2030ab0f55270bacef8fbe48739333c8696bcb6e
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / mball.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  * Contributor(s): Jiri Hnidek <jiri.hnidek@vslib.cz>.
22  *
23  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
24  *
25  * MetaBalls are created from a single Object (with a name without number in it),
26  * here the DispList and BoundBox also is located.
27  * All objects with the same name (but with a number in it) are added to this.
28  *
29  * texture coordinates are patched within the displist
30  */
31
32 /** \file blender/blenkernel/intern/mball.c
33  *  \ingroup bke
34  */
35
36 #include <stdio.h>
37 #include <string.h>
38 #include <math.h>
39 #include <stdlib.h>
40 #include <ctype.h>
41 #include <float.h>
42 #include "MEM_guardedalloc.h"
43
44 #include "DNA_material_types.h"
45 #include "DNA_object_types.h"
46 #include "DNA_meta_types.h"
47 #include "DNA_scene_types.h"
48
49
50 #include "BLI_blenlib.h"
51 #include "BLI_math.h"
52 #include "BLI_utildefines.h"
53 #include "BLI_bpath.h"
54
55
56 #include "BKE_global.h"
57 #include "BKE_main.h"
58
59 /*  #include "BKE_object.h" */
60 #include "BKE_animsys.h"
61 #include "BKE_scene.h"
62 #include "BKE_library.h"
63 #include "BKE_displist.h"
64 #include "BKE_mball.h"
65 #include "BKE_object.h"
66 #include "BKE_material.h"
67
68 /* Data types */
69
70 typedef struct vertex {         /* surface vertex */
71         float co[3];  /* position and surface normal */
72         float no[3];
73 } VERTEX;
74
75 typedef struct vertices {       /* list of vertices in polygonization */
76         int count, max;             /* # vertices, max # allowed */
77         VERTEX *ptr;                /* dynamically allocated */
78 } VERTICES;
79
80 typedef struct corner {         /* corner of a cube */
81         int i, j, k;                /* (i, j, k) is index within lattice */
82         float co[3], value;       /* location and function value */
83         struct corner *next;
84 } CORNER;
85
86 typedef struct cube {           /* partitioning cell (cube) */
87         int i, j, k;                /* lattice location of cube */
88         CORNER *corners[8];         /* eight corners */
89 } CUBE;
90
91 typedef struct cubes {          /* linked list of cubes acting as stack */
92         CUBE cube;                  /* a single cube */
93         struct cubes *next;         /* remaining elements */
94 } CUBES;
95
96 typedef struct centerlist {     /* list of cube locations */
97         int i, j, k;                /* cube location */
98         struct centerlist *next;    /* remaining elements */
99 } CENTERLIST;
100
101 typedef struct edgelist {       /* list of edges */
102         int i1, j1, k1, i2, j2, k2; /* edge corner ids */
103         int vid;                    /* vertex id */
104         struct edgelist *next;      /* remaining elements */
105 } EDGELIST;
106
107 typedef struct intlist {        /* list of integers */
108         int i;                      /* an integer */
109         struct intlist *next;       /* remaining elements */
110 } INTLIST;
111
112 typedef struct intlists {       /* list of list of integers */
113         INTLIST *list;              /* a list of integers */
114         struct intlists *next;      /* remaining elements */
115 } INTLISTS;
116
117 typedef struct process {        /* parameters, function, storage */
118         /* what happens here? floats, I think. */
119         /*  float (*function)(void);     */     /* implicit surface function */
120         float (*function)(float, float, float);
121         float size, delta;          /* cube size, normal delta */
122         int bounds;                 /* cube range within lattice */
123         CUBES *cubes;               /* active cubes */
124         VERTICES vertices;          /* surface vertices */
125         CENTERLIST **centers;       /* cube center hash table */
126         CORNER **corners;           /* corner value hash table */
127         EDGELIST **edges;           /* edge and vertex id hash table */
128 } PROCESS;
129
130 /* dividing scene using octal tree makes polygonisation faster */
131 typedef struct ml_pointer {
132         struct ml_pointer *next, *prev;
133         struct MetaElem *ml;
134 } ml_pointer;
135
136 typedef struct octal_node {
137         struct octal_node *nodes[8];/* children of current node */
138         struct octal_node *parent;  /* parent of current node */
139         struct ListBase elems;      /* ListBase of MetaElem pointers (ml_pointer) */
140         float x_min, y_min, z_min;  /* 1st border point */
141         float x_max, y_max, z_max;  /* 7th border point */
142         float x, y, z;              /* center of node */
143         int pos, neg;               /* number of positive and negative MetaElements in the node */
144         int count;                  /* number of MetaElems, which belongs to the node */
145 } octal_node;
146
147 typedef struct octal_tree {
148         struct octal_node *first;   /* first node */
149         int pos, neg;               /* number of positive and negative MetaElements in the scene */
150         short depth;                /* number of scene subdivision */
151 } octal_tree;
152
153 struct pgn_elements {
154         struct pgn_elements *next, *prev;
155         char *data;
156 };
157
158 /* Forward declarations */
159 static int vertid(const CORNER *c1, const CORNER *c2, PROCESS *p, MetaBall *mb);
160 static int setcenter(CENTERLIST *table[], const int i, const int j, const int k);
161 static CORNER *setcorner(PROCESS *p, int i, int j, int k);
162 static void converge(const float p1[3], const float p2[3], float v1, float v2,
163                      float (*function)(float, float, float), float p[3], MetaBall *mb, int f);
