Whitespace
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / anim.c
1 /*
2  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
7  * of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
16  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
17  *
18  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
19  * All rights reserved.
20  *
21  * The Original Code is: all of this file.
22  *
23  * Contributor(s): none yet.
24  *
25  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
26  */
27
28 /** \file blender/blenkernel/intern/anim.c
29  *  \ingroup bke
30  */
31
32 #include <stdio.h>
33 #include <math.h>
34 #include <string.h>
35
36 #include "MEM_guardedalloc.h"
37
38 #include "BLI_blenlib.h"
39 #include "BLI_math.h"
40 #include "BLI_rand.h"
41 #include "BLI_utildefines.h"
42
43 #include "BLF_translation.h"
44
45 #include "DNA_anim_types.h"
46 #include "DNA_armature_types.h"
47 #include "DNA_group_types.h"
48 #include "DNA_key_types.h"
49 #include "DNA_mesh_types.h"
50 #include "DNA_meshdata_types.h"
51 #include "DNA_scene_types.h"
52 #include "DNA_vfont_types.h"
53
54 #include "BKE_animsys.h"
55 #include "BKE_curve.h"
56 #include "BKE_DerivedMesh.h"
57 #include "BKE_depsgraph.h"
58 #include "BKE_font.h"
59 #include "BKE_group.h"
60 #include "BKE_global.h"
61 #include "BKE_key.h"
62 #include "BKE_lattice.h"
63 #include "BKE_main.h"
64 #include "BKE_mesh.h"
65 #include "BKE_object.h"
66 #include "BKE_particle.h"
67 #include "BKE_scene.h"
68 #include "BKE_tessmesh.h"
69 #include "BKE_depsgraph.h"
70 #include "BKE_anim.h"
71 #include "BKE_report.h"
72 #include "BKE_rigidbody.h"
73
74
75 // XXX bad level call...
76
77 /* --------------------- */
78 /* forward declarations */
79
80 static void object_duplilist_recursive(ID *id, Scene *scene, Object *ob, ListBase *duplilist, float par_space_mat[4][4],
81                                        int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, short flag);
82
83 /* ******************************************************************** */
84 /* Animation Visualization */
85
86 /* Initialize the default settings for animation visualization */
87 void animviz_settings_init(bAnimVizSettings *avs)
88 {
89         /* sanity check */
90         if (avs == NULL)
91                 return;
92
93         /* ghosting settings */
94         avs->ghost_bc = avs->ghost_ac = 10;
95
96         avs->ghost_sf = 1; /* xxx - take from scene instead? */
97         avs->ghost_ef = 250; /* xxx - take from scene instead? */
98
99         avs->ghost_step = 1;
100
101
102         /* path settings */
103         avs->path_bc = avs->path_ac = 10;
104
105         avs->path_sf = 1; /* xxx - take from scene instead? */
106         avs->path_ef = 250; /* xxx - take from scene instead? */
107
108         avs->path_viewflag = (MOTIONPATH_VIEW_KFRAS | MOTIONPATH_VIEW_KFNOS);
109
110         avs->path_step = 1;
111 }
112
113 /* ------------------- */
114
115 /* Free the given motion path's cache */
116 void animviz_free_motionpath_cache(bMotionPath *mpath) 
117 {
118         /* sanity check */
119         if (mpath == NULL) 
120                 return;
121                 
122         /* free the path if necessary */
123         if (mpath->points)
124                 MEM_freeN(mpath->points);
125         
126         /* reset the relevant parameters */
127         mpath->points = NULL;
128         mpath->length = 0;
129 }
130
131 /* Free the given motion path instance and its data 
132  * NOTE: this frees the motion path given!
133  */
134 void animviz_free_motionpath(bMotionPath *mpath)
135 {
136         /* sanity check */
137         if (mpath == NULL)
138                 return;
139         
140         /* free the cache first */
141         animviz_free_motionpath_cache(mpath);
142         
143         /* now the instance itself */
144         MEM_freeN(mpath);
145 }
146
147 /* ------------------- */
148
149 /* Setup motion paths for the given data
150  * - Only used when explicitly calculating paths on bones which may/may not be consider already
151  *
152  * < scene: current scene (for frame ranges, etc.)
153  * < ob: object to add paths for (must be provided)
154  * < pchan: posechannel to add paths for (optional; if not provided, object-paths are assumed)
155  */
156 bMotionPath *animviz_verify_motionpaths(ReportList *reports, Scene *scene, Object *ob, bPoseChannel *pchan)
157 {
158         bAnimVizSettings *avs;
159         bMotionPath *mpath, **dst;
160         
161         /* sanity checks */
162         if (ELEM(NULL, scene, ob))
163                 return NULL;
164                 
165         /* get destination data */
166         if (pchan) {
167                 /* paths for posechannel - assume that posechannel belongs to the object */
168                 avs = &ob->pose->avs;
169                 dst = &pchan->mpath;
170         }
171         else {
172                 /* paths for object */
173                 avs = &ob->avs;
174                 dst = &ob->mpath;
175         }
176
177         /* avoid 0 size allocs */
178         if (avs->path_sf >= avs->path_ef) {
179                 BKE_reportf(reports, RPT_ERROR,
180                             "Motion path frame extents invalid for %s (%d to %d)%s",
181                             (pchan) ? pchan->name : ob->id.name,
182                             avs->path_sf, avs->path_ef,
183                             (avs->path_sf == avs->path_ef) ? TIP_(", cannot have single-frame paths") : "");
184                 return NULL;
185         }
186
187         /* if there is already a motionpath, just return that,
188          * provided it's settings are ok (saves extra free+alloc)
189          */
190         if (*dst != NULL) {
191                 int expected_length = avs->path_ef - avs->path_sf;
192                 
193                 mpath = *dst;
194                 
195                 /* path is "valid" if length is valid, but must also be of the same length as is being requested */
196                 if ((mpath->start_frame != mpath->end_frame) && (mpath->length > 0)) {
197                         /* outer check ensures that we have some curve data for this path */
198                         if (mpath->length == expected_length) {
199                                 /* return/use this as it is already valid length */
200                                 return mpath;
201                         }
202                         else {
203                                 /* clear the existing path (as the range has changed), and reallocate below */
204                                 animviz_free_motionpath_cache(mpath);
205                         }
206                 }
207         }
208         else {
209                 /* create a new motionpath, and assign it */
210                 mpath = MEM_callocN(sizeof(bMotionPath), "bMotionPath");
211                 *dst = mpath;
212         }
213         
214         /* set settings from the viz settings */
215         mpath->start_frame = avs->path_sf;
216         mpath->end_frame = avs->path_ef;
217         
218         mpath->length = mpath->end_frame - mpath->start_frame;
219         
220         if (avs->path_bakeflag & MOTIONPATH_BAKE_HEADS)
221                 mpath->flag |= MOTIONPATH_FLAG_BHEAD;
222         else
223                 mpath->flag &= ~MOTIONPATH_FLAG_BHEAD;
224         
225         /* allocate a cache */
226         mpath->points = MEM_callocN(sizeof(bMotionPathVert) * mpath->length, "bMotionPathVerts");
227         
228         /* tag viz settings as currently having some path(s) which use it */
229         avs->path_bakeflag |= MOTIONPATH_BAKE_HAS_PATHS;
230         
231         /* return it */
232         return mpath;
233 }
234
235 /* ------------------- */
236
237 /* Motion path needing to be baked (mpt) */
238 typedef struct MPathTarget {
239         struct MPathTarget *next, *prev;
240         
241         bMotionPath *mpath;         /* motion path in question */
242         
243         Object *ob;                 /* source object */
244         bPoseChannel *pchan;        /* source posechannel (if applicable) */
245 } MPathTarget;
246
247 /* ........ */
248
249 /* get list of motion paths to be baked for the given object
250  *  - assumes the given list is ready to be used
251  */
252 /* TODO: it would be nice in future to be able to update objects dependent on these bones too? */
253 void animviz_get_object_motionpaths(Object *ob, ListBase *targets)
254 {
255         MPathTarget *mpt;
256         
257         /* object itself first */
258         if ((ob->avs.recalc & ANIMVIZ_RECALC_PATHS) && (ob->mpath)) {
259                 /* new target for object */
260                 mpt = MEM_callocN(sizeof(MPathTarget), "MPathTarget Ob");
261                 BLI_addtail(targets, mpt);
262                 
263                 mpt->mpath = ob->mpath;
264                 mpt->ob = ob;
265         }
266         
267         /* bones */
268         if ((ob->pose) && (ob->pose->avs.recalc & ANIMVIZ_RECALC_PATHS)) {
269                 bArmature *arm = ob->data;
270                 bPoseChannel *pchan;
271                 
272                 for (pchan = ob->pose->chanbase.first; pchan; pchan = pchan->next) {
273                         if ((pchan->bone) && (arm->layer & pchan->bone->layer) && (pchan->mpath)) {
274                                 /* new target for bone */
