49b5eff3aa8d42257810755a972fe8daf9757ee4
[blender-staging.git] / source / blender / python / generic / mathutils_geometry.c
1 /* 
2  * $Id$
3  *
4  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
9  * of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
18  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
19  *
20  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
21  * All rights reserved.
22  *
23  * This is a new part of Blender.
24  *
25  * Contributor(s): Joseph Gilbert, Campbell Barton
26  *
27  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
28  */
29
30 /** \file blender/python/generic/mathutils_geometry.c
31  *  \ingroup pygen
32  */
33
34
35 #include <Python.h>
36
37 #include "mathutils_geometry.h"
38
39 /* Used for PolyFill */
40 #include "MEM_guardedalloc.h"
41
42 #include "BLI_blenlib.h"
43 #include "BLI_boxpack2d.h"
44 #include "BLI_math.h"
45 #include "BLI_utildefines.h"
46  
47 #include "BKE_displist.h"
48
49 #include "BKE_curve.h"
50
51 #define SWAP_FLOAT(a, b, tmp) tmp=a; a=b; b=tmp
52 #define eps 0.000001
53
54
55 /*-------------------------DOC STRINGS ---------------------------*/
56 static char M_Geometry_doc[]= "The Blender geometry module\n\n";
57
58 //---------------------------------INTERSECTION FUNCTIONS--------------------
59
60 static char M_Geometry_intersect_ray_tri_doc[] =
61 ".. function:: intersect_ray_tri(v1, v2, v3, ray, orig, clip=True)\n"
62 "\n"
63 "   Returns the intersection between a ray and a triangle, if possible, returns None otherwise.\n"
64 "\n"
65 "   :arg v1: Point1\n"
66 "   :type v1: :class:`mathutils.Vector`\n"
67 "   :arg v2: Point2\n"
68 "   :type v2: :class:`mathutils.Vector`\n"
69 "   :arg v3: Point3\n"
70 "   :type v3: :class:`mathutils.Vector`\n"
71 "   :arg ray: Direction of the projection\n"
72 "   :type ray: :class:`mathutils.Vector`\n"
73 "   :arg orig: Origin\n"
74 "   :type orig: :class:`mathutils.Vector`\n"
75 "   :arg clip: When False, don't restrict the intersection to the area of the triangle, use the infinite plane defined by the triangle.\n"
76 "   :type clip: boolean\n"
77 "   :return: The point of intersection or None if no intersection is found\n"
78 "   :rtype: :class:`mathutils.Vector` or None\n"
79 ;
80 static PyObject *M_Geometry_intersect_ray_tri(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
81 {
82         VectorObject *ray, *ray_off, *vec1, *vec2, *vec3;
83         float dir[3], orig[3], v1[3], v2[3], v3[3], e1[3], e2[3], pvec[3], tvec[3], qvec[3];
84         float det, inv_det, u, v, t;
85         int clip= 1;
86
87         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!O!|i:intersect_ray_tri", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3, &vector_Type, &ray, &vector_Type, &ray_off , &clip)) {
88                 return NULL;
89         }
90         if(vec1->size != 3 || vec2->size != 3 || vec3->size != 3 || ray->size != 3 || ray_off->size != 3) {
91                 PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "only 3D vectors for all parameters");
92                 return NULL;
93         }
94
95         if(BaseMath_ReadCallback(vec1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec3) == -1 || BaseMath_ReadCallback(ray) == -1 || BaseMath_ReadCallback(ray_off) == -1)
96                 return NULL;
97
98         VECCOPY(v1, vec1->vec);
99         VECCOPY(v2, vec2->vec);
100         VECCOPY(v3, vec3->vec);
101
102         VECCOPY(dir, ray->vec);
103         normalize_v3(dir);
104
105         VECCOPY(orig, ray_off->vec);
106
107         /* find vectors for two edges sharing v1 */
108         sub_v3_v3v3(e1, v2, v1);
109         sub_v3_v3v3(e2, v3, v1);
110
111         /* begin calculating determinant - also used to calculated U parameter */
112         cross_v3_v3v3(pvec, dir, e2);
113
114         /* if determinant is near zero, ray lies in plane of triangle */
115         det= dot_v3v3(e1, pvec);
116
117         if (det > -0.000001f && det < 0.000001f) {
118                 Py_RETURN_NONE;
119         }
120
121         inv_det= 1.0f / det;
122
123         /* calculate distance from v1 to ray origin */
124         sub_v3_v3v3(tvec, orig, v1);
125
126         /* calculate U parameter and test bounds */
127         u= dot_v3v3(tvec, pvec) * inv_det;
128         if (clip && (u < 0.0f || u > 1.0f)) {
129                 Py_RETURN_NONE;
130         }
131
132         /* prepare to test the V parameter */
133         cross_v3_v3v3(qvec, tvec, e1);
134
135         /* calculate V parameter and test bounds */
136         v= dot_v3v3(dir, qvec) * inv_det;
137
138         if (clip && (v < 0.0f || u + v > 1.0f)) {
139                 Py_RETURN_NONE;
140         }
141
142         /* calculate t, ray intersects triangle */
143         t= dot_v3v3(e2, qvec) * inv_det;
144
145         mul_v3_fl(dir, t);
146         add_v3_v3v3(pvec, orig, dir);
147
148         return newVectorObject(pvec, 3, Py_NEW, NULL);
149 }
150
151 /* Line-Line intersection using algorithm from mathworld.wolfram.com */
152
153 static char M_Geometry_intersect_line_line_doc[] =
154 ".. function:: intersect_line_line(v1, v2, v3, v4)\n"
155 "\n"
