src/NCollection/NCollection_Vec4.hxx

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  11 //
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  14
  15 #ifndef _NCollection_Vec4_H__
  16 #define _NCollection_Vec4_H__
  17
  18 #include <NCollection_Vec3.hxx>
  19
  20 //! Generic 4-components vector.
  21 //! To be used as RGBA color vector or XYZW 3D-point with special W-component
  22 //! for operations with projection / model view matrices.
  23 //! Use this class for 3D-points carefully because declared W-component may
  24 //! results in incorrect results if used without matrices.
  25 template<typename Element_t>
  26 class NCollection_Vec4
  27 {
  28
  29 public:
  30
  31   //! Returns the number of components.
  32   static int Length()
  33   {
  34     return 4;
  35   }
  36
  37   //! Empty constructor. Construct the zero vector.
  38   NCollection_Vec4()
  39   {
  40     std::memset (this, 0, sizeof(NCollection_Vec4));
  41   }
  42
  43   //! Initialize ALL components of vector within specified value.
  44   explicit NCollection_Vec4 (const Element_t theValue)
  45   {
  46     v[0] = v[1] = v[2] = v[3] = theValue;
  47   }
  48
  49   //! Per-component constructor.
  50   explicit NCollection_Vec4 (const Element_t theX,
  51                              const Element_t theY,
  52                              const Element_t theZ,
  53                              const Element_t theW)
  54   {
  55     v[0] = theX;
  56     v[1] = theY;
  57     v[2] = theZ;
  58     v[3] = theW;
  59   }
  60
  61   //! Constructor from 2-components vector.
  62   explicit NCollection_Vec4 (const NCollection_Vec2<Element_t>& theVec2)
  63   {
  64     v[0] = theVec2[0];
  65     v[1] = theVec2[1];
  66     v[2] = v[3] = Element_t (0);
  67   }
  68
  69   //! Constructor from 3-components vector.
  70   explicit NCollection_Vec4(const NCollection_Vec3<Element_t>& theVec3)
  71   {
  72     std::memcpy (this, &theVec3, sizeof(NCollection_Vec3<Element_t>));
  73     v[3] = Element_t (0);
  74   }
  75
  76   //! Constructor from 3-components vector + alpha value.
  77   explicit NCollection_Vec4(const NCollection_Vec3<Element_t>& theVec3,
  78                             const Element_t                    theAlpha) {
  79     std::memcpy (this, &theVec3, sizeof(NCollection_Vec3<Element_t>));
  80     v[3] = theAlpha;
  81   }
  82
  83   //! Copy constructor.
  84   NCollection_Vec4 (const NCollection_Vec4& theVec4)
  85   {
  86     std::memcpy (this, &theVec4, sizeof(NCollection_Vec4));
  87   }
  88
  89   //! Assignment operator.
  90   const NCollection_Vec4& operator= (const NCollection_Vec4& theVec4)
  91   {
  92     std::memcpy (this, &theVec4, sizeof(NCollection_Vec4));
  93     return *this;
  94   }
  95
  96   //! Alias to 1st component as X coordinate in XYZW.
  97   Element_t x() const { return v[0]; }
  98
  99   //! Alias to 1st component as RED channel in RGBA.
 100   Element_t r() const { return v[0]; }
 101
 102   //! Alias to 2nd component as Y coordinate in XYZW.
 103   Element_t y() const { return v[1]; }
 104
 105   //! Alias to 2nd component as GREEN channel in RGBA.
 106   Element_t g() const { return v[1]; }
 107
 108   //! Alias to 3rd component as Z coordinate in XYZW.
 109   Element_t z() const { return v[2]; }
 110
 111   //! Alias to 3rd component as BLUE channel in RGBA.
 112   Element_t b() const { return v[2]; }
 113
 114   //! Alias to 4th component as W coordinate in XYZW.
 115   Element_t w() const { return v[3]; }
 116
 117   //! Alias to 4th component as ALPHA channel in RGBA.
 118   Element_t a() const { return v[3]; }
 119
 120   //! @return 2 of XYZW components in specified order as vector in GLSL-style
 121   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_2D(x, y)
 122   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_2D(x, z)
 123   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_2D(x, w)
 124   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_2D(y, z)
 125   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_2D(y, w)
 126   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_2D(z, w)
 127
 128   //! @return 3 of XYZW components in specified order as vector in GLSL-style
 129   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_3D(x, y, z)
 130   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_3D(x, y, w)
 131   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_3D(x, z, w)
 132   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_3D(y, z, w)
 133
 134   //! @return RGB components as vector
 135   NCOLLECTION_VEC_COMPONENTS_3D(r, g, b)
 136
 137   //! Alias to 1st component as X coordinate in XYZW.
