Particle system parenting
[blender-staging.git] / source / blender / makesdna / DNA_particle_types.h
1 /* DNA_particle_types.h
2  *
3  *
4  * $Id$
5  *
6  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU General Public License
10  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
11  * of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
20  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
21  *
22  * The Original Code is Copyright (C) 2007 by Janne Karhu.
23  * All rights reserved.
24  *
25  * The Original Code is: all of this file.
26  *
27  * Contributor(s): none yet.
28  *
29  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
30  */
31
32 #ifndef DNA_PARTICLE_TYPES_H
33 #define DNA_PARTICLE_TYPES_H
34
35 #include "DNA_ID.h"
36
37 typedef struct HairKey {
38         float co[3];    /* location of hair vertex */
39         float time;             /* time along hair, default 0-100 */
40         float weight;   /* softbody weight */
41         short editflag; /* saved particled edit mode flags */
42         short pad;
43 } HairKey;
44
45 typedef struct ParticleKey {    /* when changed update size of struct to copy_particleKey()!! */
46         float co[3];    /* location */
47         float vel[3];   /* velocity */
48         float rot[4];   /* rotation quaternion */
49         float ave[3];   /* angular velocity */
50         float time;             /* when this key happens */
51 } ParticleKey;
52
53 /* Child particles are created around or between parent particles */
54 typedef struct ChildParticle {
55         int num, parent;        /* num is face index on the final derived mesh */
56         int pa[4];                      /* nearest particles to the child, used for the interpolation */
57         float w[4];                     /* interpolation weights for the above particles */
58         float fuv[4], foffset; /* face vertex weights and offset */
59         float rand[3];
60 } ChildParticle;
61
62 /* Everything that's non dynamic for a particle:                        */
63 typedef struct ParticleData {
64         struct Object *stick_ob;/* object that particle sticks to when dead */
65
66         ParticleKey state;              /* normally current global coordinates or       */
67                                                         /* in sticky object space if dead & sticky      */
68
69         ParticleKey prev_state; /* previous state */
70
71         HairKey *hair;                  /* hair vertices */
72
73         ParticleKey *keys;              /* keyed states */
74
75         float i_rot[4],r_rot[4];/* initial & random values (i_rot should be removed as it's not used anymore)*/
76         float r_ave[3],r_ve[3];
77
78         float fuv[4], foffset;  /* coordinates on face/edge number "num" and depth along*/
79                                                         /* face normal for volume emission                                              */
80
81         float time, lifetime;   /* dietime is not nescessarily time+lifetime as */
82         float dietime;                  /* particles can die unnaturally (collision)    */
83
84         float bank;                             /* banking angle for boids */
85
86         float size, sizemul;    /* size and multiplier so that we can update size when ever */
87
88         int num;                                /* index to vert/edge/face */
89         int num_dmcache;                /* index to derived mesh data (face) to avoid slow lookups */
90         int pad;
91
92         int totkey;
93         int bpi;                                /* softbody body point start index */
94
95         short flag;
96         short alive;                            /* the life state of a particle */
97         short loop;                             /* how many times particle life has looped */
98         short rt2;
99 } ParticleData;
100
101 typedef struct ParticleSettings {
102         ID id;
103
104         int flag;
105         short type, from, distr;
106         /* physics modes */
107         short phystype, rotmode, avemode, reactevent;
108         short draw, draw_as, draw_size, childtype;
109         short ren_as, rt2[3];
110         /* number of path segments, power of 2 except */
111         short draw_step, ren_step;
112         short hair_step, keys_step;
113
114         /* adaptive path rendering */
