mtx.h

Go to the documentation of this file.

#ifndef _DOLPHIN_MTX_H_
#define _DOLPHIN_MTX_H_
 
#ifdef __REVOLUTION_SDK__
#include <revolution/mtx.h>
#else
#include <dolphin/types.h>
 
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
 
typedef struct Vec {
    f32 x, y, z;
} Vec, *VecPtr, Point3d, *Point3dPtr;
 
typedef struct {
    s16 x, y, z;
} S16Vec, *S16VecPtr;
 
typedef struct {
    f32 x, y, z, w;
} Quaternion, *QuaternionPtr, Qtrn, *QtrnPtr;
 
typedef f32 Mtx[3][4];
typedef f32 (*MtxPtr)[4];
 
typedef f32 Mtx44[4][4];
typedef f32 (*Mtx44Ptr)[4];
 
typedef f32 ROMtx[4][3];
typedef f32 (*ROMtxPtr)[4];
 
// do these belong in the sdk?
typedef f32 Mtx33[3][3];
typedef f32 Mtx23[2][3];
typedef f32 (*Mtx3P)[3];
typedef f32 (*MtxP)[4];
typedef const f32 (*CMtxP)[4];
typedef f32 QuaternionP[4];
 
typedef struct {
    u32 numMtx;
    MtxPtr stackBase;
    MtxPtr stackPtr;
} MTXStack;
 
#define MTXDegToRad(d) (d * 0.01745329252f)
#define MTXRadToDeg(r) (r * 57.29577951f)
 
// MTX
// C version
void C_MTXIdentity(Mtx m);
void C_MTXCopy(const Mtx src, Mtx dst);
void C_MTXConcat(const Mtx a, const Mtx b, Mtx ab);
void C_MTXConcatArray(const Mtx a, const Mtx* srcBase, Mtx* dstBase, u32 count);
void C_MTXTranspose(const Mtx src, Mtx xPose);
u32 C_MTXInverse(const Mtx src, Mtx inv);
u32 C_MTXInvXpose(const Mtx src, Mtx invX);
void C_MTXRotRad(Mtx m, char axis, f32 rad);
void C_MTXRotTrig(Mtx m, char axis, f32 sinA, f32 cosA);
void C_MTXRotAxisRad(Mtx m, const Vec* axis, f32 rad);
void C_MTXTrans(Mtx m, f32 xT, f32 yT, f32 zT);
void C_MTXTransApply(const Mtx src, Mtx dst, f32 xT, f32 yT, f32 zT);
void C_MTXScale(Mtx m, f32 xS, f32 yS, f32 zS);
void C_MTXScaleApply(const Mtx src, Mtx dst, f32 xS, f32 yS, f32 zS);
void C_MTXQuat(Mtx m, const Quaternion* q);
void C_MTXReflect(Mtx m, const Vec* p, const Vec* n);
 
// PS version
void PSMTXIdentity(Mtx m);
void PSMTXCopy(const Mtx src, Mtx dst);
void PSMTXConcat(const Mtx a, const Mtx b, Mtx ab);
void PSMTXConcatArray(const Mtx a, const Mtx* srcBase, Mtx* dstBase, u32 count);
void PSMTXTranspose(const Mtx src, Mtx xPose);
u32 PSMTXInverse(const Mtx src, Mtx inv);
u32 PSMTXInvXpose(const Mtx src, Mtx invX);
void PSMTXRotRad(Mtx m, char axis, f32 rad);
void PSMTXRotTrig(Mtx m, char axis, f32 sinA, f32 cosA);
void PSMTXRotAxisRad(Mtx m, const Vec* axis, f32 rad);
void PSMTXTrans(Mtx m, f32 xT, f32 yT, f32 zT);
void PSMTXTransApply(const Mtx src, Mtx dst, f32 xT, f32 yT, f32 zT);
void PSMTXScale(Mtx m, f32 xS, f32 yS, f32 zS);
void PSMTXScaleApply(const Mtx src, Mtx dst, f32 xS, f32 yS, f32 zS);
void PSMTXQuat(Mtx m, const Quaternion* q);
void PSMTXReflect(Mtx m, const Vec* p, const Vec* n);
 