 138   Element_t& x() { return v[0]; }
 139
 140   //! Alias to 1st component as RED channel in RGBA.
 141   Element_t& r() { return v[0]; }
 142
 143   //! Alias to 2nd component as Y coordinate in XYZW.
 144   Element_t& y() { return v[1]; }
 145
 146   //! Alias to 2nd component as GREEN channel in RGBA.
 147   Element_t& g() { return v[1]; } // Green color
 148
 149   //! Alias to 3rd component as Z coordinate in XYZW.
 150   Element_t& z() { return v[2]; }
 151
 152   //! Alias to 3rd component as BLUE channel in RGBA.
 153   Element_t& b() { return v[2]; }
 154
 155   //! Alias to 4th component as W coordinate in XYZW.
 156   Element_t& w() { return v[3]; }
 157
 158   //! Alias to 4th component as ALPHA channel in RGBA.
 159   Element_t& a() { return v[3]; }
 160
 161   //! @return XY-components modifiable vector
 162   NCollection_Vec2<Element_t>& xy()
 163   {
 164     return *((NCollection_Vec2<Element_t>* )&v[0]);
 165   }
 166
 167   //! @return YZ-components modifiable vector
 168   NCollection_Vec2<Element_t>& yz()
 169   {
 170     return *((NCollection_Vec2<Element_t>* )&v[1]);
 171   }
 172
 173   //! @return YZ-components modifiable vector
 174   NCollection_Vec2<Element_t>& zw()
 175   {
 176     return *((NCollection_Vec2<Element_t>* )&v[2]);
 177   }
 178
 179   //! @return XYZ-components modifiable vector
 180   NCollection_Vec3<Element_t>& xyz()
 181   {
 182     return *((NCollection_Vec3<Element_t>* )&v[0]);
 183   }
 184
 185   //! @return YZW-components modifiable vector
 186   NCollection_Vec3<Element_t>& yzw()
 187   {
 188     return *((NCollection_Vec3<Element_t>* )&v[1]);
 189   }
 190
 191   //! Raw access to the data (for OpenGL exchange).
 192   const Element_t* GetData()    const { return v; }
 193         Element_t* ChangeData()       { return v; }
 194   operator const   Element_t*() const { return v; }
 195   operator         Element_t*()       { return v; }
 196
 197   //! Compute per-component summary.
 198   NCollection_Vec4& operator+= (const NCollection_Vec4& theAdd)
 199   {
 200     v[0] += theAdd.v[0];
 201     v[1] += theAdd.v[1];
 202     v[2] += theAdd.v[2];
 203     v[3] += theAdd.v[3];
 204     return *this;
 205   }
 206
 207   //! Compute per-component summary.
 208   friend NCollection_Vec4 operator+ (const NCollection_Vec4& theLeft,
 209                                      const NCollection_Vec4& theRight)
 210   {
 211     NCollection_Vec4 aSumm = NCollection_Vec4 (theLeft);
 212     return aSumm += theRight;
 213   }
 214
 215   //! Unary -.
 216   NCollection_Vec4 operator-() const
 217   {
 218     return NCollection_Vec4 (-x(), -y(), -z(), -w());
 219   }
 220
 221   //! Compute per-component subtraction.
 222   NCollection_Vec4& operator-= (const NCollection_Vec4& theDec)
 223   {
 224     v[0] -= theDec.v[0];
 225     v[1] -= theDec.v[1];
 226     v[2] -= theDec.v[2];
 227     v[3] -= theDec.v[3];
 228     return *this;
 229   }
 230
 231   //! Compute per-component subtraction.
 232   friend NCollection_Vec4 operator- (const NCollection_Vec4& theLeft,
 233                                      const NCollection_Vec4& theRight)
 234   {
 235     NCollection_Vec4 aSumm = NCollection_Vec4 (theLeft);
 236     return aSumm -= theRight;
 237   }
 238
 239   //! Compute per-component multiplication.
 240   NCollection_Vec4& operator*= (const NCollection_Vec4& theRight)
 241   {
 242     v[0] *= theRight.v[0];
 243     v[1] *= theRight.v[1];
 244     v[2] *= theRight.v[2];
 245     v[3] *= theRight.v[3];
 246     return *this;
 247   }
 248
 249   //! Compute per-component multiplication.
