1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
|
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Contains AABB-related code. (axis-aligned bounding box)
* \file IceAABB.h
* \author Pierre Terdiman
* \date January, 13, 2000
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Include Guard
#ifndef __ICEAABB_H__
#define __ICEAABB_H__
// Forward declarations
class Sphere;
//! Declarations of type-independent methods (most of them implemented in the .cpp)
#define AABB_COMMON_METHODS \
AABB& Add(const AABB& aabb); \
float MakeCube(AABB& cube) const; \
void MakeSphere(Sphere& sphere) const; \
const sbyte* ComputeOutline(const IcePoint& local_eye, sdword& num) const; \
float ComputeBoxArea(const IcePoint& eye, const Matrix4x4& mat, float width, float height, sdword& num) const; \
bool IsInside(const AABB& box) const; \
bool ComputePlanes(Plane* planes) const; \
bool ComputePoints(IcePoint* pts) const; \
const IcePoint* GetVertexNormals() const; \
const udword* GetEdges() const; \
const IcePoint* GetEdgeNormals() const; \
inline_ BOOL ContainsPoint(const IcePoint& p) const \
{ \
if(p.x > GetMax(0) || p.x < GetMin(0)) return FALSE; \
if(p.y > GetMax(1) || p.y < GetMin(1)) return FALSE; \
if(p.z > GetMax(2) || p.z < GetMin(2)) return FALSE; \
return TRUE; \
}
enum AABBType
{
AABB_RENDER = 0, //!< AABB used for rendering. Not visible == not rendered.
AABB_UPDATE = 1, //!< AABB used for dynamic updates. Not visible == not updated.
AABB_FORCE_DWORD = 0x7fffffff,
};
#ifdef USE_MINMAX
struct ICEMATHS_API ShadowAABB
{
Point mMin;
Point mMax;
};
class ICEMATHS_API AABB
{
public:
//! Constructor
inline_ AABB() {}
//! Destructor
inline_ ~AABB() {}
//! Type-independent methods
AABB_COMMON_METHODS;
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Setups an AABB from min & max vectors.
* \param min [in] the min point
* \param max [in] the max point
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void SetMinMax(const Point& min, const Point& max) { mMin = min; mMax = max; }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Setups an AABB from center & extents vectors.
* \param c [in] the center point
* \param e [in] the extents vector
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void SetCenterExtents(const Point& c, const Point& e) { mMin = c - e; mMax = c + e; }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Setups an empty AABB.
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void SetEmpty() { Point p(MIN_FLOAT, MIN_FLOAT, MIN_FLOAT); mMin = -p; mMax = p;}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Setups a point AABB.
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void SetPoint(const Point& pt) { mMin = mMax = pt; }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Gets the size of the AABB. The size is defined as the longest extent.
* \return the size of the AABB
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float GetSize() const { Point e; GetExtents(e); return e.Max(); }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Extends the AABB.
* \param p [in] the next point
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void Extend(const Point& p)
{
if(p.x > mMax.x) mMax.x = p.x;
if(p.x < mMin.x) mMin.x = p.x;
if(p.y > mMax.y) mMax.y = p.y;
if(p.y < mMin.y) mMin.y = p.y;
if(p.z > mMax.z) mMax.z = p.z;
if(p.z < mMin.z) mMin.z = p.z;
}
// Data access
//! Get min point of the box
inline_ void GetMin(Point& min) const { min = mMin; }
//! Get max point of the box
inline_ void GetMax(Point& max) const { max = mMax; }
//! Get component of the box's min point along a given axis
inline_ float GetMin(udword axis) const { return mMin[axis]; }
//! Get component of the box's max point along a given axis
inline_ float GetMax(udword axis) const { return mMax[axis]; }
//! Get box center
inline_ void GetCenter(Point& center) const { center = (mMax + mMin)*0.5f; }
//! Get box extents
inline_ void GetExtents(Point& extents) const { extents = (mMax - mMin)*0.5f; }
//! Get component of the box's center along a given axis
inline_ float GetCenter(udword axis) const { return (mMax[axis] + mMin[axis])*0.5f; }
//! Get component of the box's extents along a given axis
inline_ float GetExtents(udword axis) const { return (mMax[axis] - mMin[axis])*0.5f; }
//! Get box diagonal
inline_ void GetDiagonal(Point& diagonal) const { diagonal = mMax - mMin; }
inline_ float GetWidth() const { return mMax.x - mMin.x; }
inline_ float GetHeight() const { return mMax.y - mMin.y; }
inline_ float GetDepth() const { return mMax.z - mMin.z; }
//! Volume
inline_ float GetVolume() const { return GetWidth() * GetHeight() * GetDepth(); }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Computes the intersection between two AABBs.
