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