164
165 /* Global variables */
166 static struct {
167         float thresh;
168         int totelem;
169         MetaElem **mainb;
170         octal_tree *metaball_tree;
171 } G_mb = {0};
172
173 /* Functions */
174
175 void BKE_mball_unlink(MetaBall *mb)
176 {
177         int a;
178         
179         for (a = 0; a < mb->totcol; a++) {
180                 if (mb->mat[a]) mb->mat[a]->id.us--;
181                 mb->mat[a] = NULL;
182         }
183 }
184
185
186 /* do not free mball itself */
187 void BKE_mball_free(MetaBall *mb)
188 {
189         BKE_mball_unlink(mb);
190         
191         if (mb->adt) {
192                 BKE_free_animdata((ID *)mb);
193                 mb->adt = NULL;
194         }
195         if (mb->mat) MEM_freeN(mb->mat);
196         if (mb->bb) MEM_freeN(mb->bb);
197         BLI_freelistN(&mb->elems);
198         if (mb->disp.first) BKE_displist_free(&mb->disp);
199 }
200
201 MetaBall *BKE_mball_add(const char *name)
202 {
203         MetaBall *mb;
204         
205         mb = BKE_libblock_alloc(&G.main->mball, ID_MB, name);
206         
207         mb->size[0] = mb->size[1] = mb->size[2] = 1.0;
208         mb->texflag = MB_AUTOSPACE;
209         
210         mb->wiresize = 0.4f;
211         mb->rendersize = 0.2f;
212         mb->thresh = 0.6f;
213         
214         return mb;
215 }
216
217 MetaBall *BKE_mball_copy(MetaBall *mb)
218 {
219         MetaBall *mbn;
220         int a;
221         
222         mbn = BKE_libblock_copy(&mb->id);
223
224         BLI_duplicatelist(&mbn->elems, &mb->elems);
225         
226         mbn->mat = MEM_dupallocN(mb->mat);
227         for (a = 0; a < mbn->totcol; a++) {
228                 id_us_plus((ID *)mbn->mat[a]);
229         }
230         mbn->bb = MEM_dupallocN(mb->bb);
231
232         mbn->editelems = NULL;
233         mbn->lastelem = NULL;
234         
235         return mbn;
236 }
237
238 static void extern_local_mball(MetaBall *mb)
239 {
240         if (mb->mat) {
241                 extern_local_matarar(mb->mat, mb->totcol);
242         }
243 }
244
245 void BKE_mball_make_local(MetaBall *mb)
246 {
247         Main *bmain = G.main;
248         Object *ob;
249         int is_local = FALSE, is_lib = FALSE;
250
251         /* - only lib users: do nothing
252          * - only local users: set flag
253          * - mixed: make copy
254          */
255         
256         if (mb->id.lib == NULL) return;
257         if (mb->id.us == 1) {
258                 id_clear_lib_data(bmain, &mb->id);
259                 extern_local_mball(mb);
260                 
261                 return;
262         }
263
264         for (ob = G.main->object.first; ob && ELEM(0, is_lib, is_local); ob = ob->id.next) {
265                 if (ob->data == mb) {
266                         if (ob->id.lib) is_lib = TRUE;
267                         else is_local = TRUE;
268                 }
269         }
270         
271         if (is_local && is_lib == FALSE) {
272                 id_clear_lib_data(bmain, &mb->id);
273                 extern_local_mball(mb);
274         }
275         else if (is_local && is_lib) {
276                 MetaBall *mb_new = BKE_mball_copy(mb);
277                 mb_new->id.us = 0;
278
279                 /* Remap paths of new ID using old library as base. */
280                 BKE_id_lib_local_paths(bmain, mb->id.lib, &mb_new->id);
281
282                 for (ob = G.main->object.first; ob; ob = ob->id.next) {
283                         if (ob->data == mb) {
284                                 if (ob->id.lib == NULL) {
285                                         ob->data = mb_new;
286                                         mb_new->id.us++;
287                                         mb->id.us--;
288                                 }
289                         }
290                 }
291         }
292 }
293
294 /* most simple meta-element adding function
295  * don't do context manipulation here (rna uses) */
296 MetaElem *BKE_mball_element_add(MetaBall *mb, const int type)
297 {
298         MetaElem *ml = MEM_callocN(sizeof(MetaElem), "metaelem");
299
300         unit_qt(ml->quat);
301
302         ml->rad = 2.0;
303         ml->s = 2.0;
304         ml->flag = MB_SCALE_RAD;
305
306         switch (type) {
307                 case MB_BALL:
308                         ml->type = MB_BALL;
309                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
310
311                         break;
312                 case MB_TUBE:
313                         ml->type = MB_TUBE;
314                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
315
316                         break;
317                 case MB_PLANE:
318                         ml->type = MB_PLANE;
319                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
320
321                         break;
322                 case MB_ELIPSOID:
323                         ml->type = MB_ELIPSOID;
324                         ml->expx = 1.2f;
325                         ml->expy = 0.8f;
326                         ml->expz = 1.0;
327
328                         break;
329                 case MB_CUBE:
330                         ml->type = MB_CUBE;
331                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
332
333                         break;
334                 default:
335                         break;
336         }
337
338         BLI_addtail(&mb->elems, ml);
339
340         return ml;
341 }
342 /** Compute bounding box of all MetaElems/MetaBalls.
343  *
344  * Bounding box is computed from polygonized surface. Object *ob is
345  * basic MetaBall (usually with name Meta). All other MetaBalls (with
346  * names Meta.001, Meta.002, etc) are included in this Bounding Box.