156 "   Returns a tuple with the points on each line respectively closest to the other.\n"
157 "\n"
158 "   :arg v1: First point of the first line\n"
159 "   :type v1: :class:`mathutils.Vector`\n"
160 "   :arg v2: Second point of the first line\n"
161 "   :type v2: :class:`mathutils.Vector`\n"
162 "   :arg v3: First point of the second line\n"
163 "   :type v3: :class:`mathutils.Vector`\n"
164 "   :arg v4: Second point of the second line\n"
165 "   :type v4: :class:`mathutils.Vector`\n"
166 "   :rtype: tuple of :class:`mathutils.Vector`'s\n"
167 ;
168 static PyObject *M_Geometry_intersect_line_line(PyObject *UNUSED(self), PyObject *args)
169 {
170         PyObject * tuple;
171         VectorObject *vec1, *vec2, *vec3, *vec4;
172         float v1[3], v2[3], v3[3], v4[3], i1[3], i2[3];
173
174         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!:intersect_line_line", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3, &vector_Type, &vec4)) {
175                 return NULL;
176         }
177         if(vec1->size != vec2->size || vec1->size != vec3->size || vec3->size != vec2->size) {
178                 PyErr_SetString(PyExc_ValueError,"vectors must be of the same size");
179                 return NULL;
180         }
181
182         if(BaseMath_ReadCallback(vec1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec3) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec4) == -1)
183                 return NULL;
184
185         if(vec1->size == 3 || vec1->size == 2) {
186                 int result;
187
188                 if (vec1->size == 3) {
189                         VECCOPY(v1, vec1->vec);
190                         VECCOPY(v2, vec2->vec);
191                         VECCOPY(v3, vec3->vec);
192                         VECCOPY(v4, vec4->vec);
193                 }
194                 else {
195                         v1[0]= vec1->vec[0];
196                         v1[1]= vec1->vec[1];
197                         v1[2]= 0.0f;
198
199                         v2[0]= vec2->vec[0];
200                         v2[1]= vec2->vec[1];
201                         v2[2]= 0.0f;
202
203                         v3[0]= vec3->vec[0];
204                         v3[1]= vec3->vec[1];
205                         v3[2]= 0.0f;
206
207                         v4[0]= vec4->vec[0];
208                         v4[1]= vec4->vec[1];
209                         v4[2]= 0.0f;
210                 }
211
212                 result= isect_line_line_v3(v1, v2, v3, v4, i1, i2);
213
214                 if (result == 0) {
215                         /* colinear */
216                         Py_RETURN_NONE;
217                 }
218                 else {
219                         tuple= PyTuple_New(2);
220                         PyTuple_SET_ITEM(tuple, 0, newVectorObject(i1, vec1->size, Py_NEW, NULL));
221                         PyTuple_SET_ITEM(tuple, 1, newVectorObject(i2, vec1->size, Py_NEW, NULL));
222                         return tuple;
223                 }
224         }
225         else {
226                 PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "2D/3D vectors only");
227                 return NULL;
228         }
229 }
230
231
232
233
234 //----------------------------geometry.normal() -------------------
235 static char M_Geometry_normal_doc[] =
236 ".. function:: normal(v1, v2, v3, v4=None)\n"
237 "\n"
238 "   Returns the normal of the 3D tri or quad.\n"
239 "\n"
240 "   :arg v1: Point1\n"
241 "   :type v1: :class:`mathutils.Vector`\n"
242 "   :arg v2: Point2\n"
243 "   :type v2: :class:`mathutils.Vector`\n"
244 "   :arg v3: Point3\n"
245 "   :type v3: :class:`mathutils.Vector`\n"
246 "   :arg v4: Point4 (optional)\n"
247 "   :type v4: :class:`mathutils.Vector`\n"
248 "   :rtype: :class:`mathutils.Vector`\n"
249 ;
250 static PyObject *M_Geometry_normal(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
251 {
252         VectorObject *vec1, *vec2, *vec3, *vec4;
253         float n[3];
254
255         if(PyTuple_GET_SIZE(args) == 3) {
256                 if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!:normal", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3)) {
257                         return NULL;
258                 }
259                 if(vec1->size != vec2->size || vec1->size != vec3->size) {
260                         PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "vectors must be of the same size");
261                         return NULL;
262                 }
263                 if(vec1->size < 3) {
264                         PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "2D vectors unsupported");
265                         return NULL;
266                 }
267
268                 if(BaseMath_ReadCallback(vec1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec3) == -1)
269                         return NULL;
270
271                 normal_tri_v3(n, vec1->vec, vec2->vec, vec3->vec);
272         }
273         else {
274                 if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!:normal", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3, &vector_Type, &vec4)) {
275                         return NULL;
