Development Class Java

/*
 * Soya3D
 * Copyright (C) 1999-2000 Jean-Baptiste LAMY (Artiste on the web)
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU Library General Public License as published by
 * the Free Software Foundation; either version 2 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 Library General Public License
 * along with this program; if not, write to the Free Software
 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 */
/**
 * Contains static definition for matrix math methods.
 * 
 * Here, a matrix is a float[16], and a vector or a point a float[3] (contrary to other part of Opale.Soya, where a point is 3 coords + a CoordSyst).
 * 
 * @author Artiste on the Web
 */
public class Matrix extends Object {
  private Matrix() {  }
  /**
   * The value of PI in float.
   */
  public static final float PI = (float) java.lang.Math.PI;
  
  public static final float EPSILON = 0.001f;
  public static float pow2(float f) { return f*f; }
  
  private static float[][] stock = new float[1000][];
  
  /**
   * Inverts a 4*4 matrix. Warning : this method works only if m[3] = m[7] = m[11] = 0f
   * and m[15] = 1f.
   * @param m the matrix
   * @return the inverted matrix or null if m is not invertable
   */
  public static final float[] matrixInvert(float[] m) { // Optimized!
    float[] r = matrixInvert3_3(m);
    if(r == null) return null;
    r[12] = -(m[12] * r[0] + m[13] * r[4] + m[14] * r[ 8]);
    r[13] = -(m[12] * r[1] + m[13] * r[5] + m[14] * r[ 9]);
    r[14] = -(m[12] * r[2] + m[13] * r[6] + m[14] * r[10]);
    return r;
  }
  
  /**
   * Inverts a 3*3 part of a 4*4 matrix.
   * It IS NOT a complete inversion because other values in the matrix (such as the translation part) are set to 0.
   * It isn't a bug, other classes assume this.
   * @param m the matrix that will be inverted
   * @return the inverted matrix. Value 12, 13, 14 that represent the translation are set to 0. Return null if the matrix is not invertable
   */
  public static final float[] matrixInvert3_3(float[] m) {
    float[] r = new float[16];
    float det = m[0] * (m[5] * m[10] - m[9] * m[6])
              - m[4] * (m[1] * m[10] - m[9] * m[2])
              + m[8] * (m[1] * m[ 6] - m[5] * m[2]);
    if(det == 0f) return null;
    det = 1f / det;
    r[ 0] =   det * (m[5] * m[10] - m[9] * m[6]);
    r[ 4] = - det * (m[4] * m[10] - m[8] * m[6]);
    r[ 8] =   det * (m[4] * m[ 9] - m[8] * m[5]);
    r[ 1] = - det * (m[1] * m[10] - m[9] * m[2]);
    r[ 5] =   det * (m[0] * m[10] - m[8] * m[2]);
    r[ 9] = - det * (m[0] * m[ 9] - m[8] * m[1]);
    r[ 2] =   det * (m[1] * m[ 6] - m[5] * m[2]);
    r[ 6] = - det * (m[0] * m[ 6] - m[4] * m[2]);
    r[10] =   det * (m[0] * m[ 5] - m[4] * m[1]);
    
    r[15] =   1f;
    return r;
  }
  /**
   * Multiply a 4*4 matrix by another, as if they were 3*3.
   * @param a the first / left matrix
   * @param b the second / right matrix
   * @return the result
   */
  public static final float[] matrixMultiply(float[] b, float[] a) {
    float[] r = new float[16];
    
    r[ 0] = a[ 0] * b[ 0] + a[ 1] * b[ 4] + a[ 2] * b[ 8];
    r[ 4] = a[ 4] * b[ 0] + a[ 5] * b[ 4] + a[ 6] * b[ 8];
    r[ 8] = a[ 8] * b[ 0] + a[ 9] * b[ 4] + a[10] * b[ 8];
    r[12] = a[12] * b[ 0] + a[13] * b[ 4] + a[14] * b[ 8] + b[12];
    
    r[ 1] = a[ 0] * b[ 1] + a[ 1] * b[ 5] + a[ 2] * b[ 9];
    r[ 5] = a[ 4] * b[ 1] + a[ 5] * b[ 5] + a[ 6] * b[ 9];
    r[ 9] = a[ 8] * b[ 1] + a[ 9] * b[ 5] + a[10] * b[ 9];
    r[13] = a[12] * b[ 1] + a[13] * b[ 5] + a[14] * b[ 9] + b[13];
    
