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# FK/Matrix.h

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    00001 /****************************************************************************
    00002  *
    00003  *  Copyright (c) 1999-2009, Fine Kernel Project, All rights reserved.
    00004  *
    00005  *  Redistribution and use in source and binary forms,
    00006  *  with or without modification, are permitted provided that the
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    00031  *  HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
    00032  *  STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING
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    00034  *  POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
    00035  *
    00036  ****************************************************************************/
    00037 /****************************************************************************
    00038  *
    00039  *  Copyright (c) 1999-2009, Fine Kernel Project, All rights reserved.
    00040  *
    00041  *  本ソフトウェアおよびソースコードのライセンスは、基本的に
    00042  *  「修正 BSD ライセンス」に従います。以下にその詳細を記します。
    00043  *
    00044  *  ソースコード形式かバイナリ形式か、変更するかしないかを問わず、
    00045  *  以下の条件を満たす場合に限り、再頒布および使用が許可されます。
    00046  *
    00047  *  - ソースコードを再頒布する場合、上記の著作権表示、本条件一覧、
    00048  *      および下記免責条項を含めること。
    00049  *
    00050  *  - バイナリ形式で再頒布する場合、頒布物に付属のドキュメント等の
    00051  *      資料に、上記の著作権表示、本条件一覧、および下記免責条項を
    00052  *      含めること。
    00053  *
    00054  *  - 書面による特別の許可なしに、本ソフトウェアから派生した製品の
    00055  *      宣伝または販売促進に、本ソフトウェアの著作権者の名前または
    00056  *      コントリビューターの名前を使用してはならない。
    00057  *
    00058  *  本ソフトウェアは、著作権者およびコントリビューターによって「現
    00059  *  状のまま」提供されており、明示黙示を問わず、商業的な使用可能性、
    00060  *  および特定の目的に対する適合性に関す暗黙の保証も含め、またそれ
    00061  *  に限定されない、いかなる保証もないものとします。著作権者もコン
    00062  *  トリビューターも、事由のいかんを問わず、損害発生の原因いかんを
    00063  *  問わず、かつ責任の根拠が契約であるか厳格責任であるか(過失その
    00064  *  他の)不法行為であるかを問わず、仮にそのような損害が発生する可
    00065  *  能性を知らされていたとしても、本ソフトウェアの使用によって発生
    00066  *  した(代替品または代用サービスの調達、使用の喪失、データの喪失、
    00067  *  利益の喪失、業務の中断も含め、またそれに限定されない)直接損害、
    00068  *  間接損害、偶発的な損害、特別損害、懲罰的損害、または結果損害に
    00069  *  ついて、一切責任を負わないものとします。
    00070  *
    00071  ****************************************************************************/
    00072 #ifndef __FK_MATRIX_HEADER__
    00073 #define __FK_MATRIX_HEADER__
    00074
    00075 #include <FK/Vector.h>
    00076 #include <FK/Angle.h>
    00077
    00078 const double FK_MATRIX_EPS = 1.0e-12;
    00079 const double FK_MATRIX_EPS2 = 1.0e-16;
    00080
    00081
    00082
    00084
    00114 class fk_OrthoMatrix {
    00115     friend class    fk_Matrix;
    00116     friend class    fk_Vector;
    00117     friend class    fk_HVector;
    00118
    00119  protected:
    00120
    00121 #ifndef FK_DOXYGEN_USER_PROCESS
    00122
    00123     double  m[4][4];
    00124     void    MultVec(fk_HVector &, const fk_HVector &) const;
    00125
    00126 #endif
    00127
    00128  public:
    00129
    00131
    00134     fk_OrthoMatrix(void);
    00135
    00137     fk_OrthoMatrix(const fk_OrthoMatrix &);
    00138
    00140     //@(
    00141
    00143
    00152     fk_OrthoMatrix  operator !(void) const;
    00153
    00155
    00202     double *        operator [](int);
    00203
    00204     //@)
    00205
    00207     //@(
    00208
    00210
    00224     bool    operator ==(const fk_OrthoMatrix &) const;
    00225
    00227
    00241     bool    operator !=(const fk_OrthoMatrix &) const;
    00242     //@)
    00243
    00245     //@(
    00246
    00248     fk_OrthoMatrix &        operator =(const fk_OrthoMatrix &);
    00249
    00251
    00270     fk_OrthoMatrix &        operator *=(const fk_OrthoMatrix &);
    00271
    00272     //@)
    00273
    00275     //@(
    00277
    00280     void            init(void);
    00281
    00283
    00298     void            set(int row, int col, double value);
    00299
    00301
    00308     bool            inverse(void);
    00309
    00311
    00316     void            negate(void);
    00317
    00319
    00324     void            makeRot(double rad, fk_Axis axis);
    00325
    00327
    00333     void            makeTrans(double x, double y, double z);
    00334
    00336
    00340     void            makeTrans(const fk_Vector &v);
    00341
    00343
    00350     void            makeEuler(double h, double p, double b);
    00351
    00353
    00358     void            makeEuler(const fk_Angle &angle);
    00359     //@)