275                                 mpt = MEM_callocN(sizeof(MPathTarget), "MPathTarget PoseBone");
276                                 BLI_addtail(targets, mpt);
277                                 
278                                 mpt->mpath = pchan->mpath;
279                                 mpt->ob = ob;
280                                 mpt->pchan = pchan;
281                         }
282                 }
283         }
284 }
285
286 /* ........ */
287
288 /* Note on evaluation optimizations:
289  * Optimisations currently used here play tricks with the depsgraph in order to try and 
290  * evaluate as few objects as strictly necessary to get nicer performance under standard
291  * production conditions. For those people who really need the accurate version, 
292  * disable the ifdef (i.e. 1 -> 0) and comment out the call to motionpaths_calc_optimise_depsgraph()
293  */
294
295 /* tweak the object ordering to trick depsgraph into making MotionPath calculations run faster */
296 static void motionpaths_calc_optimise_depsgraph(Scene *scene, ListBase *targets)
297 {
298         Base *base, *baseNext;
299         MPathTarget *mpt;
300         
301         /* make sure our temp-tag isn't already in use */
302         for (base = scene->base.first; base; base = base->next)
303                 base->object->flag &= ~BA_TEMP_TAG;
304         
305         /* for each target, dump its object to the start of the list if it wasn't moved already */
306         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
307                 for (base = scene->base.first; base; base = baseNext) {
308                         baseNext = base->next;
309                         
310                         if ((base->object == mpt->ob) && !(mpt->ob->flag & BA_TEMP_TAG)) {
311                                 BLI_remlink(&scene->base, base);
312                                 BLI_addhead(&scene->base, base);
313                                 
314                                 mpt->ob->flag |= BA_TEMP_TAG;
315                                 
316                                 /* we really don't need to continue anymore once this happens, but this line might really 'break' */
317                                 break;
318                         }
319                 }
320         }
321         
322         /* "brew me a list that's sorted a bit faster now depsy" */
323         DAG_scene_sort(G.main, scene);
324 }
325
326 /* update scene for current frame */
327 static void motionpaths_calc_update_scene(Scene *scene)
328 {
329 #if 1 // 'production' optimizations always on
330         Base *base, *last = NULL;
331         float ctime = BKE_scene_frame_get(scene);
332         
333         /* only stuff that moves or needs display still */
334         DAG_scene_update_flags(G.main, scene, scene->lay, TRUE);
335         
336         /* find the last object with the tag 
337          * - all those afterwards are assumed to not be relevant for our calculations
338          */
339         /* optimize further by moving out... */
340         for (base = scene->base.first; base; base = base->next) {
341                 if (base->object->flag & BA_TEMP_TAG)
342                         last = base;
343         }
344         
345         /* run rigidbody sim 
346          * NOTE: keep in sync with BKE_scene_update_for_newframe() in scene.c
347          */
348         // XXX: this position may still change, objects not being updated correctly before simulation is run
349         // NOTE: current position is so that rigidbody sim affects other objects
350         if (BKE_scene_check_rigidbody_active(scene))
351                 BKE_rigidbody_do_simulation(scene, ctime);
352         
353         /* perform updates for tagged objects */
354         /* XXX: this will break if rigs depend on scene or other data that
355          * is animated but not attached to/updatable from objects */
356         for (base = scene->base.first; base; base = base->next) {
357                 /* update this object */
358                 BKE_object_handle_update(scene, base->object);
359                 
360                 /* if this is the last one we need to update, let's stop to save some time */
361                 if (base == last)
362                         break;
363         }
364 #else // original, 'always correct' version
365           /* do all updates
366            *  - if this is too slow, resort to using a more efficient way
367            *    that doesn't force complete update, but for now, this is the
368            *    most accurate way!
369            */
370         BKE_scene_update_for_newframe(G.main, scene, scene->lay); /* XXX this is the best way we can get anything moving */
371 #endif
372 }
373
374 /* ........ */
375
376 /* perform baking for the targets on the current frame */
377 static void motionpaths_calc_bake_targets(Scene *scene, ListBase *targets)
378 {
379         MPathTarget *mpt;
380         
381         /* for each target, check if it can be baked on the current frame */
382         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
383                 bMotionPath *mpath = mpt->mpath;
384                 bMotionPathVert *mpv;
385                 
386                 /* current frame must be within the range the cache works for 
387                  *      - is inclusive of the first frame, but not the last otherwise we get buffer overruns
388                  */
389                 if ((CFRA < mpath->start_frame) || (CFRA >= mpath->end_frame))
390                         continue;
391                 
392                 /* get the relevant cache vert to write to */
393                 mpv = mpath->points + (CFRA - mpath->start_frame);
394                 
395                 /* pose-channel or object path baking? */
396                 if (mpt->pchan) {
397                         /* heads or tails */
398                         if (mpath->flag & MOTIONPATH_FLAG_BHEAD) {
399                                 copy_v3_v3(mpv->co, mpt->pchan->pose_head);
400                         }
401                         else {
402                                 copy_v3_v3(mpv->co, mpt->pchan->pose_tail);
403                         }
404                         
405                         /* result must be in worldspace */
406                         mul_m4_v3(mpt->ob->obmat, mpv->co);
407                 }
408                 else {
409                         /* worldspace object location */
410                         copy_v3_v3(mpv->co, mpt->ob->obmat[3]);
411                 }
412         }
413 }
414
415 /* Perform baking of the given object's and/or its bones' transforms to motion paths 
416  *      - scene: current scene
417  *      - ob: object whose flagged motionpaths should get calculated
418  *      - recalc: whether we need to
419  */
420 /* TODO: include reports pointer? */
421 void animviz_calc_motionpaths(Scene *scene, ListBase *targets)
422 {
423         MPathTarget *mpt;
424         int sfra, efra;
425         int cfra;
426         
427         /* sanity check */
428         if (ELEM(NULL, targets, targets->first))
429                 return;
430         
431         /* set frame values */
432         cfra = CFRA;
433         sfra = efra = cfra;
434         
435         /* TODO: this method could be improved...
436          * 1) max range for standard baking
437          * 2) minimum range for recalc baking (i.e. between keyframes, but how?) */
438         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
439                 /* try to increase area to do (only as much as needed) */
440                 sfra = MIN2(sfra, mpt->mpath->start_frame);
441                 efra = MAX2(efra, mpt->mpath->end_frame);
442         }
443         if (efra <= sfra) return;
444         
445         /* optimize the depsgraph for faster updates */
446         /* TODO: whether this is used should depend on some setting for the level of optimizations used */
447         motionpaths_calc_optimise_depsgraph(scene, targets);
448         
449         /* calculate path over requested range */
450         for (CFRA = sfra; CFRA <= efra; CFRA++) {
451                 /* update relevant data for new frame */
452                 motionpaths_calc_update_scene(scene);
453                 
454                 /* perform baking for targets */
455                 motionpaths_calc_bake_targets(scene, targets);
456         }
457         
458         /* reset original environment */
459         CFRA = cfra;
460         motionpaths_calc_update_scene(scene);
461         
462         /* clear recalc flags from targets */
463         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
464                 bAnimVizSettings *avs;
465                 
466                 /* get pointer to animviz settings for each target */
467                 if (mpt->pchan)
468                         avs = &mpt->ob->pose->avs;
469                 else
470                         avs = &mpt->ob->avs;
471                 
472                 /* clear the flag requesting recalculation of targets */
473                 avs->recalc &= ~ANIMVIZ_RECALC_PATHS;
474         }
475 }
476
477 /* ******************************************************************** */
478 /* Curve Paths - for curve deforms and/or curve following */
479
480 /* free curve path data 
481  * NOTE: frees the path itself!