115         short adapt_angle, adapt_pix;
116
117         short disp, omat, interpolation, rotfrom, integrator;
118         short kink, kink_axis, nbetween, boidneighbours;
119
120         /* billboards */
121         short bb_align, bb_uv_split, bb_anim, bb_split_offset;
122         float bb_tilt, bb_rand_tilt, bb_offset[2];
123
124         /* simplification */
125         short simplify_flag, simplify_refsize;
126         float simplify_rate, simplify_transition;
127         float simplify_viewport;
128
129         /* general values */
130         float sta, end, lifetime, randlife;
131         float timetweak, jitfac, keyed_time, eff_hair, rt;
132         int totpart, userjit, grid_res;
133
134         /* initial velocity factors */
135         float normfac, obfac, randfac, partfac, tanfac, tanphase, reactfac;
136         float avefac, phasefac, randrotfac, randphasefac;
137         /* physical properties */
138         float mass, size, randsize, reactshape;
139         /* global physical properties */
140         float acc[3], dragfac, brownfac, dampfac;
141         /* length */
142         float length, abslength, randlength;
143         /* children */
144         int child_nbr, ren_child_nbr;
145         float parents, childsize, childrandsize;
146         float childrad, childflat, childspread;
147         /* clumping */
148         float clumpfac, clumppow;
149         /* kink */
150         float kink_amp, kink_freq, kink_shape;
151         /* rough */
152         float rough1, rough1_size;
153         float rough2, rough2_size, rough2_thres;
154         float rough_end, rough_end_shape;
155         /* branching */
156         float branch_thres;
157         /* drawing stuff */
158         float draw_line[2];
159
160         /* boids */
161         float max_vel, max_lat_acc, max_tan_acc;
162         float average_vel, banking, max_bank, groundz;
163         float boidfac[8];
164         char boidrule[8];
165
166         struct Group *dup_group;
167         struct Group *eff_group;
168         struct Object *dup_ob;
169         struct Object *bb_ob;
170         struct Ipo *ipo;
171         struct PartDeflect *pd;
172         struct PartDeflect *pd2;
173 } ParticleSettings;
174
175 typedef struct ParticleSystem{                          /* note, make sure all (runtime) are NULL's in copy_particlesystem */
176         struct ParticleSystem *next, *prev;
177
178         ParticleSettings *part;                                 /* particle settings */
179
180         ParticleData *particles;                                /* (parent) particles */
181         ChildParticle *child;                                   /* child particles */
182
183         struct ParticleEdit *edit;                                              /* particle editmode (runtime) */
184         void (*free_edit)(struct ParticleSystem *sys);  /* free callback */
185
186         struct ParticleCacheKey **pathcache;    /* path cache (runtime) */
187         struct ParticleCacheKey **childcache;   /* child cache (runtime) */
188         ListBase pathcachebufs, childcachebufs; /* buffers for the above */
189
190         struct SoftBody *soft;                                  /* hair softbody */
191
192         struct Object *target_ob;
193         struct Object *keyed_ob;
194         struct Object *lattice;
195         struct Object *parent;                                  /* particles from global space -> parent space */
196
197         struct ListBase effectors, reactevents; /* runtime */
198         
199         float imat[4][4];       /* used for duplicators */
200         float cfra;
201         int seed;
202         int flag, totpart, totchild, totcached, totchildcache, rt;
203         short recalc, target_psys, keyed_psys, totkeyed, softflag, bakespace;
204
205         char bb_uvname[3][32];                                  /* billboard uv name */
206
207         /* if you change these remember to update array lengths to PSYS_TOT_VG! */
208         short vgroup[12], vg_neg, rt3;                  /* vertex groups */
209
210         /* temporary storage during render */
211         void *renderdata;
212
213         /* point cache */
214         struct PointCache *pointcache;
215 }ParticleSystem;
216
217 /* general particle maximums */
218 /* no special why's, just seem reasonable */
219 /* changing these (atleast upwards) should not cause any major problems */