#if DEBUG
#define MTXIdentity   C_MTXIdentity
#define MTXCopy       C_MTXCopy
#define MTXConcat     C_MTXConcat
#define MTXInverse    C_MTXInverse
#define MTXTranspose  C_MTXTranspose
#define MTXInverse    C_MTXInverse
#define MTXInvXpose   C_MTXInvXpose
#define MTXRotRad     C_MTXRotRad
#define MTXRotTrig    C_MTXRotTrig
#define MTXRotAxisRad C_MTXRotAxisRad
#define MTXTrans      C_MTXTrans
#define MTXTransApply C_MTXTransApply
#define MTXScale      C_MTXScale
#define MTXScaleApply C_MTXScaleApply
#define MTXQuat       C_MTXQuat
#define MTXReflect    C_MTXReflect
#else
#define MTXIdentity   PSMTXIdentity
#define MTXCopy       PSMTXCopy
#define MTXConcat     PSMTXConcat
#define MTXInverse    PSMTXInverse
#define MTXTranspose  PSMTXTranspose
#define MTXInverse    PSMTXInverse
#define MTXInvXpose   PSMTXInvXpose
#define MTXRotRad     PSMTXRotRad
#define MTXRotTrig    PSMTXRotTrig
#define MTXRotAxisRad PSMTXRotAxisRad
#define MTXTrans      PSMTXTrans
#define MTXTransApply PSMTXTransApply
#define MTXScale      PSMTXScale
#define MTXScaleApply PSMTXScaleApply
#define MTXQuat       PSMTXQuat
#define MTXReflect    PSMTXReflect
#endif
 
// C versions only
void C_MTXLookAt(Mtx m, const Point3d* camPos, const Vec* camUp, const Point3d* target);
void C_MTXLightFrustum(Mtx m, f32 t, f32 b, f32 l, f32 r, f32 n, f32 scaleS, f32 scaleT, f32 transS, f32 transT);
void C_MTXLightPerspective(Mtx m, f32 fovY, f32 aspect, f32 scaleS, f32 scaleT, f32 transS, f32 transT);
void C_MTXLightOrtho(Mtx m, f32 t, f32 b, f32 l, f32 r, f32 scaleS, f32 scaleT, f32 transS, f32 transT);
 
#define MTXLookAt           C_MTXLookAt
#define MTXLightFrustum     C_MTXLightFrustum
#define MTXLightPerspective C_MTXLightPerspective
#define MTXLightOrtho       C_MTXLightOrtho
 
// MTXVEC
// C versions
void C_MTXMultVec(const Mtx m, const Vec* src, Vec* dst);
void C_MTXMultVecArray(const Mtx m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
void C_MTXMultVecSR(const Mtx m, const Vec* src, Vec* dst);
void C_MTXMultVecArraySR(const Mtx m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
 
// PS versions
void PSMTXMultVec(const Mtx m, const Vec* src, Vec* dst);
void PSMTXMultVecArray(const Mtx m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
void PSMTXMultVecSR(const Mtx m, const Vec* src, Vec* dst);
void PSMTXMultVecArraySR(const Mtx m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
 
#if DEBUG
#define MTXMultVec        C_MTXMultVec
#define MTXMultVecArray   C_MTXMultVecArray
#define MTXMultVecSR      C_MTXMultVecSR
#define MTXMultVecArraySR C_MTXMultVecArraySR
#else
#define MTXMultVec        PSMTXMultVec
#define MTXMultVecArray   PSMTXMultVecArray
#define MTXMultVecSR      PSMTXMultVecSR
#define MTXMultVecArraySR PSMTXMultVecArraySR
#endif
 