276                 }
277                 if(vec1->size != vec2->size || vec1->size != vec3->size || vec1->size != vec4->size) {
278                         PyErr_SetString(PyExc_ValueError,"vectors must be of the same size");
279                         return NULL;
280                 }
281                 if(vec1->size < 3) {
282                         PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "2D vectors unsupported");
283                         return NULL;
284                 }
285
286                 if(BaseMath_ReadCallback(vec1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec3) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec4) == -1)
287                         return NULL;
288
289                 normal_quad_v3(n, vec1->vec, vec2->vec, vec3->vec, vec4->vec);
290         }
291
292         return newVectorObject(n, 3, Py_NEW, NULL);
293 }
294
295 //--------------------------------- AREA FUNCTIONS--------------------
296
297 static char M_Geometry_area_tri_doc[] =
298 ".. function:: area_tri(v1, v2, v3)\n"
299 "\n"
300 "   Returns the area size of the 2D or 3D triangle defined.\n"
301 "\n"
302 "   :arg v1: Point1\n"
303 "   :type v1: :class:`mathutils.Vector`\n"
304 "   :arg v2: Point2\n"
305 "   :type v2: :class:`mathutils.Vector`\n"
306 "   :arg v3: Point3\n"
307 "   :type v3: :class:`mathutils.Vector`\n"
308 "   :rtype: float\n"
309 ;
310 static PyObject *M_Geometry_area_tri(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
311 {
312         VectorObject *vec1, *vec2, *vec3;
313
314         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!:area_tri", &vector_Type, &vec1, &vector_Type, &vec2, &vector_Type, &vec3)) {
315                 return NULL;
316         }
317
318         if(vec1->size != vec2->size || vec1->size != vec3->size) {
319                 PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "vectors must be of the same size");
320                 return NULL;
321         }
322
323         if(BaseMath_ReadCallback(vec1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec3) == -1)
324                 return NULL;
325
326         if (vec1->size == 3) {
327                 return PyFloat_FromDouble(area_tri_v3(vec1->vec, vec2->vec, vec3->vec));
328         }
329         else if (vec1->size == 2) {
330                 return PyFloat_FromDouble(area_tri_v2(vec1->vec, vec2->vec, vec3->vec));
331         }
332         else {
333                 PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "only 2D,3D vectors are supported");
334                 return NULL;
335         }
336 }
337
338 /*----------------------------------geometry.PolyFill() -------------------*/
339 static char M_Geometry_tesselate_polygon_doc[] =
340 ".. function:: tesselate_polygon(veclist_list)\n"
341 "\n"
342 "   Takes a list of polylines (each point a vector) and returns the point indices for a polyline filled with triangles.\n"
343 "\n"
344 "   :arg veclist_list: list of polylines\n"
345 "   :rtype: list\n"
346 ;
347 /* PolyFill function, uses Blenders scanfill to fill multiple poly lines */
348 static PyObject *M_Geometry_tesselate_polygon(PyObject *UNUSED(self), PyObject *polyLineSeq)
349 {
350         PyObject *tri_list; /*return this list of tri's */
351         PyObject *polyLine, *polyVec;
352         int i, len_polylines, len_polypoints, ls_error= 0;
353
354         /* display listbase */
355         ListBase dispbase={NULL, NULL};
356         DispList *dl;
357         float *fp; /*pointer to the array of malloced dl->verts to set the points from the vectors */
358         int index, *dl_face, totpoints=0;
359
360         if(!PySequence_Check(polyLineSeq)) {
361                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "expected a sequence of poly lines");
362                 return NULL;
363         }
364         
365         len_polylines= PySequence_Size(polyLineSeq);
366         
367         for(i= 0; i < len_polylines; ++i) {
368                 polyLine= PySequence_GetItem(polyLineSeq, i);
369                 if (!PySequence_Check(polyLine)) {
370                         freedisplist(&dispbase);
371                         Py_XDECREF(polyLine); /* may be null so use Py_XDECREF*/
372                         PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "One or more of the polylines is not a sequence of mathutils.Vector's");
373                         return NULL;
374                 }
375                 
376                 len_polypoints= PySequence_Size(polyLine);
377                 if (len_polypoints>0) { /* dont bother adding edges as polylines */
378 #if 0
379                         if (EXPP_check_sequence_consistency(polyLine, &vector_Type) != 1) {
380                                 freedisplist(&dispbase);
381                                 Py_DECREF(polyLine);
382                                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "A point in one of the polylines is not a mathutils.Vector type");
383                                 return NULL;
384                         }
385 #endif
386                         dl= MEM_callocN(sizeof(DispList), "poly disp");