347  */
348 void BKE_mball_texspace_calc(Object *ob)
349 {
350         DispList *dl;
351         BoundBox *bb;
352         float *data, min[3], max[3] /*, loc[3], size[3] */;
353         int tot, do_it = FALSE;
354
355         if (ob->bb == NULL) ob->bb = MEM_callocN(sizeof(BoundBox), "mb boundbox");
356         bb = ob->bb;
357         
358         /* Weird one, this. */
359 /*      INIT_MINMAX(min, max); */
360         (min)[0] = (min)[1] = (min)[2] = 1.0e30f;
361         (max)[0] = (max)[1] = (max)[2] = -1.0e30f;
362
363         dl = ob->disp.first;
364         while (dl) {
365                 tot = dl->nr;
366                 if (tot) do_it = TRUE;
367                 data = dl->verts;
368                 while (tot--) {
369                         /* Also weird... but longer. From utildefines. */
370                         minmax_v3v3_v3(min, max, data);
371                         data += 3;
372                 }
373                 dl = dl->next;
374         }
375
376         if (!do_it) {
377                 min[0] = min[1] = min[2] = -1.0f;
378                 max[0] = max[1] = max[2] = 1.0f;
379         }
380 #if 0
381         loc[0] = (min[0] + max[0]) / 2.0f;
382         loc[1] = (min[1] + max[1]) / 2.0f;
383         loc[2] = (min[2] + max[2]) / 2.0f;
384
385         size[0] = (max[0] - min[0]) / 2.0f;
386         size[1] = (max[1] - min[1]) / 2.0f;
387         size[2] = (max[2] - min[2]) / 2.0f;
388 #endif
389         BKE_boundbox_init_from_minmax(bb, min, max);
390 }
391
392 float *BKE_mball_make_orco(Object *ob, ListBase *dispbase)
393 {
394         BoundBox *bb;
395         DispList *dl;
396         float *data, *orco, *orcodata;
397         float loc[3], size[3];
398         int a;
399
400         /* restore size and loc */
401         bb = ob->bb;
402         loc[0] = (bb->vec[0][0] + bb->vec[4][0]) / 2.0f;
403         size[0] = bb->vec[4][0] - loc[0];
404         loc[1] = (bb->vec[0][1] + bb->vec[2][1]) / 2.0f;
405         size[1] = bb->vec[2][1] - loc[1];
406         loc[2] = (bb->vec[0][2] + bb->vec[1][2]) / 2.0f;
407         size[2] = bb->vec[1][2] - loc[2];
408
409         dl = dispbase->first;
410         orcodata = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * dl->nr, "MballOrco");
411
412         data = dl->verts;
413         orco = orcodata;
414         a = dl->nr;
415         while (a--) {
416                 orco[0] = (data[0] - loc[0]) / size[0];
417                 orco[1] = (data[1] - loc[1]) / size[1];
418                 orco[2] = (data[2] - loc[2]) / size[2];
419
420                 data += 3;
421                 orco += 3;
422         }
423
424         return orcodata;
425 }
426
427 /* Note on mball basis stuff 2.5x (this is a can of worms)
428  * This really needs a rewrite/refactor its totally broken in anything other then basic cases
429  * Multiple Scenes + Set Scenes & mixing mball basis SHOULD work but fails to update the depsgraph on rename
430  * and linking into scenes or removal of basis mball. so take care when changing this code.
431  * 
432  * Main idiot thing here is that the system returns find_basis_mball() objects which fail a is_basis_mball() test.
433  *
434  * Not only that but the depsgraph and their areas depend on this behavior!, so making small fixes here isn't worth it.
435  * - Campbell
436  */
437
438
439 /** \brief Test, if Object *ob is basic MetaBall.
440  *
441  * It test last character of Object ID name. If last character
442  * is digit it return 0, else it return 1.
443  */
444 int BKE_mball_is_basis(Object *ob)
445 {
446         int len;
447         
448         /* just a quick test */
449         len = strlen(ob->id.name);
450         if (isdigit(ob->id.name[len - 1]) ) return 0;
451         return 1;
452 }
453
454 /* return nonzero if ob1 is a basis mball for ob */
455 int BKE_mball_is_basis_for(Object *ob1, Object *ob2)
456 {
457         int basis1nr, basis2nr;
458         char basis1name[MAX_ID_NAME], basis2name[MAX_ID_NAME];
459
460         BLI_split_name_num(basis1name, &basis1nr, ob1->id.name + 2, '.');
461         BLI_split_name_num(basis2name, &basis2nr, ob2->id.name + 2, '.');
462
463         if (!strcmp(basis1name, basis2name)) return BKE_mball_is_basis(ob1);
464         else return 0;
465 }
466
467 /* \brief copy some properties from object to other metaball object with same base name
468  *
469  * When some properties (wiresize, threshold, update flags) of metaball are changed, then this properties
470  * are copied to all metaballs in same "group" (metaballs with same base name: MBall,
471  * MBall.001, MBall.002, etc). The most important is to copy properties to the base metaball,
472  * because this metaball influence polygonisation of metaballs. */
473 void BKE_mball_properties_copy(Scene *scene, Object *active_object)
474 {
475         Scene *sce_iter = scene;
476         Base *base;
477         Object *ob;
478         MetaBall *active_mball = (MetaBall *)active_object->data;
479         int basisnr, obnr;
480         char basisname[MAX_ID_NAME], obname[MAX_ID_NAME];
481         
482         BLI_split_name_num(basisname, &basisnr, active_object->id.name + 2, '.');
483
484         /* XXX recursion check, see scene.c, just too simple code this BKE_scene_base_iter_next() */
485         if (F_ERROR == BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL))
486                 return;
487         
488         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &ob)) {
489                 if (ob->type == OB_MBALL) {
490                         if (ob != active_object) {
491                                 BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
492
493                                 /* Object ob has to be in same "group" ... it means, that it has to have
494                                  * same base of its name */
495                                 if (strcmp(obname, basisname) == 0) {
496                                         MetaBall *mb = ob->data;
497
498                                         /* Copy properties from selected/edited metaball */
499                                         mb->wiresize = active_mball->wiresize;
500                                         mb->rendersize = active_mball->rendersize;
501                                         mb->thresh = active_mball->thresh;
502                                         mb->flag = active_mball->flag;
503                                 }
504                         }
505                 }
506         }
507 }
508
509 /** \brief This function finds basic MetaBall.
