Normand Briere
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/*
 * Java port of Bullet (c) 2008 Martin Dvorak <jezek2@advel.cz>
 *
 * Bullet Continuous Collision Detection and Physics Library
 * Copyright (c) 2003-2008 Erwin Coumans  http://www.bulletphysics.com/
 *
 * This software is provided 'as-is', without any express or implied warranty.
 * In no event will the authors be held liable for any damages arising from
 * the use of this software.
 * 
 * Permission is granted to anyone to use this software for any purpose, 
 * including commercial applications, and to alter it and redistribute it
 * freely, subject to the following restrictions:
 * 
 * 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not
 *    claim that you wrote the original software. If you use this software
 *    in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
 *    appreciated but is not required.
 * 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
 *    misrepresented as being the original software.
 * 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.
 */
 
package com.bulletphysics.dynamics.constraintsolver;
 
import com.bulletphysics.BulletGlobals;
import com.bulletphysics.linearmath.VectorUtil;
import cz.advel.stack.Stack;
import javax.vecmath.Matrix3f;
import javax.vecmath.Vector3f;
 
//notes:
// Another memory optimization would be to store m_1MinvJt in the remaining 3 w components
// which makes the btJacobianEntry memory layout 16 bytes
// if you only are interested in angular part, just feed massInvA and massInvB zero
 
/**
 * Jacobian entry is an abstraction that allows to describe constraints.
 * It can be used in combination with a constraint solver.
 * Can be used to relate the effect of an impulse to the constraint error.
 * 
 * @author jezek2
 */
public class JacobianEntry  implements java.io.Serializable {
   
   //protected final BulletStack stack = BulletStack.get();
   
   public final Vector3f linearJointAxis = new Vector3f();
   public final Vector3f aJ = new Vector3f();
   public final Vector3f bJ = new Vector3f();
   public final Vector3f m_0MinvJt = new Vector3f();
   public final Vector3f m_1MinvJt = new Vector3f();
   // Optimization: can be stored in the w/last component of one of the vectors
   public float Adiag;
 
   public JacobianEntry() {
   }
 
   /**
    * Constraint between two different rigidbodies.
    */
   public void init(Matrix3f world2A,
           Matrix3f world2B,
           Vector3f rel_pos1, Vector3f rel_pos2,
           Vector3f jointAxis,
           Vector3f inertiaInvA,
           float massInvA,
           Vector3f inertiaInvB,
           float massInvB)
   {
       linearJointAxis.set(jointAxis);
 
       aJ.cross(rel_pos1, linearJointAxis);
       world2A.transform(aJ);
 
       bJ.set(linearJointAxis);
       bJ.negate();
       bJ.cross(rel_pos2, bJ);
       world2B.transform(bJ);
 
       VectorUtil.mul(m_0MinvJt, inertiaInvA, aJ);
       VectorUtil.mul(m_1MinvJt, inertiaInvB, bJ);
       Adiag = massInvA + m_0MinvJt.dot(aJ) + massInvB + m_1MinvJt.dot(bJ);
 
       assert (Adiag > 0f);
   }
 
   /**
    * Angular constraint between two different rigidbodies.
    */
   public void init(Vector3f jointAxis,
       Matrix3f world2A,
       Matrix3f world2B,
       Vector3f inertiaInvA,
       Vector3f inertiaInvB)
   {
       linearJointAxis.set(0f, 0f, 0f);
 
       aJ.set(jointAxis);
       world2A.transform(aJ);
 
       bJ.set(jointAxis);
       bJ.negate();
       world2B.transform(bJ);
 
       VectorUtil.mul(m_0MinvJt, inertiaInvA, aJ);
       VectorUtil.mul(m_1MinvJt, inertiaInvB, bJ);
       Adiag = m_0MinvJt.dot(aJ) + m_1MinvJt.dot(bJ);
 
       assert (Adiag > 0f);
   }
 
   /**
    * Angular constraint between two different rigidbodies.
    */
   public void init(Vector3f axisInA,
       Vector3f axisInB,
       Vector3f inertiaInvA,
       Vector3f inertiaInvB)
   {
       linearJointAxis.set(0f, 0f, 0f);
       aJ.set(axisInA);
 
       bJ.set(axisInB);
       bJ.negate();
 
