||||
+ m02 * (m10 * m21 - m11 * m20);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3 transposed() const {
|
||||
return Mat3(m00, m10, m20,
|
||||
m01, m11, m21,
|
||||
m02, m12, m22);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat3 inverse() const {
|
||||
float det = determinant();
|
||||
if (std::abs(det) < 1e-10f) {
|
||||
return Mat3(); // Return identity if not invertible
|
||||
}
|
||||
|
||||
float invDet = 1.0f / det;
|
||||
|
||||
return Mat3(
|
||||
(m11 * m22 - m12 * m21) * invDet,
|
||||
(m02 * m21 - m01 * m22) * invDet,
|
||||
(m01 * m12 - m02 * m11) * invDet,
|
||||
|
||||
(m12 * m20 - m10 * m22) * invDet,
|
||||
(m00 * m22 - m02 * m20) * invDet,
|
||||
(m02 * m10 - m00 * m12) * invDet,
|
||||
|
||||
(m10 * m21 - m11 * m20) * invDet,
|
||||
(m01 * m20 - m00 * m21) * invDet,
|
||||
(m00 * m11 - m01 * m10) * invDet
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Access operators
|
||||
float& operator()(int row, int col) {
|
||||
return m[row][col];
|
||||
}
|
||||
|
||||
const float& operator()(int row, int col) const {
|
||||
return m[row][col];
|
||||
}
|
||||
|
||||
float& operator[](int index) {
|
||||
return data[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
const float& operator[](int index) const {
|
||||
return data[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
std::string toString() const {
|
||||
return "Mat3([" + std::to_string(m00) + ", " + std::to_string(m01) + ", " + std::to_string(m02) + "],\n" +
|
||||
" [" + std::to_string(m10) + ", " + std::to_string(m11) + ", " + std::to_string(m12) + "],\n" +
|
||||
" [" + std::to_string(m20) + ", " + std::to_string(m21) + ", " + std::to_string(m22) + "])";
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Mat3& mat) {
|
||||
os << mat.toString();
|
||||
return os;
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Mat3 operator*(float scalar, const Mat3& mat) {
|
||||
return mat * scalar;
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
310
util/mat4.hpp
Normal file
310
util/mat4.hpp
Normal file
@@ -0,0 +1,310 @@
|
||||
#ifndef MAT4_HPP
|
||||
#define MAT4_HPP
|
||||
|
||||
#include "Vec3.hpp"
|
||||
#include "Vec4.hpp"
|
||||
#include <array>
|
||||
#include <cmath>
|
||||
|
||||
class Mat4 {
|
||||
public:
|
||||
union {
|
||||
struct {
|
||||
float m00, m01, m02, m03,
|
||||
m10, m11, m12, m13,
|
||||
m20, m21, m22, m23,
|
||||
m30, m31, m32, m33;
|
||||
};
|
||||
float data[16];
|
||||
float m[4][4];
|
||||
};
|
||||
|
||||
// Constructors
|
||||
Mat4() : m00(1), m01(0), m02(0), m03(0),
|
||||
m10(0), m11(1), m12(0), m13(0),
|
||||
m20(0), m21(0), m22(1), m23(0),
|
||||
m30(0), m31(0), m32(0), m33(1) {}
|
||||
|
||||
Mat4(float scalar) : m00(scalar), m01(scalar), m02(scalar), m03(scalar),
|
||||
m10(scalar), m11(scalar), m12(scalar), m13(scalar),
|
||||
m20(scalar), m21(scalar), m22(scalar), m23(scalar),
|
||||
m30(scalar), m31(scalar), m32(scalar), m33(scalar) {}
|
||||
|
||||
Mat4(float m00, float m01, float m02, float m03,
|
||||
float m10, float m11, float m12, float m13,
|
||||
float m20, float m21, float m22, float m23,
|
||||
float m30, float m31, float m32, float m33) :
|
||||
m00(m00), m01(m01), m02(m02), m03(m03),
|
||||
m10(m10), m11(m11), m12(m12), m13(m13),
|
||||
m20(m20), m21(m21), m22(m22), m23(m23),
|
||||
m30(m30), m31(m31), m32(m32), m33(m33) {}
|
||||
|
||||
// Identity matrix
|
||||
static Mat4 identity() {
|
||||
return Mat4(1, 0, 0, 0,
|
||||
0, 1, 0, 0,
|
||||
0, 0, 1, 0,
|
||||
0, 0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Zero matrix
|
||||
static Mat4 zero() { return Mat4(0); }
|
||||
|
||||
// Translation matrix
|
||||
static Mat4 translation(const Vec3& translation) {
|
||||
return Mat4(1, 0, 0, translation.x,
|
||||
0, 1, 0, translation.y,
|
||||
0, 0, 1, translation.z,
|
||||
0, 0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Rotation matrices
|
||||
static Mat4 rotationX(float angle) {
|
||||
float cosA = std::cos(angle);
|
||||
float sinA = std::sin(angle);
|
||||
return Mat4(1, 0, 0, 0,
|
||||
0, cosA, -sinA, 0,
|
||||
0, sinA, cosA, 0,
|
||||