387                         BLI_addtail(&dispbase, dl);
388                         dl->type= DL_INDEX3;
389                         dl->nr= len_polypoints;
390                         dl->type= DL_POLY;
391                         dl->parts= 1; /* no faces, 1 edge loop */
392                         dl->col= 0; /* no material */
393                         dl->verts= fp= MEM_callocN(sizeof(float)*3*len_polypoints, "dl verts");
394                         dl->index= MEM_callocN(sizeof(int)*3*len_polypoints, "dl index");
395                         
396                         for(index= 0; index<len_polypoints; ++index, fp+=3) {
397                                 polyVec= PySequence_GetItem(polyLine, index);
398                                 if(VectorObject_Check(polyVec)) {
399                                         
400                                         if(BaseMath_ReadCallback((VectorObject *)polyVec) == -1)
401                                                 ls_error= 1;
402                                         
403                                         fp[0]= ((VectorObject *)polyVec)->vec[0];
404                                         fp[1]= ((VectorObject *)polyVec)->vec[1];
405                                         if(((VectorObject *)polyVec)->size > 2)
406                                                 fp[2]= ((VectorObject *)polyVec)->vec[2];
407                                         else
408                                                 fp[2]= 0.0f; /* if its a 2d vector then set the z to be zero */
409                                 }
410                                 else {
411                                         ls_error= 1;
412                                 }
413                                 
414                                 totpoints++;
415                                 Py_DECREF(polyVec);
416                         }
417                 }
418                 Py_DECREF(polyLine);
419         }
420         
421         if(ls_error) {
422                 freedisplist(&dispbase); /* possible some dl was allocated */
423                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "A point in one of the polylines is not a mathutils.Vector type");
424                 return NULL;
425         }
426         else if (totpoints) {
427                 /* now make the list to return */
428                 filldisplist(&dispbase, &dispbase, 0);
429                 
430                 /* The faces are stored in a new DisplayList
431                 thats added to the head of the listbase */
432                 dl= dispbase.first; 
433                 
434                 tri_list= PyList_New(dl->parts);
435                 if(!tri_list) {
436                         freedisplist(&dispbase);
437                         PyErr_SetString(PyExc_RuntimeError, "geometry.PolyFill failed to make a new list");
438                         return NULL;
439                 }
440                 
441                 index= 0;
442                 dl_face= dl->index;
443                 while(index < dl->parts) {
444                         PyList_SET_ITEM(tri_list, index, Py_BuildValue("iii", dl_face[0], dl_face[1], dl_face[2]));
445                         dl_face+= 3;
446                         index++;
447                 }
448                 freedisplist(&dispbase);
449         }
450         else {
451                 /* no points, do this so scripts dont barf */
452                 freedisplist(&dispbase); /* possible some dl was allocated */
453                 tri_list= PyList_New(0);
454         }
455         
456         return tri_list;
457 }
458
459 static char M_Geometry_intersect_line_line_2d_doc[] =
460 ".. function:: intersect_line_line_2d(lineA_p1, lineA_p2, lineB_p1, lineB_p2)\n"
461 "\n"
462 "   Takes 2 lines (as 4 vectors) and returns a vector for their point of intersection or None.\n"
463 "\n"
464 "   :arg lineA_p1: First point of the first line\n"
465 "   :type lineA_p1: :class:`mathutils.Vector`\n"
466 "   :arg lineA_p2: Second point of the first line\n"
467 "   :type lineA_p2: :class:`mathutils.Vector`\n"
468 "   :arg lineB_p1: First point of the second line\n"
469 "   :type lineB_p1: :class:`mathutils.Vector`\n"
470 "   :arg lineB_p2: Second point of the second line\n"
471 "   :type lineB_p2: :class:`mathutils.Vector`\n"
472 "   :return: The point of intersection or None when not found\n"
473 "   :rtype: :class:`mathutils.Vector` or None\n"
474 ;
475 static PyObject *M_Geometry_intersect_line_line_2d(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
476 {
477         VectorObject *line_a1, *line_a2, *line_b1, *line_b2;
478         float vi[2];
479         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!:intersect_line_line_2d",
480           &vector_Type, &line_a1,
481           &vector_Type, &line_a2,
482           &vector_Type, &line_b1,
483           &vector_Type, &line_b2)
484         ) {
485                 return NULL;
486         }
487         
488         if(BaseMath_ReadCallback(line_a1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(line_a2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(line_b1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(line_b2) == -1)