// MTX44
// C versions
void C_MTX44Identity(Mtx44 m);
void C_MTX44Copy(const Mtx44 src, Mtx44 dst);
void C_MTX44Concat(const Mtx44 a, const Mtx44 b, Mtx44 ab);
void C_MTX44Transpose(const Mtx44 src, Mtx44 xPose);
void C_MTX44Trans(Mtx44 m, f32 xT, f32 yT, f32 zT);
void C_MTX44TransApply(const Mtx44 src, Mtx44 dst, f32 xT, f32 yT, f32 zT);
void C_MTX44Scale(Mtx44 m, f32 xS, f32 yS, f32 zS);
void C_MTX44ScaleApply(const Mtx44 src, Mtx44 dst, f32 xS, f32 yS, f32 zS);
void C_MTX44RotRad(Mtx44 m, char axis, f32 rad);
void C_MTX44RotTrig(Mtx44 m, char axis, f32 sinA, f32 cosA);
void C_MTX44RotAxisRad(Mtx44 m, const Vec* axis, f32 rad);
 
// PS versions
void PSMTX44Identity(Mtx44 m);
void PSMTX44Copy(const Mtx44 src, Mtx44 dst);
void PSMTX44Concat(const Mtx44 a, const Mtx44 b, Mtx44 ab);
void PSMTX44Transpose(const Mtx44 src, Mtx44 xPose);
void PSMTX44Trans(Mtx44 m, f32 xT, f32 yT, f32 zT);
void PSMTX44TransApply(const Mtx44 src, Mtx44 dst, f32 xT, f32 yT, f32 zT);
void PSMTX44Scale(Mtx44 m, f32 xS, f32 yS, f32 zS);
void PSMTX44ScaleApply(const Mtx44 src, Mtx44 dst, f32 xS, f32 yS, f32 zS);
void PSMTX44RotRad(Mtx44 m, char axis, f32 rad);
void PSMTX44RotTrig(Mtx44 m, char axis, f32 sinA, f32 cosA);
void PSMTX44RotAxisRad(Mtx44 m, const Vec* axis, f32 rad);
 
#if DEBUG
#define MTX44Identity   C_MTX44Identity
#define MTX44Copy       C_MTX44Copy
#define MTX44Concat     C_MTX44Concat
#define MTX44Transpose  C_MTX44Transpose
#define MTX44Trans      C_MTX44Trans
#define MTX44TransApply C_MTX44TransApply
#define MTX44Scale      C_MTX44Scale
#define MTX44ScaleApply C_MTX44ScaleApply
#define MTX44RotRad     C_MTX44RotRad
#define MTX44RotTrig    C_MTX44RotTrig
#define MTX44RotAxisRad C_MTX44RotAxisRad
#else
#define MTX44Identity   PSMTX44Identity
#define MTX44Copy       PSMTX44Copy
#define MTX44Concat     PSMTX44Concat
#define MTX44Transpose  PSMTX44Transpose
#define MTX44Trans      PSMTX44Trans
#define MTX44TransApply PSMTX44TransApply
#define MTX44Scale      PSMTX44Scale
#define MTX44ScaleApply PSMTX44ScaleApply
#define MTX44RotRad     PSMTX44RotRad
#define MTX44RotTrig    PSMTX44RotTrig
#define MTX44RotAxisRad PSMTX44RotAxisRad
#endif
 
// C versions only
void C_MTXFrustum(Mtx44 m, f32 t, f32 b, f32 l, f32 r, f32 n, f32 f);
void C_MTXPerspective(Mtx44 m, f32 fovY, f32 aspect, f32 n, f32 f);
void C_MTXOrtho(Mtx44 m, f32 t, f32 b, f32 l, f32 r, f32 n, f32 f);
u32 C_MTX44Inverse(const Mtx44 src, Mtx44 inv);
 
#define MTXFrustum     C_MTXFrustum
#define MTXPerspective C_MTXPerspective
#define MTXOrtho       C_MTXOrtho
#define MTX44Inverse   C_MTX44Inverse
 
