source/blender/render/intern/source/volume_precache.c

   1 /*
   2  *
   3  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   7  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
   8  * of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  17  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
  18  *
  19  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
  20  * All rights reserved.
  21  *
  22  * The Original Code is: all of this file.
  23  *
  24  * Contributor(s): Matt Ebb, Ra˙l Fern·ndez Hern·ndez (Farsthary).
  25  *
  26  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
  27  */
  28
  29 /** \file blender/render/intern/source/volume_precache.c
  30  *  \ingroup render
  31  */
  32
  33
  34 #include <math.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <float.h>
  38
  39 #include "MEM_guardedalloc.h"
  40
  41 #include "BLI_blenlib.h"
  42 #include "BLI_math.h"
  43 #include "BLI_threads.h"
  44 #include "BLI_voxel.h"
  45 #include "BLI_utildefines.h"
  46
  47 #include "PIL_time.h"
  48
  49 #include "RE_shader_ext.h"
  50
  51 #include "DNA_material_types.h"
  52
  53 #include "rayintersection.h"
  54 #include "rayobject.h"
  55 #include "render_types.h"
  56 #include "rendercore.h"
  57 #include "renderdatabase.h"
  58 #include "volumetric.h"
  59 #include "volume_precache.h"
  60
  61 #if defined( _MSC_VER ) && !defined( __cplusplus )
  62 # define inline __inline
  63 #endif // defined( _MSC_VER ) && !defined( __cplusplus )
  64
  65 #include "BKE_global.h"
  66
  67 /* ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ */
  68 /* defined in pipeline.c, is hardcopy of active dynamic allocated Render */
  69 /* only to be used here in this file, it's for speed */
  70 extern struct Render R;
  71 /* ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ */
  72
  73 /* *** utility code to set up an individual raytree for objectinstance, for checking inside/outside *** */
  74
  75 /* Recursive test for intersections, from a point inside the mesh, to outside
  76  * Number of intersections (depth) determine if a point is inside or outside the mesh */
  77 static int intersect_outside_volume(RayObject *tree, Isect *isect, float *offset, int limit, int depth)
  78 {
  79         if (limit == 0) return depth;
  80
  81         if (RE_rayobject_raycast(tree, isect)) {
  82
  83                 isect->start[0] = isect->start[0] + isect->dist*isect->dir[0];
  84                 isect->start[1] = isect->start[1] + isect->dist*isect->dir[1];
  85                 isect->start[2] = isect->start[2] + isect->dist*isect->dir[2];
  86
  87                 isect->dist = FLT_MAX;
  88                 isect->skip = RE_SKIP_VLR_NEIGHBOUR;
  89                 isect->orig.face= isect->hit.face;
  90                 isect->orig.ob= isect->hit.ob;
  91
  92                 return intersect_outside_volume(tree, isect, offset, limit-1, depth+1);
  93         } else {
  94                 return depth;
  95         }
  96 }
  97
  98 /* Uses ray tracing to check if a point is inside or outside an ObjectInstanceRen */
  99 static int point_inside_obi(RayObject *tree, ObjectInstanceRen *UNUSED(obi), float *co)
 100 {
 101         Isect isect= {{0}};
 102         float dir[3] = {0.0f,0.0f,1.0f};
 103         int final_depth=0, depth=0, limit=20;
 104
 105         /* set up the isect */
 106         VECCOPY(isect.start, co);
 107         VECCOPY(isect.dir, dir);
 108         isect.mode= RE_RAY_MIRROR;
 109         isect.last_hit= NULL;
 110         isect.lay= -1;
 111
 112         isect.dist = FLT_MAX;
 113         isect.orig.face= NULL;
 114         isect.orig.ob = NULL;
 115
 116         final_depth = intersect_outside_volume(tree, &isect, dir, limit, depth);
 117
 118         /* even number of intersections: point is outside
 119          * odd number: point is inside */
 120         if (final_depth % 2 == 0) return 0;
 121         else return 1;
 122 }
 123
 124 /* find the bounding box of an objectinstance in global space */
 125 void global_bounds_obi(Render *re, ObjectInstanceRen *obi, float *bbmin, float *bbmax)
 126 {
 127         ObjectRen *obr = obi->obr;
 128         VolumePrecache *vp = obi->volume_precache;
 129         VertRen *ver= NULL;
 130         float co[3];
 131         int a;
 132
 133         if (vp->bbmin != NULL && vp->bbmax != NULL) {