510  *
511  * Basic MetaBall doesn't include any number at the end of
512  * its name. All MetaBalls with same base of name can be
513  * blended. MetaBalls with different basic name can't be
514  * blended.
515  *
516  * warning!, is_basis_mball() can fail on returned object, see long note above.
517  */
518 Object *BKE_mball_basis_find(Scene *scene, Object *basis)
519 {
520         Scene *sce_iter = scene;
521         Base *base;
522         Object *ob, *bob = basis;
523         MetaElem *ml = NULL;
524         int basisnr, obnr;
525         char basisname[MAX_ID_NAME], obname[MAX_ID_NAME];
526
527         BLI_split_name_num(basisname, &basisnr, basis->id.name + 2, '.');
528         G_mb.totelem = 0;
529
530         /* XXX recursion check, see scene.c, just too simple code this BKE_scene_base_iter_next() */
531         if (F_ERROR == BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL))
532                 return NULL;
533         
534         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &ob)) {
535                 
536                 if (ob->type == OB_MBALL) {
537                         if (ob == bob) {
538                                 MetaBall *mb = ob->data;
539                                 
540                                 /* if bob object is in edit mode, then dynamic list of all MetaElems
541                                  * is stored in editelems */
542                                 if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
543                                 /* if bob object is in object mode */
544                                 else ml = mb->elems.first;
545                         }
546                         else {
547                                 BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
548
549                                 /* object ob has to be in same "group" ... it means, that it has to have
550                                  * same base of its name */
551                                 if (strcmp(obname, basisname) == 0) {
552                                         MetaBall *mb = ob->data;
553                                         
554                                         /* if object is in edit mode, then dynamic list of all MetaElems
555                                          * is stored in editelems */
556                                         if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
557                                         /* if bob object is in object mode */
558                                         else ml = mb->elems.first;
559                                         
560                                         if (obnr < basisnr) {
561                                                 if (!(ob->flag & OB_FROMDUPLI)) {
562                                                         basis = ob;
563                                                         basisnr = obnr;
564                                                 }
565                                         }
566                                 }
567                         }
568                         
569                         for ( ; ml; ml = ml->next) {
570                                 if (!(ml->flag & MB_HIDE)) {
571                                         G_mb.totelem++;
572                                 }
573                         }
574                 }
575         }
576
577         return basis;
578 }
579
580
581 /* ******************** ARITH ************************* */
582
583 /* BASED AT CODE (but mostly rewritten) :
584  * C code from the article
585  * "An Implicit Surface Polygonizer"
586  * by Jules Bloomenthal, jbloom@beauty.gmu.edu
587  * in "Graphics Gems IV", Academic Press, 1994
588  *
589  * Authored by Jules Bloomenthal, Xerox PARC.
590  * Copyright (c) Xerox Corporation, 1991.  All rights reserved.
591  * Permission is granted to reproduce, use and distribute this code for
592  * any and all purposes, provided that this notice appears in all copies. */
593
594 #define RES 12 /* # converge iterations    */
595
596 #define L   0  /* left direction:       -x, -i */
597 #define R   1  /* right direction:      +x, +i */
598 #define B   2  /* bottom direction: -y, -j */
599 #define T   3  /* top direction:        +y, +j */
600 #define N   4  /* near direction:       -z, -k */
601 #define F   5  /* far direction:        +z, +k */
602 #define LBN 0  /* left bottom near corner  */
603 #define LBF 1  /* left bottom far corner   */
604 #define LTN 2  /* left top near corner     */
605 #define LTF 3  /* left top far corner      */
606 #define RBN 4  /* right bottom near corner */
607 #define RBF 5  /* right bottom far corner  */
608 #define RTN 6  /* right top near corner    */
609 #define RTF 7  /* right top far corner     */
610
611 /* the LBN corner of cube (i, j, k), corresponds with location
612  * (i-0.5)*size, (j-0.5)*size, (k-0.5)*size) */
613
614 #define HASHBIT     (5)
615 #define HASHSIZE    (size_t)(1 << (3 * HASHBIT))   /*! < hash table size (32768) */
616
617 #define HASH(i, j, k) ((((( (i) & 31) << 5) | ( (j) & 31)) << 5) | ( (k) & 31) )
618
619 #define MB_BIT(i, bit) (((i) >> (bit)) & 1)
620 #define FLIP(i, bit) ((i) ^ 1 << (bit)) /* flip the given bit of i */
621
622
623 /* **************** POLYGONIZATION ************************ */
624
625 static void calc_mballco(MetaElem *ml, float vec[3])
626 {
627         if (ml->mat) {
628                 mul_m4_v3((float (*)[4])ml->mat, vec);
629         }
630 }
631
632 static float densfunc(MetaElem *ball, float x, float y, float z)
633 {
634         float dist2;
635         float dvec[3] = {x, y, z};
636
637         mul_m4_v3((float (*)[4])ball->imat, dvec);
638
639         switch (ball->type) {
640                 case MB_BALL:
641                         /* do nothing */
642                         break;
643                 case MB_TUBE:
644                         if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
645                         else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
646                         else                            dvec[0] = 0.0;
647                         break;
648                 case MB_PLANE:
649                         if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
650                         else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
651                         else                            dvec[0] = 0.0;
652                         if      (dvec[1] >  ball->expy) dvec[1] -= ball->expy;
653                         else if (dvec[1] < -ball->expy) dvec[1] += ball->expy;
654                         else                            dvec[1] = 0.0;
655                         break;
656                 case MB_ELIPSOID:
657                         dvec[0] /= ball->expx;
658                         dvec[1] /= ball->expy;
659                         dvec[2] /= ball->expz;
660                         break;
661                 case MB_CUBE:
662                         if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
663                         else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
664                         else                            dvec[0] = 0.0;
665
666                         if      (dvec[1] >  ball->expy) dvec[1] -= ball->expy;
667                         else if (dvec[1] < -ball->expy) dvec[1] += ball->expy;