482  * NOTE: this is increasingly inaccurate with non-uniform BevPoint subdivisions [#24633]
483  */
484 void free_path(Path *path)
485 {
486         if (path->data) MEM_freeN(path->data);
487         MEM_freeN(path);
488 }
489
490 /* calculate a curve-deform path for a curve 
491  *  - only called from displist.c -> do_makeDispListCurveTypes
492  */
493 void calc_curvepath(Object *ob)
494 {
495         BevList *bl;
496         BevPoint *bevp, *bevpn, *bevpfirst, *bevplast;
497         PathPoint *pp;
498         Curve *cu;
499         Nurb *nu;
500         Path *path;
501         float *fp, *dist, *maxdist, xyz[3];
502         float fac, d = 0, fac1, fac2;
503         int a, tot, cycl = 0;
504         ListBase *nurbs;
505         
506         /* in a path vertices are with equal differences: path->len = number of verts */
507         /* NOW WITH BEVELCURVE!!! */
508         
509         if (ob == NULL || ob->type != OB_CURVE) {
510                 return;
511         }
512         cu = ob->data;
513
514         if (cu->path) free_path(cu->path);
515         cu->path = NULL;
516         
517         /* weak! can only use first curve */
518         bl = cu->bev.first;
519         if (bl == NULL || !bl->nr) {
520                 return;
521         }
522
523         nurbs = BKE_curve_nurbs_get(cu);
524         nu = nurbs->first;
525
526         cu->path = path = MEM_callocN(sizeof(Path), "calc_curvepath");
527         
528         /* if POLY: last vertice != first vertice */
529         cycl = (bl->poly != -1);
530         
531         tot = cycl ? bl->nr : bl->nr - 1;
532         
533         path->len = tot + 1;
534         /* exception: vector handle paths and polygon paths should be subdivided at least a factor resolu */
535         if (path->len < nu->resolu * SEGMENTSU(nu)) {
536                 path->len = nu->resolu * SEGMENTSU(nu);
537         }
538         
539         dist = (float *)MEM_mallocN((tot + 1) * 4, "calcpathdist");
540
541         /* all lengths in *dist */
542         bevp = bevpfirst = (BevPoint *)(bl + 1);
543         fp = dist;
544         *fp = 0.0f;
545         for (a = 0; a < tot; a++) {
546                 fp++;
547                 if (cycl && a == tot - 1)
548                         sub_v3_v3v3(xyz, bevpfirst->vec, bevp->vec);
549                 else
550                         sub_v3_v3v3(xyz, (bevp + 1)->vec, bevp->vec);
551                 
552                 *fp = *(fp - 1) + len_v3(xyz);
553                 bevp++;
554         }
555         
556         path->totdist = *fp;
557         
558         /* the path verts  in path->data */
559         /* now also with TILT value */
560         pp = path->data = (PathPoint *)MEM_callocN(sizeof(PathPoint) * path->len, "pathdata");
561
562         bevp = bevpfirst;
563         bevpn = bevp + 1;
564         bevplast = bevpfirst + (bl->nr - 1);
565         fp = dist + 1;
566         maxdist = dist + tot;
567         fac = 1.0f / ((float)path->len - 1.0f);
568         fac = fac * path->totdist;
569         
570         for (a = 0; a < path->len; a++) {
571                 
572                 d = ((float)a) * fac;
573                 
574                 /* we're looking for location (distance) 'd' in the array */
575                 while ((d >= *fp) && fp < maxdist) {
576                         fp++;
577                         if (bevp < bevplast) bevp++;
578                         bevpn = bevp + 1;
579                         if (UNLIKELY(bevpn > bevplast)) {
580                                 bevpn = cycl ? bevpfirst : bevplast;
581                         }
582                 }
583                 
584                 fac1 = (*(fp) - d) / (*(fp) - *(fp - 1));
585                 fac2 = 1.0f - fac1;
586
587                 interp_v3_v3v3(pp->vec, bevp->vec, bevpn->vec, fac2);
588                 pp->vec[3] = fac1 * bevp->alfa   + fac2 * bevpn->alfa;
589                 pp->radius = fac1 * bevp->radius + fac2 * bevpn->radius;
590                 pp->weight = fac1 * bevp->weight + fac2 * bevpn->weight;
591                 interp_qt_qtqt(pp->quat, bevp->quat, bevpn->quat, fac2);
592                 normalize_qt(pp->quat);
593                 
594                 pp++;
595         }
596         
597         MEM_freeN(dist);
598 }
599
600 static int interval_test(const int min, const int max, int p1, const int cycl)
601 {
602         if (cycl) {
603                 if      (p1 < min) p1 = ((p1 - min) % (max - min + 1)) + max + 1;
604                 else if (p1 > max) p1 = ((p1 - min) % (max - min + 1)) + min;
605         }
606         else {
607                 if      (p1 < min) p1 = min;
608                 else if (p1 > max) p1 = max;
609         }
610         return p1;
611 }
612
613
614 /* calculate the deformation implied by the curve path at a given parametric position,
615  * and returns whether this operation succeeded.
616  *
617  * note: ctime is normalized range <0-1>
618  *
619  * returns OK: 1/0
620  */
621 int where_on_path(Object *ob, float ctime, float vec[4], float dir[3], float quat[4], float *radius, float *weight)
622 {
623         Curve *cu;
624         Nurb *nu;
625         BevList *bl;
626         Path *path;
627         PathPoint *pp, *p0, *p1, *p2, *p3;
628         float fac;
629         float data[4];
630         int cycl = 0, s0, s1, s2, s3;
631
632         if (ob == NULL || ob->type != OB_CURVE) return 0;
633         cu = ob->data;
634         if (cu->path == NULL || cu->path->data == NULL) {
635                 printf("no path!\n");
636                 return 0;
637         }
638         path = cu->path;
639         pp = path->data;
640         
641         /* test for cyclic */
642         bl = cu->bev.first;
643         if (!bl) return 0;
644         if (!bl->nr) return 0;
645         if (bl->poly > -1) cycl = 1;
646
647         ctime *= (path->len - 1);
648         
649         s1 = (int)floor(ctime);
650         fac = (float)(s1 + 1) - ctime;
651
652         /* path->len is corected for cyclic */
653         s0 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 - 1, cycl);
654         s1 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1, cycl);
655         s2 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 + 1, cycl);
656         s3 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 + 2, cycl);
657
658         p0 = pp + s0;
659         p1 = pp + s1;
660         p2 = pp + s2;
661         p3 = pp + s3;
662
663         /* note, commented out for follow constraint */
664         //if (cu->flag & CU_FOLLOW) {
665
666         key_curve_tangent_weights(1.0f - fac, data, KEY_BSPLINE);
667
668         interp_v3_v3v3v3v3(dir, p0->vec, p1->vec, p2->vec, p3->vec, data);
669
670         /* make compatible with vectoquat */
671         negate_v3(dir);
672         //}
673         
674         nu = cu->nurb.first;
675
676         /* make sure that first and last frame are included in the vectors here  */
677         if (nu->type == CU_POLY) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_LINEAR);
678         else if (nu->type == CU_BEZIER) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_LINEAR);
679         else if (s0 == s1 || p2 == p3) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_CARDINAL);
680         else key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_BSPLINE);
681
682         vec[0] = data[0] * p0->vec[0] + data[1] * p1->vec[0] + data[2] * p2->vec[0] + data[3] * p3->vec[0]; /* X */
683         vec[1] = data[0] * p0->vec[1] + data[1] * p1->vec[1] + data[2] * p2->vec[1] + data[3] * p3->vec[1]; /* Y */
684         vec[2] = data[0] * p0->vec[2] + data[1] * p1->vec[2] + data[2] * p2->vec[2] + data[3] * p3->vec[2]; /* Z */
685         vec[3] = data[0] * p0->vec[3] + data[1] * p1->vec[3] + data[2] * p2->vec[3] + data[3] * p3->vec[3]; /* Tilt, should not be needed since we have quat still used */
686
687         if (quat) {
688                 float totfac, q1[4], q2[4];
689
690                 totfac = data[0] + data[3];
691                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(q1, p0->quat, p3->quat, data[3] / totfac);
692                 else copy_qt_qt(q1, p1->quat);
693
694                 totfac = data[1] + data[2];
695                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(q2, p1->quat, p2->quat, data[2] / totfac);
696                 else copy_qt_qt(q2, p3->quat);
697
698                 totfac = data[0] + data[1] + data[2] + data[3];
699                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(quat, q1, q2, (data[1] + data[2]) / totfac);
700                 else copy_qt_qt(quat, q2);
701         }
702
703         if (radius)
704                 *radius = data[0] * p0->radius + data[1] * p1->radius + data[2] * p2->radius + data[3] * p3->radius;
705
706         if (weight)
707                 *weight = data[0] * p0->weight + data[1] * p1->weight + data[2] * p2->weight + data[3] * p3->weight;
708
709         return 1;
710 }
711
712 /* ******************************************************************** */
713 /* Dupli-Geometry */
714
715 #define DUPLILIST_DO_UPDATE             1
716 #define DUPLILIST_FOR_RENDER    2
717 #define DUPLILIST_ANIMATED              4
718
719 static DupliObject *new_dupli_object(ListBase *lb, Object *ob, float mat[4][4], int lay,
720                                      int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, int type, short flag)
721 {
722         DupliObject *dob = MEM_callocN(sizeof(DupliObject), "dupliobject");
723         int i;
724
725         BLI_addtail(lb, dob);
726         dob->ob = ob;
727         copy_m4_m4(dob->mat, mat);
728         copy_m4_m4(dob->omat, ob->obmat);
729         dob->origlay = ob->lay;
730         dob->type = type;
731         dob->animated = (type == OB_DUPLIGROUP) && (flag & DUPLILIST_ANIMATED);
732         ob->lay = lay;
733
734         /* set persistent id, which is an array with a persistent index for each level
735          * (particle number, vertex number, ..). by comparing this we can find the same
736          * dupli object between frames, which is needed for motion blur. last level
737          * goes first in the array. */
738         dob->persistent_id[0] = index;
739         for (i = 1; i < level; i++)
740                 dob->persistent_id[i] = persistent_id[level - 1 - i];
741         
742         /* metaballs never draw in duplis, they are instead merged into one by the basis
743          * mball outside of the group. this does mean that if that mball is not in the