 134                 copy_v3_v3(bbmin, vp->bbmin);
 135                 copy_v3_v3(bbmax, vp->bbmax);
 136                 return;
 137         }
 138
 139         vp->bbmin = MEM_callocN(sizeof(float)*3, "volume precache min boundbox corner");
 140         vp->bbmax = MEM_callocN(sizeof(float)*3, "volume precache max boundbox corner");
 141
 142         INIT_MINMAX(bbmin, bbmax);
 143
 144         for(a=0; a<obr->totvert; a++) {
 145                 if((a & 255)==0) ver= obr->vertnodes[a>>8].vert;
 146                 else ver++;
 147
 148                 copy_v3_v3(co, ver->co);
 149
 150                 /* transformed object instance in camera space */
 151                 if(obi->flag & R_TRANSFORMED)
 152                         mul_m4_v3(obi->mat, co);
 153
 154                 /* convert to global space */
 155                 mul_m4_v3(re->viewinv, co);
 156
 157                 DO_MINMAX(co, vp->bbmin, vp->bbmax);
 158         }
 159
 160         copy_v3_v3(bbmin, vp->bbmin);
 161         copy_v3_v3(bbmax, vp->bbmax);
 162
 163 }
 164
 165 /* *** light cache filtering *** */
 166
 167 static float get_avg_surrounds(float *cache, int *res, int xx, int yy, int zz)
 168 {
 169         int x, y, z, x_, y_, z_;
 170         int added=0;
 171         float tot=0.0f;
 172
 173         for (z=-1; z <= 1; z++) {
 174                 z_ = zz+z;
 175                 if (z_ >= 0 && z_ <= res[2]-1) {
 176
 177                         for (y=-1; y <= 1; y++) {
 178                                 y_ = yy+y;
 179                                 if (y_ >= 0 && y_ <= res[1]-1) {
 180
 181                                         for (x=-1; x <= 1; x++) {
 182                                                 x_ = xx+x;
 183                                                 if (x_ >= 0 && x_ <= res[0]-1) {
 184                                                         const int i= V_I(x_, y_, z_, res);
 185
 186                                                         if (cache[i] > 0.0f) {
 187                                                                 tot += cache[i];
 188                                                                 added++;
 189                                                         }
 190
 191                                                 }
 192                                         }
 193                                 }
 194                         }
 195                 }
 196         }
 197
 198         if (added > 0) tot /= added;
 199
 200         return tot;
 201 }
 202
 203 /* function to filter the edges of the light cache, where there was no volume originally.
 204  * For each voxel which was originally external to the mesh, it finds the average values of
 205  * the surrounding internal voxels and sets the original external voxel to that average amount.
 206  * Works almost a bit like a 'dilate' filter */
 207 static void lightcache_filter(VolumePrecache *vp)
 208 {
 209         int x, y, z;
 210
 211         for (z=0; z < vp->res[2]; z++) {
 212                 for (y=0; y < vp->res[1]; y++) {
 213                         for (x=0; x < vp->res[0]; x++) {
 214                                 /* trigger for outside mesh */
 215                                 const int i= V_I(x, y, z, vp->res);
 216
 217                                 if (vp->data_r[i] < -0.f)
 218                                         vp->data_r[i] = get_avg_surrounds(vp->data_r, vp->res, x, y, z);
 219                                 if (vp->data_g[i] < -0.f)
 220                                         vp->data_g[i] = get_avg_surrounds(vp->data_g, vp->res, x, y, z);
 221                                 if (vp->data_b[i] < -0.f)
 222                                         vp->data_b[i] = get_avg_surrounds(vp->data_b, vp->res, x, y, z);
 223                         }
 224                 }
 225         }
 226 }
 227
 228 #if 0
 229 static void lightcache_filter2(VolumePrecache *vp)
 230 {
 231         int x, y, z;
 232         float *new_r, *new_g, *new_b;
 233         int field_size = vp->res[0]*vp->res[1]*vp->res[2]*sizeof(float);
 234
 235         new_r = MEM_mallocN(field_size, "temp buffer for light cache filter r channel");
 236         new_g = MEM_mallocN(field_size, "temp buffer for light cache filter g channel");
