deps/libretro-common/include/gfx/math/matrix_4x4.h

   1 /* Copyright  (C) 2010-2020 The RetroArch team
   2  *
   3  * ---------------------------------------------------------------------------------------
   4  * The following license statement only applies to this file (matrix_4x4.h).
   5  * ---------------------------------------------------------------------------------------
   6  *
   7  * Permission is hereby granted, free of charge,
   8  * to any person obtaining a copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   9  * to deal in the Software without restriction, including without limitation the rights to
  10  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software,
  11  * and to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions of the Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED,
  16  * INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
  19  * WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  20  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  21  */
  22
  23 #ifndef __LIBRETRO_SDK_GFX_MATH_MATRIX_4X4_H__
  24 #define __LIBRETRO_SDK_GFX_MATH_MATRIX_4X4_H__
  25
  26 #include <retro_common_api.h>
  27
  28 #include <math.h>
  29 #include <gfx/math/vector_3.h>
  30
  31 /* Column-major matrix (OpenGL-style).
  32  * Reimplements functionality from FF OpenGL pipeline to be able
  33  * to work on GLES 2.0 and modern GL variants.
  34  */
  35
  36 #define MAT_ELEM_4X4(mat, row, column) ((mat).data[4 * (column) + (row)])
  37
  38 RETRO_BEGIN_DECLS
  39
  40 typedef struct math_matrix_4x4
  41 {
  42    float data[16];
  43 } math_matrix_4x4;
  44
  45 #define matrix_4x4_copy(dst, src) \
  46    MAT_ELEM_4X4(dst, 0, 0) = MAT_ELEM_4X4(src, 0, 0); \
  47    MAT_ELEM_4X4(dst, 0, 1) = MAT_ELEM_4X4(src, 0, 1); \
  48    MAT_ELEM_4X4(dst, 0, 2) = MAT_ELEM_4X4(src, 0, 2); \
  49    MAT_ELEM_4X4(dst, 0, 3) = MAT_ELEM_4X4(src, 0, 3); \
  50    MAT_ELEM_4X4(dst, 1, 0) = MAT_ELEM_4X4(src, 1, 0); \
  51    MAT_ELEM_4X4(dst, 1, 1) = MAT_ELEM_4X4(src, 1, 1); \
  52    MAT_ELEM_4X4(dst, 1, 2) = MAT_ELEM_4X4(src, 1, 2); \
  53    MAT_ELEM_4X4(dst, 1, 3) = MAT_ELEM_4X4(src, 1, 3); \
  54    MAT_ELEM_4X4(dst, 2, 0) = MAT_ELEM_4X4(src, 2, 0); \
  55    MAT_ELEM_4X4(dst, 2, 1) = MAT_ELEM_4X4(src, 2, 1); \
  56    MAT_ELEM_4X4(dst, 2, 2) = MAT_ELEM_4X4(src, 2, 2); \
  57    MAT_ELEM_4X4(dst, 2, 3) = MAT_ELEM_4X4(src, 2, 3); \
  58    MAT_ELEM_4X4(dst, 3, 0) = MAT_ELEM_4X4(src, 3, 0); \
  59    MAT_ELEM_4X4(dst, 3, 1) = MAT_ELEM_4X4(src, 3, 1); \
  60    MAT_ELEM_4X4(dst, 3, 2) = MAT_ELEM_4X4(src, 3, 2); \
  61    MAT_ELEM_4X4(dst, 3, 3) = MAT_ELEM_4X4(src, 3, 3)
  62
  63 /*
  64  * Sets mat to an identity matrix
  65  */
  66 #define matrix_4x4_identity(mat) \
  67    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 0)    = 1.0f; \
  68    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 1)    = 0.0f; \
  69    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 2)    = 0.0f; \
  70    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 3)    = 0.0f; \
  71    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 0)    = 0.0f; \
  72    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 1)    = 1.0f; \
  73    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 2)    = 0.0f; \
  74    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 3)    = 0.0f; \
  75    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 0)    = 0.0f; \
  76    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 1)    = 0.0f; \
  77    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 2)    = 1.0f; \
  78    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 3)    = 0.0f; \
  79    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 0)    = 0.0f; \
  80    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 1)    = 0.0f; \
  81    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 2)    = 0.0f; \
  82    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 3)    = 1.0f
  83
  84 /*
  85  * Sets out to the transposed matrix of in
  86  */
  87
  88 #define matrix_4x4_transpose(out, in) \
  89    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 0) = MAT_ELEM_4X4(in, 0, 0); \
  90    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 0) = MAT_ELEM_4X4(in, 0, 1); \
  91    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 0) = MAT_ELEM_4X4(in, 0, 2); \
  92    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 0) = MAT_ELEM_4X4(in, 0, 3); \
  93    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 1) = MAT_ELEM_4X4(in, 1, 0); \
  94    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 1) = MAT_ELEM_4X4(in, 1, 1); \
  95    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 1) = MAT_ELEM_4X4(in, 1, 2); \
  96    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 1) = MAT_ELEM_4X4(in, 1, 3); \
  97    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 2) = MAT_ELEM_4X4(in, 2, 0); \
  98    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 2) = MAT_ELEM_4X4(in, 2, 1); \
