src/SelectMgr/SelectMgr_FrustumBuilder.cxx

   1 // Created on: 2014-11-24
   2 // Created by: Varvara POSKONINA
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  12 //
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  14 // commercial license or contractual agreement.
  15
  16 #include <SelectMgr_FrustumBuilder.hxx>
  17
  18 #define DOT(A, B) (A.x() * B.x() + A.y() * B.y() + A.z() * B.z())
  19 #define LENGTH(A) (std::sqrt (A.x() * A.x() + A.y() * A.y() + A.z() * A.z()))
  20
  21 //=======================================================================
  22 // function : SelectMgr_FrustumBuilder
  23 // purpose  : Creates new frustum builder with empty matrices
  24 //=======================================================================
  25 SelectMgr_FrustumBuilder::SelectMgr_FrustumBuilder()
  26 : myOrientation(),
  27   myProjection(),
  28   myWidth (INT_MAX),
  29   myHeight (INT_MAX),
  30   myIsViewportSet (Standard_False) {}
  31
  32 //=======================================================================
  33 // function : SetOrientation
  34 // purpose  : Stores current orientation matrix
  35 //=======================================================================
  36 void SelectMgr_FrustumBuilder::SetOrientation (const Graphic3d_Mat4d& theOrientation)
  37 {
  38   myOrientation = theOrientation;
  39 }
  40
  41 //=======================================================================
  42 // function : SetProjection
  43 // purpose  : Stores current projection matrix
  44 //=======================================================================
  45 void SelectMgr_FrustumBuilder::SetProjection (const Graphic3d_Mat4d& theProjection)
  46 {
  47   myProjection = theProjection;
  48 }
  49
  50 //=======================================================================
  51 // function : SetWindowSize
  52 // purpose  : Stores current window width and height
  53 //=======================================================================
  54 void SelectMgr_FrustumBuilder::SetWindowSize (const Standard_Integer theWidth,
  55                                               const Standard_Integer theHeight)
  56 {
  57   myWidth = theWidth;
  58   myHeight = theHeight;
  59 }
  60
  61 //=======================================================================
  62 // function : SetViewport
  63 // purpose  : Stores current viewport coordinates
  64 //=======================================================================
  65 void SelectMgr_FrustumBuilder::SetViewport (const Standard_Real theX,
  66                                             const Standard_Real theY,
  67                                             const Standard_Real theWidth,
  68                                             const Standard_Real theHeight)
  69 {
  70   myViewport = NCollection_Vec4<Standard_Real> (theX, theY, theWidth, theHeight);
  71   myIsViewportSet = Standard_True;
  72 }
  73
  74 //=======================================================================
  75 // function : InvalidateViewport
  76 // purpose  :
  77 //=======================================================================
  78 void SelectMgr_FrustumBuilder::InvalidateViewport()
  79 {
  80   myIsViewportSet = Standard_False;
  81 }
  82
  83 //=======================================================================
  84 // function : SignedPlanePntDist
  85 // purpose  : Calculates signed distance between plane with equation
  86 //            theEq and point thePnt
  87 //=======================================================================
  88 Standard_Real SelectMgr_FrustumBuilder::SignedPlanePntDist (const SelectMgr_Vec3& theEq,
  89                                                             const SelectMgr_Vec3& thePnt) const
  90 {
  91   const Standard_Real aNormLength = LENGTH (theEq);
  92   const Standard_Real anInvNormLength = aNormLength < Precision::Confusion() ? 0.0 : 1.0 / aNormLength;
  93   const Standard_Real anA = theEq.x() * anInvNormLength;
  94   const Standard_Real aB  = theEq.y() * anInvNormLength;
  95   const Standard_Real aC  = theEq.z() * anInvNormLength;
  96   return anA * thePnt.x() + aB * thePnt.y() + aC * thePnt.z();
  97 }
  98
  99 //=======================================================================
 100 // function : safePointCast
 101 // purpose  :
 102 //=======================================================================
 103 static NCollection_Vec4<Standard_Real> safePointCast (const gp_Pnt& thePnt)
 104 {
 105   Standard_Real aLim = 1e15f;
 106
 107   // have to deal with values greater then max float
 108   gp_Pnt aSafePoint = thePnt;
 109   const Standard_Real aBigFloat = aLim * 0.1f;
 110   if (Abs (aSafePoint.X()) > aLim)
 111     aSafePoint.SetX (aSafePoint.X() >= 0 ? aBigFloat : -aBigFloat);
 112   if (Abs (aSafePoint.Y()) > aLim)
 113     aSafePoint.SetY (aSafePoint.Y() >= 0 ? aBigFloat : -aBigFloat);
 114   if (Abs (aSafePoint.Z()) > aLim)
 115     aSafePoint.SetZ (aSafePoint.Z() >= 0 ? aBigFloat : -aBigFloat);
 116
 117   // convert point
 118   NCollection_Vec4<Standard_Real> aPnt (aSafePoint.X(), aSafePoint.Y(), aSafePoint.Z(), 1.0);
 119
 120   return aPnt;
 121 }
 122
 123 //=======================================================================
 124 // function : unProject
 125 // purpose  : Unprojects point from NDC coords to 3d world space
 126 //=======================================================================
 127 SelectMgr_Vec3 SelectMgr_FrustumBuilder::unProject (const gp_Pnt& thePnt) const
 128 {
 129   Graphic3d_Mat4d aInvView;
 130   Graphic3d_Mat4d aInvProj;
 131
 132   // this case should never happen
 133   if (!myOrientation.Inverted (aInvView) || !myProjection.Inverted (aInvProj))
 134   {
 135     return SelectMgr_Vec3 (0.0, 0.0, 0.0);
 136   }
 137
 138   // use compatible type of point
 139   NCollection_Vec4<Standard_Real> aPnt = safePointCast (thePnt);
 140
 141   aPnt = aInvProj * aPnt; // convert to view coordinate space
 142   aPnt = aInvView * aPnt; // convert to world coordinate space
 143
 144   const Standard_Real aInvW = 1.0 / Standard_Real (aPnt.w());
 145
 146   return SelectMgr_Vec3 (aPnt.x() * aInvW, aPnt.y() * aInvW, aPnt.z() * aInvW);
 147 }
 148
 149 // =======================================================================
 150 // function : ProjectPntOnViewPlane
 151 // purpose  : Projects 2d screen point onto view frustum plane:
 152 //            theZ = 0 - near plane,
 153 //            theZ = 1 - far plane
 154 // =======================================================================
 155 SelectMgr_Vec3 SelectMgr_FrustumBuilder::ProjectPntOnViewPlane (const Standard_Real& theX,
 156                                                                 const Standard_Real& theY,
 157                                                                 const Standard_Real& theZ) const
 158 {
 159   Standard_Real aX, anY, aZ;
 160
 161   // map coords to NDC
 162   if (!myIsViewportSet)
 163   {
 164     aX = 2.0 * theX / myWidth - 1.0;
 165     anY = (myHeight - 1 - theY) / myHeight * 2.0 - 1.0;
 166     aZ = 2.0 * theZ - 1.0;
 167   }
 168   else
 169   {
 170     aX = 2.0 * (theX - myWidth * myViewport.x()) /
 171       (myWidth * (myViewport.z() - myViewport.x())) - 1.0;
 172     anY = 2.0 * (theY - myHeight * myViewport.y()) /
 173       (myHeight * (myViewport.w() - myViewport.y())) - 1.0;
 174     aZ = theZ;
 175   }
 176
 177   return unProject (gp_Pnt (aX, anY, aZ));
 178 }