Initial commit for extrude along curve
[blender-addons-contrib.git] / mesh_extrude_along_curve.py
1 # ##### BEGIN GPL LICENSE BLOCK #####
2 #
3 #  This program is free software; you can redistribute it and/or
4 #  modify it under the terms of the GNU General Public License
5 #  as published by the Free Software Foundation; either version 2
6 #  of the License, or (at your option) any later version.
7 #
8 #  This program is distributed in the hope that it will be useful,
9 #  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10 #  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11 #  GNU General Public License for more details.
12 #
13 #  You should have received a copy of the GNU General Public License
14 #  along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
15 #  Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
16 #
17 # ##### END GPL LICENSE BLOCK #####
18
19 # <pep8 compliant>
20
21
22 bl_info = {
23     "name": "Extrude Along Curve",
24     "author": "Andrew Hale (TrumanBlending)",
25     "version": (0, 1),
26     "blender": (2, 6, 3),
27     "location": "",
28     "description": "Extrude a face along a Bezier Curve",
29     "warning": "",
30     "wiki_url": "",
31     "tracker_url": "",
32     "category": "Mesh"}
33
34
35 import bpy
36 import bmesh
37 from mathutils import Vector, Quaternion
38 from math import ceil, floor, pi
39
40
41 def eval_bez_tan(mat, points, t):
42     num = len(points)
43     t *= num - 1
44     upper = ceil(t)
45     lower = floor(t)
46     if upper == lower:
47         if upper == 0:
48             return (mat * (points[upper].handle_right - points[upper].co)).normalized()
49         elif upper == num - 1:
50             return (mat * (points[upper].co - points[upper].handle_left)).normalized()
51         else:
52             return (mat * (points[upper].co - points[upper].handle_left)).normalized()
53     else:
54         t -= lower
55         pupper = points[upper]
56         plower = points[lower]
57         tangent = -3 * (1 - t) ** 2 * plower.co + (-6 * (1 - t) * t + 3 * (1 - t) ** 2) * plower.handle_right + (-3 * t ** 2 + 3 * (1 - t) * 2 * t) * pupper.handle_left + 3 * t ** 2 * pupper.co
58         tangent = mat * tangent
59         tangent.normalize()
60         return tangent
61
62
63 def eval_bez(mat, points, t):
64     num = len(points)
65     t *= num - 1
66     upper = ceil(t)
67     lower = floor(t)
68     if upper == lower:
69         return mat * points[upper].co
70     else:
71         t -= lower
72         pupper = points[upper]
73         plower = points[lower]
74         pos = (1 - t) ** 3 * plower.co + 3 * (1 - t) ** 2 * t * plower.handle_right + 3 * (1 - t) * t ** 2 * pupper.handle_left + t ** 3 * pupper.co
75         return mat * pos
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77
78 def curve_ob_enum(self, context):
79     obs = context.scene.objects
80     cuobs = [(str(i), ob.name, ob.name) for i, ob in enumerate(obs) if ob.type == 'CURVE']
81     curve_ob_enum.temp = cuobs
82     return cuobs
83
84
85 class ExtrudeAlongCurve(bpy.types.Operator):
86     bl_idname = "mesh.extrude_along_curve"
87     bl_label = "Extrude Along Curve"
88     bl_options = {'REGISTER', 'UNDO'}
89
90     resolution = bpy.props.IntProperty(name="Resolution", default=1, min=1, soft_max=100)
91     scale = bpy.props.FloatProperty(name="Scale", default=1.0, soft_min=0.0, soft_max=5.0)
92     rotation = bpy.props.FloatProperty(name="Rotation", default=0.0, soft_min=-2 * pi, soft_max=2 * pi, subtype='ANGLE')
93     splineidx = bpy.props.IntProperty(name="Spline Index", default=0, min=0)
94     snapto = bpy.props.BoolProperty(name="Snap To Face", default=True)
95     curveob = bpy.props.EnumProperty(name="Curve", items=curve_ob_enum)
96
97     @classmethod
98     def poll(self, context):
99         ob = context.active_object
100         for cuob in context.scene.objects:
101             if cuob.type == 'CURVE':
102                 break
103         else:
104             return False
105
106         return (ob is not None) and (ob.type == 'MESH') and (context.mode == 'EDIT_MESH')
107
108     def draw(self, context):
109         layout = self.layout
110         layout.prop(self, "curveob", text="", icon='CURVE_DATA')
111         layout.prop(self, "resolution")
112         layout.prop(self, "scale")
113         layout.prop(self, "rotation")
114         layout.prop(self, "splineidx")
115         layout.prop(self, "snapto")
116
117     def execute(self, context):
118         ob = bpy.context.active_object
119         me = ob.data
120         bm = bmesh.from_edit_mesh(me)
121
122         # Get the selected curve object and the required spline
123         cuob = context.scene.objects[int(self.curveob)]
124         cu = cuob.data
125
126         self.splineidx = min(self.splineidx, len(cu.splines) - 1)
127         p = cu.splines[self.splineidx].bezier_points
128
129         # Get the property values
130         res = self.resolution
131         scale = self.scale
132         rotation = self.rotation
133         dscale = (1 - scale) / res
134         drot = rotation / res
135
136         # Get the matrices to convert between spaces
137         cmat = ob.matrix_world.inverted() * cuob.matrix_world
138         ctanmat = cmat.to_3x3().inverted().transposed()
139
140         # The list of parameter values to evaluate the bezier curve at
141         tvals = [t / res for t in range(res + 1)]
142
143         # Get the first selected face, if none, cancel
144         for f in bm.faces:
145             if f.select:
146                 break
147         else:
148             return {'CANCELLED'}
149
150         # Get the position vecs on the curve and tangent values
151         bezval = [eval_bez(cmat, p, t) for t in tvals]
152         beztan = [eval_bez_tan(ctanmat, p, t) for t in tvals]
153         bezquat = [0] * len(tvals)
154
155         # Using curve only
156         bezquat[0] = beztan[0].to_track_quat('Z', 'Y')
157         fquat = bezquat[0].inverted()
158
159         # Calculate the min twist orientations
160         for i in range(1, res + 1):
161             ang = beztan[i - 1].angle(beztan[i], 0.0)
162             if ang > 0.0:
163                 axis = beztan[i - 1].cross(beztan[i])
164                 q = Quaternion(axis, ang)
165                 bezquat[i] = q * bezquat[i - 1]
166             else:
167                 bezquat[i] = bezquat[i - 1].copy()
168
169         # Get the faces to be modified
170         fprev = f
171         no = f.normal.copy()
172         faces = [f.copy() for i in range(res)]
173
174         # Offset if we need to snap to the face
175         offset = Vector() if not self.snapto else (f.calc_center_median() - bezval[0])
176
177         # For each of the faces created, set their vert positions and create side faces
178         for i, data in enumerate(zip(faces, bezval[1:], bezquat[1:])):
179
180             fn, pos, quat = data
181             cen = fn.calc_center_median()
182
183             rotquat = Quaternion((0, 0, 1), i * drot)
184
185             for v in fn.verts:
186                 v.co = quat * rotquat * fquat * (v.co - cen) * (1 - (i + 1) * dscale) + pos + offset
187
188             for ll, ul in zip(fprev.loops, fn.loops):
189                 ff = bm.faces.new((ll.vert, ll.link_loop_next.vert, ul.link_loop_next.vert, ul.vert))
190                 ff.normal_update()
191
192             bm.faces.remove(fprev)
193             fprev = fn
194
195         me.calc_tessface()
196         me.calc_normals()
197         me.update()
198
199         return {'FINISHED'}
200
201
202 def register():
203     bpy.utils.register_module(__name__)
204
205
206 def unregister():
207     bpy.utils.unregister_module(__name__)
208
209
210 if __name__ == "__main__":
211     register()