  99    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 2) = MAT_ELEM_4X4(in, 2, 2); \
 100    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 2) = MAT_ELEM_4X4(in, 2, 3); \
 101    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 3) = MAT_ELEM_4X4(in, 3, 0); \
 102    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 3) = MAT_ELEM_4X4(in, 3, 1); \
 103    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 3) = MAT_ELEM_4X4(in, 3, 2); \
 104    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 3) = MAT_ELEM_4X4(in, 3, 3)
 105
 106 /*
 107  * Builds an X-axis rotation matrix
 108  */
 109 #define matrix_4x4_rotate_x(mat, radians) \
 110 { \
 111    float cosine            = cosf(radians); \
 112    float sine              = sinf(radians); \
 113    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 0) = 1.0f; \
 114    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 1) = 0.0f; \
 115    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 2) = 0.0f; \
 116    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 3) = 0.0f; \
 117    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 0) = 0.0f; \
 118    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 1) = cosine; \
 119    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 2) = -sine; \
 120    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 3) = 0.0f; \
 121    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 0) = 0.0f; \
 122    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 1) = sine; \
 123    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 2) = cosine; \
 124    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 3) = 0.0f; \
 125    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 0) = 0.0f; \
 126    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 1) = 0.0f; \
 127    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 2) = 0.0f; \
 128    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 3) = 1.0f; \
 129 }
 130
 131 /*
 132  * Builds a rotation matrix using the
 133  * rotation around the Y-axis.
 134  */
 135
 136 #define matrix_4x4_rotate_y(mat, radians) \
 137 { \
 138    float cosine            = cosf(radians); \
 139    float sine              = sinf(radians); \
 140    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 0) = cosine; \
 141    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 1) = 0.0f; \
 142    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 2) = -sine; \
 143    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 3) = 0.0f; \
 144    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 0) = 0.0f; \
 145    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 1) = 1.0f; \
 146    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 2) = 0.0f; \
 147    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 3) = 0.0f; \
 148    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 0) = sine; \
 149    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 1) = 0.0f; \
 150    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 2) = cosine; \
 151    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 3) = 0.0f; \
 152    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 0) = 0.0f; \
 153    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 1) = 0.0f; \
 154    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 2) = 0.0f; \
 155    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 3) = 1.0f; \
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Builds a rotation matrix using the
 160  * rotation around the Z-axis.
 161  */
 162 #define matrix_4x4_rotate_z(mat, radians) \
 163 { \
 164    float cosine            = cosf(radians); \
 165    float sine              = sinf(radians); \
 166    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 0) = cosine; \
 167    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 1) = -sine; \
 168    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 2) = 0.0f; \
 169    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 3) = 0.0f; \
 170    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 0) = sine; \
 171    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 1) = cosine; \
 172    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 2) = 0.0f; \
 173    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 3) = 0.0f; \
 174    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 0) = 0.0f; \
 175    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 1) = 0.0f; \
 176    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 2) = 1.0f; \
 177    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 3) = 0.0f; \
 178    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 0) = 0.0f; \
 179    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 1) = 0.0f; \
 180    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 2) = 0.0f; \
 181    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 3) = 1.0f; \
 182 }
 183
 184 /*
 185  * Creates an orthographic projection matrix.