489                 return NULL;
490
491         if(isect_seg_seg_v2_point(line_a1->vec, line_a2->vec, line_b1->vec, line_b2->vec, vi) == 1) {
492                 return newVectorObject(vi, 2, Py_NEW, NULL);
493         }
494         else {
495                 Py_RETURN_NONE;
496         }
497 }
498
499
500 static char M_Geometry_intersect_line_plane_doc[] =
501 ".. function:: intersect_line_plane(line_a, line_b, plane_co, plane_no, no_flip=False)\n"
502 "\n"
503 "   Takes 2 lines (as 4 vectors) and returns a vector for their point of intersection or None.\n"
504 "\n"
505 "   :arg line_a: First point of the first line\n"
506 "   :type line_a: :class:`mathutils.Vector`\n"
507 "   :arg line_b: Second point of the first line\n"
508 "   :type line_b: :class:`mathutils.Vector`\n"
509 "   :arg plane_co: A point on the plane\n"
510 "   :type plane_co: :class:`mathutils.Vector`\n"
511 "   :arg plane_no: The direction the plane is facing\n"
512 "   :type plane_no: :class:`mathutils.Vector`\n"
513 "   :arg no_flip: Always return an intersection on the directon defined bt line_a -> line_b\n"
514 "   :type no_flip: :boolean\n"
515 "   :return: The point of intersection or None when not found\n"
516 "   :rtype: :class:`mathutils.Vector` or None\n"
517 ;
518 static PyObject *M_Geometry_intersect_line_plane(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
519 {
520         VectorObject *line_a, *line_b, *plane_co, *plane_no;
521         int no_flip= 0;
522         float isect[3];
523         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!|i:intersect_line_line_2d",
524           &vector_Type, &line_a,
525           &vector_Type, &line_b,
526           &vector_Type, &plane_co,
527           &vector_Type, &plane_no,
528           &no_flip)
529         ) {
530                 return NULL;
531         }
532
533         if(             BaseMath_ReadCallback(line_a) == -1 ||
534                 BaseMath_ReadCallback(line_b) == -1 ||
535                 BaseMath_ReadCallback(plane_co) == -1 ||
536                 BaseMath_ReadCallback(plane_no) == -1
537         ) {
538                 return NULL;
539         }
540
541         if(ELEM4(2, line_a->size, line_b->size, plane_co->size, plane_no->size)) {
542                 PyErr_SetString(PyExc_RuntimeError, "geometry.intersect_line_plane(...) can't use 2D Vectors");
543                 return NULL;
544         }
545
546         if(isect_line_plane_v3(isect, line_a->vec, line_b->vec, plane_co->vec, plane_no->vec, no_flip) == 1) {
547                 return newVectorObject(isect, 3, Py_NEW, NULL);
548         }
549         else {
550                 Py_RETURN_NONE;
551         }
552 }
553
554 static char M_Geometry_intersect_point_line_doc[] =
555 ".. function:: intersect_point_line(pt, line_p1, line_p2)\n"
556 "\n"
557 "   Takes a point and a line and returns a tuple with the closest point on the line and its distance from the first point of the line as a percentage of the length of the line.\n"
558 "\n"
559 "   :arg pt: Point\n"
560 "   :type pt: :class:`mathutils.Vector`\n"
561 "   :arg line_p1: First point of the line\n"
562 "   :type line_p1: :class:`mathutils.Vector`\n"
563 "   :arg line_p1: Second point of the line\n"
564 "   :type line_p1: :class:`mathutils.Vector`\n"
565 "   :rtype: (:class:`mathutils.Vector`, float)\n"
566 ;
567 static PyObject *M_Geometry_intersect_point_line(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
568 {
569         VectorObject *pt, *line_1, *line_2;
570         float pt_in[3], pt_out[3], l1[3], l2[3];
571         float lambda;
572         PyObject *ret;
573         
574         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!:intersect_point_line",
575                 &vector_Type, &pt,
576                 &vector_Type, &line_1,
577                 &vector_Type, &line_2)
578         ) {
579                 return NULL;
580         }
581         
582         if(BaseMath_ReadCallback(pt) == -1 || BaseMath_ReadCallback(line_1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(line_2) == -1)
583                 return NULL;
584         
585         /* accept 2d verts */
586         if (pt->size==3) { VECCOPY(pt_in, pt->vec);}
587         else { pt_in[2]=0.0;    VECCOPY2D(pt_in, pt->vec) }
588         
589         if (line_1->size==3) { VECCOPY(l1, line_1->vec);}
590         else { l1[2]=0.0;       VECCOPY2D(l1, line_1->vec) }
591         
592         if (line_2->size==3) { VECCOPY(l2, line_2->vec);}
593         else { l2[2]=0.0;       VECCOPY2D(l2, line_2->vec) }
594         
595         /* do the calculation */
596         lambda= closest_to_line_v3(pt_out, pt_in, l1, l2);
597         
598         ret= PyTuple_New(2);
599         PyTuple_SET_ITEM(ret, 0, newVectorObject(pt_out, 3, Py_NEW, NULL));
600         PyTuple_SET_ITEM(ret, 1, PyFloat_FromDouble(lambda));
601         return ret;
602 }
603
604 static char M_Geometry_intersect_point_tri_2d_doc[] =
605 ".. function:: intersect_point_tri_2d(pt, tri_p1, tri_p2, tri_p3)\n"
606 "\n"
