src/jalview/math/RotatableMatrix.java

   1 /*\r
   2  * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer\r
   3  * Copyright (C) 2007 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 /**\r
  22  * DOCUMENT ME!\r
  23  *\r
  24  * @author $author$\r
  25  * @version $Revision$\r
  26  */\r
  27 public class RotatableMatrix\r
  28 {\r
  29   float[][] matrix;\r
  30   float[] temp;\r
  31   float[][] rot;\r
  32 \r
  33   /**\r
  34    * Creates a new RotatableMatrix object.\r
  35    *\r
  36    * @param rows DOCUMENT ME!\r
  37    * @param cols DOCUMENT ME!\r
  38    */\r
  39   public RotatableMatrix(int rows, int cols)\r
  40   {\r
  41     matrix = new float[rows][cols];\r
  42 \r
  43     temp = new float[3];\r
  44 \r
  45     rot = new float[3][3];\r
  46   }\r
  47 \r
  48   /**\r
  49    * DOCUMENT ME!\r
  50    *\r
  51    * @param i DOCUMENT ME!\r
  52    * @param j DOCUMENT ME!\r
  53    * @param value DOCUMENT ME!\r
  54    */\r
  55   public void addElement(int i, int j, float value)\r
  56   {\r
  57     matrix[i][j] = value;\r
  58   }\r
  59 \r
  60   /**\r
  61    * DOCUMENT ME!\r
  62    */\r
  63   public void print()\r
  64   {\r
  65     System.out.println(matrix[0][0] + " " + matrix[0][1] + " " +\r
  66                        matrix[0][2]);\r
  67 \r
  68     System.out.println(matrix[1][0] + " " + matrix[1][1] + " " +\r
  69                        matrix[1][2]);\r
  70 \r
  71     System.out.println(matrix[2][0] + " " + matrix[2][1] + " " +\r
  72                        matrix[2][2]);\r
  73   }\r
  74 \r
  75   /**\r
  76    * DOCUMENT ME!\r
  77    *\r
  78    * @param degrees DOCUMENT ME!\r
  79    * @param axis DOCUMENT ME!\r
  80    */\r
  81   public void rotate(float degrees, char axis)\r
  82   {\r
  83     float costheta = (float) Math.cos( (degrees * Math.PI) / (float) 180.0);\r
  84 \r
  85     float sintheta = (float) Math.sin( (degrees * Math.PI) / (float) 180.0);\r
  86 \r
  87     if (axis == 'z')\r
  88     {\r
  89       rot[0][0] = (float) costheta;\r
  90 \r
  91       rot[0][1] = (float) - sintheta;\r
  92 \r
  93       rot[0][2] = (float) 0.0;\r
  94 \r
  95       rot[1][0] = (float) sintheta;\r
  96 \r
  97       rot[1][1] = (float) costheta;\r
  98 \r
  99       rot[1][2] = (float) 0.0;\r
 100 \r
 101       rot[2][0] = (float) 0.0;\r
 102 \r
 103       rot[2][1] = (float) 0.0;\r
 104 \r
 105       rot[2][2] = (float) 1.0;\r
 106 \r
 107       preMultiply(rot);\r
 108     }\r
 109 \r
 110     if (axis == 'x')\r
 111     {\r
 112       rot[0][0] = (float) 1.0;\r
 113 \r
 114       rot[0][1] = (float) 0.0;\r
 115 \r
 116       rot[0][2] = (float) 0.0;\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       rot[2][0] = (float) 0.0;\r
 125 \r
 126       rot[2][1] = (float) - sintheta;\r
 127 \r
 128       rot[2][2] = (float) costheta;\r
 129 \r
 130       preMultiply(rot);\r
 131     }\r
 132 \r
 133     if (axis == 'y')\r
 134     {\r
 135       rot[0][0] = (float) costheta;\r
 136 \r
 137       rot[0][1] = (float) 0.0;\r
 138 \r
 139       rot[0][2] = (float) - sintheta;\r
 140 \r
 141       rot[1][0] = (float) 0.0;\r
 142 \r
 143       rot[1][1] = (float) 1.0;\r
 144 \r
 145       rot[1][2] = (float) 0.0;\r
 146 \r
 147       rot[2][0] = (float) sintheta;\r
 148 \r
 149       rot[2][1] = (float) 0.0;\r
 150 \r
 151       rot[2][2] = (float) costheta;\r
 152 \r
 153       preMultiply(rot);\r
 154     }\r
 155   }\r
 156 \r
 157   /**\r
 158    * DOCUMENT ME!\r
 159    *\r
 160    * @param vect DOCUMENT ME!\r
 161    *\r
 162    * @return DOCUMENT ME!\r
 163    */\r
 164   public float[] vectorMultiply(float[] vect)\r
 165   {\r
 166     temp[0] = vect[0];\r
 167 \r
 168     temp[1] = vect[1];\r
 169 \r
 170     temp[2] = vect[2];\r