 237         new_b = MEM_mallocN(field_size, "temp buffer for light cache filter b channel");
 238
 239         memcpy(new_r, vp->data_r, field_size);
 240         memcpy(new_g, vp->data_g, field_size);
 241         memcpy(new_b, vp->data_b, field_size);
 242
 243         for (z=0; z < vp->res[2]; z++) {
 244                 for (y=0; y < vp->res[1]; y++) {
 245                         for (x=0; x < vp->res[0]; x++) {
 246                                 /* trigger for outside mesh */
 247                                 const int i= V_I(x, y, z, vp->res);
 248                                 if (vp->data_r[i] < -0.f)
 249                                         new_r[i] = get_avg_surrounds(vp->data_r, vp->res, x, y, z);
 250                                 if (vp->data_g[i] < -0.f)
 251                                         new_g[i] = get_avg_surrounds(vp->data_g, vp->res, x, y, z);
 252                                 if (vp->data_b[i] < -0.f)
 253                                         new_b[i] = get_avg_surrounds(vp->data_b, vp->res, x, y, z);
 254                         }
 255                 }
 256         }
 257
 258         SWAP(float *, vp->data_r, new_r);
 259         SWAP(float *, vp->data_g, new_g);
 260         SWAP(float *, vp->data_b, new_b);
 261
 262         if (new_r) { MEM_freeN(new_r); new_r=NULL; }
 263         if (new_g) { MEM_freeN(new_g); new_g=NULL; }
 264         if (new_b) { MEM_freeN(new_b); new_b=NULL; }
 265 }
 266 #endif
 267
 268 static inline int ms_I(int x, int y, int z, int *n) //has a pad of 1 voxel surrounding the core for boundary simulation
 269 {
 270         /* different ordering to light cache */
 271         return x*(n[1]+2)*(n[2]+2) + y*(n[2]+2) + z;
 272 }
 273
 274 static inline int v_I_pad(int x, int y, int z, int *n) //has a pad of 1 voxel surrounding the core for boundary simulation
 275 {
 276         /* same ordering to light cache, with padding */
 277         return z*(n[1]+2)*(n[0]+2) + y*(n[0]+2) + x;
 278 }
 279
 280 static inline int lc_to_ms_I(int x, int y, int z, int *n)
 281 {
 282         /* converting light cache index to multiple scattering index */
 283         return (x-1)*(n[1]*n[2]) + (y-1)*(n[2]) + z-1;
 284 }
 285
 286 /* *** multiple scattering approximation *** */
 287
 288 /* get the total amount of light energy in the light cache. used to normalise after multiple scattering */
 289 static float total_ss_energy(VolumePrecache *vp)
 290 {
 291         int x, y, z;
 292         int *res = vp->res;
 293         float energy=0.f;
 294
 295         for (z=0; z < res[2]; z++) {
 296                 for (y=0; y < res[1]; y++) {
 297                         for (x=0; x < res[0]; x++) {
 298                                 const int i=V_I(x, y, z, res);
 299
 300                                 if (vp->data_r[i] > 0.f) energy += vp->data_r[i];
 301                                 if (vp->data_g[i] > 0.f) energy += vp->data_g[i];
 302                                 if (vp->data_b[i] > 0.f) energy += vp->data_b[i];
 303                         }
 304                 }
 305         }
 306
 307         return energy;
 308 }
 309
 310 static float total_ms_energy(float *sr, float *sg, float *sb, int *res)
 311 {
 312         int x, y, z;
 313         float energy=0.f;
 314
 315         for (z=1;z<=res[2];z++) {
 316                 for (y=1;y<=res[1];y++) {
 317                         for (x=1;x<=res[0];x++) {
 318                                 const int i = ms_I(x,y,z,res);
 319
 320                                 if (sr[i] > 0.f) energy += sr[i];
 321                                 if (sg[i] > 0.f) energy += sg[i];
 322                                 if (sb[i] > 0.f) energy += sb[i];
 323                         }
 324                 }
 325         }
 326
 327         return energy;
 328 }
 329
 330 static void ms_diffuse(float *x0, float *x, float diff, int *n) //n is the unpadded resolution
 331 {
 332         int i, j, k, l;
 333         const float dt = VOL_MS_TIMESTEP;
 334         const float a = dt*diff*n[0]*n[1]*n[2];
 335
 336         for (l=0; l<20; l++)
 337         {
 338                 for (k=1; k<=n[2]; k++)
 339                 {
 340                         for (j=1; j<=n[1]; j++)
 341                         {
 342                                 for (i=1; i<=n[0]; i++)