607 "   Takes 4 vectors (using only the x and y coordinates): one is the point and the next 3 define the triangle. Returns 1 if the point is within the triangle, otherwise 0.\n"
608 "\n"
609 "   :arg pt: Point\n"
610 "   :type v1: :class:`mathutils.Vector`\n"
611 "   :arg tri_p1: First point of the triangle\n"
612 "   :type tri_p1: :class:`mathutils.Vector`\n"
613 "   :arg tri_p2: Second point of the triangle\n"
614 "   :type tri_p2: :class:`mathutils.Vector`\n"
615 "   :arg tri_p3: Third point of the triangle\n"
616 "   :type tri_p3: :class:`mathutils.Vector`\n"
617 "   :rtype: int\n"
618 ;
619 static PyObject *M_Geometry_intersect_point_tri_2d(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
620 {
621         VectorObject *pt_vec, *tri_p1, *tri_p2, *tri_p3;
622         
623         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!:intersect_point_tri_2d",
624                   &vector_Type, &pt_vec,
625                   &vector_Type, &tri_p1,
626                   &vector_Type, &tri_p2,
627                   &vector_Type, &tri_p3)
628         ) {
629                 return NULL;
630         }
631         
632         if(BaseMath_ReadCallback(pt_vec) == -1 || BaseMath_ReadCallback(tri_p1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(tri_p2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(tri_p3) == -1)
633                 return NULL;
634         
635         return PyLong_FromLong(isect_point_tri_v2(pt_vec->vec, tri_p1->vec, tri_p2->vec, tri_p3->vec));
636 }
637
638 static char M_Geometry_intersect_point_quad_2d_doc[] =
639 ".. function:: intersect_point_quad_2d(pt, quad_p1, quad_p2, quad_p3, quad_p4)\n"
640 "\n"
641 "   Takes 5 vectors (using only the x and y coordinates): one is the point and the next 4 define the quad, only the x and y are used from the vectors. Returns 1 if the point is within the quad, otherwise 0.\n"
642 "\n"
643 "   :arg pt: Point\n"
644 "   :type v1: :class:`mathutils.Vector`\n"
645 "   :arg quad_p1: First point of the quad\n"
646 "   :type quad_p1: :class:`mathutils.Vector`\n"
647 "   :arg quad_p2: Second point of the quad\n"
648 "   :type quad_p2: :class:`mathutils.Vector`\n"
649 "   :arg quad_p3: Third point of the quad\n"
650 "   :type quad_p3: :class:`mathutils.Vector`\n"
651 "   :arg quad_p4: Forth point of the quad\n"
652 "   :type quad_p4: :class:`mathutils.Vector`\n"
653 "   :rtype: int\n"
654 ;
655 static PyObject *M_Geometry_intersect_point_quad_2d(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
656 {
657         VectorObject *pt_vec, *quad_p1, *quad_p2, *quad_p3, *quad_p4;
658         
659         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!O!:intersect_point_quad_2d",
660                   &vector_Type, &pt_vec,
661                   &vector_Type, &quad_p1,
662                   &vector_Type, &quad_p2,
663                   &vector_Type, &quad_p3,
664                   &vector_Type, &quad_p4)
665         ) {
666                 return NULL;
667         }
668         
669         if(BaseMath_ReadCallback(pt_vec) == -1 || BaseMath_ReadCallback(quad_p1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(quad_p2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(quad_p3) == -1 || BaseMath_ReadCallback(quad_p4) == -1)
670                 return NULL;
671         
672         return PyLong_FromLong(isect_point_quad_v2(pt_vec->vec, quad_p1->vec, quad_p2->vec, quad_p3->vec, quad_p4->vec));
673 }
674
675 static int boxPack_FromPyObject(PyObject *value, boxPack **boxarray)
676 {
677         int len, i;
678         PyObject *list_item, *item_1, *item_2;
679         boxPack *box;
680         
681         
682         /* Error checking must already be done */
683         if(!PyList_Check(value)) {
684                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "can only back a list of [x, y, w, h]");
685                 return -1;
686         }
687         
688         len= PyList_Size(value);
689         
690         (*boxarray)= MEM_mallocN(len*sizeof(boxPack), "boxPack box");
691         
692         
693         for(i= 0; i < len; i++) {
694                 list_item= PyList_GET_ITEM(value, i);
695                 if(!PyList_Check(list_item) || PyList_Size(list_item) < 4) {
696                         MEM_freeN(*boxarray);
697                         PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "can only pack a list of [x, y, w, h]");
698                         return -1;
699                 }
700                 
701                 box= (*boxarray)+i;
702                 
703                 item_1= PyList_GET_ITEM(list_item, 2);
704                 item_2= PyList_GET_ITEM(list_item, 3);
705                 
706                 box->w=  (float)PyFloat_AsDouble(item_1);
707                 box->h=  (float)PyFloat_AsDouble(item_2);
708                 box->index= i;
709
710                 if (box->w < 0.0f || box->h < 0.0f) {
711                         MEM_freeN(*boxarray);
712                         PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "error parsing width and height values from list: [x, y, w, h], not numbers or below zero");
713                         return -1;
714                 }
715
