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/* All rights reserved.                                             */
/********************************************************************/
#include "StdAfx.h"
#include "mg/Vector.h"
#include "mg/Unit_vector.h"
#include "mg/Position.h"
#include "mg/Matrix.h"
#include "mg/Transf.h"
#include "mg/Object.h"
#include "mgGL/VBO.h"

#if defined(_DEBUG)
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif

// MGTransf.cc
//Implementation of MGTransf.
//

//
// Constructor

//  void constructor
MGTransf::MGTransf(int dim)
	:m_affine(dim,1.), m_translation(dim){;}

//  全てのコンポーネントを指定してTransfを生成。
MGTransf::MGTransf(const MGMatrix& mat,
                   const MGVector& vec)
	:m_affine(mat),m_translation(vec)
{
	int dim1=m_affine.sdim(); int dim2=m_translation.sdim();
	if(dim1>dim2) m_translation=MGVector(dim1,m_translation);
	else if(dim1<dim2) m_affine=MGMatrix(dim2,m_affine);
}
MGTransf::MGTransf(MGMatrix&& mat,
                   const MGVector& vec)
	:m_affine(std::move(mat)),m_translation(vec)
{
	int dim1=m_affine.sdim(); int dim2=m_translation.sdim();
	if(dim1>dim2) m_translation=MGVector(dim1,m_translation);
	else if(dim1<dim2) m_affine=MGMatrix(dim2,m_affine);
}

//  各軸方向で等しい Scaling のためのをTransf生成。
MGTransf::MGTransf(double scal,
				   const MGVector& vec)
	:m_affine(vec.sdim(),scal), m_translation(vec){;}

//Construct Transf by copying old Transf, changing space dimension,
//and ordering of coordinates.
MGTransf::MGTransf(int dim, const MGTransf& transf,
				   int start1, int start2)
	:m_affine(dim,transf.affine(),start1,start2)
	,m_translation(dim,transf.translation(),start1,start2){;}

//  各軸方向( x, y )で異なる Scaling の2D Transfを生成。
MGTransf::MGTransf(double scalex, double scaley)
	:m_affine(2,scalex), m_translation(0.0, 0.0)
{
	m_affine(1,1)=scaley;
}

// Construct 2D space Transf to transform data for 'origin' to be origin
// and for 'unit' to be x-coordimate.
MGTransf::MGTransf(const MGUnit_vector& unit, //unit vector to be x-coordinate
                   const MGPosition& origin)  //origin to be origin.
{
//	assert(unit.sdim()==2);
    m_affine.set_x_axis(unit);
	m_translation=-origin*m_affine;
}

//  各軸方向( x,y,z )で異なる Scaling のたのTransfを生成。
MGTransf::MGTransf(double scalex, double scaley, double scalez)
	:m_affine(3,scalex)
	,m_translation(0.0, 0.0, 0.0)
{
	m_affine(1,1)=scaley;
	m_affine(2,2)=scalez;
}

//  与えられた点を原点にするように平行移動し、与えられた２つの単位Vector
//  を各々、X軸、Y軸にするよう回転させる3D Transfを生成する。もし、
//  ２つ目の単位Vectorが１つ目の単位Vectorと直交しない場合は、２つの
//  Vectorのかわりに両Vectorを含む平面内で直交するよう変換したVectorを
//  使用する。
MGTransf::MGTransf ( 
    const MGUnit_vector& uvecx,
    const MGUnit_vector& uvecy,
    const MGPosition& origin)
{
//	assert(uvecx.sdim()<=3 && uvecy.sdim()<=3);
    m_affine.set_xy_axis(uvecx,uvecy);
	m_translation=-origin*m_affine;
}

//Transf to transform the line segment (P0, P1) to the line segment(Q0, Q1)
//P0 is transformed to Q0 and P1 is transformed to Q1.
//Space dimension of each points can be any number more than 1.
MGTransf::MGTransf(
	const MGPosition& P0, const MGPosition& P1,
    const MGPosition& Q0, const MGPosition& Q1){
	m_affine.set_rotate(MGVector(P1,P0), MGVector(Q1,Q0));
	m_translation=-P0*m_affine+Q0;
}