 343                                 {
 344                                    x[v_I_pad(i,j,k,n)] = (x0[v_I_pad(i,j,k,n)]) + a*(   x0[v_I_pad(i-1,j,k,n)]+ x0[v_I_pad(i+1,j,k,n)]+ x0[v_I_pad(i,j-1,k,n)]+
 345                                                                                                                                                 x0[v_I_pad(i,j+1,k,n)]+ x0[v_I_pad(i,j,k-1,n)]+x0[v_I_pad(i,j,k+1,n)]
 346                                                                                                                                                 ) / (1+6*a);
 347                                 }
 348                         }
 349                 }
 350         }
 351 }
 352
 353 static void multiple_scattering_diffusion(Render *re, VolumePrecache *vp, Material *ma)
 354 {
 355         const float diff = ma->vol.ms_diff * 0.001f;    /* compensate for scaling for a nicer UI range */
 356         const int simframes = (int)(ma->vol.ms_spread * (float)MAX3(vp->res[0], vp->res[1], vp->res[2]));
 357         const int shade_type = ma->vol.shade_type;
 358         float fac = ma->vol.ms_intensity;
 359
 360         int x, y, z, m;
 361         int *n = vp->res;
 362         const int size = (n[0]+2)*(n[1]+2)*(n[2]+2);
 363         double time, lasttime= PIL_check_seconds_timer();
 364         float total;
 365         float c=1.0f;
 366         float origf;    /* factor for blending in original light cache */
 367         float energy_ss, energy_ms;
 368
 369         float *sr0=(float *)MEM_callocN(size*sizeof(float), "temporary multiple scattering buffer");
 370         float *sr=(float *)MEM_callocN(size*sizeof(float), "temporary multiple scattering buffer");
 371         float *sg0=(float *)MEM_callocN(size*sizeof(float), "temporary multiple scattering buffer");
 372         float *sg=(float *)MEM_callocN(size*sizeof(float), "temporary multiple scattering buffer");
 373         float *sb0=(float *)MEM_callocN(size*sizeof(float), "temporary multiple scattering buffer");
 374         float *sb=(float *)MEM_callocN(size*sizeof(float), "temporary multiple scattering buffer");
 375
 376         total = (float)(n[0]*n[1]*n[2]*simframes);
 377
 378         energy_ss = total_ss_energy(vp);
 379
 380         /* Scattering as diffusion pass */
 381         for (m=0; m<simframes; m++)
 382         {
 383                 /* add sources */
 384                 for (z=1; z<=n[2]; z++)
 385                 {
 386                         for (y=1; y<=n[1]; y++)
 387                         {
 388                                 for (x=1; x<=n[0]; x++)
 389                                 {
 390                                         const int i = lc_to_ms_I(x, y ,z, n);   //lc index
 391                                         const int j = ms_I(x, y, z, n);                 //ms index
 392
 393                                         time= PIL_check_seconds_timer();
 394                                         c++;
 395                                         if (vp->data_r[i] > 0.0f)
 396                                                 sr[j] += vp->data_r[i];
 397                                         if (vp->data_g[i] > 0.0f)
 398                                                 sg[j] += vp->data_g[i];
 399                                         if (vp->data_b[i] > 0.0f)
 400                                                 sb[j] += vp->data_b[i];
 401
 402                                         /* Displays progress every second */
 403                                         if(time-lasttime>1.0) {
 404                                                 char str[64];
 405                                                 BLI_snprintf(str, sizeof(str), "Simulating multiple scattering: %d%%", (int)(100.0f * (c / total)));
 406                                                 re->i.infostr= str;
 407                                                 re->stats_draw(re->sdh, &re->i);
 408                                                 re->i.infostr= NULL;
 409                                                 lasttime= time;
 410                                         }
 411                                 }
 412                         }
 413                 }
 414                 SWAP(float *,sr,sr0);
 415                 SWAP(float *,sg,sg0);