668                         else                            dvec[1] = 0.0;
669
670                         if      (dvec[2] >  ball->expz) dvec[2] -= ball->expz;
671                         else if (dvec[2] < -ball->expz) dvec[2] += ball->expz;
672                         else                            dvec[2] = 0.0;
673                         break;
674
675                 /* *** deprecated, could be removed?, do-versioned at least *** */
676                 case MB_TUBEX:
677                         if      (dvec[0] >  ball->len) dvec[0] -= ball->len;
678                         else if (dvec[0] < -ball->len) dvec[0] += ball->len;
679                         else                           dvec[0] = 0.0;
680                         break;
681                 case MB_TUBEY:
682                         if      (dvec[1] >  ball->len) dvec[1] -= ball->len;
683                         else if (dvec[1] < -ball->len) dvec[1] += ball->len;
684                         else                           dvec[1] = 0.0;
685                         break;
686                 case MB_TUBEZ:
687                         if      (dvec[2] >  ball->len) dvec[2] -= ball->len;
688                         else if (dvec[2] < -ball->len) dvec[2] += ball->len;
689                         else                           dvec[2] = 0.0;
690                         break;
691                 /* *** end deprecated *** */
692         }
693
694         dist2 = 1.0f - (len_squared_v3(dvec) / ball->rad2);
695
696         if ((ball->flag & MB_NEGATIVE) == 0) {
697                 return (dist2 < 0.0f) ? -0.5f : (ball->s * dist2 * dist2 * dist2) - 0.5f;
698         }
699         else {
700                 return (dist2 < 0.0f) ? 0.5f : 0.5f - (ball->s * dist2 * dist2 * dist2);
701         }
702 }
703
704 static octal_node *find_metaball_octal_node(octal_node *node, float x, float y, float z, short depth)
705 {
706         if (!depth) return node;
707         
708         if (z < node->z) {
709                 if (y < node->y) {
710                         if (x < node->x) {
711                                 if (node->nodes[0])
712                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[0], x, y, z, depth--);
713                                 else
714                                         return node;
715                         }
716                         else {
717                                 if (node->nodes[1])
718                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[1], x, y, z, depth--);
719                                 else
720                                         return node;
721                         }
722                 }
723                 else {
724                         if (x < node->x) {
725                                 if (node->nodes[3])
726                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[3], x, y, z, depth--);
727                                 else
728                                         return node;
729                         }
730                         else {
731                                 if (node->nodes[2])
732                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[2], x, y, z, depth--);
733                                 else
734                                         return node;
735                         }
736                 }
737         }
738         else {
739                 if (y < node->y) {
740                         if (x < node->x) {
741                                 if (node->nodes[4])
742                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[4], x, y, z, depth--);
743                                 else
744                                         return node;
745                         }
746                         else {
747                                 if (node->nodes[5])
748                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[5], x, y, z, depth--);
749                                 else
750                                         return node;
751                         }
752                 }
753                 else {
754                         if (x < node->x) {
755                                 if (node->nodes[7])
756                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[7], x, y, z, depth--);
757                                 else
758                                         return node;
759                         }
760                         else {
761                                 if (node->nodes[6])
762                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[6], x, y, z, depth--);
763                                 else
764                                         return node;
765                         }
766                 }
767         }
768         
769         return node;
770 }
771
772 static float metaball(float x, float y, float z)
773 /*  float x, y, z; */
774 {
775         struct octal_node *node;
776         struct ml_pointer *ml_p;
777         float dens = 0;
778         int a;
779         
780         if (G_mb.totelem > 1) {
781                 node = find_metaball_octal_node(G_mb.metaball_tree->first, x, y, z, G_mb.metaball_tree->depth);
782                 if (node) {
783                         for (ml_p = node->elems.first; ml_p; ml_p = ml_p->next) {
784                                 dens += densfunc(ml_p->ml, x, y, z);
785                         }
786
787                         dens += -0.5f * (G_mb.metaball_tree->pos - node->pos);
788                         dens +=  0.5f * (G_mb.metaball_tree->neg - node->neg);
789                 }
790                 else {
791                         for (a = 0; a < G_mb.totelem; a++) {
792                                 dens += densfunc(G_mb.mainb[a], x, y, z);
793                         }
794                 }
795         }
796         else {
797                 dens += densfunc(G_mb.mainb[0], x, y, z);
798         }
799
800         return G_mb.thresh - dens;
801 }
802
803 /* ******************************************** */
804
805 static int *indices = NULL;
806 static int totindex, curindex;
807
808
809 static void accum_mballfaces(int i1, int i2, int i3, int i4)
810 {
811         int *newi, *cur;
812         /* static int i = 0; I would like to delete altogether, but I don't dare to, yet */
813
814         if (totindex == curindex) {
815                 totindex += 256;
816                 newi = MEM_mallocN(4 * sizeof(int) * totindex, "vertindex");
817                 
818                 if (indices) {
819                         memcpy(newi, indices, 4 * sizeof(int) * (totindex - 256));
820                         MEM_freeN(indices);
821                 }
822                 indices = newi;
823         }
824         
825         cur = indices + 4 * curindex;
826
827         /* displists now support array drawing, we treat tri's as fake quad */
828         
829         cur[0] = i1;
830         cur[1] = i2;
831         cur[2] = i3;
832         if (i4 == 0)
833                 cur[3] = i3;
834         else 
835                 cur[3] = i4;
836         
837         curindex++;
838
839 }
840
841 /* ******************* MEMORY MANAGEMENT *********************** */
842 static void *new_pgn_element(int size)
843 {
844         /* during polygonize 1000s of elements are allocated
845          * and never freed in between. Freeing only done at the end.
