| 29 | 
  | 
 * @date 10/11/2004 | 
| 30 | 
  | 
 * @version 1.0 | 
| 31 | 
  | 
 */ | 
| 32 | 
< | 
#ifndef MATH_SQUAREMATRIX_HPP | 
| 33 | 
< | 
#define  MATH_SQUAREMATRIX_HPP | 
| 32 | 
> | 
#ifndef MATH_SQUAREMATRIX3_HPP | 
| 33 | 
> | 
#define  MATH_SQUAREMATRIX3_HPP | 
| 34 | 
  | 
 | 
| 35 | 
  | 
#include "Quaternion.hpp" | 
| 36 | 
  | 
#include "SquareMatrix.hpp" | 
| 72 | 
  | 
                if (this == &m) | 
| 73 | 
  | 
                    return *this; | 
| 74 | 
  | 
                 SquareMatrix<Real, 3>::operator=(m); | 
| 75 | 
+ | 
                 return *this; | 
| 76 | 
  | 
            } | 
| 77 | 
  | 
 | 
| 78 | 
  | 
            /** | 
| 127 | 
  | 
             * @param w the first element  | 
| 128 | 
  | 
             * @param x the second element | 
| 129 | 
  | 
             * @param y the third element | 
| 130 | 
< | 
             * @parma z the fourth element | 
| 130 | 
> | 
             * @param z the fourth element | 
| 131 | 
  | 
            */ | 
| 132 | 
  | 
            void setupRotMat(Real w, Real x, Real y, Real z) { | 
| 133 | 
  | 
                Quaternion<Real> q(w, x, y, z); | 
| 238 | 
  | 
                return myEuler; | 
| 239 | 
  | 
            } | 
| 240 | 
  | 
             | 
| 241 | 
+ | 
            /** Returns the determinant of this matrix. */ | 
| 242 | 
+ | 
            Real determinant() const { | 
| 243 | 
+ | 
                Real x,y,z; | 
| 244 | 
+ | 
 | 
| 245 | 
+ | 
                x = data_[0][0] * (data_[1][1] * data_[2][2] - data_[1][2] * data_[2][1]); | 
| 246 | 
+ | 
                y = data_[0][1] * (data_[1][2] * data_[2][0] - data_[1][0] * data_[2][2]); | 
| 247 | 
+ | 
                z = data_[0][2] * (data_[1][0] * data_[2][1] - data_[1][1] * data_[2][0]); | 
| 248 | 
+ | 
 | 
| 249 | 
+ | 
                return(x + y + z); | 
| 250 | 
+ | 
            }             | 
| 251 | 
+ | 
             | 
| 252 | 
  | 
            /** | 
| 253 | 
  | 
             * Sets the value of this matrix to  the inversion of itself.  | 
| 254 | 
  | 
             * @note since simple algorithm can be applied to inverse the 3 by 3 matrix, we hide the  | 
| 255 | 
  | 
             * implementation of inverse in SquareMatrix class | 
| 256 | 
  | 
             */ | 
| 257 | 
< | 
            void  inverse(); | 
| 257 | 
> | 
            SquareMatrix3<Real>  inverse() { | 
| 258 | 
> | 
                SquareMatrix3<Real> m; | 
| 259 | 
> | 
                double det = determinant(); | 
| 260 | 
> | 
                if (fabs(det) <= oopse::epsilon) { | 
| 261 | 
> | 
                //"The method was called on a matrix with |determinant| <= 1e-6.", | 
| 262 | 
> | 
                //"This is a runtime or a programming error in your application."); | 
| 263 | 
> | 
                } | 
| 264 | 
  | 
 | 
| 265 | 
< | 
            void diagonalize(); | 
| 265 | 
> | 
                m(0, 0) = data_[1][1]*data_[2][2] - data_[1][2]*data_[2][1]; | 
| 266 | 
> | 
                m(1, 0) = data_[1][2]*data_[2][0] - data_[1][0]*data_[2][2]; | 
| 267 | 
> | 
                m(2, 0) = data_[1][0]*data_[2][1] - data_[1][1]*data_[2][0]; | 
| 268 | 
> | 
                m(0, 1) = data_[2][1]*data_[0][2] - data_[2][2]*data_[0][1]; | 
| 269 | 
> | 
                m(1, 1) = data_[2][2]*data_[0][0] - data_[2][0]*data_[0][2]; | 
| 270 | 
> | 
                m(2, 1) = data_[2][0]*data_[0][1] - data_[2][1]*data_[0][0]; | 
| 271 | 
> | 
                m(0, 2) = data_[0][1]*data_[1][2] - data_[0][2]*data_[1][1]; | 
| 272 | 
> | 
                m(1, 2) = data_[0][2]*data_[1][0] - data_[0][0]*data_[1][2]; | 