220 #define MAX_PARTS                       100000  /* real particles/system */
221 #define MAX_PART_CHILDREN       10000   /* child particles/real particles */
222 #define MAX_BOIDNEIGHBOURS      10              /* neigbours considered/boid */
223
224 /* part->type */
225 /* hair is allways baked static in object/geometry space */
226 /* other types (normal particles) are in global space and not static baked */
227 #define PART_EMITTER            0
228 #define PART_REACTOR            1
229 #define PART_HAIR                       2
230 #define PART_FLUID                      3
231
232 /* part->flag */
233 #define PART_REACT_STA_END      1
234 #define PART_REACT_MULTIPLE     2
235
236 #define PART_LOOP                       4
237 //#define PART_LOOP_INSTANT     8
238
239 #define PART_HAIR_GEOMETRY      16
240
241 #define PART_UNBORN                     32      /*show unborn particles*/
242 #define PART_DIED                       64      /*show died particles*/
243
244 #define PART_TRAND                      128     
245 #define PART_EDISTR                     256     /* particle/face from face areas */
246
247 #define PART_STICKY                     512     /*collided particles can stick to collider*/
248 #define PART_DIE_ON_COL         (1<<12)
249 #define PART_SIZE_DEFL          (1<<13) /* swept sphere deflections */
250 #define PART_ROT_DYN            (1<<14) /* dynamic rotation */
251 #define PART_SIZEMASS           (1<<16)
252
253 #define PART_ABS_LENGTH         (1<<15)
254
255 #define PART_ABS_TIME           (1<<17)
256 #define PART_GLOB_TIME          (1<<18)
257
258 #define PART_BOIDS_2D           (1<<19)
259
260 #define PART_BRANCHING          (1<<20)
261 #define PART_ANIM_BRANCHING     (1<<21)
262 #define PART_SYMM_BRANCHING     (1<<24)
263
264 #define PART_HAIR_BSPLINE       1024
265
266 #define PART_GRID_INVERT        (1<<26)
267
268 #define PART_CHILD_EFFECT       (1<<27)
269 #define PART_CHILD_SEAMS        (1<<28)
270 #define PART_CHILD_RENDER       (1<<29)
271 #define PART_CHILD_GUIDE        (1<<30)
272
273 #define PART_SELF_EFFECT        (1<<22)
274
275 /* part->rotfrom */
276 #define PART_ROT_KEYS           0       /* interpolate directly from keys */
277 #define PART_ROT_ZINCR          1       /* same as zdir but done incrementally from previous position */
278 #define PART_ROT_IINCR          2       /* same as idir but done incrementally from previous position */
279
280 /* part->from */
281 #define PART_FROM_VERT          0
282 #define PART_FROM_FACE          1
283 #define PART_FROM_VOLUME        2
284 #define PART_FROM_PARTICLE      3
285 #define PART_FROM_CHILD         4
286
287 /* part->distr */
288 #define PART_DISTR_JIT          0
289 #define PART_DISTR_RAND         1
290 #define PART_DISTR_GRID         2
291
292 /* part->phystype */
293 #define PART_PHYS_NO            0
294 #define PART_PHYS_NEWTON        1
295 #define PART_PHYS_KEYED         2
296 #define PART_PHYS_BOIDS         3
297
298 /* part->kink */
299 #define PART_KINK_NO            0
300 #define PART_KINK_CURL          1
301 #define PART_KINK_RADIAL        2
302 #define PART_KINK_WAVE          3
303 #define PART_KINK_BRAID         4
304
305 /* part->draw */
306 #define PART_DRAW_VEL           1
307 //#define PART_DRAW_PATH_LEN    2
308 #define PART_DRAW_SIZE          4
309 #define PART_DRAW_EMITTER       8       /* render emitter also */
310 //#define PART_DRAW_HEALTH      16
311 //#define PART_DRAW_TIMED_PATH  32
312 //#define PART_DRAW_CACHED_PATH 64
313 #define PART_DRAW_BB_LOCK       128
314 #define PART_DRAW_PARENT        256
315 #define PART_DRAW_NUM           512
316 #define PART_DRAW_RAND_GR       1024
317 #define PART_DRAW_REN_ADAPT     2048
318 #define PART_DRAW_VEL_LENGTH    (1<<12)
319 #define PART_DRAW_MAT_COL               (1<<13)
320 #define PART_DRAW_WHOLE_GR              (1<<14)
321 #define PART_DRAW_REN_STRAND    (1<<15)
322
323 /* part->simplify_flag */
324 #define PART_SIMPLIFY_ENABLE    1
325 #define PART_SIMPLIFY_VIEWPORT  2
326
327 /* part->bb_align */
328 #define PART_BB_X               0
329 #define PART_BB_Y               1
330 #define PART_BB_Z               2
331 #define PART_BB_VIEW    3
332 #define PART_BB_VEL             4
333
334 /* part->bb_anim */
335 #define PART_BB_ANIM_NONE       0
336 #define PART_BB_ANIM_TIME       1
337 #define PART_BB_ANIM_ANGLE      2
