src/jalview/math/RotatableMatrix.java

   1 /*\r
   2 * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer\r
   3 * Copyright (C) 2005 AM Waterhouse, J Procter, G Barton, M Clamp, S Searle\r
   4 *\r
   5 * This program is free software; you can redistribute it and/or\r
   6 * modify it under the terms of the GNU General Public License\r
   7 * as published by the Free Software Foundation; either version 2\r
   8 * of the License, or (at your option) any later version.\r
   9 *\r
  10 * This program is distributed in the hope that it will be useful,\r
  11 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of\r
  12 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the\r
  13 * GNU General Public License for more details.\r
  14 *\r
  15 * You should have received a copy of the GNU General Public License\r
  16 * along with this program; if not, write to the Free Software\r
  17 * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA\r
  18 */\r
  19 package jalview.math;\r
  20 \r
  21 public class RotatableMatrix {\r
  22     float[][] matrix;\r
  23     float[] temp;\r
  24     float[][] rot;\r
  25 \r
  26     public RotatableMatrix(int rows, int cols) {\r
  27         matrix = new float[rows][cols];\r
  28 \r
  29         temp = new float[3];\r
  30 \r
  31         rot = new float[3][3];\r
  32     }\r
  33 \r
  34     public void addElement(int i, int j, float value) {\r
  35         matrix[i][j] = value;\r
  36     }\r
  37 \r
  38     public void print() {\r
  39         System.out.println(matrix[0][0] + " " + matrix[0][1] + " " +\r
  40             matrix[0][2]);\r
  41 \r
  42         System.out.println(matrix[1][0] + " " + matrix[1][1] + " " +\r
  43             matrix[1][2]);\r
  44 \r
  45         System.out.println(matrix[2][0] + " " + matrix[2][1] + " " +\r
  46             matrix[2][2]);\r
  47     }\r
  48 \r
  49     public void rotate(float degrees, char axis) {\r
  50         float costheta = (float) Math.cos((degrees * Math.PI) / (float) 180.0);\r
  51 \r
  52         float sintheta = (float) Math.sin((degrees * Math.PI) / (float) 180.0);\r
  53 \r
  54         if (axis == 'z') {\r
  55             rot[0][0] = (float) costheta;\r
  56 \r
  57             rot[0][1] = (float) -sintheta;\r
  58 \r
  59             rot[0][2] = (float) 0.0;\r
  60 \r
  61             rot[1][0] = (float) sintheta;\r
  62 \r
  63             rot[1][1] = (float) costheta;\r
  64 \r
  65             rot[1][2] = (float) 0.0;\r
  66 \r
  67             rot[2][0] = (float) 0.0;\r
  68 \r
  69             rot[2][1] = (float) 0.0;\r
  70 \r
  71             rot[2][2] = (float) 1.0;\r
  72 \r
  73             preMultiply(rot);\r
  74         }\r
  75 \r
  76         if (axis == 'x') {\r
  77             rot[0][0] = (float) 1.0;\r
  78 \r
  79             rot[0][1] = (float) 0.0;\r
  80 \r
  81             rot[0][2] = (float) 0.0;\r
  82 \r
  83             rot[1][0] = (float) 0.0;\r
  84 \r
  85             rot[1][1] = (float) costheta;\r
  86 \r
  87             rot[1][2] = (float) sintheta;\r
  88 \r
  89             rot[2][0] = (float) 0.0;\r
  90 \r
  91             rot[2][1] = (float) -sintheta;\r
  92 \r
  93             rot[2][2] = (float) costheta;\r
  94 \r
  95             preMultiply(rot);\r
  96         }\r
  97 \r
  98         if (axis == 'y') {\r
  99             rot[0][0] = (float) costheta;\r
 100 \r
 101             rot[0][1] = (float) 0.0;\r
 102 \r
 103             rot[0][2] = (float) -sintheta;\r
 104 \r
 105             rot[1][0] = (float) 0.0;\r
 106 \r
 107             rot[1][1] = (float) 1.0;\r
 108 \r
 109             rot[1][2] = (float) 0.0;\r
 110 \r
 111             rot[2][0] = (float) sintheta;\r
 112 \r
 113             rot[2][1] = (float) 0.0;\r
 114 \r
 115             rot[2][2] = (float) costheta;\r
 116 \r
 117             preMultiply(rot);\r
