src/jalview/math/RotatableMatrix.java

   1 /*\r
   2 * Jalview - A Sequence Alignment Editor and Viewer\r
   3 * Copyright (C) 2006 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 /**\r
  23  * DOCUMENT ME!\r
  24  *\r
  25  * @author $author$\r
  26  * @version $Revision$\r
  27  */\r
  28 public class RotatableMatrix\r
  29 {\r
  30     float[][] matrix;\r
  31     float[] temp;\r
  32     float[][] rot;\r
  33 \r
  34     /**\r
  35      * Creates a new RotatableMatrix object.\r
  36      *\r
  37      * @param rows DOCUMENT ME!\r
  38      * @param cols DOCUMENT ME!\r
  39      */\r
  40     public RotatableMatrix(int rows, int cols)\r
  41     {\r
  42         matrix = new float[rows][cols];\r
  43 \r
  44         temp = new float[3];\r
  45 \r
  46         rot = new float[3][3];\r
  47     }\r
  48 \r
  49     /**\r
  50      * DOCUMENT ME!\r
  51      *\r
  52      * @param i DOCUMENT ME!\r
  53      * @param j DOCUMENT ME!\r
  54      * @param value DOCUMENT ME!\r
  55      */\r
  56     public void addElement(int i, int j, float value)\r
  57     {\r
  58         matrix[i][j] = value;\r
  59     }\r
  60 \r
  61     /**\r
  62      * DOCUMENT ME!\r
  63      */\r
  64     public void print()\r
  65     {\r
  66         System.out.println(matrix[0][0] + " " + matrix[0][1] + " " +\r
  67             matrix[0][2]);\r
  68 \r
  69         System.out.println(matrix[1][0] + " " + matrix[1][1] + " " +\r
  70             matrix[1][2]);\r
  71 \r
  72         System.out.println(matrix[2][0] + " " + matrix[2][1] + " " +\r
  73             matrix[2][2]);\r
  74     }\r
  75 \r
  76     /**\r
  77      * DOCUMENT ME!\r
  78      *\r
  79      * @param degrees DOCUMENT ME!\r
  80      * @param axis DOCUMENT ME!\r
  81      */\r
  82     public void rotate(float degrees, char axis)\r
  83     {\r
  84         float costheta = (float) Math.cos((degrees * Math.PI) / (float) 180.0);\r
  85 \r
  86         float sintheta = (float) Math.sin((degrees * Math.PI) / (float) 180.0);\r
  87 \r
  88         if (axis == 'z')\r
  89         {\r
  90             rot[0][0] = (float) costheta;\r
  91 \r
  92             rot[0][1] = (float) -sintheta;\r
  93 \r
  94             rot[0][2] = (float) 0.0;\r
  95 \r
  96             rot[1][0] = (float) sintheta;\r
  97 \r
  98             rot[1][1] = (float) costheta;\r
  99 \r
 100             rot[1][2] = (float) 0.0;\r
 101 \r
 102             rot[2][0] = (float) 0.0;\r
 103 \r
 104             rot[2][1] = (float) 0.0;\r
 105 \r
 106             rot[2][2] = (float) 1.0;\r
 107 \r
 108             preMultiply(rot);\r
 109         }\r
 110 \r
 111         if (axis == 'x')\r
 112         {\r
 113             rot[0][0] = (float) 1.0;\r
 114 \r
 115             rot[0][1] = (float) 0.0;\r
 116 \r
 117             rot[0][2] = (float) 0.0;\r
 118 \r
 119             rot[1][0] = (float) 0.0;\r
 120 \r
 121             rot[1][1] = (float) costheta;\r
 122 \r
 123             rot[1][2] = (float) sintheta;\r
 124 \r
 125             rot[2][0] = (float) 0.0;\r
 126 \r
 127             rot[2][1] = (float) -sintheta;\r
 128 \r
 129             rot[2][2] = (float) costheta;\r
 130 \r
 131             preMultiply(rot);\r
 132         }\r
 133 \r
 134         if (axis == 'y')\r
 135         {\r
 136             rot[0][0] = (float) costheta;\r
 137 \r
 138             rot[0][1] = (float) 0.0;\r
 139 \r
 140             rot[0][2] = (float) -sintheta;\r
 141 \r
 142             rot[1][0] = (float) 0.0;\r
 143 \r
 144             rot[1][1] = (float) 1.0;\r
 145 \r
 146             rot[1][2] = (float) 0.0;\r
 147 \r
 148             rot[2][0] = (float) sintheta;\r
 149 \r
 150             rot[2][1] = (float) 0.0;\r
 151 \r
 152             rot[2][2] = (float) costheta;\r
 153 \r
 154             preMultiply(rot);\r
 155         }\r
 156     }\r
 157 \r
 158     /**\r
 159      * DOCUMENT ME!\r
 160      *\r
 161      * @param vect DOCUMENT ME!\r
 162      *\r
 163      * @return DOCUMENT ME!\r
 164      */\r
 165     public float[] vectorMultiply(float[] vect)\r
 166     {\r
 167         temp[0] = vect[0];\r
 168 \r
 169         temp[1] = vect[1];\r
 170 \r
 171         temp[2] = vect[2];\r
 172 \r
 173         for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 174         {\r