// MTX44VEC
// C versions
void C_MTX44MultVec(const Mtx44 m, const Vec* src, Vec* dst);
void C_MTX44MultVecArray(const Mtx44 m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
void C_MTX44MultVecSR(const Mtx44 m, const Vec* src, Vec* dst);
void C_MTX44MultVecArraySR(const Mtx44 m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
 
// PS versions
void PSMTX44MultVec(const Mtx44 m, const Vec* src, Vec* dst);
void PSMTX44MultVecArray(const Mtx44 m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
void PSMTX44MultVecSR(const Mtx44 m, const Vec* src, Vec* dst);
void PSMTX44MultVecArraySR(const Mtx44 m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
 
#if DEBUG
#define MTX44MultVec        C_MTX44MultVec
#define MTX44MultVecArray   C_MTX44MultVecArray
#define MTX44MultVecSR      C_MTX44MultVecSR
#define MTX44MultVecArraySR C_MTX44MultVecArraySR
#else
#define MTX44MultVec        PSMTX44MultVec
#define MTX44MultVecArray   PSMTX44MultVecArray
#define MTX44MultVecSR      PSMTX44MultVecSR
#define MTX44MultVecArraySR PSMTX44MultVecArraySR
#endif
 
// PSMTX
void PSMTXReorder(const Mtx src, ROMtx dest);
void PSMTXROMultVecArray(const ROMtx m, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
void PSMTXROSkin2VecArray(const ROMtx m0, const ROMtx m1, const f32* wtBase, const Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
void PSMTXROMultS16VecArray(const Mtx m, const S16Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
void PSMTXMultS16VecArray(const ROMtx* m, const S16Vec* srcBase, Vec* dstBase, u32 count);
 
// MTXSTACK
void MTXInitStack(MTXStack* sPtr, u32 numMtx);
MtxPtr MTXPush(MTXStack* sPtr, const Mtx m);
MtxPtr MTXPushFwd(MTXStack* sPtr, const Mtx m);
MtxPtr MTXPushInv(MTXStack* sPtr, const Mtx m);
MtxPtr MTXPushInvXpose(MTXStack* sPtr, const Mtx m);
MtxPtr MTXPop(MTXStack* sPtr);
MtxPtr MTXGetStackPtr(const MTXStack* sPtr);
 
// VEC
// C versions
void C_VECAdd(const Vec* a, const Vec* b, Vec* ab);
void C_VECSubtract(const Vec* a, const Vec* b, Vec* a_b);
void C_VECScale(const Vec* src, Vec* dst, f32 scale);
void C_VECNormalize(const Vec* src, Vec* unit);
f32 C_VECSquareMag(const Vec* v);
f32 C_VECMag(const Vec* v);
f32 C_VECDotProduct(const Vec* a, const Vec* b);
void C_VECCrossProduct(const Vec* a, const Vec* b, Vec* axb);
f32 C_VECSquareDistance(const Vec* a, const Vec* b);
f32 C_VECDistance(const Vec* a, const Vec* b);
 
// PS versions
void PSVECAdd(const Vec* a, const Vec* b, Vec* ab);
void PSVECSubtract(const Vec* a, const Vec* b, Vec* a_b);
void PSVECScale(const Vec* src, Vec* dst, f32 scale);
void PSVECNormalize(const Vec* src, Vec* dst);
f32 PSVECSquareMag(const Vec* v);
f32 PSVECMag(const Vec* v);
f32 PSVECDotProduct(const Vec* a, const Vec* b);
void PSVECCrossProduct(const Vec* a, const Vec* b, Vec* axb);
f32 PSVECSquareDistance(const Vec* a, const Vec* b);
f32 PSVECDistance(const Vec* a, const Vec* b);
 