 416                 SWAP(float *,sb,sb0);
 417
 418                 /* main diffusion simulation */
 419                 ms_diffuse(sr0, sr, diff, n);
 420                 ms_diffuse(sg0, sg, diff, n);
 421                 ms_diffuse(sb0, sb, diff, n);
 422
 423                 if (re->test_break(re->tbh)) break;
 424         }
 425
 426         /* normalisation factor to conserve energy */
 427         energy_ms = total_ms_energy(sr, sg, sb, n);
 428         fac *= (energy_ss / energy_ms);
 429
 430         /* blend multiple scattering back in the light cache */
 431         if (shade_type == MA_VOL_SHADE_SHADEDPLUSMULTIPLE) {
 432                 /* conserve energy - half single, half multiple */
 433                 origf = 0.5f;
 434                 fac *= 0.5f;
 435         } else {
 436                 origf = 0.0f;
 437         }
 438
 439         for (z=1;z<=n[2];z++)
 440         {
 441                 for (y=1;y<=n[1];y++)
 442                 {
 443                         for (x=1;x<=n[0];x++)
 444                         {
 445                                 const int i = lc_to_ms_I(x, y ,z, n);   //lc index
 446                                 const int j = ms_I(x, y, z, n);                 //ms index
 447
 448                                 vp->data_r[i] = origf * vp->data_r[i] + fac * sr[j];
 449                                 vp->data_g[i] = origf * vp->data_g[i] + fac * sg[j];
 450                                 vp->data_b[i] = origf * vp->data_b[i] + fac * sb[j];
 451                         }
 452                 }
 453         }
 454
 455         MEM_freeN(sr0);
 456         MEM_freeN(sr);
 457         MEM_freeN(sg0);
 458         MEM_freeN(sg);
 459         MEM_freeN(sb0);
 460         MEM_freeN(sb);
 461 }
 462
 463
 464
 465 #if 0 // debug stuff
 466 static void *vol_precache_part_test(void *data)
 467 {
 468         VolPrecachePart *pa = data;
 469
 470         printf("part number: %d \n", pa->num);
 471         printf("done: %d \n", pa->done);
 472         printf("x min: %d   x max: %d \n", pa->minx, pa->maxx);
 473         printf("y min: %d   y max: %d \n", pa->miny, pa->maxy);
 474         printf("z min: %d   z max: %d \n", pa->minz, pa->maxz);
 475
 476         return NULL;
 477 }
 478 #endif
 479
 480 typedef struct VolPrecacheQueue {
 481         ThreadQueue *work;
 482         ThreadQueue *done;
 483 } VolPrecacheQueue;
 484
 485 /* Iterate over the 3d voxel grid, and fill the voxels with scattering information
 486  *
 487  * It's stored in memory as 3 big float grids next to each other, one for each RGB channel.
 488  * I'm guessing the memory alignment may work out better this way for the purposes
 489  * of doing linear interpolation, but I haven't actually tested this theory! :)
 490  */
 491 static void *vol_precache_part(void *data)
 492 {
 493         VolPrecacheQueue *queue = (VolPrecacheQueue*)data;
 494         VolPrecachePart *pa;
 495
 496         while ((pa = BLI_thread_queue_pop(queue->work))) {
 497                 ObjectInstanceRen *obi = pa->obi;
 498                 RayObject *tree = pa->tree;
 499                 ShadeInput *shi = pa->shi;
 500                 float scatter_col[3] = {0.f, 0.f, 0.f};
 501                 float co[3], cco[3], view[3];
 502                 int x, y, z, i;
 503                 int res[3];
 504
 505                 if (pa->re->test_break && pa->re->test_break(pa->re->tbh))
 506                         break;
 507
 508                 res[0]= pa->res[0];
 509                 res[1]= pa->res[1];
 510                 res[2]= pa->res[2];
 511
 512                 for (z= pa->minz; z < pa->maxz; z++) {
 513                         co[2] = pa->bbmin[2] + (pa->voxel[2] * (z + 0.5f));
 514
 515                         for (y= pa->miny; y < pa->maxy; y++) {
 516                                 co[1] = pa->bbmin[1] + (pa->voxel[1] * (y + 0.5f));
 517
 518                                 for (x=pa->minx; x < pa->maxx; x++) {
 519                                         co[0] = pa->bbmin[0] + (pa->voxel[0] * (x + 0.5f));
 520
 521                                         if (pa->re->test_break && pa->re->test_break(pa->re->tbh))
 522                                                 break;
 523
 524                                         /* convert from world->camera space for shading */
