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 \r
  20 package jalview.math;\r
  21 \r
  22 \r
  23 \r
  24 public class RotatableMatrix {\r
  25 \r
  26   float matrix[][];\r
  27 \r
  28   float[] temp;\r
  29 \r
  30   float[][] rot;\r
  31 \r
  32 \r
  33 \r
  34   public RotatableMatrix(int rows, int cols) {\r
  35 \r
  36     matrix = new float[rows][cols];\r
  37 \r
  38     temp = new float[3];\r
  39 \r
  40     rot = new float[3][3];\r
  41 \r
  42   }\r
  43 \r
  44 \r
  45 \r
  46   public void addElement(int i, int j, float value) {\r
  47 \r
  48     matrix[i][j] = value;\r
  49 \r
  50   }\r
  51 \r
  52 \r
  53 \r
  54   public void print() {\r
  55 \r
  56     System.out.println(matrix[0][0] + " " + matrix[0][1] + " " + matrix[0][2]);\r
  57 \r
  58     System.out.println(matrix[1][0] + " " + matrix[1][1] + " " + matrix[1][2]);\r
  59 \r
  60     System.out.println(matrix[2][0] + " " + matrix[2][1] + " " + matrix[2][2]);\r
  61 \r
  62   }\r
  63 \r
  64 \r
  65 \r
  66   public void rotate (float degrees, char axis) {\r
  67 \r
  68 \r
  69 \r
  70     float costheta = (float)Math.cos(degrees*Math.PI/(float)180.0);\r
  71 \r
  72     float sintheta = (float)Math.sin(degrees*Math.PI/(float)180.0);\r
  73 \r
  74 \r
  75 \r
  76     if (axis == 'z') {\r
  77 \r
  78 \r
  79 \r
  80       rot[0][0] = (float)costheta;\r
  81 \r
  82       rot[0][1] = (float)-sintheta;\r
  83 \r
  84       rot[0][2] = (float)0.0;\r
  85 \r
  86 \r
  87 \r
  88       rot[1][0] = (float)sintheta;\r
  89 \r
  90       rot[1][1] = (float)costheta;\r
  91 \r
  92       rot[1][2] = (float)0.0;\r
  93 \r
  94 \r
  95 \r
  96       rot[2][0] = (float)0.0;\r
  97 \r
  98       rot[2][1] = (float)0.0;\r
  99 \r
 100       rot[2][2] = (float)1.0;\r
 101 \r
 102 \r
 103 \r
 104       preMultiply(rot);\r
 105 \r
 106     }\r
 107 \r
 108     if (axis == 'x') {\r
 109 \r
 110       rot[0][0] = (float)1.0;\r
 111 \r
 112       rot[0][1] = (float)0.0;\r
 113 \r
 114       rot[0][2] = (float)0.0;\r
 115 \r
 116 \r
 117 \r
 118       rot[1][0] = (float)0.0;\r
 119 \r
 120       rot[1][1] = (float)costheta;\r
 121 \r
 122       rot[1][2] = (float)sintheta;\r
 123 \r
 124 \r
 125 \r
 126       rot[2][0] = (float)0.0;\r
 127 \r
 128       rot[2][1] = (float)-sintheta;\r
 129 \r
 130       rot[2][2] = (float)costheta;\r
 131 \r
 132 \r
 133 \r
 134       preMultiply(rot);\r
 135 \r
 136 \r
 137 \r
 138     }\r
 139 \r
 140     if (axis == 'y') {\r
 141 \r
 142       rot[0][0] = (float)costheta;\r
 143 \r
 144       rot[0][1] = (float)0.0;\r
 145 \r
 146       rot[0][2] = (float)-sintheta;\r
 147 \r
 148 \r
 149 \r
 150       rot[1][0] = (float)0.0;\r
 151 \r
 152       rot[1][1] = (float)1.0;\r
 153 \r
 154       rot[1][2] = (float)0.0;\r
 155 \r
 156 \r
 157 \r
 158       rot[2][0] = (float)sintheta;\r
 159 \r
 160       rot[2][1] = (float)0.0;\r
 161 \r
 162       rot[2][2] = (float)costheta;\r
 163 \r
 164 \r
 165 \r
 166       preMultiply(rot);\r
 167 \r
 168 \r
 169 \r
 170     }\r
 171 \r
 172 \r
 173 \r
 174   }\r
 175 \r
 176 \r
 177 \r
 178   public float[] vectorMultiply(float[] vect) {\r
 179 \r
 180     temp[0] = vect[0];\r
 181 \r
 182     temp[1] = vect[1];\r
 183 \r
 184     temp[2] = vect[2];\r
 185 \r
 186 \r
 187 \r
 188     for (int i = 0; i < 3; i++) {\r
 189 \r
 190       temp[i] = matrix[i][0]*vect[0] + matrix[i][1]*vect[1] + matrix[i][2]*vect[2];\r
 191 \r
 192     }\r
 193 \r
 194 \r
 195 \r
 196     vect[0] = temp[0];\r
 197 \r
 198     vect[1] = temp[1];\r
 199 \r
 200     vect[2] = temp[2];\r