744          * scene, they will not show up at all, limitation that should be solved once. */
745         if (ob->type == OB_MBALL)
746                 dob->no_draw = TRUE;
747         
748         return dob;
749 }
750
751 static void group_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *ob, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
752                             int level, short flag)
753 {
754         DupliObject *dob;
755         Group *group;
756         GroupObject *go;
757         float mat[4][4], tmat[4][4], id;
758         
759         if (ob->dup_group == NULL) return;
760         group = ob->dup_group;
761         
762         /* simple preventing of too deep nested groups */
763         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
764         
765         /* handles animated groups, and */
766
767         /* we need to check update for objects that are not in scene... */
768         if (flag & DUPLILIST_DO_UPDATE) {
769                 /* note: update is optional because we don't always need object
770                  * transformations to be correct. Also fixes bug [#29616]. */
771                 group_handle_recalc_and_update(scene, ob, group);
772         }
773
774         if (group_is_animated(ob, group))
775                 flag |= DUPLILIST_ANIMATED;
776         
777         for (go = group->gobject.first, id = 0; go; go = go->next, id++) {
778                 /* note, if you check on layer here, render goes wrong... it still deforms verts and uses parent imat */
779                 if (go->ob != ob) {
780                         
781                         /* group dupli offset, should apply after everything else */
782                         if (!is_zero_v3(group->dupli_ofs)) {
783                                 copy_m4_m4(tmat, go->ob->obmat);
784                                 sub_v3_v3v3(tmat[3], tmat[3], group->dupli_ofs);
785                                 mult_m4_m4m4(mat, ob->obmat, tmat);
786                         }
787                         else {
788                                 mult_m4_m4m4(mat, ob->obmat, go->ob->obmat);
789                         }
790                         
791                         dob = new_dupli_object(lb, go->ob, mat, ob->lay, persistent_id, level, id, OB_DUPLIGROUP, flag);
792
793                         /* check the group instance and object layers match, also that the object visible flags are ok. */
794                         if ((dob->origlay & group->layer) == 0 ||
795                             ((G.is_rendering == FALSE) && dob->ob->restrictflag & OB_RESTRICT_VIEW) ||
796                             ((G.is_rendering == TRUE)  && dob->ob->restrictflag & OB_RESTRICT_RENDER))
797                         {
798                                 dob->no_draw = TRUE;
799                         }
800
801                         if (go->ob->transflag & OB_DUPLI) {
802                                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->mat);
803                                 object_duplilist_recursive(&group->id, scene, go->ob, lb, ob->obmat, persistent_id, level + 1, id, flag);
804                                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->omat);
805                         }
806                 }
807         }
808 }
809
810 static void frames_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *ob, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, short flag)
811 {
812         extern int enable_cu_speed; /* object.c */
813         Object copyob;
814         int cfrao = scene->r.cfra;
815         int dupend = ob->dupend;
816         
817         /* simple prevention of too deep nested groups */
818         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
819         
820         /* if we don't have any data/settings which will lead to object movement,
821          * don't waste time trying, as it will all look the same...
822          */
823         if (ob->parent == NULL && ob->constraints.first == NULL && ob->adt == NULL)
824                 return;
825         
826         /* make a copy of the object's original data (before any dupli-data overwrites it) 
827          * as we'll need this to keep track of unkeyed data
828          *      - this doesn't take into account other data that can be reached from the object,
829          *        for example it's shapekeys or bones, hence the need for an update flush at the end
830          */
831         copyob = *ob;
832         
833         /* duplicate over the required range */
834         if (ob->transflag & OB_DUPLINOSPEED) enable_cu_speed = 0;
835         
836         for (scene->r.cfra = ob->dupsta; scene->r.cfra <= dupend; scene->r.cfra++) {
837                 short ok = 1;
838                 
839                 /* - dupoff = how often a frames within the range shouldn't be made into duplis
840                  * - dupon = the length of each "skipping" block in frames
841                  */
842                 if (ob->dupoff) {
843                         ok = scene->r.cfra - ob->dupsta;
844                         ok = ok % (ob->dupon + ob->dupoff);
845                         ok = (ok < ob->dupon);
846                 }
847                 
848                 if (ok) {
849                         DupliObject *dob;
850                         
851                         /* WARNING: doing animation updates in this way is not terribly accurate, as the dependencies
852                          * and/or other objects which may affect this object's transforms are not updated either.
853                          * However, this has always been the way that this worked (i.e. pre 2.5), so I guess that it'll be fine!
854                          */
855                         BKE_animsys_evaluate_animdata(scene, &ob->id, ob->adt, (float)scene->r.cfra, ADT_RECALC_ANIM); /* ob-eval will do drivers, so we don't need to do them */
856                         BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, (float)scene->r.cfra);
857                         
858                         dob = new_dupli_object(lb, ob, ob->obmat, ob->lay, persistent_id, level, scene->r.cfra, OB_DUPLIFRAMES, flag);
859                         copy_m4_m4(dob->omat, copyob.obmat);
860                 }
861         }
862
863         enable_cu_speed = 1;
864         
865         /* reset frame to original frame, then re-evaluate animation as above 
866          * as 2.5 animation data may have far-reaching consequences
867          */
868         scene->r.cfra = cfrao;
869         
870         BKE_animsys_evaluate_animdata(scene, &ob->id, ob->adt, (float)scene->r.cfra, ADT_RECALC_ANIM); /* ob-eval will do drivers, so we don't need to do them */
871         BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, (float)scene->r.cfra);
872         
873         /* but, to make sure unkeyed object transforms are still sane, 
874          * let's copy object's original data back over
875          */
876         *ob = copyob;
877 }
878
879 typedef struct VertexDupliData {
880         ID *id; /* scene or group, for recursive loops */
881         int level;
882         short flag;
883         ListBase *lb;
884         float pmat[4][4];
885         float obmat[4][4]; /* Only used for dupliverts inside dupligroups, where the ob->obmat is modified */
886         Scene *scene;
887         Object *ob, *par;
888         float (*orco)[3];
889         int *persistent_id;
890 } VertexDupliData;
891
892 /* ------------- */
893
894 static void vertex_dupli__mapFunc(void *userData, int index, const float co[3],
895                                   const float no_f[3], const short no_s[3])
896 {
897         DupliObject *dob;
898         VertexDupliData *vdd = userData;
899         float vec[3], q2[4], mat[3][3], tmat[4][4], obmat[4][4];
900         int origlay;
901         
902         mul_v3_m4v3(vec, vdd->pmat, co);
903         sub_v3_v3(vec, vdd->pmat[3]);
904         add_v3_v3(vec, vdd->obmat[3]);
905         
906         copy_m4_m4(obmat, vdd->obmat);
907         copy_v3_v3(obmat[3], vec);
908         
909         if (vdd->par->transflag & OB_DUPLIROT) {
910                 if (no_f) {
911                         vec[0] = -no_f[0]; vec[1] = -no_f[1]; vec[2] = -no_f[2];
912                 }
913                 else if (no_s) {
914                         vec[0] = -no_s[0]; vec[1] = -no_s[1]; vec[2] = -no_s[2];
915                 }
916                 
917                 vec_to_quat(q2, vec, vdd->ob->trackflag, vdd->ob->upflag);
918                 
919                 quat_to_mat3(mat, q2);
920                 copy_m4_m4(tmat, obmat);
921                 mul_m4_m4m3(obmat, tmat, mat);
922         }
923
924         origlay = vdd->ob->lay;
925         
926         dob = new_dupli_object(vdd->lb, vdd->ob, obmat, vdd->par->lay, vdd->persistent_id, vdd->level, index, OB_DUPLIVERTS, vdd->flag);
927
928         /* restore the original layer so that each dupli will have proper dob->origlay */
929         vdd->ob->lay = origlay;
930
931         if (vdd->orco)
932                 copy_v3_v3(dob->orco, vdd->orco[index]);
933         
934         if (vdd->ob->transflag & OB_DUPLI) {
935                 float tmpmat[4][4];
936                 copy_m4_m4(tmpmat, vdd->ob->obmat);
937                 copy_m4_m4(vdd->ob->obmat, obmat); /* pretend we are really this mat */
938                 object_duplilist_recursive((ID *)vdd->id, vdd->scene, vdd->ob, vdd->lb, obmat, vdd->persistent_id, vdd->level + 1, index, vdd->flag);
939                 copy_m4_m4(vdd->ob->obmat, tmpmat);
940         }
941 }
942
943 static void vertex_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[4][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
944                              int level, short flag)
945 {
946         Object *ob, *ob_iter;
947         Mesh *me = par->data;
948         Base *base = NULL;
949         DerivedMesh *dm;
950         VertexDupliData vdd;
951         Scene *sce = NULL;
952         Group *group = NULL;
953         GroupObject *go = NULL;
954         BMEditMesh *em;
955         float vec[3], no[3], pmat[4][4];
956         int totvert, a, oblay;
957         unsigned int lay;
958         
959         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
960         
961         /* simple preventing of too deep nested groups */
962         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
