0eb710fa48ec31ddc59a1c55f81bbc0d9a5d7286
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / simple_deform.c
1 /**
2  * deform_simple.c
3  *
4  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
9  * of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
18  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
19  *
20  * The Original Code is Copyright (C) Blender Foundation.
21  * All rights reserved.
22  *
23  * The Original Code is: all of this file.
24  *
25  * Contributor(s): AndrĂ© Pinto
26  *
27  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
28  */
29 #include "DNA_object_types.h"
30 #include "DNA_modifier_types.h"
31 #include "DNA_meshdata_types.h"
32
33 #include "BKE_simple_deform.h"
34 #include "BKE_DerivedMesh.h"
35 #include "BKE_deform.h"
36 #include "BKE_utildefines.h"
37 #include "BLI_arithb.h"
38 #include "BKE_shrinkwrap.h"
39
40 #include <string.h>
41 #include <math.h>
42
43
44 //Clamps/Limits the given coordinate to:  limits[0] <= co[axis] <= limits[1]
45 //The ammount of clamp is saved on dcut
46 static void axis_limit(int axis, const float limits[2], float co[3], float dcut[3])
47 {
48         float val = co[axis];
49         if(limits[0] > val) val = limits[0];
50         if(limits[1] < val) val = limits[1];
51
52         dcut[axis] = co[axis] - val;
53         co[axis] = val;
54 }
55
56 static void simpleDeform_taper(const float factor, const float dcut[3], float *co)
57 {
58         float x = co[0], y = co[1], z = co[2];
59         float scale = z*factor;
60
61         co[0] = x + x*scale;
62         co[1] = y + y*scale;
63         co[2] = z;
64
65         if(dcut)
66         {
67                 co[0] += dcut[0];
68                 co[1] += dcut[1];
69                 co[2] += dcut[2];
70         }
71 }
72
73 static void simpleDeform_stretch(const float factor, const float dcut[3], float *co)
74 {
75         float x = co[0], y = co[1], z = co[2];
76         float scale;
77
78         scale = (z*z*factor-factor + 1.0);
79
80         co[0] = x*scale;
81         co[1] = y*scale;
82         co[2] = z*(1.0+factor);
83
84
85         if(dcut)
86         {
87                 co[0] += dcut[0];
88                 co[1] += dcut[1];
89                 co[2] += dcut[2]; 
90         }
91 }
92
93 static void simpleDeform_twist(const float factor, const float *dcut, float *co)
94 {
95         float x = co[0], y = co[1], z = co[2];
96         float theta, sint, cost;
97
98         theta = z*factor;
99         sint  = sin(theta);
100         cost  = cos(theta);
101
102         co[0] = x*cost - y*sint;
103         co[1] = x*sint + y*cost;
104         co[2] = z;
105
106         if(dcut)
107         {
108                 co[0] += dcut[0];
109                 co[1] += dcut[1];
110                 co[2] += dcut[2];
111         }
112 }
113
114 static void simpleDeform_bend(const float factor, const float dcut[3], float *co)
115 {
116         float x = co[0], y = co[1], z = co[2];
117         float theta, sint, cost;
118
119         theta = x*factor;
120         sint = sin(theta);
121         cost = cos(theta);
122
123         if(fabs(factor) > 1e-7f)
124         {
125                 co[0] = -(y-1.0f/factor)*sint;
126                 co[1] =  (y-1.0f/factor)*cost + 1.0f/factor;
127                 co[2] = z;
128         }
129
130
131         if(dcut)
132         {
133                 co[0] += cost*dcut[0];
134                 co[1] += sint*dcut[0];
135                 co[2] += dcut[2]; 
136         }
137
138 }
139
140
141 /* simple deform modifier */
142 void SimpleDeformModifier_do(SimpleDeformModifierData *smd, struct Object *ob, struct DerivedMesh *dm, float (*vertexCos)[3], int numVerts)
143 {
144         static const float lock_axis[2] = {0.0f, 0.0f};
145
146         int i;
147         int limit_axis = 0;                     
148         float smd_limit[2], smd_factor;
149         SpaceTransform *transf = NULL, tmp_transf;
150         void (*simpleDeform_callback)(const float factor, const float dcut[3], float *co) = NULL;       //Mode callback
151         int vgroup = get_named_vertexgroup_num(ob, smd->vgroup_name);
152         MDeformVert *dvert = NULL;
153
154         //Safe-check
155         if(smd->origin == ob) smd->origin = NULL;                                       //No self references
