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00065
00066 #include <stdio.h>
00067 #include <math.h>
00068 #include <stdlib.h>
00069
00070
00071 #ifdef __cplusplus
00072 extern "C" {
00073 #endif
00074
00075 #ifdef R_SMALL
00076 #undef R_SMALL
00077 #endif
00078 #define R_SMALL 0.000000001
00079
00080 static void normalize3d(double *v) {
00081 double vlen;
00082 vlen = sqrt(v[0]*v[0] + v[1]*v[1] + v[2]*v[2]);
00083 if (vlen > R_SMALL) {
00084 v[0] /= vlen;
00085 v[1] /= vlen;
00086 v[2] /= vlen;
00087 } else {
00088 v[0] = 0;
00089 v[1] = 0;
00090 v[2] = 0;
00091 }
00092 }
00093
00094
00095 void MatrixFitRMS(int n, float *v1, float *v2, const float *wt, float *ttt)
00096 {
00097
00098
00099
00100
00101
00102
00103
00104
00105 float *vv1,*vv2;
00106 double m[3][3],aa[3][3];
00107 double sumwt, tol, sig, gam;
00108 double sg, bb, cc, tmp;
00109 int a, b, c, maxiter, iters, iy, iz;
00110 double t1[3],t2[3];
00111 double aatmp[9];
00112 char *TOL;
00113
00114
00115
00116 for(a=0;a<3;a++) {
00117 for(b=0;b<3;b++) {
00118 m[a][b] = 0.0F;
00119 aa[a][b] = 0.0F;
00120 aatmp[3*a+b] = 0;
00121 }
00122 m[a][a] = 1.0F;
00123 t1[a]=0.0F;
00124 t2[a]=0.0F;
00125 }
00126
00127 sumwt = 0.0F;
00128
00129
00130 TOL = getenv( "VMDFITRMSTOLERANCE" );
00131 if (TOL) {
00132 tol = atof(TOL);
00133 } else {
00134 tol = 1e-15;
00135 }
00136
00137
00138 maxiter = 1000;
00139
00140
00141
00142 vv1=v1;
00143 vv2=v2;
00144
00145 for(c=0;c<n;c++) {
00146 double w = wt ? wt[c] : 1;
00147 t1[0] += w * vv1[0];
00148 t1[1] += w * vv1[1];
00149 t1[2] += w * vv1[2];
00150 t2[0] += w * vv2[0];
00151 t2[1] += w * vv2[1];
00152 t2[2] += w * vv2[2];
00153 sumwt += w;
00154 vv1+=3;
00155 vv2+=3;
00156 }
00157 for(a=0;a<3;a++) {
00158 t1[a] /= sumwt;
00159 t2[a] /= sumwt;
00160 }
00161
00162 vv1=v1;
00163 vv2=v2;
00164 for(c=0;c<n;c++) {
00165 double w = wt ? wt[c] : 1;
00166 double x1 = w * (vv1[0] - t1[0]);
00167 double y1 = w * (vv1[1] - t1[1]);
00168 double z1 = w * (vv1[2] - t1[2]);
00169
00170
00171 double x2 = (vv2[0] - t2[0]);
00172 double y2 = (vv2[1] - t2[1]);
00173 double z2 = (vv2[2] - t2[2]);
00174 aatmp[0] += x2 * x1;
00175 aatmp[1] += x2 * y1;
00176 aatmp[2] += x2 * z1;
00177 aatmp[3] += y2 * x1;
00178 aatmp[4] += y2 * y1;
00179 aatmp[5] += y2 * z1;
00180 aatmp[6] += z2 * x1;
00181 aatmp[7] += z2 * y1;
00182 aatmp[8] += z2 * z1;
00183 vv1+=3;
00184 vv2+=3;
00185 }
00186 for (a=0; a<3; a++) for (b=0; b<3; b++) aa[a][b] = aatmp[3*a+b];
00187
00188 if(n>1) {
00189
00190 iters = 0;
00191 while(1) {
00192
00193 iz = (iters+1) % 3;
00194 iy = (iz+1) % 3;
00195
00196 sig = aa[iz][iy] - aa[iy][iz];
00197 gam = aa[iy][iy] + aa[iz][iz];
00198
00199 if(iters>=maxiter)
00200 {
00201 fprintf(stderr,
00202 " Matrix: Warning: no convergence (%1.8f<%1.8f after %d iterations).\n",(float)tol,(float)gam,iters);
00203 break;
00204 }
00205
00206
00207
00208 tmp = sig*sig + gam*gam;
00209 sg = sqrt(tmp);
00210 if((sg!=0.0F) &&(fabs(sig)>(tol*fabs(gam)))) {
00211 sg = 1.0F / sg;
00212 for(a=0;a<3;a++)
00213 {
00214 bb = gam*aa[iy][a] + sig*aa[iz][a];
00215 cc = gam*aa[iz][a] - sig*aa[iy][a];
00216 aa[iy][a] = bb*sg;
00217 aa[iz][a] = cc*sg;
00218
00219 bb = gam*m[iy][a] + sig*m[iz][a];
00220 cc = gam*m[iz][a] - sig*m[iy][a];
00221 m[iy][a] = bb*sg;
00222 m[iz][a] = cc*sg;
00223 }
00224 } else {
00225 break;
00226 }
00227 iters++;
00228 }
00229 }
00230
00231
00232 vv1=v1;
00233 vv2=v2;
00234
00235 normalize3d(m[0]);
00236 normalize3d(m[1]);
00237 normalize3d(m[2]);
00238
00239 ttt[0]=(float)m[0][0];
00240 ttt[1]=(float)m[0][1];
00241 ttt[2]=(float)m[0][2];
00242 ttt[3]=(float)-t1[0];
00243 ttt[4]=(float)m[1][0];
00244 ttt[5]=(float)m[1][1];
00245 ttt[6]=(float)m[1][2];
00246 ttt[7]=(float)-t1[1];
00247 ttt[8]=(float)m[2][0];
00248 ttt[9]=(float)m[2][1];
00249 ttt[10]=(float)m[2][2];
00250 ttt[11]=(float)-t1[2];
00251 ttt[12]=(float)t2[0];
00252 ttt[13]=(float)t2[1];
00253 ttt[14]=(float)t2[2];
00254 ttt[15]=1.0F;
00255 }
00256
00257 #ifdef __cplusplus
00258 }
00259 #endif
00260