4x4 matrix

matrix.scala

case class Matrix(_1: (Float, Float, Float, Float),
  _2: (Float, Float, Float, Float),
  _3: (Float, Float, Float, Float),
  _4: (Float, Float, Float, Float)) extends Immutable {
  lazy val transpose = Matrix(
    (_1._1, _2._1, _3._1, _4._1),
    (_1._2, _2._2, _3._2, _4._2),
    (_1._3, _2._3, _3._3, _4._3),
    (_1._4, _2._4, _3._4, _4._4))

  def *(f: Float) = Matrix(
    (f * _1._1, f * _1._2, f * _1._3, f * _1._4),
    (f * _2._1, f * _2._2, f * _2._3, f * _2._4),
    (f * _3._1, f * _3._2, f * _3._3, f * _3._4),
    (f * _4._1, f * _4._2, f * _4._3, f * _4._4))

  def *(v: Vector) = Vector(
    v.x * _1._1 + v.y * _2._1 + v.z * _3._1 + _4._1,
    v.x * _1._2 + v.y * _2._2 + v.z * _3._2 + _4._2,
    v.x * _1._3 + v.y * _2._3 + v.z * _3._3 + _4._3)

  // OMG
  def *(m: Matrix) = Matrix(
    (_1._1 * m._1._1 + _1._2 * m._2._1 + _1._3 * m._3._1 + _1._4 * m._4._1,
      _1._1 * m._1._2 + _1._2 * m._2._2 + _1._3 * m._3._2 + _1._4 * m._4._2,
      _1._1 * m._1._3 + _1._2 * m._2._3 + _1._3 * m._3._3 + _1._4 * m._4._3,
      _1._1 * m._1._4 + _1._2 * m._2._4 + _1._3 * m._3._4 + _1._4 * m._4._4),
    (_2._1 * m._1._1 + _2._2 * m._2._1 + _2._3 * m._3._1 + _2._4 * m._4._1,
      _2._1 * m._1._2 + _2._2 * m._2._2 + _2._3 * m._3._2 + _2._4 * m._4._2,
      _2._1 * m._1._3 + _2._2 * m._2._3 + _2._3 * m._3._3 + _2._4 * m._4._3,
      _2._1 * m._1._4 + _2._2 * m._2._4 + _2._3 * m._3._4 + _2._4 * m._4._4),
    (_3._1 * m._1._1 + _3._2 * m._2._1 + _3._3 * m._3._1 + _3._4 * m._4._1,
      _3._1 * m._1._2 + _3._2 * m._2._2 + _3._3 * m._3._2 + _3._4 * m._4._2,
      _3._1 * m._1._3 + _3._2 * m._2._3 + _3._3 * m._3._3 + _3._4 * m._4._3,
      _3._1 * m._1._4 + _3._2 * m._2._4 + _3._3 * m._3._4 + _3._4 * m._4._4),
    (_4._1 * m._1._1 + _4._2 * m._2._1 + _4._3 * m._3._1 + _4._4 * m._4._1,
      _4._1 * m._1._2 + _4._2 * m._2._2 + _4._3 * m._3._2 + _4._4 * m._4._2,
      _4._1 * m._1._3 + _4._2 * m._2._3 + _4._3 * m._3._3 + _4._4 * m._4._3,
      _4._1 * m._1._4 + _4._2 * m._2._4 + _4._3 * m._3._4 + _4._4 * m._4._4))
}

object Matrix {
  val identity = Matrix(
    (1, 0, 0, 0),
    (0, 1, 0, 0),
    (0, 0, 1, 0),
    (0, 0, 0, 1))

  def translation(v: Vector) = Matrix(
    (1, 0, 0, 0),
    (0, 1, 0, 0),
    (0, 0, 1, 0),
    (v.x, v.y, v.z, 1))

  def scaling(v: Vector) = Matrix(
    (v.x, 0, 0, 0),
    (0, v.y, 0, 0),
    (0, 0, v.z, 0),
    (0, 0, 0, 1))

  def scaling(f: Float) = Matrix(
    (f, 0, 0, 0),
    (0, f, 0, 0),
    (0, 0, f, 0),
    (0, 0, 0, 1))

  import scala.math.{ sin, cos }

  def rotaX(a: Float) = {
    val s = sin(a.toDouble).toFloat
    val c = cos(a.toDouble).toFloat
    Matrix(
      (1, 0, 0, 0),
      (0, c, s, 0),
      (0, -s, c, 0),
      (0, 0, 0, 1))
  }

  def rotaY(a: Float) = {
    val s = sin(a.toDouble).toFloat
    val c = cos(a.toDouble).toFloat
    Matrix(
      (c, 0, -s, 0),
      (0, 1, 0, 0),
      (s, 0, c, 0),
      (0, 0, 0, 1))
  }

  def rotaZ(a: Float) = {
    val s = sin(a.toDouble).toFloat
    val c = cos(a.toDouble).toFloat
    Matrix(
      (c, s, 0, 0),
      (-s, c, 0, 0),
      (0, 0, 1, 0),
      (0, 0, 0, 1))
  }

  implicit def asArray(m: Matrix) = Array(
    m._1._1, m._1._2, m._1._3, m._1._4,
    m._2._1, m._2._2, m._2._3, m._2._4,
    m._3._1, m._3._2, m._3._3, m._3._4,
    m._4._1, m._4._2, m._4._3, m._4._4)

  implicit def asFloatBuffer(m: Matrix) = {
    import java.nio.FloatBuffer

    val buf = FloatBuffer.allocate(16)
    buf.put(m)
    buf
  }
}