963         
964         em = BMEdit_FromObject(par);
965         
966         if (em) {
967                 dm = editbmesh_get_derived_cage(scene, par, em, CD_MASK_BAREMESH);
968         }
969         else
970                 dm = mesh_get_derived_deform(scene, par, CD_MASK_BAREMESH);
971         
972         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
973                 vdd.orco = (float(*)[3])BKE_mesh_orco_verts_get(par);
974                 BKE_mesh_orco_verts_transform(me, vdd.orco, me->totvert, 0);
975         }
976         else
977                 vdd.orco = NULL;
978         
979         totvert = dm->getNumVerts(dm);
980
981         /* having to loop on scene OR group objects is NOT FUN */
982         if (GS(id->name) == ID_SCE) {
983                 sce = (Scene *)id;
984                 lay = sce->lay;
985                 base = sce->base.first;
986         }
987         else {
988                 group = (Group *)id;
989                 lay = group->layer;
990                 go = group->gobject.first;
991         }
992         
993         /* Start looping on Scene OR Group objects */
994         while (base || go) {
995                 if (sce) {
996                         ob_iter = base->object;
997                         oblay = base->lay;
998                 }
999                 else {
1000                         ob_iter = go->ob;
1001                         oblay = ob_iter->lay;
1002                 }
1003                 
1004                 if (lay & oblay && scene->obedit != ob_iter) {
1005                         ob = ob_iter->parent;
1006                         while (ob) {
1007                                 if (ob == par) {
1008                                         ob = ob_iter;
1009                                         /* End Scene/Group object loop, below is generic */
1010                                         
1011                                         
1012                                         /* par_space_mat - only used for groups so we can modify the space dupli's are in
1013                                          * when par_space_mat is NULL ob->obmat can be used instead of ob__obmat
1014                                          */
1015                                         if (par_space_mat)
1016                                                 mult_m4_m4m4(vdd.obmat, par_space_mat, ob->obmat);
1017                                         else
1018                                                 copy_m4_m4(vdd.obmat, ob->obmat);
1019
1020                                         vdd.id = id;
1021                                         vdd.level = level;
1022                                         vdd.flag = flag;
1023                                         vdd.lb = lb;
1024                                         vdd.ob = ob;
1025                                         vdd.scene = scene;
1026                                         vdd.par = par;
1027                                         copy_m4_m4(vdd.pmat, pmat);
1028                                         vdd.persistent_id = persistent_id;
1029                                         
1030                                         /* mballs have a different dupli handling */
1031                                         if (ob->type != OB_MBALL) ob->flag |= OB_DONE;  /* doesnt render */
1032
1033                                         if (me->edit_btmesh) {
1034                                                 dm->foreachMappedVert(dm, vertex_dupli__mapFunc, (void *) &vdd);
1035                                         }
1036                                         else {
1037                                                 for (a = 0; a < totvert; a++) {
1038                                                         dm->getVertCo(dm, a, vec);
1039                                                         dm->getVertNo(dm, a, no);
1040                                                         
1041                                                         vertex_dupli__mapFunc(&vdd, a, vec, no, NULL);
1042                                                 }
1043                                         }
1044                                         if (sce) {
1045                                                 /* Set proper layer in case of scene looping,
1046                                                  * in case of groups the object layer will be
1047                                                  * changed when it's duplicated due to the
1048                                                  * group duplication.
1049                                                  */
1050                                                 ob->lay = vdd.par->lay;
1051                                         }
1052                                         
1053                                         break;
1054                                 }
1055                                 ob = ob->parent;
1056                         }
1057                 }
1058                 if (sce) base = base->next;     /* scene loop */
1059                 else go = go->next;             /* group loop */
1060         }
1061
1062         if (vdd.orco)
1063                 MEM_freeN(vdd.orco);
1064         dm->release(dm);
1065 }
1066
1067 static void face_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[4][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
1068                            int level, short flag)
1069 {
1070         Object *ob, *ob_iter;
1071         Base *base = NULL;
1072         DupliObject *dob;
1073         DerivedMesh *dm;
1074         Mesh *me = par->data;
1075         MLoopUV *mloopuv;
1076         MPoly *mpoly, *mp;
1077         MLoop *mloop;
1078         MVert *mvert;
1079         float pmat[4][4], imat[3][3], (*orco)[3] = NULL, w;
1080         int lay, oblay, totface, a;
1081         Scene *sce = NULL;
1082         Group *group = NULL;
1083         GroupObject *go = NULL;
1084         BMEditMesh *em;
1085         float ob__obmat[4][4]; /* needed for groups where the object matrix needs to be modified */
1086         
1087         /* simple preventing of too deep nested groups */
1088         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1089         
1090         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
1091         em = BMEdit_FromObject(par);
1092
1093         if (em) {
1094                 dm = editbmesh_get_derived_cage(scene, par, em, CD_MASK_BAREMESH);
1095         }
1096         else {
1097                 dm = mesh_get_derived_deform(scene, par, CD_MASK_BAREMESH);
1098         }
1099
1100         totface = dm->getNumPolys(dm);
1101         mpoly = dm->getPolyArray(dm);
1102         mloop = dm->getLoopArray(dm);
1103         mvert = dm->getVertArray(dm);
1104
1105         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
1106                 orco = (float(*)[3])BKE_mesh_orco_verts_get(par);
1107                 BKE_mesh_orco_verts_transform(me, orco, me->totvert, 0);
1108                 mloopuv = me->mloopuv;
1109         }
1110         else {
1111                 orco = NULL;
1112                 mloopuv = NULL;
1113         }
1114         
1115         /* having to loop on scene OR group objects is NOT FUN */
1116         if (GS(id->name) == ID_SCE) {
1117                 sce = (Scene *)id;
1118                 lay = sce->lay;
1119                 base = sce->base.first;
1120         }
1121         else {
1122                 group = (Group *)id;
1123                 lay = group->layer;
1124                 go = group->gobject.first;
1125         }
1126         
1127         /* Start looping on Scene OR Group objects */
1128         while (base || go) {
1129                 if (sce) {
1130                         ob_iter = base->object;
1131                         oblay = base->lay;
1132                 }
1133                 else {
1134                         ob_iter = go->ob;
1135                         oblay = ob_iter->lay;
1136                 }
1137                 
1138                 if (lay & oblay && scene->obedit != ob_iter) {
1139                         ob = ob_iter->parent;
1140                         while (ob) {
1141                                 if (ob == par) {
1142                                         ob = ob_iter;
1143                                         /* End Scene/Group object loop, below is generic */
1144                                         
1145                                         /* par_space_mat - only used for groups so we can modify the space dupli's are in
1146                                          * when par_space_mat is NULL ob->obmat can be used instead of ob__obmat
1147                                          */
1148                                         if (par_space_mat)
1149                                                 mult_m4_m4m4(ob__obmat, par_space_mat, ob->obmat);
1150                                         else
1151                                                 copy_m4_m4(ob__obmat, ob->obmat);
1152                                         
1153                                         copy_m3_m4(imat, ob->parentinv);
1154                                                 
1155                                         /* mballs have a different dupli handling */
1156                                         if (ob->type != OB_MBALL) ob->flag |= OB_DONE;  /* doesnt render */
1157
1158                                         for (a = 0, mp = mpoly; a < totface; a++, mp++) {
1159                                                 int mv1;
1160                                                 int mv2;
1161                                                 int mv3;
1162                                                 /* int mv4; */ /* UNUSED */
1163                                                 float *v1;
1164                                                 float *v2;
1165                                                 float *v3;
1166                                                 /* float *v4; */ /* UNUSED */
1167                                                 float cent[3], quat[4], mat[3][3], mat3[3][3], tmat[4][4], obmat[4][4];
1168                                                 float f_no[3];
1169                                                 MLoop *loopstart = mloop + mp->loopstart;
1170
1171                                                 if (UNLIKELY(mp->totloop < 3)) {
