模板和矩阵转换

时间:2014-11-10 15:47:52

标签: c++ templates matrix transformation

在我提出问题之前:

  1. 虽然代码使用Eigen库,但问题不在于该特定库
  2. 虽然典型的旋转矩阵是3x3,但下面的矩阵是4x4(使用齐次坐标)进行图形编程。
  3. 所以,在那之后......

    关于X,Y和Z轴的旋转矩阵可分别使用以下函数计算:

    Eigen::Matrix4f rotateX(float angle) {
        float radianAngle = radians(angle);
        float Sin = sinf(radianAngle);
        float Cos = cosf(radianAngle);
    
        Eigen::Matrix4f rotationMatrix( Eigen::Matrix4f::Identity() );
    
        rotationMatrix(1, 1) =  Cos;
        rotationMatrix(1, 2) =  Sin;
        rotationMatrix(2, 1) = -Sin;
        rotationMatrix(2, 2) =  Cos;
    
        return rotationMatrix;
    }
    
    Eigen::Matrix4f rotateY(float angle) {
        float radianAngle = radians(angle);
        float Sin = sinf(radianAngle);
        float Cos = cosf(radianAngle);
    
        Eigen::Matrix4f rotationMatrix( Eigen::Matrix4f::Identity() );
    
        rotationMatrix(0, 0) =  Cos;
        rotationMatrix(0, 2) =  Sin;
        rotationMatrix(2, 0) = -Sin;
        rotationMatrix(2, 2) =  Cos;
    
        return rotationMatrix;
    }
    
    Eigen::Matrix4f rotateZ(float angle) {
        float radianAngle = radians(angle);
        float Sin = sinf(radianAngle);
        float Cos = cosf(radianAngle);
    
        Eigen::Matrix4f rotationMatrix( Eigen::Matrix4f::Identity() );
    
        rotationMatrix(0, 0) =  Cos;
        rotationMatrix(0, 1) =  Sin;
        rotationMatrix(1, 0) = -Sin;
        rotationMatrix(1, 1) =  Cos;
    
        return rotationMatrix;
    }
    

    这些功能非常相似;正如您所看到的,唯一的区别在于索引矩阵。这些实现也存在于glm标头中。

    有没有办法将这三个函数表示为一个,可能使用模板,而不会增加运行时开销?

    欢迎对代码发表任何评论。

1 个答案:

答案 0 :(得分:1)

这样的事情:

enum Axis {X, Y, Z};

// in C++14 you can just use std::max and std::min instead
constexpr int mymax(int a, int b) { return a > b ? a : b; }
constexpr int mymin(int a, int b) { return a < b ? a : b; }

template <Axis axis>
Eigen::Matrix4f rotateAxis(float angle) {
    float radianAngle = radians(angle);
    float Sin = sinf(radianAngle);
    float Cos = cosf(radianAngle);

    Eigen::Matrix4f rotationMatrix( Eigen::Matrix4f::Identity() );

    constexpr int c1 = mymin((axis + 1) % 3, (axis + 2) % 3);
    constexpr int c2 = mymax((axis + 1) % 3, (axis + 2) % 3);

    rotationMatrix(c1, c1) =  Cos;
    rotationMatrix(c1, c2) =  Sin;
    rotationMatrix(c2, c1) = -Sin;
    rotationMatrix(c2, c2) =  Cos;

    return rotationMatrix;
}