00001
00002 #ifndef vgl_p_matrix_h_
00003 #define vgl_p_matrix_h_
00004 #ifdef VCL_NEEDS_PRAGMA_INTERFACE
00005 #pragma interface
00006 #endif
00007
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00009
00010
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00014
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00022
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00024
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00028
00029
00030 #include <vcl_iosfwd.h>
00031
00032 #include <vnl/algo/vnl_algo_fwd.h>
00033 #include <vnl/vnl_matrix.h>
00034 #include <vnl/vnl_vector.h>
00035 #include <vnl/vnl_matrix_fixed.h>
00036 #include <vnl/vnl_vector_fixed.h>
00037 #include <vgl/vgl_homg_point_2d.h>
00038 #include <vgl/vgl_homg_point_3d.h>
00039 #include <vgl/vgl_homg_line_2d.h>
00040 #include <vgl/vgl_homg_line_3d_2_points.h>
00041 #include <vgl/vgl_line_segment_2d.h>
00042 #include <vgl/vgl_line_segment_3d.h>
00043 #include <vgl/algo/vgl_homg_operators_3d.h>
00044 #include <vgl/algo/vgl_h_matrix_3d.h>
00045
00046 template <class T>
00047 class vgl_p_matrix
00048 {
00049 public:
00050
00051
00052
00053
00054 vgl_p_matrix();
00055
00056
00057
00058
00059 vgl_p_matrix(vcl_istream&);
00060
00061 vgl_p_matrix(const T *c_matrix);
00062
00063 explicit vgl_p_matrix(vnl_matrix_fixed<T, 3, 4> const& P);
00064
00065 vgl_p_matrix(const vnl_matrix_fixed<T,3,3>& A, const vnl_vector_fixed<T,3>& a)
00066 : svd_(0) { set(A,a); }
00067
00068 vgl_p_matrix(const vnl_matrix<T>& A, const vnl_vector<T>& a)
00069 : svd_(0) { set(A,a); }
00070
00071 vgl_p_matrix(const vgl_p_matrix& P);
00072 ~vgl_p_matrix();
00073
00074
00075
00076
00077
00078
00079 static vgl_p_matrix read(const char* filename);
00080
00081 static vgl_p_matrix read(vcl_istream&);
00082
00083
00084
00085
00086 vgl_homg_point_2d<T> operator()(vgl_homg_point_3d<T> const& X) const { return p_matrix_ * X; }
00087
00088 vgl_homg_point_2d<T> operator*(vgl_homg_point_3d<T> const& X) const { return (*this)(X); }
00089
00090 vgl_homg_line_2d<T> operator()(vgl_homg_line_3d_2_points<T> const& L) const;
00091
00092 vgl_homg_line_2d<T> operator*(vgl_homg_line_3d_2_points<T> const& L) const { return (*this)(L);}
00093
00094 vgl_line_segment_2d<T> operator()(vgl_line_segment_3d<T> const& L) const;
00095
00096 vgl_line_segment_2d<T> operator*(vgl_line_segment_3d<T> const& L) const{return (*this)(L);}
00097
00098
00099
00100 vgl_homg_point_3d<T> backproject_pseudoinverse(vgl_homg_point_2d<T> const& x) const;
00101
00102
00103
00104 vgl_homg_line_3d_2_points<T> backproject(vgl_homg_point_2d<T> const& x) const;
00105
00106 vgl_homg_plane_3d<T> backproject(vgl_homg_line_2d<T> const& l) const;
00107
00108
00109 vgl_p_matrix<T> postmultiply(vnl_matrix_fixed<T,4,4> const& H) const;
00110
00111
00112 vgl_p_matrix<T> premultiply(vnl_matrix_fixed<T,3,3> const& H) const;