338 #define PART_BB_ANIM_OFF_TIME   3
339 #define PART_BB_ANIM_OFF_ANGLE  4
340
341 /* part->bb_split_offset */
342 #define PART_BB_OFF_NONE        0
343 #define PART_BB_OFF_LINEAR      1
344 #define PART_BB_OFF_RANDOM      2
345
346 /* part->draw_as */
347 /* part->ren_as*/
348 #define PART_DRAW_NOT           0
349 #define PART_DRAW_DOT           1
350 #define PART_DRAW_HALO          1
351 #define PART_DRAW_CIRC          2
352 #define PART_DRAW_CROSS         3
353 #define PART_DRAW_AXIS          4
354 #define PART_DRAW_LINE          5
355 #define PART_DRAW_PATH          6
356 #define PART_DRAW_OB            7
357 #define PART_DRAW_GR            8
358 #define PART_DRAW_BB            9
359 #define PART_DRAW_REND          10
360
361 /* part->integrator */
362 #define PART_INT_EULER          0
363 #define PART_INT_MIDPOINT       1
364 #define PART_INT_RK4            2
365
366 /* part->rotmode */
367 #define PART_ROT_NOR            1
368 #define PART_ROT_VEL            2
369 #define PART_ROT_GLOB_X         3
370 #define PART_ROT_GLOB_Y         4
371 #define PART_ROT_GLOB_Z         5
372 #define PART_ROT_OB_X           6
373 #define PART_ROT_OB_Y           7
374 #define PART_ROT_OB_Z           8
375
376 /* part->avemode */
377 #define PART_AVE_SPIN           1
378 #define PART_AVE_RAND           2
379
380 /* part->reactevent */
381 #define PART_EVENT_DEATH        0
382 #define PART_EVENT_COLLIDE      1
383 #define PART_EVENT_NEAR         2
384
385 /* part->childtype */
386 #define PART_CHILD_PARTICLES    1
387 #define PART_CHILD_FACES                2
388
389 /* psys->recalc */
390 #define PSYS_RECALC_REDO        1       /* only do pathcache etc */
391 #define PSYS_RECALC_RESET       2       /* reset everything including pointcache */
392 #define PSYS_RECALC_TYPE        4       /* handle system type change */
393 #define PSYS_RECALC_CHILD       16      /* only child settings changed */
394
395 /* psys->flag */
396 #define PSYS_CURRENT            1
397 //#define PSYS_BAKING                   2
398 //#define PSYS_BAKE_UI          4
399 #define PSYS_KEYED_TIME         8
400 #define PSYS_ENABLED            16      /* deprecated */
401 #define PSYS_FIRST_KEYED        32
402 #define PSYS_DRAWING            64
403 //#define PSYS_SOFT_BAKE                128
404 #define PSYS_DELETE                     256     /* remove particlesystem as soon as possible */
405 #define PSYS_HAIR_DONE          512
406 #define PSYS_KEYED                      1024
407 #define PSYS_EDITED                     2048
408 //#define PSYS_PROTECT_CACHE    4096
409 #define PSYS_DISABLED           8192
410
411 /* pars->flag */
412 #define PARS_UNEXIST            1
413 #define PARS_NO_DISP            2
414 #define PARS_STICKY                     4
415 #define PARS_TRANSFORM          8
416 #define PARS_HIDE                       16
417 #define PARS_TAG                        32
418 #define PARS_REKEY                      64
419 #define PARS_EDIT_RECALC        128
420
421 /* pars->alive */
422 #define PARS_KILLED                     0
423 #define PARS_DEAD                       1
424 #define PARS_UNBORN                     2
425 #define PARS_ALIVE                      3
426 #define PARS_DYING                      4
427
428 /* psys->vg */
429 #define PSYS_TOT_VG                     12
430
431 #define PSYS_VG_DENSITY         0
432 #define PSYS_VG_VEL                     1
433 #define PSYS_VG_LENGTH          2
434 #define PSYS_VG_CLUMP           3
435 #define PSYS_VG_KINK            4
436 #define PSYS_VG_ROUGH1          5
437 #define PSYS_VG_ROUGH2          6
438 #define PSYS_VG_ROUGHE          7
439 #define PSYS_VG_SIZE            8
440 #define PSYS_VG_TAN                     9
441 #define PSYS_VG_ROT                     10
442 #define PSYS_VG_EFFECTOR        11
443
444 /* part->boidrules */
445 #define BOID_TOT_RULES          8
446
447 #define BOID_COLLIDE            0
448 #define BOID_AVOID                      1
449 #define BOID_CROWD                      2
450 #define BOID_CENTER                     3
451 #define BOID_AV_VEL                     4
452 #define BOID_VEL_MATCH          5
453 #define BOID_GOAL                       6
454 #define BOID_LEVEL                      7
455
456
457 //#define PSYS_INTER_CUBIC      0
458 //#define PSYS_INTER_LINEAR     1
459 //#define PSYS_INTER_CARDINAL   2
460 //#define PSYS_INTER_BSPLINE    3
461
462 #endif