pymeshio/common.py

   1 # coding: utf-8\r
   2 """\r
   3 common utilities.\r
   4 """\r
   5 import math\r
   6 \r
   7 def radian_to_degree(x):\r
   8     """darian to deglee"""\r
   9 \r
  10     return x/math.pi * 180.0\r
  11 \r
  12 \r
  13 """\r
  14 common structures.\r
  15 """\r
  16 class ParseException(Exception):\r
  17     pass\r
  18 \r
  19 \r
  20 class Vector2(object):\r
  21     """\r
  22     2D coordinate for uv value\r
  23     """\r
  24     __slots__=['x', 'y']\r
  25     def __init__(self, x=0, y=0):\r
  26         self.x=x\r
  27         self.y=y\r
  28 \r
  29     def __str__(self):\r
  30         return "<%f %f>" % (self.x, self.y)\r
  31 \r
  32     def __getitem__(self, key):\r
  33         if key==0:\r
  34             return self.x\r
  35         elif key==1:\r
  36             return self.y\r
  37         else:\r
  38             assert(False)\r
  39 \r
  40     def to_tuple(self):\r
  41         return (self.x, self.y)\r
  42 \r
  43 \r
  44 class Vector3(object):\r
  45     """\r
  46     3D coordinate for vertex position, normal direction\r
  47     """\r
  48     __slots__=['x', 'y', 'z']\r
  49     def __init__(self, x=0, y=0, z=0):\r
  50         self.x=x\r
  51         self.y=y\r
  52         self.z=z\r
  53 \r
  54     def __str__(self):\r
  55         return "<%f %f %f>" % (self.x, self.y, self.z)\r
  56 \r
  57     def __getitem__(self, key):\r
  58         if key==0:\r
  59             return self.x\r
  60         elif key==1:\r
  61             return self.y\r
  62         elif key==2:\r
  63             return self.z\r
  64         else:\r
  65             assert(False)\r
  66 \r
  67     def to_tuple(self):\r
  68         return (self.x, self.y, self.z)\r
  69 \r
  70     def __add__(l, r):\r
  71         return Vector3(l.x+r.x, l.y+r.y, l.z+r.z)\r
  72 \r
  73 \r
  74 class Quaternion(object):\r
  75     """\r
  76     rotation representation in vmd motion\r
  77     """\r
  78     __slots__=['x', 'y', 'z', 'w']\r
  79     def __init__(self, x=0, y=0, z=0, w=1):\r
  80         self.x=x\r
  81         self.y=y\r
  82         self.z=z\r
  83         self.w=w\r
  84 \r
  85     def __str__(self):\r
  86         return "<%f %f %f %f>" % (self.x, self.y, self.z, self.w)\r
  87 \r
  88     def __mul__(self, rhs):\r
  89         u=numpy.array([self.x, self.y, self.z], 'f')\r
  90         v=numpy.array([rhs.x, rhs.y, rhs.z], 'f')\r
  91         xyz=self.w*v+rhs.w*u+numpy.cross(u, v)\r
  92         q=Quaternion(xyz[0], xyz[1], xyz[2], self.w*rhs.w-numpy.dot(u, v))\r
  93         return q\r
  94 \r
  95     def dot(self, rhs):\r
  96         return self.x*rhs.x+self.y*rhs.y+self.z*rhs.z+self.w*rhs.w\r
  97 \r
  98     def getMatrix(self):\r
  99         sqX=self.x*self.x\r
 100         sqY=self.y*self.y\r
 101         sqZ=self.z*self.z\r
 102         xy=self.x*self.y\r
 103         xz=self.x*self.z\r
 104         yz=self.y*self.z\r
 105         wx=self.w*self.x\r
 106         wy=self.w*self.y\r
 107         wz=self.w*self.z\r
 108         return numpy.array([\r
 109                 # 1\r
 110                 [1-2*sqY-2*sqZ, 2*xy+2*wz, 2*xz-2*wy, 0],\r
 111                 # 2\r
 112                 [2*xy-2*wz, 1-2*sqX-2*sqZ, 2*yz+2*wx, 0],\r
 113                 # 3\r
