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# FK/Quaternion.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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    00022  *
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    00029  *  (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
    00030  *  SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
    00031  *  HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT,
    00032  *  STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING
    00033  *  IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
    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_QUATERNION_HEADER__
    00073 #define __FK_QUATERNION_HEADER__
    00074
    00075 #include <FK/Vector.h>
    00076 #include <FK/Angle.h>
    00077 #include <FK/Matrix.h>
    00078
    00080
    00113 class fk_Quaternion {
    00114  public:
    00115     double      s;
    00116     fk_Vector   v;
    00117
    00119
    00123     fk_Quaternion(void);
    00124
    00126
    00139     fk_Quaternion(double s, double x, double y, double z);
    00140
    00142
    00153     fk_Quaternion(const double s, const fk_Vector &v);
    00154
    00156     fk_Quaternion(const fk_Quaternion &);
    00157
    00159     //@(
    00160
    00162
    00173     fk_Quaternion &     operator -(void) const;
    00174
    00176
    00189     fk_Quaternion &     operator ~(void) const;
    00190
    00192
    00211     fk_Quaternion &     operator !(void) const;
    00212
    00213     //@)
    00214
    00216     //@(
    00217
    00219
    00232     bool                operator ==(const fk_Quaternion &) const;
    00233
    00235
    00248     bool                operator !=(const fk_Quaternion &) const;
    00249
    00250     //@)
    00251
    00253     //@(
    00254
    00256     fk_Quaternion &     operator =(const fk_Quaternion &);
    00257
    00259
    00278     fk_Quaternion &     operator *=(const fk_Quaternion &);
    00279
    00281
    00295     fk_Quaternion &     operator *=(double);
    00296
    00298
    00312     fk_Quaternion &     operator /=(double);
    00313
    00315
    00329     fk_Quaternion &     operator +=(const fk_Quaternion &);
    00330
    00332
    00346     fk_Quaternion &     operator -=(const fk_Quaternion &);
    00347
    00348     //@)
    00349
    00351     //@(
    00352
    00354
    00357     void        init(void);
    00358
    00360
    00374     void        set(double s, double x, double y, double z);
    00375
    00377
    00390     void        set(double s, const fk_Vector &v);
    00391
    00393
    00412     void        setRotate(double theta, double x, double y, double z);
    00413
    00415
    00432     void        setRotate(double theta, const fk_Vector &V);
    00433
    00435
    00444     void        makeEuler(double h, double p, double b);
    00445
    00447
    00454     void        makeEuler(const fk_Angle &angle);
    00455
    00457
    00464     fk_Angle &  getEuler(void) const;
    00465
    00467
    00476     double      norm(void) const;
    00477
    00479
    00488     double      abs(void) const;
    00489
    00491
    00497     bool        normalize(void);
    00498
    00500
    00509     void        conj(void);             // 共役化
    00510
    00512
    00529     bool        inverse(void);          // 逆元化
    00530
    00532
    00536     fk_Matrix & conv(void) const;
    00537
    00538     //@)
    00539
    00541     //@(
    00542     friend fk_Quaternion    operator *(const fk_Quaternion &,
    00543                                        const fk_Quaternion &);
    00544     friend fk_Quaternion    operator +(const fk_Quaternion &,
    00545                                        const fk_Quaternion &);
    00546     friend fk_Quaternion    operator -(const fk_Quaternion &,
    00547                                        const fk_Quaternion &);
    00548
    00549     friend fk_Quaternion    operator *(const fk_Quaternion &, double);
    00550     friend fk_Quaternion    operator *(double, const fk_Quaternion &);
    00551     friend fk_Quaternion    operator /(const fk_Quaternion &, double);
    00552
    00553     friend fk_Vector        operator *(const fk_Quaternion &,
    00554                                        const fk_Vector &);
    00555
    00556     friend double           operator ^(const fk_Quaternion &,
    00557                                        const fk_Quaternion &);
    00558     //@)
    00559 };
    00560
    00562
    00588 fk_Quaternion   operator *(const fk_Quaternion &, const fk_Quaternion &);
    00589
    00591
    00600 fk_Quaternion   operator +(const fk_Quaternion &, const fk_Quaternion &);
    00601
    00603
    00612 fk_Quaternion   operator -(const fk_Quaternion &, const fk_Quaternion &);
    00613
    00615
    00626 fk_Quaternion   operator *(const fk_Quaternion &, double);
    00627
    00629
    00640 fk_Quaternion   operator *(double, const fk_Quaternion &);
    00641
    00643
    00652 fk_Quaternion   operator /(const fk_Quaternion &, double);
    00653
    00655
    00671 fk_Vector       operator *(const fk_Quaternion &, const fk_Vector &);
    00672
    00674
    00698 double          operator ^(const fk_Quaternion &, const fk_Quaternion &);
    00699
    00700 fk_Quaternion & fk_Q_Inter_Linear(const fk_Quaternion &,
    00701                                   const fk_Quaternion &, double);
    00702
    00703 fk_Quaternion & fk_Q_Inter_Sphere(const fk_Quaternion &,
    00704                                   const fk_Quaternion &, double);
    00705
    00706 #endif // !__FK_QUATERNION_HEADER__