       VectorUtil.mul(m_0MinvJt, inertiaInvA, aJ);
       VectorUtil.mul(m_1MinvJt, inertiaInvB, bJ);
       Adiag = m_0MinvJt.dot(aJ) + m_1MinvJt.dot(bJ);
 
       assert (Adiag > 0f);
   }
 
   /**
    * Constraint on one rigidbody.
    */
   public void init(
       Matrix3f world2A,
       Vector3f rel_pos1, Vector3f rel_pos2,
       Vector3f jointAxis,
       Vector3f inertiaInvA, 
       float massInvA)
   {
       linearJointAxis.set(jointAxis);
 
       aJ.cross(rel_pos1, jointAxis);
       world2A.transform(aJ);
 
       bJ.set(jointAxis);
       bJ.negate();
       bJ.cross(rel_pos2, bJ);
       world2A.transform(bJ);
 
       VectorUtil.mul(m_0MinvJt, inertiaInvA, aJ);
       m_1MinvJt.set(0f, 0f, 0f);
       Adiag = massInvA + m_0MinvJt.dot(aJ);
 
       assert (Adiag > 0f);
   }
 
   public float getDiagonal() { return Adiag; }
 
   /**
    * For two constraints on the same rigidbody (for example vehicle friction).
    */
   public float getNonDiagonal(JacobianEntry jacB, float massInvA) {
       JacobianEntry jacA = this;
       float lin = massInvA * jacA.linearJointAxis.dot(jacB.linearJointAxis);
       float ang = jacA.m_0MinvJt.dot(jacB.aJ);
       return lin + ang;
   }
 
   /**
    * For two constraints on sharing two same rigidbodies (for example two contact points between two rigidbodies).
    */
   public float getNonDiagonal(JacobianEntry jacB, float massInvA, float massInvB) {
       JacobianEntry jacA = this;
 
       Vector3f lin = Stack.alloc(Vector3f.class);
       VectorUtil.mul(lin, jacA.linearJointAxis, jacB.linearJointAxis);
 
       Vector3f ang0 = Stack.alloc(Vector3f.class);
       VectorUtil.mul(ang0, jacA.m_0MinvJt, jacB.aJ);
 
       Vector3f ang1 = Stack.alloc(Vector3f.class);
       VectorUtil.mul(ang1, jacA.m_1MinvJt, jacB.bJ);
 
       Vector3f lin0 = Stack.alloc(Vector3f.class);
       lin0.scale(massInvA, lin);
 
       Vector3f lin1 = Stack.alloc(Vector3f.class);
       lin1.scale(massInvB, lin);
 
       Vector3f sum = Stack.alloc(Vector3f.class);
       VectorUtil.add(sum, ang0, ang1, lin0, lin1);
 
       return sum.x + sum.y + sum.z;
   }
 
   public float getRelativeVelocity(Vector3f linvelA, Vector3f angvelA, Vector3f linvelB, Vector3f angvelB) {
       Vector3f linrel = Stack.alloc(Vector3f.class);
       linrel.sub(linvelA, linvelB);
 
       Vector3f angvela = Stack.alloc(Vector3f.class);
       VectorUtil.mul(angvela, angvelA, aJ);
 
       Vector3f angvelb = Stack.alloc(Vector3f.class);
       VectorUtil.mul(angvelb, angvelB, bJ);
 
       VectorUtil.mul(linrel, linrel, linearJointAxis);
 
       angvela.add(angvelb);
       angvela.add(linrel);
 
       float rel_vel2 = angvela.x + angvela.y + angvela.z;
       return rel_vel2 + BulletGlobals.FLT_EPSILON;
   }
   
}