1172                                                         continue;
1173                                                 }
1174                                                 else {
1175                                                         BKE_mesh_calc_poly_normal(mp, mloop + mp->loopstart, mvert, f_no);
1176                                                         v1 = mvert[(mv1 = loopstart[0].v)].co;
1177                                                         v2 = mvert[(mv2 = loopstart[1].v)].co;
1178                                                         v3 = mvert[(mv3 = loopstart[2].v)].co;
1179                                                 }
1180
1181                                                 /* translation */
1182                                                 BKE_mesh_calc_poly_center(mp, loopstart, mvert, cent);
1183
1184                                                 mul_m4_v3(pmat, cent);
1185                                                 
1186                                                 sub_v3_v3v3(cent, cent, pmat[3]);
1187                                                 add_v3_v3(cent, ob__obmat[3]);
1188                                                 
1189                                                 copy_m4_m4(obmat, ob__obmat);
1190                                                 
1191                                                 copy_v3_v3(obmat[3], cent);
1192                                                 
1193                                                 /* rotation */
1194                                                 tri_to_quat_ex(quat, v1, v2, v3, f_no);
1195                                                 quat_to_mat3(mat, quat);
1196                                                 
1197                                                 /* scale */
1198                                                 if (par->transflag & OB_DUPLIFACES_SCALE) {
1199                                                         float size = BKE_mesh_calc_poly_area(mp, loopstart, mvert, f_no);
1200                                                         size = sqrtf(size) * par->dupfacesca;
1201                                                         mul_m3_fl(mat, size);
1202                                                 }
1203                                                 
1204                                                 copy_m3_m3(mat3, mat);
1205                                                 mul_m3_m3m3(mat, imat, mat3);
1206                                                 
1207                                                 copy_m4_m4(tmat, obmat);
1208                                                 mul_m4_m4m3(obmat, tmat, mat);
1209                                                 
1210                                                 dob = new_dupli_object(lb, ob, obmat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIFACES, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1211                                                 if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
1212                                                         w = 1.0f / (float)mp->totloop;
1213
1214                                                         if (orco) {
1215                                                                 int j;
1216                                                                 for (j = 0; j < mpoly->totloop; j++) {
1217                                                                         madd_v3_v3fl(dob->orco, orco[loopstart[j].v], w);
1218                                                                 }
1219                                                         }
1220
1221                                                         if (mloopuv) {
1222                                                                 int j;
1223                                                                 for (j = 0; j < mpoly->totloop; j++) {
1224                                                                         madd_v2_v2fl(dob->orco, mloopuv[loopstart[j].v].uv, w);
1225                                                                 }
1226                                                         }
1227                                                 }
1228                                                 
1229                                                 if (ob->transflag & OB_DUPLI) {
1230                                                         float tmpmat[4][4];
1231                                                         copy_m4_m4(tmpmat, ob->obmat);
1232                                                         copy_m4_m4(ob->obmat, obmat); /* pretend we are really this mat */
1233                                                         object_duplilist_recursive((ID *)id, scene, ob, lb, ob->obmat, persistent_id, level + 1, a, flag);
1234                                                         copy_m4_m4(ob->obmat, tmpmat);
1235                                                 }
1236                                         }
1237                                         
1238                                         break;
1239                                 }
1240                                 ob = ob->parent;
1241                         }
1242                 }
1243                 if (sce) base = base->next;     /* scene loop */
1244                 else go = go->next;             /* group loop */
1245         }
1246
1247         if (orco)
1248                 MEM_freeN(orco);
1249         
1250         dm->release(dm);
1251 }
1252
1253 static void new_particle_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[4][4],
1254                                    int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], ParticleSystem *psys,
1255                                    int level, short flag)
1256 {
1257         GroupObject *go;
1258         Object *ob = NULL, **oblist = NULL, obcopy, *obcopylist = NULL;
1259         DupliObject *dob;
1260         ParticleDupliWeight *dw;
1261         ParticleSettings *part;
1262         ParticleData *pa;
1263         ChildParticle *cpa = NULL;
1264         ParticleKey state;
1265         ParticleCacheKey *cache;
1266         float ctime, pa_time, scale = 1.0f;
1267         float tmat[4][4], mat[4][4], pamat[4][4], vec[3], size = 0.0;
1268         float (*obmat)[4], (*oldobmat)[4];
1269         int a, b, hair = 0;
1270         int totpart, totchild, totgroup = 0 /*, pa_num */;
1271         int dupli_type_hack = !BKE_scene_use_new_shading_nodes(scene);
1272
1273         int no_draw_flag = PARS_UNEXIST;
1274
1275         if (psys == NULL) return;
1276         
1277         /* simple preventing of too deep nested groups */
1278         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1279         
1280         part = psys->part;
1281
1282         if (part == NULL)
1283                 return;
1284
1285         if (!psys_check_enabled(par, psys))
1286                 return;
1287
1288         if (G.is_rendering == FALSE)
1289                 no_draw_flag |= PARS_NO_DISP;
1290         
1291         ctime = BKE_scene_frame_get(scene); /* NOTE: in old animsys, used parent object's timeoffset... */
1292
1293         totpart = psys->totpart;
1294         totchild = psys->totchild;
1295
1296         BLI_srandom(31415926 + psys->seed);
1297
1298         if ((psys->renderdata || part->draw_as == PART_DRAW_REND) && ELEM(part->ren_as, PART_DRAW_OB, PART_DRAW_GR)) {
1299                 ParticleSimulationData sim = {NULL};
1300                 sim.scene = scene;
1301                 sim.ob = par;
1302                 sim.psys = psys;
1303                 sim.psmd = psys_get_modifier(par, psys);
1304                 /* make sure emitter imat is in global coordinates instead of render view coordinates */
1305                 invert_m4_m4(par->imat, par->obmat);
1306
1307                 /* first check for loops (particle system object used as dupli object) */
1308                 if (part->ren_as == PART_DRAW_OB) {
1309                         if (ELEM(part->dup_ob, NULL, par))
1310                                 return;
1311                 }
1312                 else { /*PART_DRAW_GR */
1313                         if (part->dup_group == NULL || part->dup_group->gobject.first == NULL)
1314                                 return;
1315
1316                         if (BLI_findptr(&part->dup_group->gobject, par, offsetof(GroupObject, ob))) {
1317                                 return;
1318                         }
1319                 }
1320
1321                 /* if we have a hair particle system, use the path cache */
1322                 if (part->type == PART_HAIR) {
1323                         if (psys->flag & PSYS_HAIR_DONE)
1324                                 hair = (totchild == 0 || psys->childcache) && psys->pathcache;
1325                         if (!hair)
1326                                 return;
1327                         
1328                         /* we use cache, update totchild according to cached data */
1329                         totchild = psys->totchildcache;
1330                         totpart = psys->totcached;
1331                 }
1332
1333                 psys_check_group_weights(part);
1334
1335                 psys->lattice = psys_get_lattice(&sim);
1336
1337                 /* gather list of objects or single object */
1338                 if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1339                         if (flag & DUPLILIST_DO_UPDATE) {
1340                                 group_handle_recalc_and_update(scene, par, part->dup_group);
1341                         }
1342
1343                         if (part->draw & PART_DRAW_COUNT_GR) {
1344                                 for (dw = part->dupliweights.first; dw; dw = dw->next)
1345                                         totgroup += dw->count;
1346                         }
1347                         else {
1348                                 for (go = part->dup_group->gobject.first; go; go = go->next)
1349                                         totgroup++;
1350                         }
1351
1352                         /* we also copy the actual objects to restore afterwards, since
1353                          * BKE_object_where_is_calc_time will change the object which breaks transform */
1354                         oblist = MEM_callocN(totgroup * sizeof(Object *), "dupgroup object list");