156
157         if(smd->limit[0] < 0.0) smd->limit[0] = 0.0f;
158         if(smd->limit[0] > 1.0) smd->limit[0] = 1.0f;
159
160         smd->limit[0] = MIN2(smd->limit[0], smd->limit[1]);                     //Upper limit >= than lower limit
161
162         //Calculate matrixs do convert between coordinate spaces
163         if(smd->origin)
164         {
165                 transf = &tmp_transf;
166                 
167                 if(smd->originOpts & MOD_SIMPLEDEFORM_ORIGIN_LOCAL)
168                 {
169                         space_transform_from_matrixs(transf, ob->obmat, smd->origin->obmat);
170                 }
171                 else
172                 {
173                         Mat4CpyMat4(transf->local2target, smd->origin->obmat);
174                         Mat4Invert(transf->target2local, transf->local2target);
175                 }
176         }
177
178         //Setup vars
179         limit_axis  = (smd->mode == MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_BEND) ? 0 : 2; //Bend limits on X.. all other modes limit on Z
180
181         //Update limits if needed
182         {
183                 float lower =  FLT_MAX;
184                 float upper = -FLT_MAX;
185
186                 for(i=0; i<numVerts; i++)
187                 {
188                         float tmp[3];
189                         VECCOPY(tmp, vertexCos[i]);
190
191                         if(transf) space_transform_apply(transf, tmp);
192
193                         lower = MIN2(lower, tmp[limit_axis]);
194                         upper = MAX2(upper, tmp[limit_axis]);
195                 }
196
197
198                 //SMD values are normalized to the BV, calculate the absolut values
199                 smd_limit[1] = lower + (upper-lower)*smd->limit[1];
200                 smd_limit[0] = lower + (upper-lower)*smd->limit[0];
201
202                 smd_factor   = smd->factor / MAX2(FLT_EPSILON, smd_limit[1]-smd_limit[0]);
203         }
204
205
206         if(dm)
207                 dvert   = dm->getVertDataArray(dm, CD_MDEFORMVERT);
208
209
210         switch(smd->mode)
211         {
212                 case MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_TWIST:       simpleDeform_callback = simpleDeform_twist;             break;
213                 case MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_BEND:        simpleDeform_callback = simpleDeform_bend;              break;
214                 case MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_TAPER:       simpleDeform_callback = simpleDeform_taper;             break;
215                 case MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_STRETCH:     simpleDeform_callback = simpleDeform_stretch;   break;
216                 default:
217                         return; //No simpledeform mode?
218         }
219
220         for(i=0; i<numVerts; i++)
221         {
222                 float weight = vertexgroup_get_vertex_weight(dvert, i, vgroup);
223
224                 if(weight != 0.0f)
225                 {
226                         float co[3], dcut[3] = {0.0f, 0.0f, 0.0f};
227
228                         if(transf) space_transform_apply(transf, vertexCos[i]);
229
230                         VECCOPY(co, vertexCos[i]);
231
232                         //Apply axis limits
233                         if(smd->mode != MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_BEND) //Bend mode shoulnt have any lock axis
234                         {
235                                 if(smd->axis & MOD_SIMPLEDEFORM_LOCK_AXIS_X) axis_limit(0, lock_axis, co, dcut);
236                                 if(smd->axis & MOD_SIMPLEDEFORM_LOCK_AXIS_Y) axis_limit(1, lock_axis, co, dcut);
237                         }
238                         axis_limit(limit_axis, smd_limit, co, dcut);
239
240                         simpleDeform_callback(smd_factor, dcut, co);            //Apply deform
241                         VecLerpf(vertexCos[i], vertexCos[i], co, weight);       //Use vertex weight has coef of linear interpolation
242         
243                         if(transf) space_transform_invert(transf, vertexCos[i]);
244                 }
245         }
246 }
247
248