 525                                         mul_v3_m4v3(cco, pa->viewmat, co);
 526
 527                                         i= V_I(x, y, z, res);
 528
 529                                         // don't bother if the point is not inside the volume mesh
 530                                         if (!point_inside_obi(tree, obi, cco)) {
 531                                                 obi->volume_precache->data_r[i] = -1.0f;
 532                                                 obi->volume_precache->data_g[i] = -1.0f;
 533                                                 obi->volume_precache->data_b[i] = -1.0f;
 534                                                 continue;
 535                                         }
 536
 537                                         copy_v3_v3(view, cco);
 538                                         normalize_v3(view);
 539                                         vol_get_scattering(shi, scatter_col, cco, view);
 540
 541                                         obi->volume_precache->data_r[i] = scatter_col[0];
 542                                         obi->volume_precache->data_g[i] = scatter_col[1];
 543                                         obi->volume_precache->data_b[i] = scatter_col[2];
 544
 545                                 }
 546                         }
 547                 }
 548
 549                 BLI_thread_queue_push(queue->done, pa);
 550         }
 551
 552         return NULL;
 553 }
 554
 555
 556 static void precache_setup_shadeinput(Render *re, ObjectInstanceRen *obi, Material *ma, ShadeInput *shi)
 557 {
 558         memset(shi, 0, sizeof(ShadeInput));
 559         shi->depth= 1;
 560         shi->mask= 1;
 561         shi->mat = ma;
 562         shi->vlr = NULL;
 563         memcpy(&shi->r, &shi->mat->r, 23*sizeof(float));        // note, keep this synced with render_types.h
 564         shi->har= shi->mat->har;
 565         shi->obi= obi;
 566         shi->obr= obi->obr;
 567         shi->lay = re->lay;
 568 }
 569
 570 static void precache_init_parts(Render *re, RayObject *tree, ShadeInput *shi, ObjectInstanceRen *obi, int totthread, int *parts)
 571 {
 572         VolumePrecache *vp = obi->volume_precache;
 573         int i=0, x, y, z;
 574         float voxel[3];
 575         int sizex, sizey, sizez;
 576         float bbmin[3], bbmax[3];
 577         int *res;
 578         int minx, maxx;
 579         int miny, maxy;
 580         int minz, maxz;
 581
 582         if (!vp) return;
 583
 584         BLI_freelistN(&re->volume_precache_parts);
 585
 586         /* currently we just subdivide the box, number of threads per side */
 587         parts[0] = parts[1] = parts[2] = totthread;
 588         res = vp->res;
 589
 590         /* using boundbox in worldspace */
 591         global_bounds_obi(re, obi, bbmin, bbmax);
 592         sub_v3_v3v3(voxel, bbmax, bbmin);
 593
 594         voxel[0] /= (float)res[0];
 595         voxel[1] /= (float)res[1];
 596         voxel[2] /= (float)res[2];
 597
 598         for (x=0; x < parts[0]; x++) {
 599                 sizex = ceil(res[0] / (float)parts[0]);
 600                 minx = x * sizex;
 601                 maxx = minx + sizex;
 602                 maxx = (maxx>res[0])?res[0]:maxx;
 603
 604                 for (y=0; y < parts[1]; y++) {
 605                         sizey = ceil(res[1] / (float)parts[1]);
 606                         miny = y * sizey;
 607                         maxy = miny + sizey;
 608                         maxy = (maxy>res[1])?res[1]:maxy;
 609
 610                         for (z=0; z < parts[2]; z++) {
 611                                 VolPrecachePart *pa= MEM_callocN(sizeof(VolPrecachePart), "new precache part");
 612
 613                                 sizez = ceil(res[2] / (float)parts[2]);
 614                                 minz = z * sizez;
 615                                 maxz = minz + sizez;
 616                                 maxz = (maxz>res[2])?res[2]:maxz;
 617
 618                                 pa->re = re;
 619                                 pa->num = i;
 620                                 pa->tree = tree;
 621                                 pa->shi = shi;
 622                                 pa->obi = obi;
 623                                 copy_m4_m4(pa->viewmat, re->viewmat);
 624