* \param a [in] the other AABB
* \return true on intersection
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ BOOL Intersect(const AABB& a) const
{
if(mMax.x < a.mMin.x
|| a.mMax.x < mMin.x
|| mMax.y < a.mMin.y
|| a.mMax.y < mMin.y
|| mMax.z < a.mMin.z
|| a.mMax.z < mMin.z) return FALSE;
return TRUE;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Computes the 1D-intersection between two AABBs, on a given axis.
* \param a [in] the other AABB
* \param axis [in] the axis (0, 1, 2)
* \return true on intersection
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ BOOL Intersect(const AABB& a, udword axis) const
{
if(mMax[axis] < a.mMin[axis] || a.mMax[axis] < mMin[axis]) return FALSE;
return TRUE;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Recomputes the AABB after an arbitrary transform by a 4x4 matrix.
* Original code by Charles Bloom on the GD-Algorithm list. (I slightly modified it)
* \param mtx [in] the transform matrix
* \param aabb [out] the transformed AABB [can be *this]
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ void Rotate(const Matrix4x4& mtx, AABB& aabb) const
{
// The three edges transformed: you can efficiently transform an X-only vector
// by just getting the "X" column of the matrix
Point vx,vy,vz;
mtx.GetRow(0, vx); vx *= (mMax.x - mMin.x);
mtx.GetRow(1, vy); vy *= (mMax.y - mMin.y);
mtx.GetRow(2, vz); vz *= (mMax.z - mMin.z);
// Transform the min point
aabb.mMin = aabb.mMax = mMin * mtx;
// Take the transformed min & axes and find new extents
// Using CPU code in the right place is faster...
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vx.x)) aabb.mMin.x += vx.x; else aabb.mMax.x += vx.x;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vx.y)) aabb.mMin.y += vx.y; else aabb.mMax.y += vx.y;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vx.z)) aabb.mMin.z += vx.z; else aabb.mMax.z += vx.z;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vy.x)) aabb.mMin.x += vy.x; else aabb.mMax.x += vy.x;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vy.y)) aabb.mMin.y += vy.y; else aabb.mMax.y += vy.y;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vy.z)) aabb.mMin.z += vy.z; else aabb.mMax.z += vy.z;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vz.x)) aabb.mMin.x += vz.x; else aabb.mMax.x += vz.x;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vz.y)) aabb.mMin.y += vz.y; else aabb.mMax.y += vz.y;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(vz.z)) aabb.mMin.z += vz.z; else aabb.mMax.z += vz.z;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Checks the AABB is valid.
* \return true if the box is valid
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ BOOL IsValid() const
{
// Consistency condition for (Min, Max) boxes: min < max
if(mMin.x > mMax.x) return FALSE;
if(mMin.y > mMax.y) return FALSE;
if(mMin.z > mMax.z) return FALSE;
return TRUE;
}
//! Operator for AABB *= float. Scales the extents, keeps same center.
inline_ AABB& operator*=(float s)
{
Point Center; GetCenter(Center);
Point Extents; GetExtents(Extents);
SetCenterExtents(Center, Extents * s);
return *this;
}
//! Operator for AABB /= float. Scales the extents, keeps same center.
inline_ AABB& operator/=(float s)
{
Point Center; GetCenter(Center);
Point Extents; GetExtents(Extents);
SetCenterExtents(Center, Extents / s);
return *this;
}
//! Operator for AABB += Point. Translates the box.
inline_ AABB& operator+=(const Point& trans)
{
mMin+=trans;
mMax+=trans;
return *this;
}
private:
Point mMin; //!< Min point
Point mMax; //!< Max point
};
#else
class ICEMATHS_API AABB
{
public:
//! Constructor
inline_ AABB() {}
//! Destructor
inline_ ~AABB() {}
//! Type-independent methods
AABB_COMMON_METHODS;
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Setups an AABB from min & max vectors.