    r[ 2] = a[ 0] * b[ 2] + a[ 1] * b[ 6] + a[ 2] * b[10];
    r[ 6] = a[ 4] * b[ 2] + a[ 5] * b[ 6] + a[ 6] * b[10];
    r[10] = a[ 8] * b[ 2] + a[ 9] * b[ 6] + a[10] * b[10];
    r[14] = a[12] * b[ 2] + a[13] * b[ 6] + a[14] * b[10] + b[14];
    
    r[ 3] = 0;
    r[ 7] = 0;
    r[11] = 0;
    r[15] = 1;
    return r;
  }
  /**
   * Multiply a 4*4 matrix by another.
   * @param a the first / left matrix
   * @param b the second / right matrix
   * @return the result
   */
  public static final float[] matrixMultiply_4(float[] b, float[] a) {
    float[] r = new float[16];
    
    r[ 0] = a[ 0] * b[ 0] + a[ 1] * b[ 4] + a[ 2] * b[ 8] + a[ 3] * b[12];
    r[ 4] = a[ 4] * b[ 0] + a[ 5] * b[ 4] + a[ 6] * b[ 8] + a[ 7] * b[12];
    r[ 8] = a[ 8] * b[ 0] + a[ 9] * b[ 4] + a[10] * b[ 8] + a[11] * b[12];
    r[12] = a[12] * b[ 0] + a[13] * b[ 4] + a[14] * b[ 8] + a[15] * b[12];
    
    r[ 1] = a[ 0] * b[ 1] + a[ 1] * b[ 5] + a[ 2] * b[ 9] + a[ 3] * b[13];
    r[ 5] = a[ 4] * b[ 1] + a[ 5] * b[ 5] + a[ 6] * b[ 9] + a[ 7] * b[13];
    r[ 9] = a[ 8] * b[ 1] + a[ 9] * b[ 5] + a[10] * b[ 9] + a[11] * b[13];
    r[13] = a[12] * b[ 1] + a[13] * b[ 5] + a[14] * b[ 9] + a[15] * b[13];
    
    r[ 2] = a[ 0] * b[ 2] + a[ 1] * b[ 6] + a[ 2] * b[10] + a[ 3] * b[14];
    r[ 6] = a[ 4] * b[ 2] + a[ 5] * b[ 6] + a[ 6] * b[10] + a[ 7] * b[14];
    r[10] = a[ 8] * b[ 2] + a[ 9] * b[ 6] + a[10] * b[10] + a[11] * b[14];
    r[14] = a[12] * b[ 2] + a[13] * b[ 6] + a[14] * b[10] + a[15] * b[14];
    
    r[ 3] = a[ 0] * b[ 3] + a[ 1] * b[ 7] + a[ 2] * b[11] + a[ 3] * b[15];
    r[ 7] = a[ 4] * b[ 3] + a[ 5] * b[ 7] + a[ 6] * b[11] + a[ 7] * b[15];
    r[11] = a[ 8] * b[ 3] + a[ 9] * b[ 7] + a[10] * b[11] + a[11] * b[15];
    r[15] = a[12] * b[ 3] + a[13] * b[ 7] + a[14] * b[11] + a[15] * b[15];
    return r;
  }
  
