aboutsummaryrefslogtreecommitdiff
path: root/src/un_math.c
blob: a2ff65e764b4ba7497964131ba9cf17390ca558c (plain)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
/* lerps */
f32 un_m_lerpf(f32 a, f32 b, f32 t) {
    return (1.0 - t) * a + b * t;
}

f64 un_m_lerpd(f64 a, f64 b, f64 t) {
    return (1.0 - t) * a + b * t;
}

/* easing */
f32 un_m_ease_isinef(f32 t) {
    return 1.0 - cosf((t * PI) / 2.0);
}

f32 un_m_ease_iosinef(f32 t) {
    return sinf((t * PI) / 2.0f);
}

f32 un_m_ease_osinef(f32 t) {
    return -(cosf(t * PI) - 1.0) / 2.0;
}

f32 un_m_ease_iquadf(f32 t) {
    return t * t;
}

f32 un_m_ease_ioquadf(f32 t) {
    return 1.0 - (1.0 - t) * (1.0 - t);
}

f32 un_m_ease_oquadf(f32 t) {
    return t < 0.5 ? 2.0 * t * t : 1.0 - ((-2.0 * t + 2.0) * (-2.0 * t + 2.0)) / 2.0;
}

f64 un_m_ease_isined(f64 t) {
    return 1.0 - cos((t * PI) / 2.0);
}

f64 un_m_ease_iosined(f64 t) {
    return sin((t * PI) / 2.0f);
}

f64 un_m_ease_osined(f64 t) {
    return -(cos(t * PI) - 1.0) / 2.0;
}

f64 un_m_ease_iquadd(f64 t) {
    return t * t;
}

f64 un_m_ease_ioquadd(f64 t) {
    return 1.0 - (1.0 - t) * (1.0 - t);
}

f64 un_m_ease_oquadd(f64 t) {
    return t < 0.5 ? 2.0 * t * t : 1.0 - ((-2.0 * t + 2.0) * (-2.0 * t + 2.0)) / 2.0;
}

/* complex */

void un_m_complex_divf(f32 *v, f32 *a, f32 *b) {
    f32 divisor;

    // un_m_complex_mulf(v, a, conjugated_b)
    v[0] = a[0] * b[0] - a[1] * -b[1];
    v[1] = a[0] * -b[1] + a[1] * b[0];

    divisor = b[0] * b[0] + b[1] * b[1];

    v[0] /= divisor;
    v[1] /= divisor;
}

void un_m_complex_mulf(f32 *v, f32 *a, f32 *b) {
    v[0] = a[0] * b[0] - a[1] * b[1];
    v[1] = a[0] * b[1] + a[1] * b[0];
}


void un_m_complex_divd(f64 *v, f64 *a, f64 *b) {
    f64 divisor;

    // un_m_complex_muld(v, a, conjugated_b)
    v[0] = a[0] * b[0] - a[1] * -b[1];
    v[1] = a[0] * -b[1] + a[1] * b[0];

    divisor = b[0] * b[0] + b[1] * b[1];

    v[0] /= divisor;
    v[1] /= divisor;
}

void un_m_complex_muld(f64 *v, f64 *a, f64 *b) {
    v[0] = a[0] * b[0] - a[1] * b[1];
    v[1] = a[0] * b[1] + a[1] * b[0];
}

/* splines */

void un_m_bezierf(f32 *v, f32 a, f32 q0, f32 q1, f32 b, f32 t) {
    f32 i0, i1, i2, p0, p1, ti;

    ti = 1.0 - t;

    i0 = ti * a  + q0 * t;
    i1 = ti * q0 + q1 * t;
    i2 = ti * q1 + b * t;

    p0 = ti * i0 + i1 * t;
    p1 = ti * i1 + i2 * t;

    *v = ti * p0 + p1 * t;
}

void un_m_bezierd(f64 *v, f64 a, f64 q0, f64 q1, f64 b, f64 t) {
    f64 i0, i1, i2, p0, p1, ti;

    ti = 1.0 - t;

    i0 = ti * a  + q0 * t;
    i1 = ti * q0 + q1 * t;
    i2 = ti * q1 + b  * t;

    p0 = ti * i0 + i1 * t;
    p1 = ti * i1 + i2 * t;

