CubismFramework/src/math/cubismmatrix44.ts

/**
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 *
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 */

export namespace Live2DCubismFramework {
  /**
   * 4x4の行列
   *
   * 4x4行列の便利クラス。
   */
  export class CubismMatrix44 {
    /**
     * コンストラクタ
     */
    public constructor() {
      this._tr = new Float32Array(16); // 4 * 4のサイズ
      this.loadIdentity();
    }

    /**
     * 受け取った２つの行列の乗算を行う。
     *
     * @param a 行列a
     * @param b 行列b
     * @return 乗算結果の行列
     */
    public static multiply(
      a: Float32Array,
      b: Float32Array,
      dst: Float32Array
    ): void {
      const c: Float32Array = new Float32Array([
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0
      ]);

      const n = 4;

      for (let i = 0; i < n; ++i) {
        for (let j = 0; j < n; ++j) {
          for (let k = 0; k < n; ++k) {
            c[j + i * 4] += a[k + i * 4] * b[j + k * 4];
          }
        }
      }

      for (let i = 0; i < 16; ++i) {
        dst[i] = c[i];
      }
    }

    /**
     * 単位行列に初期化する
     */
    public loadIdentity(): void {
      const c: Float32Array = new Float32Array([
        1.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        1.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        1.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        1.0
      ]);

      this.setMatrix(c);
    }

    /**
     * 行列を設定
     *
     * @param tr 16個の浮動小数点数で表される4x4の行列
     */
    public setMatrix(tr: Float32Array): void {
      for (let i = 0; i < 16; ++i) {
        this._tr[i] = tr[i];
      }
    }

    /**
     * 行列を浮動小数点数の配列で取得
     *
     * @return 16個の浮動小数点数で表される4x4の行列
     */
    public getArray(): Float32Array {
      return this._tr;
    }

    /**
     * X軸の拡大率を取得
     * @return X軸の拡大率
     */
    public getScaleX(): number {
      return this._tr[0];
    }

    /**
     * Y軸の拡大率を取得する
     *
     * @return Y軸の拡大率
     */
    public getScaleY(): number {
      return this._tr[5];
    }

    /**
     * X軸の移動量を取得
     * @return X軸の移動量
     */
    public getTranslateX(): number {
      return this._tr[12];
    }

    /**
     * Y軸の移動量を取得
     * @return Y軸の移動量
     */
    public getTranslateY(): number {
      return this._tr[13];
    }

    /**
     * X軸の値を現在の行列で計算
     *
     * @param src X軸の値
     * @return 現在の行列で計算されたX軸の値
     */
    public transformX(src: number): number {
      return this._tr[0] * src + this._tr[12];
    }

    /**
     * Y軸の値を現在の行列で計算
     *
     * @param src Y軸の値
     * @return 現在の行列で計算されたY軸の値
     */
    public transformY(src: number): number {
      return this._tr[5] * src + this._tr[13];
    }

    /**
     * X軸の値を現在の行列で逆計算
     */
    public invertTransformX(src: number): number {
      return (src - this._tr[12]) / this._tr[0];
    }

    /**
     * Y軸の値を現在の行列で逆計算
     */
    public invertTransformY(src: number): number {
      return (src - this._tr[13]) / this._tr[5];
    }

    /**
     * 現在の行列の位置を起点にして移動
     *
     * 現在の行列の位置を起点にして相対的に移動する。
     *
     * @param x X軸の移動量
     * @param y Y軸の移動量
     */
    public translateRelative(x: number, y: number): void {
      const tr1: Float32Array = new Float32Array([
        1.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        1.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        1.0,
        0.0,
        x,
        y,
        0.0,
        1.0
      ]);

      CubismMatrix44.multiply(tr1, this._tr, this._tr);
    }

    /**
     * 現在の行列の位置を移動
     *
     * 現在の行列の位置を指定した位置へ移動する
     *
     * @param x X軸の移動量
     * @param y y軸の移動量
     */
    public translate(x: number, y: number): void {
      this._tr[12] = x;
      this._tr[13] = y;
    }

    /**
     * 現在の行列のX軸の位置を指定した位置へ移動する
     *
     * @param x X軸の移動量
     */
    public translateX(x: number): void {
      this._tr[12] = x;
    }

    /**
     * 現在の行列のY軸の位置を指定した位置へ移動する
     *
     * @param y Y軸の移動量
     */
    public translateY(y: number): void {
      this._tr[13] = y;
    }

    /**
     * 現在の行列の拡大率を相対的に設定する
     *
     * @param x X軸の拡大率
     * @param y Y軸の拡大率
     */
    public scaleRelative(x: number, y: number): void {
      const tr1: Float32Array = new Float32Array([
        x,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        y,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        1.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        0.0,
        1.0
      ]);

      CubismMatrix44.multiply(tr1, this._tr, this._tr);
    }

    /**
     * 現在の行列の拡大率を指定した倍率に設定する
     *
     * @param x X軸の拡大率
     * @param y Y軸の拡大率
     */
    public scale(x: number, y: number): void {
      this._tr[0] = x;
      this._tr[5] = y;
    }

    /**
     * 現在の行列に行列を乗算
     *
     * @param m 行列
     */
    public multiplyByMatrix(m: CubismMatrix44): void {
      CubismMatrix44.multiply(m.getArray(), this._tr, this._tr);
    }

    /**
     * オブジェクトのコピーを生成する
     */
    public clone(): CubismMatrix44 {
      const cloneMatrix: CubismMatrix44 = new CubismMatrix44();

      for (let i = 0; i < this._tr.length; i++) {
        cloneMatrix._tr[i] = this._tr[i];
      }

      return cloneMatrix;
    }

    protected _tr: Float32Array; // 4x4行列データ
  }
}