 118         }\r
 119     }\r
 120 \r
 121     public float[] vectorMultiply(float[] vect) {\r
 122         temp[0] = vect[0];\r
 123 \r
 124         temp[1] = vect[1];\r
 125 \r
 126         temp[2] = vect[2];\r
 127 \r
 128         for (int i = 0; i < 3; i++) {\r
 129             temp[i] = (matrix[i][0] * vect[0]) + (matrix[i][1] * vect[1]) +\r
 130                 (matrix[i][2] * vect[2]);\r
 131         }\r
 132 \r
 133         vect[0] = temp[0];\r
 134 \r
 135         vect[1] = temp[1];\r
 136 \r
 137         vect[2] = temp[2];\r
 138 \r
 139         return vect;\r
 140     }\r
 141 \r
 142     public void preMultiply(float[][] mat) {\r
 143         float[][] tmp = new float[3][3];\r
 144 \r
 145         for (int i = 0; i < 3; i++) {\r
 146             for (int j = 0; j < 3; j++) {\r
 147                 tmp[i][j] = (mat[i][0] * matrix[0][j]) +\r
 148                     (mat[i][1] * matrix[1][j]) + (mat[i][2] * matrix[2][j]);\r
 149             }\r
 150         }\r
 151 \r
 152         for (int i = 0; i < 3; i++) {\r
 153             for (int j = 0; j < 3; j++) {\r
 154                 matrix[i][j] = tmp[i][j];\r
 155             }\r
 156         }\r
 157     }\r
 158 \r
 159     public void postMultiply(float[][] mat) {\r
 160         float[][] tmp = new float[3][3];\r
 161 \r
 162         for (int i = 0; i < 3; i++) {\r
 163             for (int j = 0; j < 3; j++) {\r
 164                 tmp[i][j] = (matrix[i][0] * mat[0][j]) +\r
 165                     (matrix[i][1] * mat[1][j]) + (matrix[i][2] * mat[2][j]);\r
 166             }\r
 167         }\r
 168 \r
 169         for (int i = 0; i < 3; i++) {\r
 170             for (int j = 0; j < 3; j++) {\r
 171                 matrix[i][j] = tmp[i][j];\r
 172             }\r
 173         }\r
 174     }\r
 175 \r
 176     public static void main(String[] args) {\r
 177         RotatableMatrix m = new RotatableMatrix(3, 3);\r
 178 \r
 179         m.addElement(0, 0, 1);\r
 180 \r
 181         m.addElement(0, 1, 0);\r
 182 \r
 183         m.addElement(0, 2, 0);\r
 184 \r
 185         m.addElement(1, 0, 0);\r
 186 \r
 187         m.addElement(1, 1, 2);\r
 188 \r
 189         m.addElement(1, 2, 0);\r
 190 \r
 191         m.addElement(2, 0, 0);\r
 192 \r
 193         m.addElement(2, 1, 0);\r
 194 \r
 195         m.addElement(2, 2, 1);\r
 196 \r
 197         m.print();\r
 198 \r
 199         RotatableMatrix n = new RotatableMatrix(3, 3);\r
 200 \r
 201         n.addElement(0, 0, 2);\r
 202 \r
 203         n.addElement(0, 1, 1);\r
 204 \r
 205         n.addElement(0, 2, 1);\r
 206 \r
 207         n.addElement(1, 0, 2);\r
 208 \r
 209         n.addElement(1, 1, 1);\r
 210 \r
 211         n.addElement(1, 2, 1);\r
 212 \r
 213         n.addElement(2, 0, 2);\r
 214 \r
 215         n.addElement(2, 1, 1);\r
 216 \r
 217         n.addElement(2, 2, 1);\r
 218 \r
 219         n.print();\r
 220 \r
 221         //m.postMultiply(n.matrix);\r
 222         //m.print();\r
 223         //     m.rotate(45,'z',new RotatableMatrix(3,3));\r
 224         float[] vect = new float[3];\r
 225 \r
 226         vect[0] = 2;\r
 227 \r
 228         vect[1] = 4;\r
 229 \r
 230         vect[2] = 6;\r
 231 \r
 232         vect = m.vectorMultiply(vect);\r
 233 \r
 234         System.out.println(vect[0] + " " + vect[1] + " " + vect[2]);\r
 235     }\r
 236 \r
 237     public void setIdentity() {\r
 238         matrix[0][0] = (float) 1.0;\r
 239 \r
 240         matrix[1][1] = (float) 1.0;\r
 241 \r
 242         matrix[2][2] = (float) 1.0;\r
 243 \r
 244         matrix[0][1] = (float) 0.0;\r
 245 \r
 246         matrix[0][2] = (float) 0.0;\r
 247 \r
 248         matrix[1][0] = (float) 0.0;\r
 249 \r
 250         matrix[1][2] = (float) 0.0;\r
 251 \r
 252         matrix[2][0] = (float) 0.0;\r
 253 \r
 254         matrix[2][1] = (float) 0.0;\r
 255     }\r
 256 }\r