* \param min [in] the min point
* \param max [in] the max point
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void SetMinMax(const IcePoint& min, const IcePoint& max) { mCenter = (max + min)*0.5f; mExtents = (max - min)*0.5f; }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Setups an AABB from center & extents vectors.
* \param c [in] the center point
* \param e [in] the extents vector
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void SetCenterExtents(const IcePoint& c, const IcePoint& e) { mCenter = c; mExtents = e; }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Setups an empty AABB.
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void SetEmpty() { mCenter.Zero(); mExtents.Set(MIN_FLOAT, MIN_FLOAT, MIN_FLOAT);}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Setups a point AABB.
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void SetPoint(const IcePoint& pt) { mCenter = pt; mExtents.Zero(); }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Gets the size of the AABB. The size is defined as the longest extent.
* \return the size of the AABB
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
float GetSize() const { return mExtents.Max(); }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Extends the AABB.
* \param p [in] the next point
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void Extend(const IcePoint& p)
{
IcePoint Max = mCenter + mExtents;
IcePoint Min = mCenter - mExtents;
if(p.x > Max.x) Max.x = p.x;
if(p.x < Min.x) Min.x = p.x;
if(p.y > Max.y) Max.y = p.y;
if(p.y < Min.y) Min.y = p.y;
if(p.z > Max.z) Max.z = p.z;
if(p.z < Min.z) Min.z = p.z;
SetMinMax(Min, Max);
}
// Data access
//! Get min point of the box
inline_ void GetMin(IcePoint& min) const { min = mCenter - mExtents; }
//! Get max point of the box
inline_ void GetMax(IcePoint& max) const { max = mCenter + mExtents; }
//! Get component of the box's min point along a given axis
inline_ float GetMin(udword axis) const { return mCenter[axis] - mExtents[axis]; }
//! Get component of the box's max point along a given axis
inline_ float GetMax(udword axis) const { return mCenter[axis] + mExtents[axis]; }
//! Get box center
inline_ void GetCenter(IcePoint& center) const { center = mCenter; }
//! Get box extents
inline_ void GetExtents(IcePoint& extents) const { extents = mExtents; }
//! Get component of the box's center along a given axis
inline_ float GetCenter(udword axis) const { return mCenter[axis]; }
//! Get component of the box's extents along a given axis
inline_ float GetExtents(udword axis) const { return mExtents[axis]; }
//! Get box diagonal
inline_ void GetDiagonal(IcePoint& diagonal) const { diagonal = mExtents * 2.0f; }
inline_ float GetWidth() const { return mExtents.x * 2.0f; }
inline_ float GetHeight() const { return mExtents.y * 2.0f; }
inline_ float GetDepth() const { return mExtents.z * 2.0f; }
//! Volume
inline_ float GetVolume() const { return mExtents.x * mExtents.y * mExtents.z * 8.0f; }
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Computes the intersection between two AABBs.
* \param a [in] the other AABB
* \return true on intersection
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ BOOL Intersect(const AABB& a) const
{
float tx = mCenter.x - a.mCenter.x; float ex = a.mExtents.x + mExtents.x; if(AIR(tx) > IR(ex)) return FALSE;
float ty = mCenter.y - a.mCenter.y; float ey = a.mExtents.y + mExtents.y; if(AIR(ty) > IR(ey)) return FALSE;
float tz = mCenter.z - a.mCenter.z; float ez = a.mExtents.z + mExtents.z; if(AIR(tz) > IR(ez)) return FALSE;
return TRUE;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* The standard intersection method from Gamasutra. Just here to check its speed against the one above.