846          */
847         int blocksize = 16384;
848         static int offs = 0;     /* the current free address */
849         static struct pgn_elements *cur = NULL;
850         static ListBase lb = {NULL, NULL};
851         void *adr;
852         
853         if (size > 10000 || size == 0) {
854                 printf("incorrect use of new_pgn_element\n");
855         }
856         else if (size == -1) {
857                 cur = lb.first;
858                 while (cur) {
859                         MEM_freeN(cur->data);
860                         cur = cur->next;
861                 }
862                 BLI_freelistN(&lb);
863                 
864                 return NULL;
865         }
866         
867         size = 4 * ( (size + 3) / 4);
868         
869         if (cur) {
870                 if (size + offs < blocksize) {
871                         adr = (void *) (cur->data + offs);
872                         offs += size;
873                         return adr;
874                 }
875         }
876         
877         cur = MEM_callocN(sizeof(struct pgn_elements), "newpgn");
878         cur->data = MEM_callocN(blocksize, "newpgn");
879         BLI_addtail(&lb, cur);
880         
881         offs = size;
882         return cur->data;
883 }
884
885 static void freepolygonize(PROCESS *p)
886 {
887         MEM_freeN(p->corners);
888         MEM_freeN(p->edges);
889         MEM_freeN(p->centers);
890
891         new_pgn_element(-1);
892         
893         if (p->vertices.ptr) MEM_freeN(p->vertices.ptr);
894 }
895
896 /**** Cubical Polygonization (optional) ****/
897
898 #define LB  0  /* left bottom edge      */
899 #define LT  1  /* left top edge */
900 #define LN  2  /* left near edge        */
901 #define LF  3  /* left far edge */
902 #define RB  4  /* right bottom edge */
903 #define RT  5  /* right top edge        */
904 #define RN  6  /* right near edge       */
905 #define RF  7  /* right far edge        */
906 #define BN  8  /* bottom near edge      */
907 #define BF  9  /* bottom far edge       */
908 #define TN  10 /* top near edge */
909 #define TF  11 /* top far edge  */
910
911 static INTLISTS *cubetable[256];
912
913 /* edge: LB, LT, LN, LF, RB, RT, RN, RF, BN, BF, TN, TF */
914 static int corner1[12] = {
915         LBN, LTN, LBN, LBF, RBN, RTN, RBN, RBF, LBN, LBF, LTN, LTF
916 };
917 static int corner2[12] = {
918         LBF, LTF, LTN, LTF, RBF, RTF, RTN, RTF, RBN, RBF, RTN, RTF
919 };
920 static int leftface[12] = {
921         B,  L,  L,  F,  R,  T,  N,  R,  N,  B,  T,  F
922 };
923 /* face on left when going corner1 to corner2 */
924 static int rightface[12] = {
925         L,  T,  N,  L,  B,  R,  R,  F,  B,  F,  N,  T
926 };
927 /* face on right when going corner1 to corner2 */
928
929
930 /* docube: triangulate the cube directly, without decomposition */
931
932 static void docube(CUBE *cube, PROCESS *p, MetaBall *mb)
933 {
934         INTLISTS *polys;
935         CORNER *c1, *c2;
936         int i, index = 0, count, indexar[8];
937         
938         for (i = 0; i < 8; i++) if (cube->corners[i]->value > 0.0f) index += (1 << i);
939         
940         for (polys = cubetable[index]; polys; polys = polys->next) {
941                 INTLIST *edges;
942                 
943                 count = 0;
944                 
945                 for (edges = polys->list; edges; edges = edges->next) {
946                         c1 = cube->corners[corner1[edges->i]];
947                         c2 = cube->corners[corner2[edges->i]];
948                         
949                         indexar[count] = vertid(c1, c2, p, mb);
950                         count++;
951                 }
952                 if (count > 2) {
953                         switch (count) {
954                                 case 3:
955                                         accum_mballfaces(indexar[2], indexar[1], indexar[0], 0);
956                                         break;
957                                 case 4:
958                                         if (indexar[0] == 0) accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
959                                         else accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
960                                         break;
961                                 case 5:
962                                         if (indexar[0] == 0) accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
963                                         else accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
964                                 
965                                         accum_mballfaces(indexar[4], indexar[3], indexar[0], 0);
966                                         break;
967                                 case 6:
968                                         if (indexar[0] == 0) {
969                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
970                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[5], indexar[4], indexar[3]);
971                                         }
972                                         else {
973                                                 accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
974                                                 accum_mballfaces(indexar[5], indexar[4], indexar[3], indexar[0]);
975                                         }
976                                         break;
977                                 case 7:
978                                         if (indexar[0] == 0) {
979                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
980                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[5], indexar[4], indexar[3]);
981                                         }