    00360
    00361 #ifndef FK_DOXYGEN_USER_PROCESS
    00362
    00363     void            Print(std::string = "") const;
    00364
    00365 #endif
    00366
    00368     //@(
    00369     friend fk_HVector       operator *(const fk_OrthoMatrix &,
    00370                                        const fk_HVector &);
    00371     friend fk_OrthoMatrix   operator *(const fk_OrthoMatrix &,
    00372                                        const fk_OrthoMatrix &);
    00373     friend fk_Matrix    operator *(const fk_Matrix &, const fk_OrthoMatrix &);
    00374     friend fk_Matrix    operator *(const fk_OrthoMatrix &, const fk_Matrix &);
    00375     friend fk_Matrix    operator +(const fk_Matrix &, const fk_OrthoMatrix &);
    00376     friend fk_Matrix    operator +(const fk_OrthoMatrix &, const fk_Matrix &);
    00377     friend fk_Matrix    operator -(const fk_Matrix &, const fk_OrthoMatrix &);
    00378     friend fk_Matrix    operator -(const fk_OrthoMatrix &, const fk_Matrix &);
    00379     //@)
    00380 };
    00381
    00382
    00384
    00396 fk_HVector      operator *(const fk_OrthoMatrix &,
    00397                            const fk_HVector &);
    00399
    00413 fk_OrthoMatrix  operator *(const fk_OrthoMatrix &,
    00414                            const fk_OrthoMatrix &);
    00415
    00417
    00431 fk_Matrix   operator *(const fk_Matrix &, const fk_OrthoMatrix &);
    00432
    00434
    00448 fk_Matrix   operator *(const fk_OrthoMatrix &, const fk_Matrix &);
    00449
    00451
    00463 fk_Matrix   operator +(const fk_Matrix &, const fk_OrthoMatrix &);
    00464
    00466
    00478 fk_Matrix   operator +(const fk_OrthoMatrix &, const fk_Matrix &);
    00479
    00481
    00493 fk_Matrix   operator -(const fk_Matrix &, const fk_OrthoMatrix &);
    00494
    00496
    00508 fk_Matrix   operator -(const fk_OrthoMatrix &, const fk_Matrix &);
    00509
    00510
    00511
    00513
    00524 class fk_Matrix : public fk_OrthoMatrix {
    00525
    00526     friend class    fk_Vector;
    00527     friend class    fk_HVector;
    00528
    00529  public:
    00530
    00532
    00535     fk_Matrix(void);
    00536
    00538     fk_Matrix(const fk_Matrix &);
    00539
    00541     //@(
    00543
    00553     fk_Matrix       operator !(void) const;
    00554
    00555     //@)
    00556
    00558     //@(
    00560
    00574     bool    operator ==(const fk_Matrix &) const;
    00575
    00577
    00591     bool    operator !=(const fk_Matrix &) const;
    00592
    00593     //@)
    00594
    00596     //@(
    00597
    00599     fk_Matrix &     operator =(const fk_Matrix &);
    00600
    00602     fk_Matrix &     operator =(const fk_OrthoMatrix &);
    00603
    00605
    00619     fk_Matrix &     operator +=(const fk_Matrix &);
    00620
    00622
    00626     fk_Matrix &     operator +=(const fk_OrthoMatrix &);
    00627
    00629
    00643     fk_Matrix &     operator -=(const fk_Matrix &);
    00644
    00646
    00650     fk_Matrix &     operator -=(const fk_OrthoMatrix &);
    00651
    00653
    00672     fk_Matrix &     operator *=(const fk_Matrix &);
    00673
    00675
    00679     fk_Matrix &     operator *=(const fk_OrthoMatrix &);
    00680
    00681     //@)
    00682
    00684     //@(
    00685
    00687
    00693     bool            isRegular(void) const;
    00694
    00696
    00703     bool            isSingular(void) const;
    00704
    00706
    00713     bool            inverse(void);
    00714
    00716
    00722     void            makeScale(double x, double y, double z);
    00723
    00725
    00730     void            makeScale(const fk_Vector &v);
    00731
    00732     //@)
    00733
    00735     //@(
    00736     friend fk_HVector   operator *(const fk_Matrix &, const fk_HVector &);
    00737     friend fk_Matrix    operator *(const fk_Matrix &, const fk_Matrix &);
    00738     friend fk_Matrix    operator +(const fk_Matrix &, const fk_Matrix &);
    00739     friend fk_Matrix    operator -(const fk_Matrix &, const fk_Matrix &);
    00740     //@)
    00741 };
    00742
    00744
    00756 fk_HVector  operator *(const fk_Matrix &, const fk_HVector &);
    00757
    00759
    00773 fk_Matrix   operator *(const fk_Matrix &, const fk_Matrix &);
    00774
    00776
    00788 fk_Matrix   operator +(const fk_Matrix &, const fk_Matrix &);
    00789
    00791
    00803 fk_Matrix   operator -(const fk_Matrix &, const fk_Matrix &);
    00804
    00805
    00806 #endif  /* !__FK_MATRIX_HEADER__ */