//
//  Member Function
//  
//  Update

//Convert this transf matrix to OpenGL Matrix.
void MGTransf::convert_to_glMatrix(
	glm::mat4& glMatI//double glMat[16]	///OpenGL Matrix will be output.
)const{
	m_affine.convert_to_glMatrix(glMatI);
	float* glMat=&glMatI[0][0];
	glMat[12]=(float)m_translation[0];
	glMat[13]=(float)m_translation[1];
	glMat[14]=(float)m_translation[2];
}

// Construct a transf to do the transform of matrix around input point 
// instead of origin of matrix, and replace own transf with it.
MGTransf& MGTransf::set_matrix(
		const MGMatrix& mat,		//Matrix
		const MGPosition& point)	//Point 
{
    m_affine=mat;
	m_translation=-point*mat+point;
	return *this;
}
MGTransf& MGTransf::set_matrix(
		MGMatrix&& mat,		//Matrix
		const MGPosition& point)	//Point 
{
    m_affine=std::move(mat);
	m_translation=-point*m_affine+point;
	return *this;
}

//Set this as a null transf.
void MGTransf::set_null(){
	m_affine.set_null();
	m_translation.set_null();
}

//  指定点(origin)を通り、与えられたVector(vec)に関して鏡面変換する
//  2D Transformを生成し既存のTransformと入れ換える。指定点
//  に何も指定されない場合、原点を使用する。
MGTransf& MGTransf::set_reflect_2D(const MGVector& vec,
                              const MGPosition& origin)
{
    MGMatrix mat; mat.set_reflect_2D(vec);
	return set_matrix(std::move(mat),origin);
}

//  指定点(origin)を中心に反時計回りに指定角度(angle)回転させる
//  2D Transfを作成して，自身のTransfと置き換える。
MGTransf& MGTransf::set_rotate_2D(double angle, const MGPosition& origin)
{
    MGMatrix mat; mat.set_rotate_2D(angle);
	return set_matrix(std::move(mat),origin);
}

//  指定点を通り、与えられたVectorに垂直な平面に関して鏡面変換する
// 3D Transfを生成し既存のTransfと入れ換える。指定点省略時は原点
//  とする。
MGTransf& MGTransf::set_reflect_3D( 
         const MGVector & vec,
         const MGPosition & origin)
{
    MGMatrix mat; mat.set_reflect_3D(vec);
	return set_matrix(std::move(mat),origin);
}

//  指定点を通り指定方向Vectorを持つ直線の回りに指定角度回転する
//  Transfを生成し既存のTransfと入れ換える。指定点
//  に何も指定されない場合、原点を使用する。
MGTransf& MGTransf::set_rotate_3D( 
         const MGVector & vec,
         double angle,
         const MGPosition & origin)
{ 
    MGMatrix mat; mat.set_rotate_3D(vec,angle);
	return set_matrix(std::move(mat),origin);
}

//与えられた拡大、縮小のTransfを既存のTransfと入れ換える。
MGTransf& MGTransf::set_scale(double scale){
     m_affine.set_scale(scale);
     m_translation.clear();
	 return *this;
}

//  各軸方向で異なる拡大、縮小のTransfを既存のTransf
//  と入れ換える。
MGTransf& MGTransf::set_diff_scale(double* scale)
{ 
     m_affine.set_diff_scale(scale);
     m_translation.clear();
	 return *this;
}

//Set up this transf from OpenGL matrix.
MGTransf& MGTransf::set_glMatrix(const double glMat[16]){
	MGMatrix& M=m_affine;
	M.resize(3);
	for(int i=0; i<3; i++){
		int i4=i*4;
		for(int j=0; j<3; j++){
			M(i,j)=glMat[i4+j];
		}
	}
	m_translation.resize(3);
	m_translation(0)=glMat[12];
	m_translation(1)=glMat[13];
	m_translation(2)=glMat[14];
	return *this;
}