00113
00114 vgl_p_matrix<T> operator*(vnl_matrix_fixed<T, 3,3> const& C)const{return vgl_p_matrix(C * p_matrix_);}
00115
00116
00117 vnl_svd<T>* svd() const;
00118
00119
00120 void clear_svd() const;
00121
00122
00123
00124 vgl_homg_point_3d<T> get_focal() const;
00125
00126
00127
00128 vgl_h_matrix_3d<T> get_canonical_H() const;
00129
00130
00131 bool is_canonical(T tol = 0) const;
00132
00133
00134
00135
00136 bool is_behind_camera(vgl_homg_point_3d<T> const&);
00137
00138 vgl_p_matrix& flip_sign();
00139
00140 bool looks_conditioned();
00141
00142 vgl_p_matrix& fix_cheirality();
00143
00144
00145
00146 vgl_p_matrix& operator=(const vgl_p_matrix&);
00147
00148 bool operator==(vgl_p_matrix const& p) const { return p_matrix_ == p.get_matrix(); }
00149
00150
00151 void get(vnl_matrix_fixed<T,3,3>* A, vnl_vector_fixed<T,3>* a) const;
00152
00153 void get(vnl_matrix<T>* A, vnl_vector<T>* a) const;
00154
00155
00156 void get_rows(vnl_vector<T>* a, vnl_vector<T>* b, vnl_vector<T>* c) const;
00157
00158 void get_rows(vnl_vector_fixed<T,4>* a, vnl_vector_fixed<T,4>* b, vnl_vector_fixed<T,4>* c) const;
00159
00160 vgl_p_matrix& set_rows(const vnl_vector_fixed<T,4>& a, const vnl_vector_fixed<T,4>& b, const vnl_vector_fixed<T,4>& c);
00161
00162
00163 T get(unsigned int row_index, unsigned int col_index) const;
00164
00165 void get(T *c_matrix) const;
00166
00167 void get(vnl_matrix_fixed<T, 3, 4>& p_matrix) const { p_matrix = p_matrix_; }
00168
00169 void get(vnl_matrix<T>& p_matrix) const { p_matrix = p_matrix_.as_ref(); }
00170
00171
00172 vgl_p_matrix& set(vnl_matrix_fixed<T,3,4> const& p_matrix) { p_matrix_ = p_matrix; clear_svd(); return *this; }
00173
00174 vgl_p_matrix& set(const vnl_matrix<T>& p_matrix) { p_matrix_ = p_matrix; clear_svd(); return *this; }
00175
00176 vgl_p_matrix& set(vnl_matrix_fixed<T,3,3> const& A, vnl_vector_fixed<T,3> const& a);
00177
00178 vgl_p_matrix& set(vnl_matrix<T> const& A, vnl_vector<T> const& a);
00179
00180 vgl_p_matrix& set(const T* p_matrix);
00181
00182 vgl_p_matrix& set(const T p_matrix [3][4]);
00183
00184 const vnl_matrix_fixed<T, 3, 4>& get_matrix() const { return p_matrix_; }
00185
00186
00187 vgl_p_matrix& set_identity();
00188
00189
00190
00191
00192
00193
00194
00195 bool read_ascii(vcl_istream& f);
00196
00197
00198 protected:
00199 vnl_matrix_fixed<T, 3,4> p_matrix_;
00200 mutable vnl_svd<T>* svd_;
00201 };
00202
00203
00204 template <class T>
00205 vgl_p_matrix<T> operator*(const vgl_p_matrix<T>& P, const vgl_h_matrix_3d<T>& H);
00206
00207
00208 template <class T> vcl_ostream& operator<<(vcl_ostream& s, const vgl_p_matrix<T>& p);
00209
00210 template <class T> vcl_istream& operator>>(vcl_istream& i, vgl_p_matrix<T>& p);
00211
00212 #define VGL_P_MATRIX_INSTANTIATE(T) extern "please include vgl/algo/vgl_p_matrix.txx first"
00213
00214 #endif // vgl_p_matrix_h_