 171 \r
 172     for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 173     {\r
 174       temp[i] = (matrix[i][0] * vect[0]) + (matrix[i][1] * vect[1]) +\r
 175           (matrix[i][2] * vect[2]);\r
 176     }\r
 177 \r
 178     vect[0] = temp[0];\r
 179 \r
 180     vect[1] = temp[1];\r
 181 \r
 182     vect[2] = temp[2];\r
 183 \r
 184     return vect;\r
 185   }\r
 186 \r
 187   /**\r
 188    * DOCUMENT ME!\r
 189    *\r
 190    * @param mat DOCUMENT ME!\r
 191    */\r
 192   public void preMultiply(float[][] mat)\r
 193   {\r
 194     float[][] tmp = new float[3][3];\r
 195 \r
 196     for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 197     {\r
 198       for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 199       {\r
 200         tmp[i][j] = (mat[i][0] * matrix[0][j]) +\r
 201             (mat[i][1] * matrix[1][j]) + (mat[i][2] * matrix[2][j]);\r
 202       }\r
 203     }\r
 204 \r
 205     for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 206     {\r
 207       for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 208       {\r
 209         matrix[i][j] = tmp[i][j];\r
 210       }\r
 211     }\r
 212   }\r
 213 \r
 214   /**\r
 215    * DOCUMENT ME!\r
 216    *\r
 217    * @param mat DOCUMENT ME!\r
 218    */\r
 219   public void postMultiply(float[][] mat)\r
 220   {\r
 221     float[][] tmp = new float[3][3];\r
 222 \r
 223     for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 224     {\r
 225       for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 226       {\r
 227         tmp[i][j] = (matrix[i][0] * mat[0][j]) +\r
 228             (matrix[i][1] * mat[1][j]) + (matrix[i][2] * mat[2][j]);\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    * DOCUMENT ME!\r
 243    *\r
 244    * @param args DOCUMENT ME!\r
 245    */\r
 246   public static void main(String[] args)\r
 247   {\r
 248     RotatableMatrix m = new RotatableMatrix(3, 3);\r
 249 \r
 250     m.addElement(0, 0, 1);\r
 251 \r
 252     m.addElement(0, 1, 0);\r
 253 \r
 254     m.addElement(0, 2, 0);\r
 255 \r
 256     m.addElement(1, 0, 0);\r
 257 \r
 258     m.addElement(1, 1, 2);\r
 259 \r
 260     m.addElement(1, 2, 0);\r
 261 \r
 262     m.addElement(2, 0, 0);\r
 263 \r
 264     m.addElement(2, 1, 0);\r
 265 \r
 266     m.addElement(2, 2, 1);\r
 267 \r
 268     m.print();\r
 269 \r
 270     RotatableMatrix n = new RotatableMatrix(3, 3);\r
 271 \r
 272     n.addElement(0, 0, 2);\r
 273 \r
 274     n.addElement(0, 1, 1);\r
 275 \r
 276     n.addElement(0, 2, 1);\r
 277 \r
 278     n.addElement(1, 0, 2);\r
 279 \r
 280     n.addElement(1, 1, 1);\r
 281 \r
 282     n.addElement(1, 2, 1);\r
 283 \r
 284     n.addElement(2, 0, 2);\r
 285 \r
 286     n.addElement(2, 1, 1);\r
 287 \r
 288     n.addElement(2, 2, 1);\r
 289 \r
 290     n.print();\r
 291 \r
 292     //m.postMultiply(n.matrix);\r
 293     //m.print();\r
 294     //     m.rotate(45,'z',new RotatableMatrix(3,3));\r
 295     float[] vect = new float[3];\r
 296 \r
 297     vect[0] = 2;\r
 298 \r
 299     vect[1] = 4;\r
 300 \r
 301     vect[2] = 6;\r
 302 \r
 303     vect = m.vectorMultiply(vect);\r
 304 \r
 305     System.out.println(vect[0] + " " + vect[1] + " " + vect[2]);\r
 306   }\r
 307 \r
 308   /**\r
 309    * DOCUMENT ME!\r
 310    */\r
 311   public void setIdentity()\r
 312   {\r
 313     matrix[0][0] = (float) 1.0;\r
 314 \r
 315     matrix[1][1] = (float) 1.0;\r
 316 \r
 317     matrix[2][2] = (float) 1.0;\r
 318 \r
 319     matrix[0][1] = (float) 0.0;\r
 320 \r
 321     matrix[0][2] = (float) 0.0;\r
 322 \r
 323     matrix[1][0] = (float) 0.0;\r
 324 \r
 325     matrix[1][2] = (float) 0.0;\r
 326 \r
 327     matrix[2][0] = (float) 0.0;\r
 328 \r
 329     matrix[2][1] = (float) 0.0;\r
 330   }\r
 331 }\r