 201 \r
 202 \r
 203 \r
 204     return vect;\r
 205 \r
 206   }\r
 207 \r
 208 \r
 209 \r
 210   public void preMultiply(float mat[][]) {\r
 211 \r
 212     float tmp[][]  = new float[3][3];\r
 213 \r
 214 \r
 215 \r
 216     for (int i = 0; i < 3 ; i++) {\r
 217 \r
 218       for (int j = 0; j < 3; j++ ) {\r
 219 \r
 220         tmp[i][j] = mat[i][0]*matrix[0][j] +\r
 221 \r
 222                     mat[i][1]*matrix[1][j] +\r
 223 \r
 224                     mat[i][2]*matrix[2][j];\r
 225 \r
 226       }\r
 227 \r
 228     }\r
 229 \r
 230 \r
 231 \r
 232     for (int i = 0; i < 3 ; i++) {\r
 233 \r
 234       for (int j = 0; j < 3; j++ ) {\r
 235 \r
 236         matrix[i][j] = tmp[i][j];\r
 237 \r
 238       }\r
 239 \r
 240     }\r
 241 \r
 242   }\r
 243 \r
 244 \r
 245 \r
 246   public void postMultiply(float mat[][]) {\r
 247 \r
 248     float tmp[][]  = new float[3][3];\r
 249 \r
 250 \r
 251 \r
 252     for (int i = 0; i < 3 ; i++) {\r
 253 \r
 254       for (int j = 0; j < 3; j++ ) {\r
 255 \r
 256         tmp[i][j] = matrix[i][0]*mat[0][j] +\r
 257 \r
 258                     matrix[i][1]*mat[1][j] +\r
 259 \r
 260                     matrix[i][2]*mat[2][j];\r
 261 \r
 262       }\r
 263 \r
 264     }\r
 265 \r
 266 \r
 267 \r
 268     for (int i = 0; i < 3 ; i++) {\r
 269 \r
 270       for (int j = 0; j < 3; j++ ) {\r
 271 \r
 272         matrix[i][j] = tmp[i][j];\r
 273 \r
 274       }\r
 275 \r
 276     }\r
 277 \r
 278   }\r
 279 \r
 280 \r
 281 \r
 282   public static void main(String[] args) {\r
 283 \r
 284 \r
 285 \r
 286     RotatableMatrix m = new  RotatableMatrix(3,3);\r
 287 \r
 288     m.addElement(0,0,1);\r
 289 \r
 290     m.addElement(0,1,0);\r
 291 \r
 292     m.addElement(0,2,0);\r
 293 \r
 294     m.addElement(1,0,0);\r
 295 \r
 296     m.addElement(1,1,2);\r
 297 \r
 298     m.addElement(1,2,0);\r
 299 \r
 300     m.addElement(2,0,0);\r
 301 \r
 302     m.addElement(2,1,0);\r
 303 \r
 304     m.addElement(2,2,1);\r
 305 \r
 306 \r
 307 \r
 308     m.print();\r
 309 \r
 310 \r
 311 \r
 312     RotatableMatrix n = new  RotatableMatrix(3,3);\r
 313 \r
 314     n.addElement(0,0,2);\r
 315 \r
 316     n.addElement(0,1,1);\r
 317 \r
 318     n.addElement(0,2,1);\r
 319 \r
 320     n.addElement(1,0,2);\r
 321 \r
 322     n.addElement(1,1,1);\r
 323 \r
 324     n.addElement(1,2,1);\r
 325 \r
 326     n.addElement(2,0,2);\r
 327 \r
 328     n.addElement(2,1,1);\r
 329 \r
 330     n.addElement(2,2,1);\r
 331 \r
 332 \r
 333 \r
 334     n.print();\r
 335 \r
 336 \r
 337 \r
 338     //m.postMultiply(n.matrix);\r
 339 \r
 340     //m.print();\r
 341 \r
 342     //     m.rotate(45,'z',new RotatableMatrix(3,3));\r
 343 \r
 344 \r
 345 \r
 346     float vect[] = new float[3];\r
 347 \r
 348     vect[0] = 2;\r
 349 \r
 350     vect[1] = 4;\r
 351 \r
 352     vect[2] = 6;\r
 353 \r
 354 \r
 355 \r
 356     vect = m.vectorMultiply(vect);\r
 357 \r
 358     System.out.println(vect[0] + " " + vect[1] + " " + vect[2]);\r
 359 \r
 360 \r
 361 \r
 362   }\r
 363 \r
 364   public void setIdentity() {\r
 365 \r
 366     matrix[0][0] = (float)1.0;\r
 367 \r
 368     matrix[1][1] = (float)1.0;\r
 369 \r
 370     matrix[2][2] = (float)1.0;\r
 371 \r
 372     matrix[0][1] = (float)0.0;\r
 373 \r
 374     matrix[0][2] = (float)0.0;\r
 375 \r
 376     matrix[1][0] = (float)0.0;\r
 377 \r
 378     matrix[1][2] = (float) 0.0;\r
 379 \r
 380     matrix[2][0] = (float)0.0;\r
 381 \r
 382     matrix[2][1] = (float)0.0;\r
 383 \r
 384   }\r
 385 \r
 386 }\r
 387 \r
 388 \r
 389 \r