libs/pbd/cartesian.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2010 Paul Davis
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17 */
  18
  19 #include <math.h>
  20
  21 #include "pbd/cartesian.h"
  22
  23 using namespace std;
  24
  25 void
  26 PBD::spherical_to_cartesian (double azi, double ele, double len, double& x, double& y, double& z)
  27 {
  28         /* convert from cylindrical coordinates in degrees to cartesian */
  29
  30         static const double atorad = 2.0 * M_PI / 360.0 ;
  31
  32         if (len == 0.0) {
  33                 len = 1.0;
  34         }
  35
  36         x = len * cos (azi * atorad) * cos (ele * atorad);
  37         y = len * sin (azi * atorad) * cos (ele * atorad);
  38         z = len * sin (ele * atorad);
  39 }
  40
  41 void
  42 PBD::cartesian_to_spherical (double x, double y, double z, double& azimuth, double& elevation, double& length)
  43 {
  44 #if 1
  45         /* converts cartesian coordinates to cylindrical in degrees*/
  46
  47         double rho, theta, phi;
  48
  49         rho = sqrt (x*x + y*y + z*z);
  50         phi = acos (1.0/rho);
  51         theta = atan2 (y, x);
  52
  53         /* XXX for now, clamp phi to zero */
  54
  55         phi = 0.0;
  56
  57         if (theta < 0.0) {
  58                 azimuth = 180.0 - (180.0 * (theta / M_PI)); /* LHS is negative */
  59         } else {
  60                 azimuth = 180.0 * (theta / M_PI);
  61         }
  62
  63         if (phi < 0.0) {
  64                 elevation = 180.0 - (180.0 * (phi / M_PI)); /* LHS is negative */
  65         } else {
  66                 elevation = 180.0 * (phi /  M_PI);
  67         }
  68
  69         length = rho;
  70 #else
  71         /* converts cartesian coordinates to cylindrical in degrees*/
  72
  73         const double atorad = 2.0 * M_PI / 360.0;
  74         double atan_y_per_x, atan_x_pl_y_per_z;
  75         double distance;
  76
  77         if (x == 0.0) {
  78                 atan_y_per_x = M_PI / 2;
  79         } else {
  80                 atan_y_per_x = atan2 (y,x);
  81         }
  82
  83         if (y < 0.0) {
  84                 /* below x-axis: atan2 returns 0 .. -PI (negative) so convert to degrees and ADD to 180 */
  85                 azimuth = 180.0 + (atan_y_per_x / (M_PI/180.0) + 180.0);
  86         } else {
  87                 /* above x-axis: atan2 returns 0 .. +PI so convert to degrees */
  88                 azimuth = atan_y_per_x / atorad;
  89         }
  90
  91         distance = sqrt (x*x + y*y);
  92
  93         if (z == 0.0) {
  94                 atan_x_pl_y_per_z = 0.0;
  95         } else {
  96                 atan_x_pl_y_per_z = atan2 (z,distance);
  97         }
  98
  99         if (distance == 0.0) {
 100                 if (z < 0.0) {
 101                         atan_x_pl_y_per_z = -M_PI/2.0;
 102                 } else if (z > 0.0) {
 103                         atan_x_pl_y_per_z = M_PI/2.0;
 104                 }
 105         }
 106
 107         elevation = atan_x_pl_y_per_z / atorad;
 108
 109         // distance = sqrtf (x*x + y*y + z*z);
 110 #endif
 111 }
 112