1355                         obcopylist = MEM_callocN(totgroup * sizeof(Object), "dupgroup copy list");
1356
1357                         
1358                         if (part->draw & PART_DRAW_COUNT_GR && totgroup) {
1359                                 dw = part->dupliweights.first;
1360
1361                                 for (a = 0; a < totgroup; dw = dw->next) {
1362                                         for (b = 0; b < dw->count; b++, a++) {
1363                                                 oblist[a] = dw->ob;
1364                                                 obcopylist[a] = *dw->ob;
1365                                         }
1366                                 }
1367                         }
1368                         else {
1369                                 go = part->dup_group->gobject.first;
1370                                 for (a = 0; a < totgroup; a++, go = go->next) {
1371                                         oblist[a] = go->ob;
1372                                         obcopylist[a] = *go->ob;
1373                                 }
1374                         }
1375                 }
1376                 else {
1377                         ob = part->dup_ob;
1378                         obcopy = *ob;
1379                 }
1380
1381                 if (totchild == 0 || part->draw & PART_DRAW_PARENT)
1382                         a = 0;
1383                 else
1384                         a = totpart;
1385
1386                 for (pa = psys->particles; a < totpart + totchild; a++, pa++) {
1387                         if (a < totpart) {
1388                                 /* handle parent particle */
1389                                 if (pa->flag & no_draw_flag)
1390                                         continue;
1391
1392                                 /* pa_num = pa->num; */ /* UNUSED */
1393                                 pa_time = pa->time;
1394                                 size = pa->size;
1395                         }
1396                         else {
1397                                 /* handle child particle */
1398                                 cpa = &psys->child[a - totpart];
1399
1400                                 /* pa_num = a; */ /* UNUSED */
1401                                 pa_time = psys->particles[cpa->parent].time;
1402                                 size = psys_get_child_size(psys, cpa, ctime, NULL);
1403                         }
1404
1405                         /* some hair paths might be non-existent so they can't be used for duplication */
1406                         if (hair &&
1407                             ((a < totpart && psys->pathcache[a]->steps < 0) ||
1408                              (a >= totpart && psys->childcache[a - totpart]->steps < 0)))
1409                         {
1410                                 continue;
1411                         }
1412
1413                         if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1414                                 /* prevent divide by zero below [#28336] */
1415                                 if (totgroup == 0)
1416                                         continue;
1417
1418                                 /* for groups, pick the object based on settings */
1419                                 if (part->draw & PART_DRAW_RAND_GR)
1420                                         b = BLI_rand() % totgroup;
1421                                 else
1422                                         b = a % totgroup;
1423
1424                                 ob = oblist[b];
1425                                 obmat = oblist[b]->obmat;
1426                                 oldobmat = obcopylist[b].obmat;
1427                         }
1428                         else {
1429                                 obmat = ob->obmat;
1430                                 oldobmat = obcopy.obmat;
1431                         }
1432
1433                         if (hair) {
1434                                 /* hair we handle separate and compute transform based on hair keys */
1435                                 if (a < totpart) {
1436                                         cache = psys->pathcache[a];
1437                                         psys_get_dupli_path_transform(&sim, pa, NULL, cache, pamat, &scale);
1438                                 }
1439                                 else {
1440                                         cache = psys->childcache[a - totpart];
1441                                         psys_get_dupli_path_transform(&sim, NULL, cpa, cache, pamat, &scale);
1442                                 }
1443
1444                                 copy_v3_v3(pamat[3], cache->co);
1445                                 pamat[3][3] = 1.0f;
1446                                 
1447                         }
1448                         else {
1449                                 /* first key */
1450                                 state.time = ctime;
1451                                 if (psys_get_particle_state(&sim, a, &state, 0) == 0) {
1452                                         continue;
1453                                 }
1454                                 else {
1455                                         float tquat[4];
1456                                         normalize_qt_qt(tquat, state.rot);
1457                                         quat_to_mat4(pamat, tquat);
1458                                         copy_v3_v3(pamat[3], state.co);
1459                                         pamat[3][3] = 1.0f;
1460                                 }
1461                         }
1462
1463                         if (part->ren_as == PART_DRAW_GR && psys->part->draw & PART_DRAW_WHOLE_GR) {
1464                                 for (go = part->dup_group->gobject.first, b = 0; go; go = go->next, b++) {
1465
1466                                         copy_m4_m4(tmat, oblist[b]->obmat);
1467                                         /* apply particle scale */
1468                                         mul_mat3_m4_fl(tmat, size * scale);
1469                                         mul_v3_fl(tmat[3], size * scale);
1470                                         /* group dupli offset, should apply after everything else */
1471                                         if (!is_zero_v3(part->dup_group->dupli_ofs))
1472                                                 sub_v3_v3v3(tmat[3], tmat[3], part->dup_group->dupli_ofs);
1473                                         /* individual particle transform */
1474                                         mult_m4_m4m4(tmat, pamat, tmat);
1475
1476                                         if (par_space_mat)
1477                                                 mult_m4_m4m4(mat, par_space_mat, tmat);
1478                                         else
1479                                                 copy_m4_m4(mat, tmat);
1480
1481                                         dob = new_dupli_object(lb, go->ob, mat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIPARTS, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1482                                         dob->particle_system = psys;
1483                                         copy_m4_m4(dob->omat, obcopylist[b].obmat);
1484                                         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1485                                                 psys_get_dupli_texture(psys, part, sim.psmd, pa, cpa, dob->uv, dob->orco);
1486                                 }
1487                         }
1488                         else {
1489                                 int dupli_type = OB_DUPLIPARTS;
1490
1491                                 /* blender internal needs this to be set to dupligroup to render
1492                                  * groups correctly, but we don't want this hack for cycles */
1493                                 if (dupli_type_hack && GS(id->name) == ID_GR)
1494                                         dupli_type = OB_DUPLIGROUP;
1495
1496                                 /* to give ipos in object correct offset */
1497                                 BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, ctime - pa_time);
1498
1499                                 copy_v3_v3(vec, obmat[3]);
1500                                 obmat[3][0] = obmat[3][1] = obmat[3][2] = 0.0f;
1501
1502                                 /* particle rotation uses x-axis as the aligned axis, so pre-rotate the object accordingly */
1503                                 if ((part->draw & PART_DRAW_ROTATE_OB) == 0) {
1504                                         float xvec[3], q[4], size_mat[4][4], original_size[3];
1505
1506                                         mat4_to_size(original_size, obmat);
1507                                         size_to_mat4(size_mat, original_size);
1508
1509                                         xvec[0] = -1.f;
1510                                         xvec[1] = xvec[2] = 0;
1511                                         vec_to_quat(q, xvec, ob->trackflag, ob->upflag);
1512                                         quat_to_mat4(obmat, q);
1513                                         obmat[3][3] = 1.0f;
1514                                         
1515                                         /* add scaling if requested */
1516                                         if ((part->draw & PART_DRAW_NO_SCALE_OB) == 0)
1517                                                 mult_m4_m4m4(obmat, obmat, size_mat);
1518                                 }
1519                                 else if (part->draw & PART_DRAW_NO_SCALE_OB) {
1520                                         /* remove scaling */
1521                                         float size_mat[4][4], original_size[3];
1522
1523                                         mat4_to_size(original_size, obmat);
1524                                         size_to_mat4(size_mat, original_size);
1525                                         invert_m4(size_mat);
1526
1527                                         mult_m4_m4m4(obmat, obmat, size_mat);
1528                                 }
1529                                 
1530                                 /* Normal particles and cached hair live in global space so we need to
1531                                  * remove the real emitter's transformation before 2nd order duplication.