//  参照

//Reference (i,j)-th element.
double MGTransf::ref(int i, int j) const{
	int dim=sdim();
	if(i<dim && j<dim)       return m_affine.ref(i,j);
	else if(i==dim && j<dim) return m_translation.ref(j);
	else if(i!=j)            return 0.;
	else                     return 1.;
}

//Change the space dimension of this MGTransf to the new sdim.
void MGTransf::resize(int sdim){
	m_affine.resize(sdim);
	m_translation.resize(sdim);
}

//Access to (i,j)-th element.
double& MGTransf::operator() (int i, int j){
	assert(i<=sdim() && j<sdim());
	if(i<sdim()) return m_affine(i,j);
	else         return m_translation(j);
}

//
// 演算子の多重定義
//

//Functor to apply this transform to the object
//Function's return is the reference to object.
MGObject& MGTransf::operator()(MGObject& object){
	return object*=(*this);
}
MGObject* MGTransf::operator()(MGObject* object){
	(*object)*=(*this);
	return object;
}

// 自身のTransfとvectorの加算を行いオブジェクトを生成する。
//Translation of Transf.
MGTransf MGTransf::operator+ (const MGVector& vec) const{
	return MGTransf(m_affine,m_translation+vec);
}

// 自身のTransfとvectorの加算を行い自身のTransfとする。
//Translation of Transf.
MGTransf& MGTransf::operator+= (const MGVector& vec){
	m_translation+=vec;
	return *this;
}

// 自身のTransfとvectorの減算を行いオブジェクトを生成する。
//Translation of Transf.
MGTransf MGTransf::operator- (const MGVector& vec) const{
	return MGTransf(m_affine,m_translation-vec);
}

// 自身のTransfとvectorの減算を行い自身のTransfとする。
//Translation of Transf.
MGTransf& MGTransf::operator-= (const MGVector& vec){
	m_translation-=vec;
	return *this;
}

// 自身のTransfとscaleの乗算を行いオブジェクトを生成する。
//Scaling of the transf.
MGTransf MGTransf::operator* (double scale) const{
         MGTransf tr = *this;
         tr *= scale;
         return tr;
}

// 自身のTransfとscaleの乗算を行いオブジェクトを生成する。
//Scaling of the transf.
MGTransf operator* (double scale, const MGTransf& tr){
	return tr*scale;
}

//自身のTransfと与えられたMatrixの乗算を行いオブジェクトを生成する。
MGTransf MGTransf::operator* (const MGMatrix& mat) const{
         MGTransf tran = *this;
         tran *= mat;
         return tran;
}

//自身のTransfと与えられたTransfの乗算を行いオブジェクトを生成する。
MGTransf MGTransf::operator* (const MGTransf& tran1) const{
         MGTransf tran2 = *this;
         tran2 *= tran1;
         return tran2;
}

 // ベクトルとトランスフォームの乗算を行いTransfを生成
 //Genarate a Transf by multiplication of a vector and transf.
MGTransf operator* (const MGVector& v, const MGTransf& tr){
	return MGTransf(tr.affine(),v*tr.affine()+tr.translation());
}

//自身のTransfとscaleの乗算を行い自身のTransfとする。
//Scaling of the transf.
MGTransf& MGTransf::operator*= (double scale){
         m_affine *= scale;
         m_translation *= scale;
         return *this;
}

//自身のTransfと与えられたMatrixの乗算を行いオブジェクトを生成する。
MGTransf& MGTransf::operator*= (const MGMatrix& mat){
         m_affine *= mat;
         m_translation *= mat;
         return *this;
}

//  自身のTransfと与えられたTransfの乗算を行い
//  自身のTransfとする。
MGTransf& MGTransf::operator*= (const MGTransf& tran1){
         m_affine *= tran1.m_affine;
         m_translation *= tran1.m_affine;
         m_translation += tran1.m_translation;
         return *this;
}

//  Boolean 演算
//  自身のTransfと与えられたTransfが等しいかどうか
//  比較を行う。
bool MGTransf::operator== (const MGTransf& tran1) const{
         return (m_affine==tran1.m_affine &&
		    m_translation==tran1.m_translation );
}          

bool MGTransf::operator!= (const MGTransf& tran1) const{
         return !((*this)==tran1);
}    