 625                                 copy_v3_v3(pa->bbmin, bbmin);
 626                                 copy_v3_v3(pa->voxel, voxel);
 627                                 VECCOPY(pa->res, res);
 628
 629                                 pa->minx = minx; pa->maxx = maxx;
 630                                 pa->miny = miny; pa->maxy = maxy;
 631                                 pa->minz = minz; pa->maxz = maxz;
 632
 633
 634                                 BLI_addtail(&re->volume_precache_parts, pa);
 635
 636                                 i++;
 637                         }
 638                 }
 639         }
 640 }
 641
 642 /* calculate resolution from bounding box in world space */
 643 static int precache_resolution(Render *re, VolumePrecache *vp, ObjectInstanceRen *obi, int res)
 644 {
 645         float dim[3], div;
 646         float bbmin[3], bbmax[3];
 647
 648         /* bound box in global space */
 649         global_bounds_obi(re, obi, bbmin, bbmax);
 650         sub_v3_v3v3(dim, bbmax, bbmin);
 651
 652         div = MAX3(dim[0], dim[1], dim[2]);
 653         dim[0] /= div;
 654         dim[1] /= div;
 655         dim[2] /= div;
 656
 657         vp->res[0] = ceil(dim[0] * res);
 658         vp->res[1] = ceil(dim[1] * res);
 659         vp->res[2] = ceil(dim[2] * res);
 660
 661         if ((vp->res[0] < 1) || (vp->res[1] < 1) || (vp->res[2] < 1))
 662                 return 0;
 663
 664         return 1;
 665 }
 666
 667 /* Precache a volume into a 3D voxel grid.
 668  * The voxel grid is stored in the ObjectInstanceRen,
 669  * in camera space, aligned with the ObjectRen's bounding box.
 670  * Resolution is defined by the user.
 671  */
 672 static void vol_precache_objectinstance_threads(Render *re, ObjectInstanceRen *obi, Material *ma)
 673 {
 674         VolumePrecache *vp;
 675         VolPrecachePart *pa;
 676         RayObject *tree;
 677         ShadeInput shi;
 678         ListBase threads;
 679         VolPrecacheQueue queue;
 680         int parts[3] = {1, 1, 1}, totparts;
 681
 682         int counter=0;
 683         int totthread = re->r.threads, thread;
 684
 685         double time, lasttime= PIL_check_seconds_timer();
 686
 687         R = *re;
 688
 689         /* create a raytree with just the faces of the instanced ObjectRen,
 690          * used for checking if the cached point is inside or outside. */
 691         tree = makeraytree_object(&R, obi);
 692         if (!tree) return;
 693
 694         vp = MEM_callocN(sizeof(VolumePrecache), "volume light cache");
 695         obi->volume_precache = vp;
 696
 697         if (!precache_resolution(re, vp, obi, ma->vol.precache_resolution)) {
 698                 MEM_freeN(vp);
 699                 vp = NULL;
 700                 return;
 701         }
 702
 703         vp->data_r = MEM_callocN(sizeof(float)*vp->res[0]*vp->res[1]*vp->res[2], "volume light cache data red channel");
 704         vp->data_g = MEM_callocN(sizeof(float)*vp->res[0]*vp->res[1]*vp->res[2], "volume light cache data green channel");
 705         vp->data_b = MEM_callocN(sizeof(float)*vp->res[0]*vp->res[1]*vp->res[2], "volume light cache data blue channel");
 706         if (vp->data_r==NULL || vp->data_g==NULL || vp->data_b==NULL) {
 707                 MEM_freeN(vp);
 708                 return;
 709         }
 710
 711         /* Need a shadeinput to calculate scattering */
 712         precache_setup_shadeinput(re, obi, ma, &shi);
 713
 714         precache_init_parts(re, tree, &shi, obi, totthread, parts);
 715         totparts = parts[0] * parts[1] * parts[2];
 716
 717         /* setup work and done queues */
 718         queue.work = BLI_thread_queue_init();
 719         queue.done = BLI_thread_queue_init();
 720         BLI_thread_queue_nowait(queue.work);
 721
 722         for(pa= re->volume_precache_parts.first; pa; pa= pa->next)
 723                 BLI_thread_queue_push(queue.work, pa);
 724
 725         /* launch threads */
 726         BLI_init_threads(&threads, vol_precache_part, totthread);
 727
 728         for(thread= 0; thread<totthread; thread++)
 729                 BLI_insert_thread(&threads, &queue);
 730
 731         /* loop waiting for work to be done */
 732         while(counter < totparts) {
 733                 if(re->test_break && re->test_break(re->tbh))
 734                         break;