0, 0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static Mat4 rotationY(float angle) {
|
||||
float cosA = std::cos(angle);
|
||||
float sinA = std::sin(angle);
|
||||
return Mat4(cosA, 0, sinA, 0,
|
||||
0, 1, 0, 0,
|
||||
-sinA, 0, cosA, 0,
|
||||
0, 0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static Mat4 rotationZ(float angle) {
|
||||
float cosA = std::cos(angle);
|
||||
float sinA = std::sin(angle);
|
||||
return Mat4(cosA, -sinA, 0, 0,
|
||||
sinA, cosA, 0, 0,
|
||||
0, 0, 1, 0,
|
||||
0, 0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Scaling matrix
|
||||
static Mat4 scaling(const Vec3& scale) {
|
||||
return Mat4(scale.x, 0, 0, 0,
|
||||
0, scale.y, 0, 0,
|
||||
0, 0, scale.z, 0,
|
||||
0, 0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Perspective projection matrix
|
||||
static Mat4 perspective(float fov, float aspect, float near, float far) {
|
||||
float tanHalfFov = std::tan(fov / 2.0f);
|
||||
float range = near - far;
|
||||
|
||||
return Mat4(1.0f / (aspect * tanHalfFov), 0, 0, 0,
|
||||
0, 1.0f / tanHalfFov, 0, 0,
|
||||
0, 0, (-near - far) / range, 2.0f * far * near / range,
|
||||
0, 0, 1, 0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Orthographic projection matrix
|
||||
static Mat4 orthographic(float left, float right, float bottom, float top, float near, float far) {
|
||||
return Mat4(2.0f / (right - left), 0, 0, -(right + left) / (right - left),
|
||||
0, 2.0f / (top - bottom), 0, -(top + bottom) / (top - bottom),
|
||||
0, 0, -2.0f / (far - near), -(far + near) / (far - near),
|
||||
0, 0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// LookAt matrix (view matrix)
|
||||
static Mat4 lookAt(const Vec3& eye, const Vec3& target, const Vec3& up) {
|
||||
Vec3 z = (eye - target).normalized();
|
||||
Vec3 x = up.cross(z).normalized();
|
||||
Vec3 y = z.cross(x);
|
||||
|
||||
return Mat4(x.x, x.y, x.z, -x.dot(eye),
|
||||
y.x, y.y, y.z, -y.dot(eye),
|
||||
z.x, z.y, z.z, -z.dot(eye),
|
||||
0, 0, 0, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Arithmetic operations
|
||||
Mat4 operator+(const Mat4& other) const {
|
||||
Mat4 result;
|
||||
for (int i = 0; i < 16; ++i) {
|
||||
result.data[i] = data[i] + other.data[i];
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4 operator-(const Mat4& other) const {
|
||||
Mat4 result;
|
||||
for (int i = 0; i < 16; ++i) {
|
||||
result.data[i] = data[i] - other.data[i];
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4 operator*(const Mat4& other) const {
|
||||
Mat4 result;
|
||||
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
|
||||
for (int j = 0; j < 4; ++j) {
|
||||
result.m[i][j] = 0;
|
||||
for (int k = 0; k < 4; ++k) {
|
||||
result.m[i][j] += m[i][k] * other.m[k][j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4 operator*(float scalar) const {
|
||||
Mat4 result;
|
||||
for (int i = 0; i < 16; ++i) {
|
||||
result.data[i] = data[i] * scalar;
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4 operator/(float scalar) const {
|
||||
Mat4 result;
|
||||
for (int i = 0; i < 16; ++i) {
|
||||
result.data[i] = data[i] / scalar;
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vec4 operator*(const Vec4& vec) const {
|
||||
return Vec4(
|
||||
m00 * vec.x + m01 * vec.y + m02 * vec.z + m03 * vec.w,
|
||||
m10 * vec.x + m11 * vec.y + m12 * vec.z + m13 * vec.w,
|
||||
m20 * vec.x + m21 * vec.y + m22 * vec.z + m23 * vec.w,
|
||||
m30 * vec.x + m31 * vec.y + m32 * vec.z + m33 * vec.w
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vec3 transformPoint(const Vec3& point) const {
|
||||
Vec4 result = *this * Vec4(point, 1.0f);
|
||||
return result.xyz() / result.w;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vec3 transformDirection(const Vec3& direction) const {
|
||||
Vec4 result = *this * Vec4(direction, 0.0f);
|
||||
return result.xyz();
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4& operator+=(const Mat4& other) {
|
||||
*this = *this + other;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4& operator-=(const Mat4& other) {
|
||||