716                 /* verts will be added later */
717         }
718         return 0;
719 }
720
721 static void boxPack_ToPyObject(PyObject * value, boxPack **boxarray)
722 {
723         int len, i;
724         PyObject *list_item;
725         boxPack *box;
726         
727         len= PyList_Size(value);
728         
729         for(i= 0; i < len; i++) {
730                 box= (*boxarray)+i;
731                 list_item= PyList_GET_ITEM(value, box->index);
732                 PyList_SET_ITEM(list_item, 0, PyFloat_FromDouble(box->x));
733                 PyList_SET_ITEM(list_item, 1, PyFloat_FromDouble(box->y));
734         }
735         MEM_freeN(*boxarray);
736 }
737
738 static char M_Geometry_box_pack_2d_doc[] =
739 ".. function:: box_pack_2d(boxes)\n"
740 "\n"
741 "   Returns the normal of the 3D tri or quad.\n"
742 "\n"
743 "   :arg boxes: list of boxes, each box is a list where the first 4 items are [x, y, width, height, ...] other items are ignored.\n"
744 "   :type boxes: list\n"
745 "   :return: the width and height of the packed bounding box\n"
746 "   :rtype: tuple, pair of floats\n"
747 ;
748 static PyObject *M_Geometry_box_pack_2d(PyObject *UNUSED(self), PyObject *boxlist)
749 {
750         float tot_width= 0.0f, tot_height= 0.0f;
751         int len;
752
753         PyObject *ret;
754         
755         if(!PyList_Check(boxlist)) {
756                 PyErr_SetString(PyExc_TypeError, "expected a list of boxes [[x, y, w, h], ... ]");
757                 return NULL;
758         }
759
760         len= PyList_GET_SIZE(boxlist);
761         if (len) {
762                 boxPack *boxarray= NULL;
763                 if(boxPack_FromPyObject(boxlist, &boxarray) == -1) {
764                         return NULL; /* exception set */
765                 }
766
767                 /* Non Python function */
768                 boxPack2D(boxarray, len, &tot_width, &tot_height);
769
770                 boxPack_ToPyObject(boxlist, &boxarray);
771         }
772
773         ret= PyTuple_New(2);
774         PyTuple_SET_ITEM(ret, 0, PyFloat_FromDouble(tot_width));
775         PyTuple_SET_ITEM(ret, 1, PyFloat_FromDouble(tot_width));
776         return ret;
777 }
778
779 static char M_Geometry_interpolate_bezier_doc[] =
780 ".. function:: interpolate_bezier(knot1, handle1, handle2, knot2, resolution)\n"
781 "\n"
782 "   Interpolate a bezier spline segment.\n"
783 "\n"
784 "   :arg knot1: First bezier spline point.\n"
785 "   :type knot1: :class:`mathutils.Vector`\n"
786 "   :arg handle1: First bezier spline handle.\n"
787 "   :type handle1: :class:`mathutils.Vector`\n"
788 "   :arg handle2: Second bezier spline handle.\n"
789 "   :type handle2: :class:`mathutils.Vector`\n"
790 "   :arg knot2: Second bezier spline point.\n"
791 "   :type knot2: :class:`mathutils.Vector`\n"
792 "   :arg resolution: Number of points to return.\n"
793 "   :type resolution: int\n"
794 "   :return: The interpolated points\n"
795 "   :rtype: list of :class:`mathutils.Vector`'s\n"
796 ;
797 static PyObject *M_Geometry_interpolate_bezier(PyObject *UNUSED(self), PyObject* args)
798 {
799         VectorObject *vec_k1, *vec_h1, *vec_k2, *vec_h2;
800         int resolu;
801         int dims;
802         int i;
803         float *coord_array, *fp;
804         PyObject *list;
805         
806         float k1[4]= {0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
807         float h1[4]= {0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
808         float k2[4]= {0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
809         float h2[4]= {0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
810         
811         
812         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!i:interpolate_bezier",
813           &vector_Type, &vec_k1,
814           &vector_Type, &vec_h1,
815           &vector_Type, &vec_h2,
816           &vector_Type, &vec_k2, &resolu)
817         ) {
818                 return NULL;
819         }
820
821         if(resolu <= 1) {
822                 PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "resolution must be 2 or over");
823                 return NULL;
824         }
825
826         if(BaseMath_ReadCallback(vec_k1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec_h1) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec_k2) == -1 || BaseMath_ReadCallback(vec_h2) == -1)
827                 return NULL;
828
829         dims= MAX4(vec_k1->size, vec_h1->size, vec_h2->size, vec_k2->size);
830         
831         for(i=0; i < vec_k1->size; i++) k1[i]= vec_k1->vec[i];
832         for(i=0; i < vec_h1->size; i++) h1[i]= vec_h1->vec[i];
833         for(i=0; i < vec_k2->size; i++) k2[i]= vec_k2->vec[i];
834         for(i=0; i < vec_h2->size; i++) h2[i]= vec_h2->vec[i];
835         
836         coord_array= MEM_callocN(dims * (resolu) * sizeof(float), "interpolate_bezier");
837         for(i=0; i<dims; i++) {
838                 forward_diff_bezier(k1[i], h1[i], h2[i], k2[i], coord_array+i, resolu-1, sizeof(float)*dims);
839         }
840         
841         list= PyList_New(resolu);
842         fp= coord_array;
843         for(i=0; i<resolu; i++, fp= fp+dims) {
