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 <iostream>
  20 #include <math.h>
  21
  22 #include "pbd/cartesian.h"
  23
  24 using namespace std;
  25
  26 void
  27 PBD::azi_ele_to_cart (double azi, double ele, double& x, double& y, double& z)
  28 {
  29         /* convert from cylindrical coordinates in degrees to cartesian */
  30
  31         static const double atorad = 2.0 * M_PI / 360.0 ;
  32
  33         x = cos (azi * atorad) * cos (ele * atorad);
  34         y = sin (azi * atorad) * cos (ele * atorad);
  35         z = sin (ele * atorad);
  36 }
  37
  38 void
  39 PBD::cart_to_azi_ele (double x, double y, double z, double& azimuth, double& elevation)
  40 {
  41 #if 1
  42         /* converts cartesian coordinates to cylindrical in degrees*/
  43
  44         double rho, theta, phi;
  45
  46         rho = sqrt (x*x + y*y + z*z);
  47         phi = acos (1.0/rho);
  48         theta = atan2 (y, x);
  49
  50         /* XXX for now, clamp phi to zero */
  51
  52         phi = 0.0;
  53
  54         if (theta < 0.0) {
  55                 azimuth = 180.0 - (180.0 * (theta / M_PI)); /* LHS is negative */
  56         } else {
  57                 azimuth = 180.0 * (theta / M_PI);
  58         }
  59
  60         if (phi < 0.0) {
  61                 elevation = 180.0 - (180.0 * (phi / M_PI)); /* LHS is negative */
  62         } else {
  63                 elevation = 180.0 * (phi /  M_PI);
  64         }
  65 #else
  66         /* converts cartesian coordinates to cylindrical in degrees*/
  67
  68         const double atorad = 2.0 * M_PI / 360.0;
  69         double atan_y_per_x, atan_x_pl_y_per_z;
  70         double distance;
  71
  72         if (x == 0.0) {
  73                 atan_y_per_x = M_PI / 2;
  74         } else {
  75                 atan_y_per_x = atan2 (y,x);
  76         }
  77
  78         if (y < 0.0) {
  79                 /* below x-axis: atan2 returns 0 .. -PI (negative) so convert to degrees and ADD to 180 */
  80                 azimuth = 180.0 + (atan_y_per_x / (M_PI/180.0) + 180.0);
  81         } else {
  82                 /* above x-axis: atan2 returns 0 .. +PI so convert to degrees */
  83                 azimuth = atan_y_per_x / atorad;
  84         }
  85
  86         distance = sqrt (x*x + y*y);
  87
  88         if (z == 0.0) {
  89                 atan_x_pl_y_per_z = 0.0;
  90         } else {
  91                 atan_x_pl_y_per_z = atan2 (z,distance);
  92         }
  93
  94         if (distance == 0.0) {
  95                 if (z < 0.0) {
  96                         atan_x_pl_y_per_z = -M_PI/2.0;
  97                 } else if (z > 0.0) {
  98                         atan_x_pl_y_per_z = M_PI/2.0;
  99                 }
 100         }
 101
 102         elevation = atan_x_pl_y_per_z / atorad;
 103
 104         // distance = sqrtf (x*x + y*y + z*z);
 105 #endif
 106 }
 107