 175             temp[i] = (matrix[i][0] * vect[0]) + (matrix[i][1] * vect[1]) +\r
 176                 (matrix[i][2] * vect[2]);\r
 177         }\r
 178 \r
 179         vect[0] = temp[0];\r
 180 \r
 181         vect[1] = temp[1];\r
 182 \r
 183         vect[2] = temp[2];\r
 184 \r
 185         return vect;\r
 186     }\r
 187 \r
 188     /**\r
 189      * DOCUMENT ME!\r
 190      *\r
 191      * @param mat DOCUMENT ME!\r
 192      */\r
 193     public void preMultiply(float[][] mat)\r
 194     {\r
 195         float[][] tmp = new float[3][3];\r
 196 \r
 197         for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 198         {\r
 199             for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 200             {\r
 201                 tmp[i][j] = (mat[i][0] * matrix[0][j]) +\r
 202                     (mat[i][1] * matrix[1][j]) + (mat[i][2] * matrix[2][j]);\r
 203             }\r
 204         }\r
 205 \r
 206         for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 207         {\r
 208             for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 209             {\r
 210                 matrix[i][j] = tmp[i][j];\r
 211             }\r
 212         }\r
 213     }\r
 214 \r
 215     /**\r
 216      * DOCUMENT ME!\r
 217      *\r
 218      * @param mat DOCUMENT ME!\r
 219      */\r
 220     public void postMultiply(float[][] mat)\r
 221     {\r
 222         float[][] tmp = new float[3][3];\r
 223 \r
 224         for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 225         {\r
 226             for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 227             {\r
 228                 tmp[i][j] = (matrix[i][0] * mat[0][j]) +\r
 229                     (matrix[i][1] * mat[1][j]) + (matrix[i][2] * mat[2][j]);\r
 230             }\r
 231         }\r
 232 \r
 233         for (int i = 0; i < 3; i++)\r
 234         {\r
 235             for (int j = 0; j < 3; j++)\r
 236             {\r
 237                 matrix[i][j] = tmp[i][j];\r
 238             }\r
 239         }\r
 240     }\r
 241 \r
 242     /**\r
 243      * DOCUMENT ME!\r
 244      *\r
 245      * @param args DOCUMENT ME!\r
 246      */\r
 247     public static void main(String[] args)\r
 248     {\r
 249         RotatableMatrix m = new RotatableMatrix(3, 3);\r
 250 \r
 251         m.addElement(0, 0, 1);\r
 252 \r
 253         m.addElement(0, 1, 0);\r
 254 \r
 255         m.addElement(0, 2, 0);\r
 256 \r
 257         m.addElement(1, 0, 0);\r
 258 \r
 259         m.addElement(1, 1, 2);\r
 260 \r
 261         m.addElement(1, 2, 0);\r
 262 \r
 263         m.addElement(2, 0, 0);\r
 264 \r
 265         m.addElement(2, 1, 0);\r
 266 \r
 267         m.addElement(2, 2, 1);\r
 268 \r
 269         m.print();\r
 270 \r
 271         RotatableMatrix n = new RotatableMatrix(3, 3);\r
 272 \r
 273         n.addElement(0, 0, 2);\r
 274 \r
 275         n.addElement(0, 1, 1);\r
 276 \r
 277         n.addElement(0, 2, 1);\r
 278 \r
 279         n.addElement(1, 0, 2);\r
 280 \r
 281         n.addElement(1, 1, 1);\r
 282 \r
 283         n.addElement(1, 2, 1);\r
 284 \r
 285         n.addElement(2, 0, 2);\r
 286 \r
 287         n.addElement(2, 1, 1);\r
 288 \r
 289         n.addElement(2, 2, 1);\r
 290 \r
 291         n.print();\r
 292 \r
 293         //m.postMultiply(n.matrix);\r
 294         //m.print();\r
 295         //     m.rotate(45,'z',new RotatableMatrix(3,3));\r
 296         float[] vect = new float[3];\r
 297 \r
 298         vect[0] = 2;\r
 299 \r
 300         vect[1] = 4;\r
 301 \r
 302         vect[2] = 6;\r
 303 \r
 304         vect = m.vectorMultiply(vect);\r
 305 \r
 306         System.out.println(vect[0] + " " + vect[1] + " " + vect[2]);\r
 307     }\r
 308 \r
 309     /**\r
 310      * DOCUMENT ME!\r
 311      */\r
 312     public void setIdentity()\r
 313     {\r
 314         matrix[0][0] = (float) 1.0;\r
 315 \r
 316         matrix[1][1] = (float) 1.0;\r
 317 \r
 318         matrix[2][2] = (float) 1.0;\r
 319 \r
 320         matrix[0][1] = (float) 0.0;\r
 321 \r
 322         matrix[0][2] = (float) 0.0;\r
 323 \r
 324         matrix[1][0] = (float) 0.0;\r
 325 \r
 326         matrix[1][2] = (float) 0.0;\r
 327 \r
 328         matrix[2][0] = (float) 0.0;\r
 329 \r
 330         matrix[2][1] = (float) 0.0;\r
 331     }\r
 332 }\r