| 273 | 
> | 
                m(2, 2) = data_[0][0]*data_[1][1] - data_[0][1]*data_[1][0]; | 
| 274 | 
> | 
 | 
| 275 | 
> | 
                m /= det; | 
| 276 | 
> | 
                return m; | 
| 277 | 
> | 
            } | 
| 278 | 
> | 
 | 
| 279 | 
> | 
            void diagonalize(SquareMatrix3<Real>& a, Vector3<Real>& w, SquareMatrix3<Real>& v) { | 
| 280 | 
> | 
                int i,j,k,maxI; | 
| 281 | 
> | 
                Real tmp, maxVal; | 
| 282 | 
> | 
                Vector3<Real> v_maxI, v_k, v_j; | 
| 283 | 
> | 
 | 
| 284 | 
> | 
                // diagonalize using Jacobi | 
| 285 | 
> | 
                jacobi(a, w, v); | 
| 286 | 
> | 
 | 
| 287 | 
> | 
                // if all the eigenvalues are the same, return identity matrix | 
| 288 | 
> | 
                if (w[0] == w[1] && w[0] == w[2] ){ | 
| 289 | 
> | 
                      v = SquareMatrix3<Real>::identity(); | 
| 290 | 
> | 
                      return | 
| 291 | 
> | 
                } | 
| 292 | 
> | 
 | 
| 293 | 
> | 
                // transpose temporarily, it makes it easier to sort the eigenvectors | 
| 294 | 
> | 
                v = v.tanspose();  | 
| 295 | 
> | 
                 | 
| 296 | 
> | 
                // if two eigenvalues are the same, re-orthogonalize to optimally line | 
| 297 | 
> | 
                // up the eigenvectors with the x, y, and z axes | 
| 298 | 
> | 
                for (i = 0; i < 3; i++) { | 
| 299 | 
> | 
                    if (w((i+1)%3) == w((i+2)%3)) {// two eigenvalues are the same | 
| 300 | 
> | 
                    // find maximum element of the independant eigenvector | 
| 301 | 
> | 
                    maxVal = fabs(v(i, 0)); | 
| 302 | 
> | 
                    maxI = 0; | 
| 303 | 
> | 
                    for (j = 1; j < 3; j++) { | 
| 304 | 
> | 
                        if (maxVal < (tmp = fabs(v(i, j)))){ | 
| 305 | 
> | 
                            maxVal = tmp; | 
| 306 | 
> | 
                            maxI = j; | 
| 307 | 
> | 
                        } | 
| 308 | 
> | 
                    } | 
| 309 | 
> | 
                     | 
| 310 | 
> | 
                    // swap the eigenvector into its proper position | 
| 311 | 
> | 
                    if (maxI != i) { | 
| 312 | 
> | 
                        tmp = w(maxI); | 
| 313 | 
> | 
                        w(maxI) = w(i); | 
| 314 | 
> | 
                        w(i) = tmp; | 
| 315 | 
> | 
 | 
| 316 | 
> | 
                        v.swapRow(i, maxI); | 
| 317 | 
> | 
                    } | 
| 318 | 
> | 
                    // maximum element of eigenvector should be positive | 
| 319 | 
> | 
                    if (v(maxI, maxI) < 0) { | 
| 320 | 
> | 
                        v(maxI, 0) = -v(maxI, 0); | 
| 321 | 
> | 
                        v(maxI, 1) = -v(maxI, 1); | 
| 322 | 
> | 
                        v(maxI, 2) = -v(maxI, 2); | 
| 323 | 
> | 
                    } | 
| 324 | 
  | 
 | 
| 325 | 
+ | 
                    // re-orthogonalize the other two eigenvectors | 
| 326 | 
+ | 
                    j = (maxI+1)%3; | 
| 327 | 
+ | 
                    k = (maxI+2)%3; | 
| 328 | 
+ | 
 | 
| 329 | 
+ | 
                    v(j, 0) = 0.0;  | 
| 330 | 
+ | 
                    v(j, 1) = 0.0;  | 
| 331 | 
+ | 
                    v(j, 2) = 0.0; | 
| 332 | 
+ | 
                    v(j, j) = 1.0; | 
| 333 | 
+ | 
 | 
| 334 | 
+ | 
                    /** @todo */ | 
| 335 | 
+ | 
                    v_maxI = v.getRow(maxI); | 
| 336 | 
+ | 
                    v_j = v.getRow(j); | 
