/**
 * La classe <code>TransformationGeometrique3D</code> permet l'instanciation d'objets
 * de type transformation geometrique en trois dimensions a composantes de type double.
 * 
 * @author Nicolas Janey
 * @author nicolas.janey@univ-fcomte.fr
 * @version 1.0, 12/11/08
 */

public class TransformationGeometrique3D {

/**
 * Tableau de stockage des 4x4 composantes de type double de la matrice de transformation
 * representative d'une <code>TransformationGeometrique3D</code>.
 */
  protected double [][] c;

/**
 * Constructeur pour une <code>TransformationGeometrique3D</code> identite.
 * 
 */
  public TransformationGeometrique3D() {
    c = new double[4][4];
    for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
      c[i][i] = 1.0;
  }
  
/**
 * Constructeur pour une <code>TransformationGeometrique3D</code> initialisee
 * avec un tableau de 4x4 double.
 *
 * @param t le tableau de 4x4 double utilise pour l'initialisation
 */
  public TransformationGeometrique3D(double [][] t) {
    c = new double[4][4];
    for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
      for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ )
        c[i][j] = t[i][j];
  }
  
/**
 * Constructeur pour une <code>TransformationGeometrique3D</code> initialisee
 * avec la valeur d'une autre <code>TransformationGeometrique3D</code>.
 *
 * @param t la <code>TransformationGeometrique3D</code> d'initialisation
 */
  public TransformationGeometrique3D(TransformationGeometrique3D t) {
    c = new double[4][4];
    for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
      for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ )
        c[i][j] = t.c[i][j];
  }
  
/**
 * Transforme une {@link CoordonneesHomogenes3D CoordonneesHomogenes3D}
 * en une nouvelle {@link CoordonneesHomogenes3D CoordonneesHomogenes3D}.
 *
 * @param ch la {@link CoordonneesHomogenes3D CoordonneesHomogenes3D} a transformer
 * @return la {@link CoordonneesHomogenes3D CoordonneesHomogenes3D} obtenue par transformation
 */
  public CoordonneesHomogenes3D transform(CoordonneesHomogenes3D ch) {
    double [] v = multiplication(ch.getValue());
    return(new CoordonneesHomogenes3D(v));
  }
  
/**
 * Transforme une {@link Position3D Position3D} en une nouvelle {@link Position3D Position3D}.
 *
 * @param p la {@link Position3D Position3D} a transformer
 * @return la {@link Position3D Position3D} obtenue par transformation
 */
  public Position3D transform(Position3D p) {
    double [] v = multiplication(p.getValue());
    return(new Position3D(v[0],v[1],v[2]));
  }
  
/**
 * Transforme une {@link Direction3D Direction3D} en une nouvelle {@link Direction3D Direction3D}.
 *
 * @param d la {@link Direction3D Direction3D} a transformer
 * @return la {@link Direction3D Direction3D} obtenue par transformation
 */
  public Direction3D transform(Direction3D d) {
    double [] v = multiplication(d.getValue());
    return(new Direction3D(v[0],v[1],v[2]));
  }  
  
  private double [] multiplication(double [] v) {
    double [] r = new double[4];
    for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
      for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ )
        r[i] += c[i][j]*v[j];
    return(r);
  }
  
/**
 * Compose this avec une {@link TransformationGeometrique3D TransformationGeometrique3D}
 * en une nouvelle {@link TransformationGeometrique3D TransformationGeometrique3D}.
 *
 * @param m la {@link TransformationGeometrique3D TransformationGeometrique3D}
 *   a composer avec this
 * @return la {@link TransformationGeometrique3D TransformationGeometrique3D}
 *   obtenue par composition
 */
  public TransformationGeometrique3D compose(TransformationGeometrique3D m) {
    TransformationGeometrique3D r = new TransformationGeometrique3D();
    for ( int i = 0 ; i < 4 ; i++ )
      for ( int j = 0 ; j < 4 ; j++ ) {
        r.c[i][j] = 0.0;
        for ( int k = 0 ; k < 4 ; k++ )
          r.c[i][j] += c[i][k]*m.c[k][j]; }
    return(r);
  }
  
/**
 * Compose deux {@link TransformationGeometrique3D TransformationGeometrique3D}
 * et stocke le resultat dans this.
 *
 * @param m1 la premiere {@link TransformationGeometrique3D TransformationGeometrique3D} a composer
 * @param m2 la seconde {@link TransformationGeometrique3D TransformationGeometrique3D} a composer
 */
  public void compose(TransformationGeometrique3D m1,
                      TransformationGeometrique3D m2) {
    TransformationGeometrique3D t = m1.compose(m2);
    c = t.c;
  }
  
/**
 * Retourne une chaine de caracteres de description
 * de la <code>TransformationGeometrique3D</code> this.
 * 
 * @return la chaine de caracteres de description.
 */
  public String toString() {
    String s = "[";
    for ( int j = 0 ; j < c.length ; j++ ) {
      if ( j > 0 )
        s += " ";
      s += "[";
      for ( int i = 0 ; i < c[j].length ; i++ ) {
        s += c[j][i];
        if ( i < c[j].length-1 )
          s += ","; }
      s += "]";
      if ( j < c.length-1 )
        s += "\n"; }
    s += "]";
    return(s);
  }
}