 186  */
 187 #define matrix_4x4_ortho(mat, left, right, bottom, top, znear, zfar) \
 188 { \
 189    float rl                = (right) - (left); \
 190    float tb                = (top)   - (bottom); \
 191    float fn                = (zfar)  - (znear); \
 192    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 0) =  2.0f / rl; \
 193    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 1) =  0.0f; \
 194    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 2) =  0.0f; \
 195    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 3) = -((left) + (right))  / rl; \
 196    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 0) =  0.0f; \
 197    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 1) =  2.0f / tb; \
 198    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 2) =  0.0f; \
 199    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 3) = -((top)  + (bottom)) / tb; \
 200    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 0) =  0.0f; \
 201    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 1) =  0.0f; \
 202    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 2) = -2.0f / fn; \
 203    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 3) = -((zfar) + (znear))  / fn; \
 204    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 0) =  0.0f; \
 205    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 1) =  0.0f; \
 206    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 2) =  0.0f; \
 207    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 3) =  1.0f; \
 208 }
 209
 210 #define matrix_4x4_lookat(out, eye, center, up) \
 211 { \
 212    vec3_t zaxis;   /* the "forward" vector */ \
 213    vec3_t xaxis;   /* the "right"   vector */ \
 214    vec3_t yaxis;   /* the "up"      vector */ \
 215    vec3_copy(zaxis, center); \
 216    vec3_subtract(zaxis, eye); \
 217    vec3_normalize(zaxis); \
 218    vec3_cross(xaxis, zaxis, up); \
 219    vec3_normalize(xaxis); \
 220    vec3_cross(yaxis, xaxis, zaxis); \
 221    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 0) = xaxis[0]; \
 222    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 1) = yaxis[0]; \
 223    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 2) = -zaxis[0]; \
 224    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 3) = 0.0; \
 225    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 0) = xaxis[1]; \
 226    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 1) = yaxis[1]; \
 227    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 2) = -zaxis[1]; \
 228    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 3) = 0.0f; \
 229    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 0) = xaxis[2]; \
 230    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 1) = yaxis[2]; \
 231    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 2) = -zaxis[2]; \
 232    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 3) = 0.0f; \
 233    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 0) = -(xaxis[0] * eye[0] + xaxis[1] * eye[1] + xaxis[2] * eye[2]); \
 234    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 1) = -(yaxis[0] * eye[0] + yaxis[1] * eye[1] + yaxis[2] * eye[2]); \
 235    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 2) = (zaxis[0] * eye[0] + zaxis[1] * eye[1] + zaxis[2] * eye[2]); \
 236    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 3) = 1.f; \
 237 }
 238
 239 /*
 240  * Multiplies a with b, stores the result in out
 241  */
 242
 243 #define matrix_4x4_multiply(out, a, b) \
 244    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 0) =  \
 245       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 0) + \
 246       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 0) + \
 247       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 0) + \
 248       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 0); \
 249    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 1) =  \
 250       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 1) + \
 251       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 1) + \
 252       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 1) + \
 253       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 1); \
 254    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 2) =  \
 255       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 2) + \
 256       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 2) + \
 257       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 2) + \
 258       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 2); \
 259    MAT_ELEM_4X4(out, 0, 3) =  \
 260       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 3) + \
 261       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 3) + \
 262       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 3) + \
 263       MAT_ELEM_4X4(a, 0, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 3); \
 264    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 0) =  \
 265       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 0) + \
 266       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 0) + \
 267       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 0) + \
 268       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 0); \
 269    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 1) =  \
 270       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 1) + \
 271       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 1) + \
 272       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 1) + \
 273       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 1); \
 274    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 2) =  \
 275       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 2) + \
 276       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 2) + \
 277       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 2) + \
 278       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 2); \
 279    MAT_ELEM_4X4(out, 1, 3) =  \
 280       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 3) + \
 281       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 3) + \
 282       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 3) + \
 283       MAT_ELEM_4X4(a, 1, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 3); \
 284    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 0) =  \
 285       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 0) + \
 286       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 0) + \
 287       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 0) + \