 250   friend NCollection_Vec4 operator* (const NCollection_Vec4& theLeft,
 251                                      const NCollection_Vec4& theRight)
 252   {
 253     NCollection_Vec4 aResult = NCollection_Vec4 (theLeft);
 254     return aResult *= theRight;
 255   }
 256
 257   //! Compute per-component multiplication.
 258   void Multiply (const Element_t theFactor)
 259   {
 260     v[0] *= theFactor;
 261     v[1] *= theFactor;
 262     v[2] *= theFactor;
 263     v[3] *= theFactor;
 264   }
 265
 266   //! Compute per-component multiplication.
 267   NCollection_Vec4& operator*=(const Element_t theFactor)
 268   {
 269     Multiply (theFactor);
 270     return *this;
 271   }
 272
 273   //! Compute per-component multiplication.
 274   NCollection_Vec4 operator* (const Element_t theFactor) const
 275   {
 276     return Multiplied (theFactor);
 277   }
 278
 279   //! Compute per-component multiplication.
 280   NCollection_Vec4 Multiplied (const Element_t theFactor) const
 281   {
 282     NCollection_Vec4 aCopyVec4 (*this);
 283     aCopyVec4 *= theFactor;
 284     return aCopyVec4;
 285   }
 286
 287   //! Compute component-wise minimum of two vectors.
 288   NCollection_Vec4 cwiseMin (const NCollection_Vec4& theVec) const
 289   {
 290     return NCollection_Vec4 (v[0] < theVec.v[0] ? v[0] : theVec.v[0],
 291                              v[1] < theVec.v[1] ? v[1] : theVec.v[1],
 292                              v[2] < theVec.v[2] ? v[2] : theVec.v[2],
 293                              v[3] < theVec.v[3] ? v[3] : theVec.v[3]);
 294   }
 295
 296   //! Compute component-wise maximum of two vectors.
 297   NCollection_Vec4 cwiseMax (const NCollection_Vec4& theVec) const
 298   {
 299     return NCollection_Vec4 (v[0] > theVec.v[0] ? v[0] : theVec.v[0],
 300                              v[1] > theVec.v[1] ? v[1] : theVec.v[1],
 301                              v[2] > theVec.v[2] ? v[2] : theVec.v[2],
 302                              v[3] > theVec.v[3] ? v[3] : theVec.v[3]);
 303   }
 304
 305   //! Compute component-wise modulus of the vector.
 306   NCollection_Vec4 cwiseAbs() const
 307   {
 308     return NCollection_Vec4 (std::abs (v[0]),
 309                              std::abs (v[1]),
 310                              std::abs (v[2]),
 311                              std::abs (v[3]));
 312   }
 313
 314   //! Compute maximum component of the vector.
 315   Element_t maxComp() const
 316   {
 317     const Element_t aMax1 = v[0] > v[1] ? v[0] : v[1];
 318     const Element_t aMax2 = v[2] > v[3] ? v[2] : v[3];
 319
 320     return aMax1 > aMax2 ? aMax1 : aMax2;
 321   }
 322
 323   //! Compute minimum component of the vector.
 324   Element_t minComp() const
 325   {
 326     const Element_t aMin1 = v[0] < v[1] ? v[0] : v[1];
 327     const Element_t aMin2 = v[2] < v[3] ? v[2] : v[3];
 328
 329     return aMin1 < aMin2 ? aMin1 : aMin2;
 330   }
 331
 332   //! Compute per-component division by scale factor.
 333   NCollection_Vec4& operator/= (const Element_t theInvFactor)
 334   {
 335     v[0] /= theInvFactor;
 336     v[1] /= theInvFactor;
 337     v[2] /= theInvFactor;
 338     v[3] /= theInvFactor;
 339     return *this;
 340   }
 341
 342   //! Compute per-component division by scale factor.
 343   NCollection_Vec4 operator/ (const Element_t theInvFactor)
 344   {
 345     NCollection_Vec4 aResult(*this);
 346     return aResult /= theInvFactor;
 347   }
 348
 349 private:
 350
 351   Element_t v[4]; //!< define the vector as array to avoid structure alignment issues
 352
 353 };
 354
 355 //! Optimized concretization for float type.
 356 template<> inline NCollection_Vec4<float>& NCollection_Vec4<float>::operator/= (const float theInvFactor)
 357 {
 358   Multiply (1.0f / theInvFactor);
 359   return *this;
 360 }
 361
 362 //! Optimized concretization for double type.
 363 template<> inline NCollection_Vec4<double>& NCollection_Vec4<double>::operator/= (const double theInvFactor)
 364 {
 365   Multiply (1.0 / theInvFactor);
 366   return *this;
 367 }
 368
 369 #endif // _NCollection_Vec4_H__