844                 PyList_SET_ITEM(list, i, newVectorObject(fp, dims, Py_NEW, NULL));
845         }
846         MEM_freeN(coord_array);
847         return list;
848 }
849
850 static char M_Geometry_barycentric_transform_doc[] =
851 ".. function:: barycentric_transform(point, tri_a1, tri_a2, tri_a3, tri_b1, tri_b2, tri_b3)\n"
852 "\n"
853 "   Return a transformed point, the transformation is defined by 2 triangles.\n"
854 "\n"
855 "   :arg point: The point to transform.\n"
856 "   :type point: :class:`mathutils.Vector`\n"
857 "   :arg tri_a1: source triangle vertex.\n"
858 "   :type tri_a1: :class:`mathutils.Vector`\n"
859 "   :arg tri_a2: source triangle vertex.\n"
860 "   :type tri_a2: :class:`mathutils.Vector`\n"
861 "   :arg tri_a3: source triangle vertex.\n"
862 "   :type tri_a3: :class:`mathutils.Vector`\n"
863 "   :arg tri_a1: target triangle vertex.\n"
864 "   :type tri_a1: :class:`mathutils.Vector`\n"
865 "   :arg tri_a2: target triangle vertex.\n"
866 "   :type tri_a2: :class:`mathutils.Vector`\n"
867 "   :arg tri_a3: target triangle vertex.\n"
868 "   :type tri_a3: :class:`mathutils.Vector`\n"
869 "   :return: The transformed point\n"
870 "   :rtype: :class:`mathutils.Vector`'s\n"
871 ;
872 static PyObject *M_Geometry_barycentric_transform(PyObject *UNUSED(self), PyObject *args)
873 {
874         VectorObject *vec_pt;
875         VectorObject *vec_t1_tar, *vec_t2_tar, *vec_t3_tar;
876         VectorObject *vec_t1_src, *vec_t2_src, *vec_t3_src;
877         float vec[3];
878
879         if(!PyArg_ParseTuple(args, "O!O!O!O!O!O!O!:barycentric_transform",
880                   &vector_Type, &vec_pt,
881                   &vector_Type, &vec_t1_src,
882                   &vector_Type, &vec_t2_src,
883                   &vector_Type, &vec_t3_src,
884                   &vector_Type, &vec_t1_tar,
885                   &vector_Type, &vec_t2_tar,
886                   &vector_Type, &vec_t3_tar)
887         ) {
888                 return NULL;
889         }
890
891         if(     vec_pt->size != 3 ||
892                 vec_t1_src->size != 3 ||
893                 vec_t2_src->size != 3 ||
894                 vec_t3_src->size != 3 ||
895                 vec_t1_tar->size != 3 ||
896                 vec_t2_tar->size != 3 ||
897                 vec_t3_tar->size != 3)
898         {
899                 PyErr_SetString(PyExc_ValueError, "One of more of the vector arguments wasnt a 3D vector");
900                 return NULL;
901         }
902
903         barycentric_transform(vec, vec_pt->vec,
904                         vec_t1_tar->vec, vec_t2_tar->vec, vec_t3_tar->vec,
905                         vec_t1_src->vec, vec_t2_src->vec, vec_t3_src->vec);
906
907         return newVectorObject(vec, 3, Py_NEW, NULL);
908 }
909
910 static PyMethodDef M_Geometry_methods[]= {
911         {"intersect_ray_tri", (PyCFunction) M_Geometry_intersect_ray_tri, METH_VARARGS, M_Geometry_intersect_ray_tri_doc},
912         {"intersect_point_line", (PyCFunction) M_Geometry_intersect_point_line, METH_VARARGS, M_Geometry_intersect_point_line_doc},
913         {"intersect_point_tri_2d", (PyCFunction) M_Geometry_intersect_point_tri_2d, METH_VARARGS, M_Geometry_intersect_point_tri_2d_doc},
914         {"intersect_point_quad_2d", (PyCFunction) M_Geometry_intersect_point_quad_2d, METH_VARARGS, M_Geometry_intersect_point_quad_2d_doc},
915         {"intersect_line_line", (PyCFunction) M_Geometry_intersect_line_line, METH_VARARGS, M_Geometry_intersect_line_line_doc},
916         {"intersect_line_line_2d", (PyCFunction) M_Geometry_intersect_line_line_2d, METH_VARARGS, M_Geometry_intersect_line_line_2d_doc},
917         {"intersect_line_plane", (PyCFunction) M_Geometry_intersect_line_plane, METH_VARARGS, M_Geometry_intersect_line_plane_doc},
918         {"interpolate_bezier", (PyCFunction) M_Geometry_interpolate_bezier, METH_VARARGS, M_Geometry_interpolate_bezier_doc},
919         {"area_tri", (PyCFunction) M_Geometry_area_tri, METH_VARARGS, M_Geometry_area_tri_doc},
920         {"normal", (PyCFunction) M_Geometry_normal, METH_VARARGS, M_Geometry_normal_doc},
921         {"tesselate_polygon", (PyCFunction) M_Geometry_tesselate_polygon, METH_O, M_Geometry_tesselate_polygon_doc},
922         {"box_pack_2d", (PyCFunction) M_Geometry_box_pack_2d, METH_O, M_Geometry_box_pack_2d_doc},
923         {"barycentric_transform", (PyCFunction) M_Geometry_barycentric_transform, METH_VARARGS, M_Geometry_barycentric_transform_doc},
924         {NULL, NULL, 0, NULL}
925 };
926
927 static struct PyModuleDef M_Geometry_module_def= {
928         PyModuleDef_HEAD_INIT,
929         "mathutils.geometry",  /* m_name */
930         M_Geometry_doc,  /* m_doc */
931         0,  /* m_size */
932         M_Geometry_methods,  /* m_methods */
933         NULL,  /* m_reload */
934         NULL,  /* m_traverse */
935         NULL,  /* m_clear */
936         NULL,  /* m_free */
937 };
938
939 /*----------------------------MODULE INIT-------------------------*/
940 PyMODINIT_FUNC BPyInit_mathutils_geometry(void)
941 {
942         PyObject *submodule= PyModule_Create(&M_Geometry_module_def);
943         return submodule;
944 }