 288       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 0); \
 289    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 1) =  \
 290       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 1) + \
 291       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 1) + \
 292       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 1) + \
 293       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 1); \
 294    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 2) =  \
 295       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 2) + \
 296       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 2) + \
 297       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 2) + \
 298       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 2); \
 299    MAT_ELEM_4X4(out, 2, 3) =  \
 300       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 3) + \
 301       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 3) + \
 302       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 3) + \
 303       MAT_ELEM_4X4(a, 2, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 3); \
 304    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 0) =  \
 305       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 0) + \
 306       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 0) + \
 307       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 0) + \
 308       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 0); \
 309    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 1) =  \
 310       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 1) + \
 311       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 1) + \
 312       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 1) + \
 313       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 1); \
 314    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 2) = \
 315       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 2) + \
 316       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 2) + \
 317       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 2) + \
 318       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 2); \
 319    MAT_ELEM_4X4(out, 3, 3) =  \
 320       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 0) * MAT_ELEM_4X4(b, 0, 3) + \
 321       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 1) * MAT_ELEM_4X4(b, 1, 3) + \
 322       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 2) * MAT_ELEM_4X4(b, 2, 3) + \
 323       MAT_ELEM_4X4(a, 3, 3) * MAT_ELEM_4X4(b, 3, 3)
 324
 325 #define matrix_4x4_scale(mat, x, y, z) \
 326    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 0) = x; \
 327    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 1) = 0.0f; \
 328    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 2) = 0.0f; \
 329    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 3) = 0.0f; \
 330    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 0) = 0.0f; \
 331    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 1) = y; \
 332    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 2) = 0.0f; \
 333    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 3) = 0.0f; \
 334    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 0) = 0.0f; \
 335    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 1) = 0.0f; \
 336    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 2) = z; \
 337    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 3) = 0.0f; \
 338    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 0) = 0.0f; \
 339    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 1) = 0.0f; \
 340    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 2) = 0.0f; \
 341    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 3) = 1.0f
 342
 343 /*
 344  * Builds a translation matrix. All other elements in
 345  * the matrix will be set to zero except for the
 346  * diagonal which is set to 1.0
 347  */
 348
 349 #define matrix_4x4_translate(mat, x, y, z) \
 350    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 0) = 1.0f; \
 351    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 1) = 0.0f; \
 352    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 2) = 0.0f; \
 353    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 3) = x; \
 354    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 0) = 0.0f; \
 355    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 1) = 1.0f; \
 356    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 2) = 1.0f; \
 357    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 3) = y; \
 358    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 0) = 0.0f; \
 359    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 1) = 0.0f; \
 360    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 2) = 1.0f; \
 361    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 3) = z; \
 362    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 0) = 0.0f; \
 363    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 1) = 0.0f; \
 364    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 2) = 0.0f; \
 365    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 3) = 1.0f
 366
 367 /*
 368  * Creates a perspective projection matrix.
 369  */
 370
 371 #define  matrix_4x4_projection(mat, y_fov, aspect, znear, zfar) \
 372 { \
 373    float const a           = 1.f / tan((y_fov) / 2.f); \
 374    float delta_z           = (zfar) - (znear); \
 375    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 0) = a / (aspect); \
 376    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 1) = 0.0f; \
 377    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 2) = 0.0f; \
 378    MAT_ELEM_4X4(mat, 0, 3) = 0.0f; \
 379    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 0) = 0.0f; \
 380    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 1) = a; \
 381    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 2) = 0.0f; \
 382    MAT_ELEM_4X4(mat, 1, 3) = 0.0f; \
 383    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 0) = 0.0f; \
 384    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 1) = 0.0f; \
 385    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 2) = -(((zfar) + (znear)) / delta_z); \
 386    MAT_ELEM_4X4(mat, 2, 3) = -1.f; \
 387    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 0) = 0.0f; \
 388    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 1) = 0.0f; \
 389    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 2) = -((2.f * (zfar) * (znear)) / delta_z); \
 390    MAT_ELEM_4X4(mat, 3, 3) = 0.0f; \
 391 }
 392
 393 RETRO_END_DECLS
 394
 395 #endif