src/gromacs/math/3dtransforms.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991-2000, University of Groningen, The Netherlands.
   5  * Copyright (c) 2001-2004, The GROMACS development team.
   6  * Copyright (c) 2010,2014,2016,2017,2018 by the GROMACS development team.
   7  * Copyright (c) 2019,2020, by the GROMACS development team, led by
   8  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   9  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
  10  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
  11  *
  12  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  14  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  15  * of the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  20  * Lesser General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  23  * License along with GROMACS; if not, see
  24  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  25  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  26  *
  27  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  28  * consider that scientific software is very special. Version
  29  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  30  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  31  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  32  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  33  * official version at http://www.gromacs.org.
  34  *
  35  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  36  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  37  */
  38 #include "gmxpre.h"
  39
  40 #include "3dtransforms.h"
  41
  42 #include <cmath>
  43 #include <cstdio>
  44
  45 #include "gromacs/math/vec.h"
  46 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  47
  48 #define N 4
  49
  50 void gmx_mat4_copy(mat4 a, mat4 b)
  51 {
  52     for (int i = 0; i < N; ++i)
  53     {
  54         for (int j = 0; j < N; ++j)
  55         {
  56             b[i][j] = a[i][j];
  57         }
  58     }
  59 }
  60
  61 void gmx_mat4_transform_point(mat4 m, const rvec x, vec4 v)
  62 {
  63     int i;
  64
  65     for (i = 0; (i < N); i++)
  66     {
  67         v[i] = m[XX][i] * x[XX] + m[YY][i] * x[YY] + m[ZZ][i] * x[ZZ] + m[WW][i];
  68     }
  69 }
  70
  71 void gmx_mat4_mmul(mat4 A, mat4 B, mat4 C)
  72 {
  73     int i, j, k;
  74
  75     for (i = 0; i < N; i++)
  76     {
  77         for (j = 0; j < N; j++)
  78         {
  79             A[i][j] = 0;
  80             for (k = 0; (k < N); k++)
  81             {
  82                 A[i][j] += B[i][k] * C[k][j];
  83             }
  84         }
  85     }
  86 }
  87
  88 void gmx_mat4_init_unity(mat4 m)
  89 {
  90     int i, j;
  91
  92     for (i = 0; (i < N); i++)
  93     {
  94         for (j = 0; (j < N); j++)
  95         {
  96             if (i == j)
  97             {
  98                 m[i][j] = 1.0;
  99             }
 100             else
 101             {
 102                 m[i][j] = 0.0;
 103             }
 104         }
 105     }
 106 }
 107
 108 void gmx_mat4_init_rotation(int axis, real angle, mat4 A)
 109 {
 110     gmx_mat4_init_unity(A);
 111
 112     switch (axis)
 113     {
 114         case XX:
 115             A[YY][YY] = cos(angle);
 116             A[YY][ZZ] = -sin(angle);
 117             A[ZZ][YY] = sin(angle);
 118             A[ZZ][ZZ] = cos(angle);
 119             break;
 120         case YY:
 121             A[XX][XX] = cos(angle);
 122             A[XX][ZZ] = sin(angle);
 123             A[ZZ][XX] = -sin(angle);
 124             A[ZZ][ZZ] = cos(angle);
 125             break;
 126         case ZZ:
 127             A[XX][XX] = cos(angle);
 128             A[XX][YY] = -sin(angle);
 129             A[YY][XX] = sin(angle);
 130             A[YY][YY] = cos(angle);
 131             break;
 132         default: gmx_fatal(FARGS, "Error: invalid axis: %d", axis);
 133     }
 134 }
 135
 136 void gmx_mat4_init_translation(real tx, real ty, real tz, mat4 A)
 137 {
 138     gmx_mat4_init_unity(A);
 139     A[3][XX] = tx;
 140     A[3][YY] = ty;
 141     A[3][ZZ] = tz;
 142 }
 143
 144 void gmx_mat4_print(FILE* fp, const char* s, mat4 A)
 145 {
 146     int i, j;
 147
 148     if (fp)
 149     {
 150         fprintf(fp, "%s: ", s);
 151         for (i = 0; i < N; i++)
 152         {
 153             fprintf(fp, "\t");
 154             for (j = 0; j < N; j++)
 155             {
 156                 fprintf(fp, "%10.5f", A[i][j]);
 157             }
 158             fprintf(fp, "\n");
 159         }
 160     }
 161 }
 162
 163 void gmx_vec4_print(FILE* fp, const char* s, vec4 a)
 164 {
 165     int j;
 166
 167     if (fp)
 168     {
 169         fprintf(fp, "%s: ", s);
 170         for (j = 0; j < N; j++)
 171         {
 172             fprintf(fp, "%10.5f", a[j]);
 173         }
 174         fprintf(fp, "\n");
 175     }
 176 }