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# Patro - A Python library to make patterns for fashion design
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# Copyright (C) 2017 Fabrice Salvaire
#
# This program is free software: you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
# the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
# (at your option) any later version.
#
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
# GNU General Public License for more details.
#
# You should have received a copy of the GNU General Public License
# along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
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from math import sin, cos, radians, degrees
import numpy as np
from .Vector import Vector2D, HomogeneousVector2D
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class Transformation:
__dimension__ = None
__size__ = None
##############################################
@classmethod
def Identity(cls):
return cls(np.identity(cls.__size__))
##############################################
def __init__(self, obj):
if isinstance(obj, Transformation):
if self.same_dimension(obj):
array = obj.array # *._m
else:
raise ValueError
elif isinstance(obj, np.ndarray):
if obj.shape == (self.__size__, self.__size__):
array = obj
else:
raise ValueError
else:
array = np.array((self.__size__, self.__size__))
array[...] = obj
self._m = np.array(array)
##############################################
@property
def dimension(self):
return self.__dimension__
@property
def size(self):
return self._size
@property
def array(self):
return self._m
##############################################
def __repr__(self):
return self.__class__.__name__ + str(self._m)
##############################################
def to_list(self):
return list(self._m.flat)
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def same_dimension(self, other):
return self.__size__ == other.dimension
#######################################
def __mul__(self, obj):
if isinstance(obj, Transformation):
array = np.matmul(self._m, obj.array)
return self.__class__(array)
elif isinstance(obj, Vector2D):
array = np.matmul(self._m, np.transpose(obj.v))
return Vector2D(array)
else:
raise ValueError
#######################################
def __imul__(self, obj):
if isinstance(obj, Transformation):
self._m = np.matmul(self._m, obj.array)
else:
raise ValueError
return self
####################################################################################################
class Transformation2D(Transformation):
__dimension__ = 2
__size__ = 2
##############################################
@classmethod
def Rotation(cls, angle):
angle = radians(angle)
c = cos(angle)
s = sin(angle)
return cls(np.array(((c, -s), (s, c))))
##############################################
@classmethod
def Scale(cls, x_scale, y_scale):
return cls(np.array(((x_scale, 0), (0, y_scale))))
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@classmethod
def Parity(cls):
return cls.Scale(-1, -1)
##############################################
@classmethod
def XReflection(cls):
return cls.Scale(-1, 1)
##############################################
@classmethod
def YReflection(cls):
return cls.Scale(1, -1)
####################################################################################################
class AffineTransformation(Transformation):
##############################################
@classmethod
def Translation(cls, vector):
transformation = cls.Identity()
transformation.translation_part[...] = vector.v[...]
return transformation
##############################################
@classmethod
def RotationAt(cls, center, angle):
transformation = cls.Translation(center)
transformation *= cls.Rotation(angle)
transformation *= cls.Translation(-center)
return transformation
##############################################
@property
def matrix_part(self):
return self._m[:self.__dimension__,:self.__dimension__]
@property
def translation_part(self):
return self._m[:self.__dimension__,-1]
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class AffineTransformation2D(AffineTransformation):
__dimension__ = 2
__size__ = 3
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@classmethod
def Rotation(cls, angle):
transformation = cls.Identity()
transformation.matrix_part[...] = Transformation2D.Rotation(angle).array
return transformation
##############################################
@classmethod
def Scale(cls, x_scale, y_scale):
# Fixme: others, use *= ?
transformation = cls.Identity()
transformation.matrix_part[...] = Transformation2D.Scale(x_scale, y_scale).array
return transformation
#######################################
def __mul__(self, obj):
if isinstance(obj, HomogeneousVector2D):
array = np.matmul(self._m, obj.v)
return obj.__class__(array)
elif isinstance(obj, Vector2D):
array = np.matmul(self._m, HomogeneousVector2D(obj).v)
return HomogeneousVector2D(array)
else:
return super(AffineTransformation, self).__mul__(obj)
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# The matrix to rotate an angle θ about the axis defined by unit vector (l, m, n) is
# l*l*(1-c) + c , m*l*(1-c) - n*s , n*l*(1-c) + m*s
# l*m*(1-c) + n*s , m*m*(1-c) + c , n*m*(1-c) - l*s
# l*n*(1-c) - m*s , m*n*(1-c) + l*s , n*n*(1-c) + c