    *v = ti * p0 + p1 * t;
}

void un_m_bezier2f(f32 *v, f32 *a, f32 *q0, f32 *q1, f32 *b, f32 t) {
    un_m_bezierf(v + 0, a[0], q0[0], q1[0], b[0], t);
    un_m_bezierf(v + 1, a[1], q0[1], q1[1], b[1], t);
}

void un_m_bezier3f(f32 *v, f32 *a, f32 *q0, f32 *q1, f32 *b, f32 t) {
    un_m_bezierf(v + 0, a[0], q0[0], q1[0], b[0], t);
    un_m_bezierf(v + 1, a[1], q0[1], q1[1], b[1], t);
    un_m_bezierf(v + 2, a[2], q0[2], q1[2], b[2], t);
}

void un_m_bezier4f(f32 *v, f32 *a, f32 *q0, f32 *q1, f32 *b, f32 t) {
    un_m_bezierf(v + 0, a[0], q0[0], q1[0], b[0], t);
    un_m_bezierf(v + 1, a[1], q0[1], q1[1], b[1], t);
    un_m_bezierf(v + 2, a[2], q0[2], q1[2], b[2], t);
    un_m_bezierf(v + 3, a[3], q0[3], q1[3], b[3], t);
}


void un_m_bezier2d(f64 *v, f64 *a, f64 *q0, f64 *q1, f64 *b, f64 t) {
    un_m_bezierd(v + 0, a[0], q0[0], q1[0], b[0], t);
    un_m_bezierd(v + 1, a[1], q0[1], q1[1], b[1], t);
}

void un_m_bezier3d(f64 *v, f64 *a, f64 *q0, f64 *q1, f64 *b, f64 t) {
    un_m_bezierd(v + 0, a[0], q0[0], q1[0], b[0], t);
    un_m_bezierd(v + 1, a[1], q0[1], q1[1], b[1], t);
    un_m_bezierd(v + 2, a[2], q0[2], q1[2], b[2], t);
}

void un_m_bezier4d(f64 *v, f64 *a, f64 *q0, f64 *q1, f64 *b, f64 t) {
    un_m_bezierd(v + 0, a[0], q0[0], q1[0], b[0], t);
    un_m_bezierd(v + 1, a[1], q0[1], q1[1], b[1], t);
    un_m_bezierd(v + 2, a[2], q0[2], q1[2], b[2], t);
    un_m_bezierd(v + 3, a[3], q0[3], q1[3], b[3], t);
}



/* matrix and quaternions */

/* convention of matrix is: Column-major
 *
 * stored in memory as x0 y0 z0 w0 x1 y1 z1 w1 ...
 *
 * transform
 * inverse transform
 * multiply
 * reverse
 * rotate
 * quaternion -> matrix
 * matrix -> quaternion
 * matrix to components: un_mat_disassemble(f32 *pos3, f32 *scale3, f32 *quat4)
 * un_mat_assemble(f32 *v, f32 *pos3, f32 *scale3, f32 *quat4)
 * assembe_inverse
 *
 * */



void un_m_mat_identityf(f32 *v) {
    un_memory_set((void*)v, 0, sizeof(*v) * UN_MATRIX_SIZE);

    v[0 + 0 * UN_MATRIX_STRIPE] = 1.0f;
    v[1 + 1 * UN_MATRIX_STRIPE] = 1.0f;
    v[2 + 2 * UN_MATRIX_STRIPE] = 1.0f;
    v[3 + 3 * UN_MATRIX_STRIPE] = 1.0f;
}

void un_m_mat_mulf(f32 *v, f32 *left, f32 *right) {
    u64 row, col, i;
    un_memory_set((void*)v, 0, sizeof(*v) * UN_MATRIX_SIZE);

    for (col = 0; col < 4; col++) {
        for (row = 0; row < 4; row++) {
            for (i = 0; i < 4; i++) {
                v[row + col * UN_MATRIX_STRIPE] += left[row + i * UN_MATRIX_STRIPE] * right[i + col * UN_MATRIX_STRIPE];
            }
        }
    }
}

void un_mat_xformf(f32 *v, f32 *xform) {
    un_m_mat_identityf(v);

    v[3 + 0 * UN_MATRIX_STRIPE] += xform[0];
    v[3 + 1 * UN_MATRIX_STRIPE] += xform[1];
    v[3 + 2 * UN_MATRIX_STRIPE] += xform[2];
}

void un_mat_scalef(f32 *v, f32 *scale) {
    un_m_mat_identityf(v);

    v[0 + 0 * UN_MATRIX_STRIPE] = scale[0];
    v[1 + 1 * UN_MATRIX_STRIPE] = scale[1];
    v[2 + 2 * UN_MATRIX_STRIPE] = scale[2];
}