982                                         else {
983                                                 accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
984                                                 accum_mballfaces(indexar[5], indexar[4], indexar[3], indexar[0]);
985                                         }
986                                 
987                                         accum_mballfaces(indexar[6], indexar[5], indexar[0], 0);
988
989                                         break;
990                         }
991                 }
992         }
993 }
994
995
996 /* testface: given cube at lattice (i, j, k), and four corners of face,
997  * if surface crosses face, compute other four corners of adjacent cube
998  * and add new cube to cube stack */
999
1000 static void testface(int i, int j, int k, CUBE *old, int bit, int c1, int c2, int c3, int c4, PROCESS *p)
1001 {
1002         CUBE newc;
1003         CUBES *oldcubes = p->cubes;
1004         CORNER *corn1, *corn2, *corn3, *corn4;
1005         int n, pos;
1006
1007         corn1 = old->corners[c1];
1008         corn2 = old->corners[c2];
1009         corn3 = old->corners[c3];
1010         corn4 = old->corners[c4];
1011         
1012         pos = corn1->value > 0.0f ? 1 : 0;
1013
1014         /* test if no surface crossing */
1015         if ( (corn2->value > 0) == pos && (corn3->value > 0) == pos && (corn4->value > 0) == pos) return;
1016         /* test if cube out of bounds */
1017         /*if ( abs(i) > p->bounds || abs(j) > p->bounds || abs(k) > p->bounds) return;*/
1018         /* test if already visited (always as last) */
1019         if (setcenter(p->centers, i, j, k)) return;
1020
1021
1022         /* create new cube and add cube to top of stack: */
1023         p->cubes = (CUBES *) new_pgn_element(sizeof(CUBES));
1024         p->cubes->next = oldcubes;
1025         
1026         newc.i = i;
1027         newc.j = j;
1028         newc.k = k;
1029         for (n = 0; n < 8; n++) newc.corners[n] = NULL;
1030         
1031         newc.corners[FLIP(c1, bit)] = corn1;
1032         newc.corners[FLIP(c2, bit)] = corn2;
1033         newc.corners[FLIP(c3, bit)] = corn3;
1034         newc.corners[FLIP(c4, bit)] = corn4;
1035
1036         if (newc.corners[0] == NULL) newc.corners[0] = setcorner(p, i, j, k);
1037         if (newc.corners[1] == NULL) newc.corners[1] = setcorner(p, i, j, k + 1);
1038         if (newc.corners[2] == NULL) newc.corners[2] = setcorner(p, i, j + 1, k);
1039         if (newc.corners[3] == NULL) newc.corners[3] = setcorner(p, i, j + 1, k + 1);
1040         if (newc.corners[4] == NULL) newc.corners[4] = setcorner(p, i + 1, j, k);
1041         if (newc.corners[5] == NULL) newc.corners[5] = setcorner(p, i + 1, j, k + 1);
1042         if (newc.corners[6] == NULL) newc.corners[6] = setcorner(p, i + 1, j + 1, k);
1043         if (newc.corners[7] == NULL) newc.corners[7] = setcorner(p, i + 1, j + 1, k + 1);
1044
1045         p->cubes->cube = newc;
1046 }
1047
1048 /* setcorner: return corner with the given lattice location
1049  * set (and cache) its function value */
1050
1051 static CORNER *setcorner(PROCESS *p, int i, int j, int k)
1052 {
1053         /* for speed, do corner value caching here */
1054         CORNER *c;
1055         int index;
1056
1057         /* does corner exist? */
1058         index = HASH(i, j, k);
1059         c = p->corners[index];
1060         
1061         for (; c != NULL; c = c->next) {
1062                 if (c->i == i && c->j == j && c->k == k) {
1063                         return c;
1064                 }
1065         }
1066
1067         c = (CORNER *) new_pgn_element(sizeof(CORNER));
1068
1069         c->i = i; 
1070         c->co[0] = ((float)i - 0.5f) * p->size;
1071         c->j = j; 
1072         c->co[1] = ((float)j - 0.5f) * p->size;
1073         c->k = k; 
1074         c->co[2] = ((float)k - 0.5f) * p->size;
1075         c->value = p->function(c->co[0], c->co[1], c->co[2]);
1076         
1077         c->next = p->corners[index];
1078         p->corners[index] = c;
1079         
1080         return c;
1081 }
1082
1083
1084 /* nextcwedge: return next clockwise edge from given edge around given face */
1085
1086 static int nextcwedge(int edge, int face)
1087 {
1088         switch (edge) {
1089                 case LB:
1090                         return (face == L) ? LF : BN;
1091                 case LT:
1092                         return (face == L) ? LN : TF;
1093                 case LN:
1094                         return (face == L) ? LB : TN;
1095                 case LF:
1096                         return (face == L) ? LT : BF;
1097                 case RB:
1098                         return (face == R) ? RN : BF;
1099                 case RT:
1100                         return (face == R) ? RF : TN;
1101                 case RN:
1102                         return (face == R) ? RT : BN;
1103                 case RF:
1104                         return (face == R) ? RB : TF;
1105                 case BN:
1106                         return (face == B) ? RB : LN;
1107                 case BF:
1108                         return (face == B) ? LB : RF;
1109                 case TN:
1110                         return (face == T) ? LT : RN;
1111                 case TF:
1112                         return (face == T) ? RT : LF;
1113         }
1114         return 0;
1115 }
1116
1117
1118 /* otherface: return face adjoining edge that is not the given face */
1119
1120 static int otherface(int edge, int face)
1121 {
1122         int other = leftface[edge];
1123         return face == other ? rightface[edge] : other;
1124 }
1125
1126
1127 /* makecubetable: create the 256 entry table for cubical polygonization */
1128
1129 static void makecubetable(void)
1130 {