 735
 736                 if(BLI_thread_queue_pop_timeout(queue.done, 50))
 737                         counter++;
 738
 739                 time= PIL_check_seconds_timer();
 740                 if(time-lasttime>1.0) {
 741                         char str[64];
 742                         BLI_snprintf(str, sizeof(str), "Precaching volume: %d%%", (int)(100.0f * ((float)counter / (float)totparts)));
 743                         re->i.infostr= str;
 744                         re->stats_draw(re->sdh, &re->i);
 745                         re->i.infostr= NULL;
 746                         lasttime= time;
 747                 }
 748         }
 749
 750         /* free */
 751         BLI_end_threads(&threads);
 752         BLI_thread_queue_free(queue.work);
 753         BLI_thread_queue_free(queue.done);
 754         BLI_freelistN(&re->volume_precache_parts);
 755
 756         if(tree) {
 757                 //TODO: makeraytree_object creates a tree and saves it on OBI, if we free this tree we should also clear other pointers to it
 758                 //RE_rayobject_free(tree);
 759                 //tree= NULL;
 760         }
 761
 762         if (ELEM(ma->vol.shade_type, MA_VOL_SHADE_MULTIPLE, MA_VOL_SHADE_SHADEDPLUSMULTIPLE))
 763         {
 764                 /* this should be before the filtering */
 765                 multiple_scattering_diffusion(re, obi->volume_precache, ma);
 766         }
 767
 768         lightcache_filter(obi->volume_precache);
 769 }
 770
 771 static int using_lightcache(Material *ma)
 772 {
 773         return (((ma->vol.shadeflag & MA_VOL_PRECACHESHADING) && (ma->vol.shade_type == MA_VOL_SHADE_SHADED))
 774                 || (ELEM(ma->vol.shade_type, MA_VOL_SHADE_MULTIPLE, MA_VOL_SHADE_SHADEDPLUSMULTIPLE)));
 775 }
 776
 777 /* loop through all objects (and their associated materials)
 778  * marked for pre-caching in convertblender.c, and pre-cache them */
 779 void volume_precache(Render *re)
 780 {
 781         ObjectInstanceRen *obi;
 782         VolumeOb *vo;
 783
 784         re->i.infostr= "Volume preprocessing";
 785         re->stats_draw(re->sdh, &re->i);
 786
 787         for(vo= re->volumes.first; vo; vo= vo->next) {
 788                 if (using_lightcache(vo->ma)) {
 789                         for(obi= re->instancetable.first; obi; obi= obi->next) {
 790                                 if (obi->obr == vo->obr) {
 791                                         vol_precache_objectinstance_threads(re, obi, vo->ma);
 792
 793                                         if(re->test_break && re->test_break(re->tbh))
 794                                                 break;
 795                                 }
 796                         }
 797
 798                         if(re->test_break && re->test_break(re->tbh))
 799                                 break;
 800                 }
 801         }
 802
 803         re->i.infostr= NULL;
 804         re->stats_draw(re->sdh, &re->i);
 805 }
 806
 807 void free_volume_precache(Render *re)
 808 {
 809         ObjectInstanceRen *obi;
 810
 811         for(obi= re->instancetable.first; obi; obi= obi->next) {
 812                 if (obi->volume_precache != NULL) {
 813                         MEM_freeN(obi->volume_precache->data_r);
 814                         MEM_freeN(obi->volume_precache->data_g);
 815                         MEM_freeN(obi->volume_precache->data_b);
 816                         MEM_freeN(obi->volume_precache->bbmin);
 817                         MEM_freeN(obi->volume_precache->bbmax);
 818                         MEM_freeN(obi->volume_precache);
 819                         obi->volume_precache = NULL;
 820                 }
 821         }
 822
 823         BLI_freelistN(&re->volumes);
 824 }
 825
 826 int point_inside_volume_objectinstance(Render *re, ObjectInstanceRen *obi, float *co)
 827 {
 828         RayObject *tree;
 829         int inside=0;
 830
 831         tree = makeraytree_object(re, obi);
 832         if (!tree) return 0;
 833
 834         inside = point_inside_obi(tree, obi, co);
 835
 836         //TODO: makeraytree_object creates a tree and saves it on OBI, if we free this tree we should also clear other pointers to it
 837         //RE_rayobject_free(tree);
 838         //tree= NULL;
 839
 840         return inside;
 841 }
 842