Embora esse seja um tópico antigo, achei que seria bom para a posteridade ter um pouco de referência. A fonte da fórmula é de Geometric Tools for Computer Graphics, de Philip J. Schneider e David H. Eberly. Algo a observar, de acordo com o texto
O tetraedro V0, V1, V2, V3 é ordenado de forma que seja isomórfico ao canônico (0, 0, 0), (1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1 )
Pelo que entendi o isomorfismo , pode haver vários significados diferentes quando usados em geometria. Se ele quer dizer isomórfico em relação à teoria dos grafos, o código a seguir deve se comportar corretamente, pois a topologia de qualquer tetraedro é a mesma (K4, um gráfico completo). Eu testei os resultados da função contra alfa wolfram usando várias permutações na ordenação dos vértices canônicas, e eu não vi nenhuma diferença no resultado. Se a ordem provar ser um problema, sugiro examinar o normal do triângulo formado pelos vértices V1, V2, V3 após a entrada nessa função e tratar os pontos como um meio espaço com um teste de produto a ponto para descobrir se esse triângulo estiver voltado para o lado certo. Se não for, um simplesstd::swap
qualquer um dos dois vértices do triângulo reverterá a direção do normal e você poderá continuar. Mas, como eu disse, não vi diferença com várias permutações.
Aqui está o código traduzido sem o uso de matrizes para evitar qualquer confusão na implementação; é bastante direto;
void Circumsphere(const Vec3& v0, const Vec3& v1, const Vec3& v2, const Vec3& v3, Vec3* center, float* radius)
{
//Create the rows of our "unrolled" 3x3 matrix
Vec3 Row1 = v1 - v0;
float sqLength1 = length2(Row1);
Vec3 Row2 = v2 - v0;
float sqLength2 = length2(Row2);
Vec3 Row3 = v3 - v0;
float sqLength3 = length2(Row3);
//Compute the determinant of said matrix
const float determinant = Row1.x * (Row2.y * Row3.z - Row3.y * Row2.z)
- Row2.x * (Row1.y * Row3.z - Row3.y * Row1.z)
+ Row3.x * (Row1.y * Row2.z - Row2.y * Row1.z);
// Compute the volume of the tetrahedron, and precompute a scalar quantity for re-use in the formula
const float volume = determinant / 6.f;
const float iTwelveVolume = 1.f / (volume * 12.f);
center->x = v0.x + iTwelveVolume * ( ( Row2.y * Row3.z - Row3.y * Row2.z) * sqLength1 - (Row1.y * Row3.z - Row3.y * Row1.z) * sqLength2 + (Row1.y * Row2.z - Row2.y * Row1.z) * sqLength3 );
center->y = v0.y + iTwelveVolume * (-( Row2.x * Row3.z - Row3.x * Row2.z) * sqLength1 + (Row1.x * Row3.z - Row3.x * Row1.z) * sqLength2 - (Row1.x * Row2.z - Row2.x * Row1.z) * sqLength3 );
center->z = v0.z + iTwelveVolume * ( ( Row2.x * Row3.y - Row3.x * Row2.y) * sqLength1 - (Row1.x * Row3.y - Row3.x * Row1.y) * sqLength2 + (Row1.x * Row2.y - Row2.x * Row1.y) * sqLength3 );
//Once we know the center, the radius is clearly the distance to any vertex
*radius = length(*center - v0);
}