  /**
   * Multiply a point by a 4*4 matrix.
   * @param m the matrix
   * @param p the point
   * the resulting point
   */
  public static final float[] pointMultiplyByMatrix(float[] m, float[] p) { // Assume v[3] = 1.
    float[] r = { p[0] * m[0] + p[1] * m[4] + p[2] * m[ 8] + m[12],
                  p[0] * m[1] + p[1] * m[5] + p[2] * m[ 9] + m[13],
                  p[0] * m[2] + p[1] * m[6] + p[2] * m[10] + m[14]
    };
    return r;
  }
  /**
   * Multiply a vector by a 4*4 matrix.
   * @param m the matrix
   * @param v the vector
   * @return the resulting vector
   */
  public static final float[] vectorMultiplyByMatrix(float[] m, float[] v) {
    float[] r = { v[0] * m[0] + v[1] * m[4] + v[2] * m[ 8],
                  v[0] * m[1] + v[1] * m[5] + v[2] * m[ 9],
                  v[0] * m[2] + v[1] * m[6] + v[2] * m[10]
    };
    return r;
  }
  /**
   * Compare 2 matrix.
   * @param a the first matrix
   * @param b the second matrix
   * @return true if a and b are equal (or very near)
   */
  public static final boolean matrixEqual(float[] a, float[] b) {
    for(int i = 0; i < 16; i++) {
      if(Math.abs(a[i] - b[i]) > EPSILON) return false;
    }
    return true;
  }
  /**
   * Convert a matrix into a string. Useful for debuging soya.
   * @param m the matrix
   * @return the string
   */
  public static final String matrixToString(float[] m) {
    String s = "matrix 4_4 {\n";
    s = s + Float.toString(m[ 0]) + " " + Float.toString(m[ 4]) + " " + Float.toString(m[ 8]) + "\n";
    s = s + Float.toString(m[ 1]) + " " + Float.toString(m[ 5]) + " " + Float.toString(m[ 9]) + "\n";
    s = s + Float.toString(m[ 2]) + " " + Float.toString(m[ 6]) + " " + Float.toString(m[10]) + "\n";
    s = s + Float.toString(m[ 3]) + " " + Float.toString(m[ 7]) + " " + Float.toString(m[11]) + "\n";
    s = s + "X: " + Float.toString(m[12]) + " Y: " + Float.toString(m[13]) + " Z: " + Float.toString(m[14]) + " W: " + Float.toString(m[15]) + "\n";
    s = s + "}";
    return s;
  }
  /**
   * Create a new identity matrix.
   * @return an identity matrix
   */
  public static final float[] matrixIdentity() {
    float[] m = new float[16];
    matrixIdentity(m);
    return m;
  }
  /**
   * Set a matrix to identity matrix.
   * @param m the matrix
   */
  public static final void matrixIdentity(float[] m) {
    m[ 0] = 1f;
    m[ 1] = 0f;
    m[ 2] = 0f;
    m[ 3] = 0f;
    m[ 4] = 0f;
    m[ 5] = 1f;
    m[ 6] = 0f;
    m[ 7] = 0f;
    m[ 8] = 0f;
    m[ 9] = 0f;
    m[10] = 1f;
    m[11] = 0f;
    m[12] = 0f;
    m[13] = 0f;
    m[14] = 0f;
    m[15] = 1f;
  }
  /**
   * Create a scale matrix.
   * @param x the x factor of the scaling
   * @param y the y factor of the scaling 
   * @param z the z factor of the scaling
   * @return the matrix
   */
  public static float[] matrixScale(float x, float y, float z) {
    float[] m2 = { x,  0f, 0f, 0f,
                   0f, y,  0f, 0f,
                   0f, 0f, z,  0f,
                   0f, 0f, 0f, 1f };
    return m2;
  }
  /**
   * Scale a matrix (this is equivalent to OpenGL glScale* ).
   * @param m the matrix
   * @param x the x factor of the scaling
   * @param y the y factor of the scaling
   * @param z the z factor of the scaling
   * @return the scaled matrix
   */
  public static float[] matrixScale(float[] m, float x, float y, float z) {
    float r[] = new float[16];
    r[ 0] = x * m[ 0];
    r[ 4] = y * m[ 4];
    r[ 8] = z * m[ 8];
    r[12] = m[12];
    r[ 1] = x * m[ 1];
    r[ 5] = y * m[ 5];
    r[ 9] = z * m[ 9];
    r[13] = m[13];
    r[ 2] = x * m[ 2];
    r[ 6] = y * m[ 6];
    r[10] = z * m[10];
    r[14] = m[14];
    r[ 3] = 0;
    r[ 7] = 0;
    r[11] = 0;
    r[15] = 1;
    return r;
//    return matrixMultiply(m, matrixScale(x, y, z));
  }
  
