added mats, updated gradient, updated bmp.
This commit is contained in:
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
|
||||
Reference in New Issue
Block a user