demos/opengl/camera.h

// This file is part of Eigen, a lightweight C++ template library
// for linear algebra.
//
// Copyright (C) 2008 Gael Guennebaud <gael.guennebaud@inria.fr>
//
// This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla
// Public License v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed
// with this file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.

#ifndef EIGEN_CAMERA_H
#define EIGEN_CAMERA_H

#include <Eigen/Geometry>
#include <QObject>
// #include <frame.h>

class Frame {
 public:
  EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW

  inline Frame(const Eigen::Vector3f& pos = Eigen::Vector3f::Zero(), const Eigen::Quaternionf& o = Eigen::Quaternionf())
      : orientation(o), position(pos) {}
  Frame lerp(float alpha, const Frame& other) const {
    return Frame((1.f - alpha) * position + alpha * other.position, orientation.slerp(alpha, other.orientation));
  }

  Eigen::Quaternionf orientation;
  Eigen::Vector3f position;
};

class Camera {
 public:
  EIGEN_MAKE_ALIGNED_OPERATOR_NEW

  Camera(void);

  Camera(const Camera& other);

  virtual ~Camera();

  Camera& operator=(const Camera& other);

  void setViewport(uint offsetx, uint offsety, uint width, uint height);
  void setViewport(uint width, uint height);

  inline uint vpX(void) const { return mVpX; }
  inline uint vpY(void) const { return mVpY; }
  inline uint vpWidth(void) const { return mVpWidth; }
  inline uint vpHeight(void) const { return mVpHeight; }

  inline float fovY(void) const { return mFovY; }
  void setFovY(float value);

  void setPosition(const Eigen::Vector3f& pos);
  inline const Eigen::Vector3f& position(void) const { return mFrame.position; }

  void setOrientation(const Eigen::Quaternionf& q);
  inline const Eigen::Quaternionf& orientation(void) const { return mFrame.orientation; }

  void setFrame(const Frame& f);
  const Frame& frame(void) const { return mFrame; }

  void setDirection(const Eigen::Vector3f& newDirection);
  Eigen::Vector3f direction(void) const;
  void setUp(const Eigen::Vector3f& vectorUp);
  Eigen::Vector3f up(void) const;
  Eigen::Vector3f right(void) const;

  void setTarget(const Eigen::Vector3f& target);
  inline const Eigen::Vector3f& target(void) { return mTarget; }

  const Eigen::Affine3f& viewMatrix(void) const;
  const Eigen::Matrix4f& projectionMatrix(void) const;

  void rotateAroundTarget(const Eigen::Quaternionf& q);
  void localRotate(const Eigen::Quaternionf& q);
  void zoom(float d);

  void localTranslate(const Eigen::Vector3f& t);

  /** Setup OpenGL matrices and viewport */
  void activateGL(void);

  Eigen::Vector3f unProject(const Eigen::Vector2f& uv, float depth, const Eigen::Matrix4f& invModelview) const;
  Eigen::Vector3f unProject(const Eigen::Vector2f& uv, float depth) const;

 protected:
  void updateViewMatrix(void) const;
  void updateProjectionMatrix(void) const;

 protected:
  uint mVpX, mVpY;
  uint mVpWidth, mVpHeight;

  Frame mFrame;

  mutable Eigen::Affine3f mViewMatrix;
  mutable Eigen::Matrix4f mProjectionMatrix;

  mutable bool mViewIsUptodate;
  mutable bool mProjIsUptodate;

  // used by rotateAroundTarget
  Eigen::Vector3f mTarget;

  float mFovY;
  float mNearDist;
  float mFarDist;
};

#endif  // EIGEN_CAMERA_H