 114                 [2*xz+2*wy, 2*yz-2*wx, 1-2*sqX-2*sqY, 0],\r
 115                 # 4\r
 116                 [0, 0, 0, 1]],\r
 117                 'f')\r
 118 \r
 119     def getRHMatrix(self):\r
 120         x=-self.x\r
 121         y=-self.y\r
 122         z=self.z\r
 123         w=self.w\r
 124         sqX=x*x\r
 125         sqY=y*y\r
 126         sqZ=z*z\r
 127         xy=x*y\r
 128         xz=x*z\r
 129         yz=y*z\r
 130         wx=w*x\r
 131         wy=w*y\r
 132         wz=w*z\r
 133         return numpy.array([\r
 134                 # 1\r
 135                 [1-2*sqY-2*sqZ, 2*xy+2*wz, 2*xz-2*wy, 0],\r
 136                 # 2\r
 137                 [2*xy-2*wz, 1-2*sqX-2*sqZ, 2*yz+2*wx, 0],\r
 138                 # 3\r
 139                 [2*xz+2*wy, 2*yz-2*wx, 1-2*sqX-2*sqY, 0],\r
 140                 # 4\r
 141                 [0, 0, 0, 1]],\r
 142                 'f')\r
 143 \r
 144     def getRollPitchYaw(self):\r
 145         m=self.getMatrix()\r
 146 \r
 147         roll = math.atan2(m[0, 1], m[1, 1])\r
 148         pitch = math.asin(-m[2, 1])\r
 149         yaw = math.atan2(m[2, 0], m[2, 2])\r
 150 \r
 151         if math.fabs(math.cos(pitch)) < 1.0e-6:\r
 152             roll += m[0, 1] > math.pi if 0.0 else -math.pi\r
 153             yaw += m[2, 0] > math.pi if 0.0 else -math.pi\r
 154 \r
 155         return roll, pitch, yaw\r
 156 \r
 157     def getSqNorm(self):\r
 158         return self.x*self.x+self.y*self.y+self.z*self.z+self.w*self.w\r
 159 \r
 160     def getNormalized(self):\r
 161         f=1.0/self.getSqNorm()\r
 162         q=Quaternion(self.x*f, self.y*f, self.z*f, self.w*f)\r
 163         return q\r
 164 \r
 165     def getRightHanded(self):\r
 166         "swap y and z axis"\r
 167         return Quaternion(-self.x, -self.z, -self.y, self.w)\r
 168 \r
 169     @staticmethod\r
 170     def createFromAxisAngle(axis, rad):\r
 171         q=Quaternion()\r
 172         half_rad=rad/2.0\r
 173         c=math.cos(half_rad)\r
 174         s=math.sin(half_rad)\r
 175         return Quaternion(axis[0]*s, axis[1]*s, axis[2]*s, c)\r
 176 \r
 177 \r
 178 class RGB(object):\r
 179     """\r
 180     material color\r
 181     """\r
 182     __slots__=['r', 'g', 'b']\r
 183     def __init__(self, r=0, g=0, b=0):\r
 184         self.r=r\r
 185         self.g=g\r
 186         self.b=b\r
 187 \r
 188     def __getitem__(self, key):\r
 189         if key==0:\r
 190             return self.r\r
 191         elif key==1:\r
 192             return self.g\r
 193         elif key==2:\r
 194             return self.b\r
 195         else:\r
 196             assert(False)\r
 197 \r
 198 \r
 199 class RGBA(object):\r
 200     """\r
 201     material color\r
 202     """\r
 203     __slots__=['r', 'g', 'b', 'a']\r
 204     def __init__(self, r=0, g=0, b=0, a=1):\r
 205         self.r=r\r
 206         self.g=g\r
 207         self.b=b\r
 208         self.a=a\r
 209 \r
 210     def __getitem__(self, key):\r
 211         if key==0:\r
 212             return self.r\r
 213         elif key==1:\r
 214             return self.g\r
 215         elif key==2:\r
 216             return self.b\r
 217         elif key==3:\r
 218             return self.a\r
 219         else:\r
 220             assert(False)\r
 221 \r