  /**
   * Create a lateral rotation matrix (lateral rotation is around a (0, 1, 0) axis).
   * @param angle the angle of the rotation
   * @return the matrix
   */
  public static float[] matrixRotateLateral(float angle) {
    if(angle == 0f) return matrixIdentity();
    angle = (float) Math.toRadians(angle);
    float cos = (float) java.lang.Math.cos(angle);
    float sin = (float) java.lang.Math.sin(angle);
    float[] m2 = { cos, 0f, -sin, 0f,
                   0f , 1f,  0f , 0f,
                   sin, 0f,  cos, 0f,
                   0f , 0f,  0f , 1f };
    return m2;
  }
  /**
   * Laterally rotate a matrix (lateral rotation is around a (0, 1, 0) axis).
   * @param angle the angle of the rotation
   * @param m the matrix to rotate
   * @return the resulting matrix
   */
  public static float[] matrixRotateLateral(float[] m, float angle) {
    if(angle == 0f) return matrixIdentity();
    angle = (float) Math.toRadians(angle);
    float cos = (float) java.lang.Math.cos(angle);
    float sin = (float) java.lang.Math.sin(angle);
    float r[] = new float[16];
    r[ 0] = m[ 0] * cos + m[ 2] * sin;
    r[ 4] = m[ 4] * cos + m[ 6] * sin;
    r[ 8] = m[ 8] * cos + m[10] * sin;
    r[12] = m[12] * cos + m[14] * sin;
    r[ 1] = m[ 1];
    r[ 5] = m[ 5];
    r[ 9] = m[ 9];
    r[13] = m[13];
    r[ 2] = -m[ 0] * sin + m[ 2] * cos;
    r[ 6] = -m[ 4] * sin + m[ 6] * cos;
    r[10] = -m[ 8] * sin + m[10] * cos;
    r[14] = -m[12] * sin + m[14] * cos;
    r[ 3] = 0;
    r[ 7] = 0;
    r[11] = 0;
    r[15] = 1;
    return r;
//    return matrixMultiply(matrixRotateLateral(angle), m);
  }
  /**
   * Create a vertical rotation matrix (vertical rotation is around a (1, 0, 0) axis).
   * @param angle the angle of the rotation
   * @return the matrix
   */
  public static float[] matrixRotateVertical(float angle) {
    if(angle == 0f) return matrixIdentity();
    angle = (float) Math.toRadians(angle);
    float cos = (float) java.lang.Math.cos(angle);
    float sin = (float) java.lang.Math.sin(angle);
    float[] m2 = { 1f,  0f , 0f , 0f,
                   0f,  cos, sin, 0f,
                   0f, -sin, cos, 0f,
                   0f,  0f , 0f , 1f };
    return m2;
  }
  /**
   * Vertically rotate a matrix (vertical rotation is around a (1, 0, 0) axis).
   * @param angle the angle of the rotation
   * @param m the matrix to rotate
   * @return the resulting matrix
   */
  public static float[] matrixRotateVertical(float[] m, float angle) {
    if(angle == 0f) return matrixIdentity();
    angle = (float) Math.toRadians(angle);
    float cos = (float) java.lang.Math.cos(angle);
    float sin = (float) java.lang.Math.sin(angle);
    float r[] = new float[16];
    r[ 0] = m[ 0];
    r[ 4] = m[ 4];
    r[ 8] = m[ 8];
    r[12] = m[12];
    r[ 1] = m[ 1] * cos - m[ 2] * sin;
    r[ 5] = m[ 5] * cos - m[ 6] * sin;
    r[ 9] = m[ 9] * cos - m[10] * sin;
    r[13] = m[13] * cos - m[14] * sin;
    r[ 2] = m[ 1] * sin + m[ 2] * cos;
    r[ 6] = m[ 5] * sin + m[ 6] * cos;
    r[10] = m[ 9] * sin + m[10] * cos;
    r[14] = m[13] * sin + m[14] * cos;
    r[ 3] = 0;
    r[ 7] = 0;
    r[11] = 0;
    r[15] = 1;
    return r;
//    return matrixMultiply(matrixRotateVertical(angle), m);
  }
  /**
   * Create a incline-rotation matrix (incline-rotation is around a (0, 0, 1) axis).
   * @param angle the angle of the rotation
   * @return the matrix
   */
  public static float[] matrixRotateIncline(float angle) {
    if(angle == 0f) return matrixIdentity();
    angle = (float) Math.toRadians(angle);
    float cos = (float) java.lang.Math.cos(angle);
    float sin = (float) java.lang.Math.sin(angle);
    float m2[] = { cos, sin, 0f, 0f,
                  -sin, cos, 0f, 0f,
                   0f , 0f , 1f, 0f,
                   0f , 0f , 0f, 1f };
    return m2;
  }
  /**
   * Incline a matrix (incline-rotation is around a (0, 0, 1) axis).
   * @param angle the angle of the rotation
   * @param m the matrix to rotate
   * @return the resulting matrix 
   */
  public static float[] matrixRotateIncline(float[] m, float angle) {
    if(angle == 0f) return matrixIdentity();
    angle = (float) Math.toRadians(angle);
    float cos = (float) java.lang.Math.cos(angle);
    float sin = (float) java.lang.Math.sin(angle);
    float r[] = new float[16];
    r[ 0] = m[ 0] * cos - m[ 1] * sin;
    r[ 4] = m[ 4] * cos - m[ 5] * sin;
    r[ 8] = m[ 8] * cos - m[ 9] * sin;
    r[12] = m[12] * cos - m[13] * sin;
    r[ 1] = m[ 0] * sin + m[ 1] * cos;
    r[ 5] = m[ 4] * sin + m[ 5] * cos;
    r[ 9] = m[ 8] * sin + m[ 9] * cos;
    r[13] = m[12] * sin + m[13] * cos;
    r[ 2] = m[ 2];
    r[ 6] = m[ 6];
    r[10] = m[10];
    r[14] = m[14];
    r[ 3] = 0;
    r[ 7] = 0;
    r[11] = 0;
    r[15] = 1;
    return r;
//    return matrixMultiply(matrixRotateIncline(angle), m);
  }
  /**
   * Create a rotation matrix.
   * @param angle the angle of the rotation
   * @param x the x coordinate of the rotation axis
   * @param y the y coordinate of the rotation axis
   * @param z the z coordinate of the rotation axis
   * @return the matrix
   */
  public static float[] matrixRotate(float angle, float x, float y, float z) {
    if(angle == 0f) return matrixIdentity();
    angle = (float) Math.toRadians(angle);
    float d = (float) java.lang.Math.sqrt(java.lang.Math.pow(x, 2) + java.lang.Math.pow(y, 2) + java.lang.Math.pow(z, 2));
    if(d != 1f) {
      x = x / d;
      y = y / d;
      z = z / d;
    }
    float cos = (float) java.lang.Math.cos(angle);
    float sin = (float) java.lang.Math.sin(angle);
    float co1 = 1f - cos;
    float m2[] = { x * x * co1 + cos    ,  y * x * co1 + z * sin, z * x * co1 - y * sin, 0f,
                   x * y * co1 - z * sin,  y * y * co1 + cos    , z * y * co1 + x * sin, 0f,
                   x * z * co1 + y * sin,  y * z * co1 - x * sin, z * z * co1 + cos    , 0f,
                   0f                   ,  0f                   , 0f                   , 1f };
    return m2;
  }
  /**
   * Rotate a matrix (this is equivalent to OpenGL glRotate*).
   * @param m the matrix to rotate
   * @param angle the angle of the rotation
   * @param x the x coordinate of the rotation axis
   * @param y the y coordinate of the rotation axis
   * @param z the z coordinate of the rotation axis
   * @return the resulting matrix
   */
  public static float[] matrixRotate(float[] m, float angle, float x, float y, float z) {
    return matrixMultiply(matrixRotate(angle, x, y, z), m);
  }
  /**
   *  Rotation  about an arbitrary Axis
   *  @param alpha the angle of the rotation
   *  @param p1 first axis point
   *  @param p2 second axis point
   *  @return the rotation matrix
   */
  public static float[] matrixRotate(float alpha, float[] p1, float[] p2){
    alpha = alpha * PI / 180f;
    