*this = *this - other;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4& operator*=(const Mat4& other) {
|
||||
*this = *this * other;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4& operator*=(float scalar) {
|
||||
*this = *this * scalar;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4& operator/=(float scalar) {
|
||||
*this = *this / scalar;
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator==(const Mat4& other) const {
|
||||
for (int i = 0; i < 16; ++i) {
|
||||
if (data[i] != other.data[i]) return false;
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool operator!=(const Mat4& other) const {
|
||||
return !(*this == other);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Matrix operations
|
||||
float determinant() const {
|
||||
// Using Laplace expansion for 4x4 determinant
|
||||
float det = 0;
|
||||
det += m00 * (m11 * (m22 * m33 - m23 * m32) - m12 * (m21 * m33 - m23 * m31) + m13 * (m21 * m32 - m22 * m31));
|
||||
det -= m01 * (m10 * (m22 * m33 - m23 * m32) - m12 * (m20 * m33 - m23 * m30) + m13 * (m20 * m32 - m22 * m30));
|
||||
det += m02 * (m10 * (m21 * m33 - m23 * m31) - m11 * (m20 * m33 - m23 * m30) + m13 * (m20 * m31 - m21 * m30));
|
||||
det -= m03 * (m10 * (m21 * m32 - m22 * m31) - m11 * (m20 * m32 - m22 * m30) + m12 * (m20 * m31 - m21 * m30));
|
||||
return det;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4 transposed() const {
|
||||
return Mat4(m00, m10, m20, m30,
|
||||
m01, m11, m21, m31,
|
||||
m02, m12, m22, m32,
|
||||
m03, m13, m23, m33);
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4 inverse() const {
|
||||
// This is a simplified inverse implementation
|
||||
// For production use, consider a more robust implementation
|
||||
float det = determinant();
|
||||
if (std::abs(det) < 1e-10f) {
|
||||
return Mat4(); // Return identity if not invertible
|
||||
}
|
||||
|
||||
Mat4 result;
|
||||
// Calculate inverse using adjugate matrix divided by determinant
|
||||
// This is a placeholder - full implementation would be quite lengthy
|
||||
float invDet = 1.0f / det;
|
||||
|
||||
// Note: This is a simplified version - full implementation would calculate all 16 cofactors
|
||||
result.m00 = (m11 * (m22 * m33 - m23 * m32) - m12 * (m21 * m33 - m23 * m31) + m13 * (m21 * m32 - m22 * m31)) * invDet;
|
||||
// ... continue for all 16 elements
|
||||
|
||||
return result.transposed() * invDet;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Access operators
|
||||
float& operator()(int row, int col) {
|
||||
return m[row][col];
|
||||
}
|
||||
|
||||
const float& operator()(int row, int col) const {
|
||||
return m[row][col];
|
||||
}
|
||||
|
||||
float& operator[](int index) {
|
||||
return data[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
const float& operator[](int index) const {
|
||||
return data[index];
|
||||
}
|
||||
|
||||
std::string toString() const {
|
||||
return "Mat4([" + std::to_string(m00) + ", " + std::to_string(m01) + ", " + std::to_string(m02) + ", " + std::to_string(m03) + "],\n" +
|
||||
" [" + std::to_string(m10) + ", " + std::to_string(m11) + ", " + std::to_string(m12) + ", " + std::to_string(m13) + "],\n" +
|
||||
" [" + std::to_string(m20) + ", " + std::to_string(m21) + ", " + std::to_string(m22) + ", " + std::to_string(m23) + "],\n" +
|
||||
" [" + std::to_string(m30) + ", " + std::to_string(m31) + ", " + std::to_string(m32) + ", " + std::to_string(m33) + "])";
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Mat4& mat) {
|
||||
os << mat.toString();
|
||||
return os;
|
||||
}
|
||||
|
||||
inline Mat4 operator*(float scalar, const Mat4& mat) {
|
||||
return mat * scalar;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Now you can implement the Ray3 transform method
|
||||
#include "ray3.hpp"
|
||||
|
||||
inline Ray3 Ray3::transform(const Mat4& matrix) const {
|
||||
Vec3 transformedOrigin = matrix.transformPoint(origin);
|
||||
Vec3 transformedDirection = matrix.transformDirection(direction);
|
||||
return Ray3(transformedOrigin, transformedDirection.normalized());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif
|
||||
Reference in New Issue
Block a user