| 337 | 
+ | 
                    v_k = cross(v_maxI, v_j); | 
| 338 | 
+ | 
                    v_k.normailze(); | 
| 339 | 
+ | 
                    v_j = cross(v_k, v_maxI); | 
| 340 | 
+ | 
                    v.setRow(j, v_j); | 
| 341 | 
+ | 
                    v.setRow(k, v_k); | 
| 342 | 
+ | 
 | 
| 343 | 
+ | 
 | 
| 344 | 
+ | 
                    // transpose vectors back to columns | 
| 345 | 
+ | 
                    v = v.transpose(); | 
| 346 | 
+ | 
                    return; | 
| 347 | 
+ | 
                    } | 
| 348 | 
+ | 
                } | 
| 349 | 
+ | 
 | 
| 350 | 
+ | 
                // the three eigenvalues are different, just sort the eigenvectors | 
| 351 | 
+ | 
                // to align them with the x, y, and z axes | 
| 352 | 
+ | 
 | 
| 353 | 
+ | 
                // find the vector with the largest x element, make that vector | 
| 354 | 
+ | 
                // the first vector | 
| 355 | 
+ | 
                maxVal = fabs(v(0, 0)); | 
| 356 | 
+ | 
                maxI = 0; | 
| 357 | 
+ | 
                for (i = 1; i < 3; i++) { | 
| 358 | 
+ | 
                    if (maxVal < (tmp = fabs(v(i, 0)))) { | 
| 359 | 
+ | 
                        maxVal = tmp; | 
| 360 | 
+ | 
                        maxI = i; | 
| 361 | 
+ | 
                    } | 
| 362 | 
+ | 
                } | 
| 363 | 
+ | 
 | 
| 364 | 
+ | 
                // swap eigenvalue and eigenvector | 
| 365 | 
+ | 
                if (maxI != 0) { | 
| 366 | 
+ | 
                    tmp = w(maxI); | 
| 367 | 
+ | 
                    w(maxI) = w(0); | 
| 368 | 
+ | 
                    w(0) = tmp; | 
| 369 | 
+ | 
                    v.swapRow(maxI, 0); | 
| 370 | 
+ | 
                } | 
| 371 | 
+ | 
                // do the same for the y element | 
| 372 | 
+ | 
                if (fabs(v(1, 1)) < fabs(v(2, 1))) { | 
| 373 | 
+ | 
                    tmp = w(2); | 
| 374 | 
+ | 
                    w(2) = w(1); | 
| 375 | 
+ | 
                    w(1) = tmp; | 
| 376 | 
+ | 
                    v.swapRow(2, 1); | 
| 377 | 
+ | 
                } | 
| 378 | 
+ | 
 | 
| 379 | 
+ | 
                // ensure that the sign of the eigenvectors is correct | 
| 380 | 
+ | 
                for (i = 0; i < 2; i++) { | 
| 381 | 
+ | 
                    if (v(i, i) < 0) { | 
| 382 | 
+ | 
                        v(i, 0) = -v(i, 0); | 
| 383 | 
+ | 
                        v(i, 1) = -v(i, 1); | 
| 384 | 
+ | 
                        v(i, 2) = -v(i, 2); | 
| 385 | 
+ | 
                    } | 
| 386 | 
+ | 
                } | 
| 387 | 
+ | 
 | 
| 388 | 
+ | 
                // set sign of final eigenvector to ensure that determinant is positive | 
| 389 | 
+ | 
                if (determinant(v) < 0) { | 
| 390 | 
+ | 
                    v(2, 0) = -v(2, 0); | 
| 391 | 
+ | 
                    v(2, 1) = -v(2, 1); | 
| 392 | 
+ | 
                    v(2, 2) = -v(2, 2); | 
| 393 | 
+ | 
                } | 
| 394 | 
+ | 
 | 
| 395 | 
+ | 
                // transpose the eigenvectors back again | 
| 396 | 
+ | 
                v = v.transpose(); | 
| 397 | 
+ | 
                return ; | 
| 398 | 
+ | 
            } | 
| 399 | 
  | 
    }; | 
| 400 | 
  | 
 | 
| 401 | 
< | 
    typedef template SquareMatrix3<double> Mat3x3d | 
| 402 | 
< | 
    typedef template SquareMatrix3<double> RotMat3x3d; | 
| 401 | 
> | 
    typedef SquareMatrix3<double> Mat3x3d; | 
| 402 | 
> | 
    typedef SquareMatrix3<double> RotMat3x3d; | 
| 403 | 
  | 
 | 
| 404 | 
  | 
} //namespace oopse | 
| 405 | 
  | 
#endif // MATH_SQUAREMATRIX_HPP |