    float a1 = p1[0];
    float a2 = p1[1];
    float a3 = p1[2];
      
    //Compute the vector defines by point p1 and p2
    float v1 = p2[0] - a1 ;
    float v2 = p2[1] - a2 ;
    float v3 = p2[2] - a3 ;
        
    double theta = Math.atan2(v2, v1);
    double phi = Math.atan2(Math.sqrt(v1 * v1 + v2 * v2), v3);
    
    float cosAlpha, sinAlpha, sinPhi2; 
    float cosTheta, sinTheta, cosPhi2;
    float cosPhi, sinPhi, cosTheta2, sinTheta2 ; 
    
    cosPhi = (float) Math.cos(phi); cosTheta = (float) Math.cos(theta) ; cosTheta2 = (float) cosTheta * cosTheta ;
    sinPhi = (float) Math.sin(phi); sinTheta = (float) Math.sin(theta) ; sinTheta2 = (float) sinTheta * sinTheta ; 
  
    sinPhi2 = (float) sinPhi*sinPhi ;
    cosPhi2 = (float) cosPhi*cosPhi ;
    
    cosAlpha = (float) Math.cos(alpha) ;
    sinAlpha = (float) Math.sin(alpha) ;
    
    float c = (float) 1.0 - cosAlpha ; 
    