1532                                  */
1533                                 if (par_space_mat && GS(id->name) != ID_GR)
1534                                         mult_m4_m4m4(mat, psys->imat, pamat);
1535                                 else
1536                                         copy_m4_m4(mat, pamat);
1537
1538                                 mult_m4_m4m4(tmat, mat, obmat);
1539                                 mul_mat3_m4_fl(tmat, size * scale);
1540
1541                                 if (par_space_mat)
1542                                         mult_m4_m4m4(mat, par_space_mat, tmat);
1543                                 else
1544                                         copy_m4_m4(mat, tmat);
1545
1546                                 if (part->draw & PART_DRAW_GLOBAL_OB)
1547                                         add_v3_v3v3(mat[3], mat[3], vec);
1548
1549                                 dob = new_dupli_object(lb, ob, mat, ob->lay, persistent_id, level, a, dupli_type, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1550                                 dob->particle_system = psys;
1551                                 copy_m4_m4(dob->omat, oldobmat);
1552                                 if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1553                                         psys_get_dupli_texture(psys, part, sim.psmd, pa, cpa, dob->uv, dob->orco);
1554                         }
1555                 }
1556
1557                 /* restore objects since they were changed in BKE_object_where_is_calc_time */
1558                 if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1559                         for (a = 0; a < totgroup; a++)
1560                                 *(oblist[a]) = obcopylist[a];
1561                 }
1562                 else
1563                         *ob = obcopy;
1564         }
1565
1566         /* clean up */
1567         if (oblist)
1568                 MEM_freeN(oblist);
1569         if (obcopylist)
1570                 MEM_freeN(obcopylist);
1571
1572         if (psys->lattice) {
1573                 end_latt_deform(psys->lattice);
1574                 psys->lattice = NULL;
1575         }
1576 }
1577
1578 static Object *find_family_object(Object **obar, char *family, char ch)
1579 {
1580         Object *ob;
1581         int flen;
1582         
1583         if (obar[(int)ch]) return obar[(int)ch];
1584         
1585         flen = strlen(family);
1586         
1587         ob = G.main->object.first;
1588         while (ob) {
1589                 if (ob->id.name[flen + 2] == ch) {
1590                         if (strncmp(ob->id.name + 2, family, flen) == 0) break;
1591                 }
1592                 ob = ob->id.next;
1593         }
1594         
1595         obar[(int)ch] = ob;
1596         
1597         return ob;
1598 }
1599
1600
1601 static void font_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *par, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, short flag)
1602 {
1603         Object *ob, *obar[256] = {NULL};
1604         Curve *cu;
1605         struct CharTrans *ct, *chartransdata;
1606         float vec[3], obmat[4][4], pmat[4][4], fsize, xof, yof;
1607         int slen, a;
1608         
1609         /* simple preventing of too deep nested groups */
1610         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1611         
1612         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
1613         
1614         /* in par the family name is stored, use this to find the other objects */
1615         
1616         chartransdata = BKE_vfont_to_curve(G.main, scene, par, FO_DUPLI);
1617         if (chartransdata == NULL) return;
1618
1619         cu = par->data;
1620         slen = strlen(cu->str);
1621         fsize = cu->fsize;
1622         xof = cu->xof;
1623         yof = cu->yof;
1624         
1625         ct = chartransdata;
1626         
1627         for (a = 0; a < slen; a++, ct++) {
1628                 
1629                 ob = find_family_object(obar, cu->family, cu->str[a]);
1630                 if (ob) {
1631                         vec[0] = fsize * (ct->xof - xof);
1632                         vec[1] = fsize * (ct->yof - yof);
1633                         vec[2] = 0.0;
1634                         
1635                         mul_m4_v3(pmat, vec);
1636                         
1637                         copy_m4_m4(obmat, par->obmat);
1638                         copy_v3_v3(obmat[3], vec);
1639                         
1640                         new_dupli_object(lb, ob, obmat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIVERTS, flag);
1641                 }
1642         }
1643         
1644         MEM_freeN(chartransdata);
1645 }
1646
1647 /* ------------- */
1648
1649 static void object_duplilist_recursive(ID *id, Scene *scene, Object *ob, ListBase *duplilist, float par_space_mat[4][4],
1650                                        int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, short flag)
1651 {       
1652         if ((ob->transflag & OB_DUPLI) == 0)
1653                 return;
1654         
1655         /* Should the dupli's be generated for this object? - Respect restrict flags */
1656         if (G.is_rendering) {
1657                 if (ob->restrictflag & OB_RESTRICT_RENDER) {
1658                         return;
1659                 }
1660         }
1661         else {
1662                 if (ob->restrictflag & OB_RESTRICT_VIEW) {
1663                         return;
1664                 }
1665         }
1666
1667         /* keep track of persistent id */
1668         if (level > 0)
1669                 persistent_id[level - 1] = index;
1670
1671         if (ob->transflag & OB_DUPLIPARTS) {
1672                 ParticleSystem *psys = ob->particlesystem.first;
1673                 int psysid = 0;
1674
1675                 /* particle system take up one level in id, the particles another */
1676                 for (; psys; psys = psys->next, psysid++) {
1677                         persistent_id[level] = psysid;
1678                         new_particle_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, psys, level + 2, flag);
1679                 }
1680
1681                 persistent_id[level] = 0;
1682         }
1683         else if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1684                 if (ob->type == OB_MESH) {
1685                         vertex_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, level + 1, flag);
1686                 }
1687                 else if (ob->type == OB_FONT) {
1688                         if (GS(id->name) == ID_SCE) { /* TODO - support dupligroups */
1689                                 font_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag);
1690                         }
1691                 }
1692         }
1693         else if (ob->transflag & OB_DUPLIFACES) {
1694                 if (ob->type == OB_MESH)
1695                         face_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, level + 1, flag);
1696         }
1697         else if (ob->transflag & OB_DUPLIFRAMES) {
1698                 if (GS(id->name) == ID_SCE) { /* TODO - support dupligroups */
1699                         frames_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag);
1700                 }
1701         }
1702         else if (ob->transflag & OB_DUPLIGROUP) {
1703                 DupliObject *dob;
1704                 
1705                 group_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag); /* now recursive */
1706
1707                 if (level == 0) {
1708                         for (dob = duplilist->first; dob; dob = dob->next)
1709                                 if (dob->type == OB_DUPLIGROUP)
1710                                         copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->mat);
1711                 }
1712         }
1713
1714         /* clear persistent id */
1715         if (level > 0)
1716                 persistent_id[level - 1] = 0;
1717 }
1718
1719 /* Returns a list of DupliObject
1720  * note; group dupli's already set transform matrix. see note in group_duplilist() */
1721 ListBase *object_duplilist_ex(Scene *sce, Object *ob, int update, int for_render)
1722 {
1723         ListBase *duplilist = MEM_mallocN(sizeof(ListBase), "duplilist");
1724         int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR] = {0};
1725         int flag = 0;
1726
1727         if (update)     flag |= DUPLILIST_DO_UPDATE;
1728         if (for_render) flag |= DUPLILIST_FOR_RENDER;
1729
1730         duplilist->first = duplilist->last = NULL;
1731         object_duplilist_recursive((ID *)sce, sce, ob, duplilist, NULL, persistent_id, 0, 0, flag);
1732         return duplilist;
1733 }
1734
1735 /* note: previously updating was always done, this is why it defaults to be on
1736  * but there are likely places it can be called without updating */
1737 ListBase *object_duplilist(Scene *sce, Object *ob, int for_render)
1738 {
1739         return object_duplilist_ex(sce, ob, TRUE, for_render);
1740 }
1741
1742
1743 void free_object_duplilist(ListBase *lb)
1744 {
1745         DupliObject *dob;
1746         
1747         /* loop in reverse order, if object is instanced multiple times
1748          * the original layer may not really be original otherwise, proper
1749          * solution is more complicated */
1750         for (dob = lb->last; dob; dob = dob->prev) {
1751                 dob->ob->lay = dob->origlay;
1752                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->omat);
1753         }
1754         
1755         BLI_freelistN(lb);
1756         MEM_freeN(lb);
1757 }
1758
1759 int count_duplilist(Object *ob)
1760 {
1761         if (ob->transflag & OB_DUPLI) {
1762                 if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1763                         if (ob->type == OB_MESH) {
1764                                 if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1765                                         ParticleSystem *psys = ob->particlesystem.first;
1766                                         int pdup = 0;
1767
1768                                         for (; psys; psys = psys->next)
1769                                                 pdup += psys->totpart;
1770
1771                                         if (pdup == 0) {
1772                                                 Mesh *me = ob->data;
1773                                                 return me->totvert;
1774                                         }
1775                                         else
1776                                                 return pdup;
1777                                 }
1778                         }
1779                 }
1780                 else if (ob->transflag & OB_DUPLIFRAMES) {
1781                         int tot = ob->dupend - ob->dupsta;
1782                         tot /= (ob->dupon + ob->dupoff);
1783                         return tot * ob->dupon;
1784                 }
1785         }
1786         return 1;
1787 }