* \param a [in] the other AABB
* \return true on intersection
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ bool GomezIntersect(const AABB& a)
{
IcePoint T = mCenter - a.mCenter; // Vector from A to B
return ((fabsf(T.x) <= (a.mExtents.x + mExtents.x))
&& (fabsf(T.y) <= (a.mExtents.y + mExtents.y))
&& (fabsf(T.z) <= (a.mExtents.z + mExtents.z)));
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Computes the 1D-intersection between two AABBs, on a given axis.
* \param a [in] the other AABB
* \param axis [in] the axis (0, 1, 2)
* \return true on intersection
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ BOOL Intersect(const AABB& a, udword axis) const
{
float t = mCenter[axis] - a.mCenter[axis];
float e = a.mExtents[axis] + mExtents[axis];
if(AIR(t) > IR(e)) return FALSE;
return TRUE;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Recomputes the AABB after an arbitrary transform by a 4x4 matrix.
* \param mtx [in] the transform matrix
* \param aabb [out] the transformed AABB [can be *this]
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ void Rotate(const Matrix4x4& mtx, AABB& aabb) const
{
// Compute new center
aabb.mCenter = mCenter * mtx;
// Compute new extents. FPU code & CPU code have been interleaved for improved performance.
IcePoint Ex(mtx.m[0][0] * mExtents.x, mtx.m[0][1] * mExtents.x, mtx.m[0][2] * mExtents.x);
IR(Ex.x)&=0x7fffffff; IR(Ex.y)&=0x7fffffff; IR(Ex.z)&=0x7fffffff;
IcePoint Ey(mtx.m[1][0] * mExtents.y, mtx.m[1][1] * mExtents.y, mtx.m[1][2] * mExtents.y);
IR(Ey.x)&=0x7fffffff; IR(Ey.y)&=0x7fffffff; IR(Ey.z)&=0x7fffffff;
IcePoint Ez(mtx.m[2][0] * mExtents.z, mtx.m[2][1] * mExtents.z, mtx.m[2][2] * mExtents.z);
IR(Ez.x)&=0x7fffffff; IR(Ez.y)&=0x7fffffff; IR(Ez.z)&=0x7fffffff;
aabb.mExtents.x = Ex.x + Ey.x + Ez.x;
aabb.mExtents.y = Ex.y + Ey.y + Ez.y;
aabb.mExtents.z = Ex.z + Ey.z + Ez.z;
}
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* Checks the AABB is valid.
* \return true if the box is valid
*/
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
inline_ BOOL IsValid() const
{
// Consistency condition for (Center, Extents) boxes: Extents >= 0
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(mExtents.x)) return FALSE;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(mExtents.y)) return FALSE;
if(IS_NEGATIVE_FLOAT(mExtents.z)) return FALSE;
return TRUE;
}
//! Operator for AABB *= float. Scales the extents, keeps same center.
inline_ AABB& operator*=(float s) { mExtents*=s; return *this; }
//! Operator for AABB /= float. Scales the extents, keeps same center.
inline_ AABB& operator/=(float s) { mExtents/=s; return *this; }
//! Operator for AABB += Point. Translates the box.
inline_ AABB& operator+=(const IcePoint& trans)
{
mCenter+=trans;
return *this;
}
private:
IcePoint mCenter; //!< AABB Center
IcePoint mExtents; //!< x, y and z extents
};
#endif
inline_ void ComputeMinMax(const IcePoint& p, IcePoint& min, IcePoint& max)
{
if(p.x > max.x) max.x = p.x;
if(p.x < min.x) min.x = p.x;
if(p.y > max.y) max.y = p.y;
if(p.y < min.y) min.y = p.y;
if(p.z > max.z) max.z = p.z;
if(p.z < min.z) min.z = p.z;
}
inline_ void ComputeAABB(AABB& aabb, const IcePoint* list, udword nb_pts)
{
if(list)
{
IcePoint Maxi(MIN_FLOAT, MIN_FLOAT, MIN_FLOAT);
IcePoint Mini(MAX_FLOAT, MAX_FLOAT, MAX_FLOAT);
while(nb_pts--)
{
// _prefetch(list+1); // off by one ?
ComputeMinMax(*list++, Mini, Maxi);
}
aabb.SetMinMax(Mini, Maxi);
}
}
#endif // __ICEAABB_H__
|