#if DEBUG
#define VECAdd            C_VECAdd
#define VECSubtract       C_VECSubtract
#define VECScale          C_VECScale
#define VECNormalize      C_VECNormalize
#define VECSquareMag      C_VECSquareMag
#define VECMag            C_VECMag
#define VECDotProduct     C_VECDotProduct
#define VECCrossProduct   C_VECCrossProduct
#define VECSquareDistance C_VECSquareDistance
#define VECDistance       C_VECDistance
#else
#define VECAdd            PSVECAdd
#define VECSubtract       PSVECSubtract
#define VECScale          PSVECScale
#define VECNormalize      PSVECNormalize
#define VECSquareMag      PSVECSquareMag
#define VECMag            PSVECMag
#define VECDotProduct     PSVECDotProduct
#define VECCrossProduct   PSVECCrossProduct
#define VECSquareDistance PSVECSquareDistance
#define VECDistance       PSVECDistance
#endif
 
void C_VECHalfAngle(const Vec* a, const Vec* b, Vec* half);
void C_VECReflect(const Vec* src, const Vec* normal, Vec* dst);
 
#define VECHalfAngle C_VECHalfAngle
#define VECReflect   C_VECReflect
 
// QUAT
// C versions
void C_QUATAdd(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* r);
void C_QUATSubtract(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* r);
void C_QUATMultiply(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* pq);
void C_QUATScale(const Quaternion* q, Quaternion* r, f32 scale);
f32 C_QUATDotProduct(const Quaternion* p, const Quaternion* q);
void C_QUATNormalize(const Quaternion* src, Quaternion* unit);
void C_QUATInverse(const Quaternion* src, Quaternion* inv);
void C_QUATDivide(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* r);
 
// PS versions
void PSQUATAdd(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* r);
void PSQUATSubtract(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* r);
void PSQUATMultiply(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* pq);
void PSQUATScale(const Quaternion* q, Quaternion* r, f32 scale);
f32 PSQUATDotProduct(const Quaternion* p, const Quaternion* q);
void PSQUATNormalize(const Quaternion* src, Quaternion* unit);
void PSQUATInverse(const Quaternion* src, Quaternion* inv);
void PSQUATDivide(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* r);
 
#if DEBUG
#define QUATAdd        C_QUATAdd
#define QUATSubtract   C_QUATSubtract
#define QUATMultiply   C_QUATMultiply
#define QUATScale      C_QUATScale
#define QUATDotProduct C_QUATDotProduct
#define QUATNormalize  C_QUATNormalize
#define QUATInverse    C_QUATInverse
#define QUATDivide     C_QUATDivide
#else
#define QUATAdd        PSQUATAdd
#define QUATSubtract   PSQUATSubtract
#define QUATMultiply   PSQUATMultiply
#define QUATScale      PSQUATScale
#define QUATDotProduct PSQUATDotProduct
#define QUATNormalize  PSQUATNormalize
#define QUATInverse    PSQUATInverse
#define QUATDivide     PSQUATDivide
#endif
 
// C versions only
void C_QUATExp(const Quaternion* q, Quaternion* r);
void C_QUATLogN(const Quaternion* q, Quaternion* r);
void C_QUATMakeClosest(const Quaternion* q, const Quaternion* qto, Quaternion* r);
void C_QUATRotAxisRad(Quaternion* r, const Vec* axis, f32 rad);
void C_QUATMtx(Quaternion* r, const Mtx m);
void C_QUATLerp(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* r, f32 t);
void C_QUATSlerp(const Quaternion* p, const Quaternion* q, Quaternion* r, f32 t);
void C_QUATSquad(const Quaternion* p, const Quaternion* a, const Quaternion* b, const Quaternion* q, Quaternion* r, f32 t);
void C_QUATCompA(const Quaternion* qprev, const Quaternion* q, const Quaternion* qnext, Quaternion* a);
 
#define QUATExp         C_QUATExp
#define QUATLogN        C_QUATLogN
#define QUATMakeClosest C_QUATMakeClosest
#define QUATRotAxisRad  C_QUATRotAxisRad
#define QUATMtx         C_QUATMtx
#define QUATLerp        C_QUATLerp
#define QUATSlerp       C_QUATSlerp
#define QUATSquad       C_QUATSquad
#define QUATCompA       C_QUATCompA
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
 
#endif
#endif