    float r11,r12,r13,r14,r21,r22,r23,r24,r31,r32,r33,r34;
    r11 =  cosTheta2 * ( cosAlpha * cosPhi2 +sinPhi2 ) + cosAlpha * sinTheta2 ;
    r12 = sinAlpha * cosPhi + c * sinPhi2 * cosTheta * sinTheta ; 
    r13 = sinPhi * (cosPhi * cosTheta * c - sinAlpha*sinTheta) ; 
    
    r21 = sinPhi2 * cosTheta * sinTheta*c - sinAlpha*cosPhi ; 
    r22 = sinTheta2 * (cosAlpha*cosPhi2 +sinPhi2) + cosAlpha*cosTheta2 ;
    r23 = sinPhi * (cosPhi*sinTheta*c + sinAlpha*cosTheta);
    
    r31 = sinPhi * (cosPhi*cosTheta*c + sinAlpha*sinTheta);
    r32 = sinPhi * (cosPhi*sinTheta*c - sinAlpha*cosTheta);
    r33 =  cosAlpha * sinPhi2 + cosPhi2 ;
    
    r14 = a1 - a1*r11 - a2*r21 - a3*r31 ;
    r24 = a2 - a1*r12 - a2*r22 - a3*r32 ;
    r34 = a3 - a1*r13 - a2*r23 - a3*r33 ;
    
    float[] m2 = { r11 , r12 , r13 , 0f,
                   r21 , r22 , r23 , 0f,
                   r31 , r32 , r33 , 0f,
                   r14 , r24 , r34 , 1f
    };  
    return m2;
  }
  /**
   *  Rotation  about an arbitrary Axis
   *  @param m the matrix to rotate
   *  @param alpha the angle of the rotation
   *  @param p1 first axis point
   *  @param p2 second axis point
   *  @return the rotated matrix
   */
  public static float[] matrixRotate(float[] m, float alpha, float[] p1, float[] p2) {
    return matrixMultiply(matrixRotate(alpha, p1, p2), m);
  }
  
  /**
   * Create a translation matrix.
   * @param x the x coordinate of the translation vector
   * @param y the y coordinate of the translation vector
   * @param z the z coordinate of the translation vector
   * @return the translation matrix
   */
  public static float[] matrixTranslate(float x, float y, float z) {
    float m2[] = { 1f, 0f, 0f, 0f,
                   0f, 1f, 0f, 0f,
                   0f, 0f, 1f, 0f,
                   x , y , z , 1f };
    return m2;
  }
  /**
   * Translate a matrix (this is equivalent to OpenGL glTranslate*).
   * @param m the matrix to translate
   * @param x the x coordinate of the translation vector
   * @param y the y coordinate of the translation vector
   * @param z the z coordinate of the translation vector
   * @return the resulting matrix
   */
  public static float[] matrixTranslate(float[] m, float x, float y, float z) {
    float[] r = new float[16];
    System.arraycopy(m, 0, r, 0, 12);
    r[12] = m[12] + x;
    r[13] = m[13] + y;
    r[14] = m[14] + z;
    r[15] = 1f;
    return r;
    //return matrixMultiply(matrixTranslate(x, y, z), m);
  }
  public static float[] matrixPerspective(float fovy, float aspect, float znear, float zfar) {
    // this code is adapted from Mesa :)
    float xmax, ymax;
    ymax = znear * (float) Math.tan(Math.toRadians(fovy / 2f));
    xmax = aspect * ymax;
    return matrixFrustum(-xmax, xmax, -ymax, ymax, znear, zfar);
  }
  public static float[] matrixFrustum(float left, float right, float bottom, float top, float near, float far) {
    // this code is adapted from Mesa :)
    float x, y, a, b, c, d;
    float[] r = new float[16];
    r[14] = right - left;
    r[10] = top - bottom;
    r[0 ] = 2f * near;
    r[5 ] = r[0] / r[10];
    r[0 ] = r[0] / r[14];
    r[8 ] = (right + left) / r[14];
    r[9 ] = (top + bottom) / r[10];
    r[14] = far - near;
    r[10] = -(far + near) / r[14];
    r[14] = -(2f * far * near) / r[14];  // error ? (this rem was in Mesa)
    r[1 ] = 0f;
    r[2 ] = 0f;
    r[3 ] = 0f;
    r[4 ] = 0f;
    r[6 ] = 0f;
    r[7 ] = 0f;
    r[11] = -1f;
    r[12] = 0f;
    r[13] = 0f;
    r[15] = 0f;
    return r;
  }
}