///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
/**
* 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 Point& local_eye, sdword& num) const; \
float ComputeBoxArea(const Point& eye, const Matrix4x4& mat, float width, float height, sdword& num) const; \
bool IsInside(const AABB& box) const; \
bool ComputePlanes(Plane* planes) const; \
bool ComputePoints(Point* pts) const; \
const Point* GetVertexNormals() const; \
const udword* GetEdges() const; \
const Point* GetEdgeNormals() const; \
inline_ BOOL ContainsPoint(const Point& 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 Point& min, const Point& 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 Point& c, const Point& 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 Point& 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 Point& p)
{
Point Max = mCenter + mExtents;
Point 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(Point& min) const { min = mCenter - mExtents; }
//! Get max point of the box
inline_ void GetMax(Point& 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(Point& center) const { center = mCenter; }
//! Get box extents
inline_ void GetExtents(Point& 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(Point& 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)
{
Point 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.
Point 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;
Point 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;
Point 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 Point& trans)
{
mCenter+=trans;
return *this;
}
private:
Point mCenter; //!< AABB Center
Point mExtents; //!< x, y and z extents
};
#endif
inline_ void ComputeMinMax(const Point& p, Point& min, Point& 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 Point* list, udword nb_pts)
{
if(list)
{
Point Maxi(MIN_FLOAT, MIN_FLOAT, MIN_FLOAT);
Point 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__