1131         static int is_done = FALSE;
1132         int i, e, c, done[12], pos[8];
1133
1134         if (is_done) return;
1135         is_done = TRUE;
1136
1137         for (i = 0; i < 256; i++) {
1138                 for (e = 0; e < 12; e++) done[e] = 0;
1139                 for (c = 0; c < 8; c++) pos[c] = MB_BIT(i, c);
1140                 for (e = 0; e < 12; e++)
1141                         if (!done[e] && (pos[corner1[e]] != pos[corner2[e]])) {
1142                                 INTLIST *ints = NULL;
1143                                 INTLISTS *lists = (INTLISTS *) MEM_callocN(sizeof(INTLISTS), "mball_intlist");
1144                                 int start = e, edge = e;
1145                                 
1146                                 /* get face that is to right of edge from pos to neg corner: */
1147                                 int face = pos[corner1[e]] ? rightface[e] : leftface[e];
1148                                 
1149                                 while (1) {
1150                                         edge = nextcwedge(edge, face);
1151                                         done[edge] = 1;
1152                                         if (pos[corner1[edge]] != pos[corner2[edge]]) {
1153                                                 INTLIST *tmp = ints;
1154                                                 
1155                                                 ints = (INTLIST *) MEM_callocN(sizeof(INTLIST), "mball_intlist");
1156                                                 ints->i = edge;
1157                                                 ints->next = tmp; /* add edge to head of list */
1158                                                 
1159                                                 if (edge == start) break;
1160                                                 face = otherface(edge, face);
1161                                         }
1162                                 }
1163                                 lists->list = ints; /* add ints to head of table entry */
1164                                 lists->next = cubetable[i];
1165                                 cubetable[i] = lists;
1166                         }
1167         }
1168 }
1169
1170 void BKE_mball_cubeTable_free(void)
1171 {
1172         int i;
1173         INTLISTS *lists, *nlists;
1174         INTLIST *ints, *nints;
1175
1176         for (i = 0; i < 256; i++) {
1177                 lists = cubetable[i];
1178                 while (lists) {
1179                         nlists = lists->next;
1180                         
1181                         ints = lists->list;
1182                         while (ints) {
1183                                 nints = ints->next;
1184                                 MEM_freeN(ints);
1185                                 ints = nints;
1186                         }
1187                         
1188                         MEM_freeN(lists);
1189                         lists = nlists;
1190                 }
1191                 cubetable[i] = NULL;
1192         }
1193 }
1194
1195 /**** Storage ****/
1196
1197 /* setcenter: set (i, j, k) entry of table[]
1198  * return 1 if already set; otherwise, set and return 0 */
1199
1200 static int setcenter(CENTERLIST *table[], const int i, const int j, const int k)
1201 {
1202         int index;
1203         CENTERLIST *newc, *l, *q;
1204
1205         index = HASH(i, j, k);
1206         q = table[index];
1207
1208         for (l = q; l != NULL; l = l->next) {
1209                 if (l->i == i && l->j == j && l->k == k) return 1;
1210         }
1211         
1212         newc = (CENTERLIST *) new_pgn_element(sizeof(CENTERLIST));
1213         newc->i = i; 
1214         newc->j = j; 
1215         newc->k = k; 
1216         newc->next = q;
1217         table[index] = newc;
1218         
1219         return 0;
1220 }
1221
1222
1223 /* setedge: set vertex id for edge */
1224
1225 static void setedge(EDGELIST *table[],
1226                     int i1, int j1,
1227                     int k1, int i2,
1228                     int j2, int k2,
1229                     int vid)
1230 {
1231         unsigned int index;
1232         EDGELIST *newe;
1233         
1234         if (i1 > i2 || (i1 == i2 && (j1 > j2 || (j1 == j2 && k1 > k2)))) {
1235                 int t = i1;
1236                 i1 = i2;
1237                 i2 = t;
1238                 t = j1;
1239                 j1 = j2;
1240                 j2 = t;
1241                 t = k1;
1242                 k1 = k2;
1243                 k2 = t;
1244         }
1245         index = HASH(i1, j1, k1) + HASH(i2, j2, k2);
1246         newe = (EDGELIST *) new_pgn_element(sizeof(EDGELIST));
1247         newe->i1 = i1; 
1248         newe->j1 = j1; 
1249         newe->k1 = k1;
1250         newe->i2 = i2; 
1251         newe->j2 = j2; 
1252         newe->k2 = k2;
1253         newe->vid = vid;
1254         newe->next = table[index];
1255         table[index] = newe;
1256 }
1257
1258
1259 /* getedge: return vertex id for edge; return -1 if not set */
1260
1261 static int getedge(EDGELIST *table[],
1262                    int i1, int j1, int k1,
1263                    int i2, int j2, int k2)
1264 {
1265         EDGELIST *q;
1266         
1267         if (i1 > i2 || (i1 == i2 && (j1 > j2 || (j1 == j2 && k1 > k2)))) {
1268                 int t = i1;
1269                 i1 = i2;
1270                 i2 = t;
1271                 t = j1;
1272                 j1 = j2;
1273                 j2 = t;
1274                 t = k1;
1275                 k1 = k2;
1276                 k2 = t;
1277         }
1278         q = table[HASH(i1, j1, k1) + HASH(i2, j2, k2)];
1279         for (; q != NULL; q = q->next) {
1280                 if (q->i1 == i1 && q->j1 == j1 && q->k1 == k1 &&
1281                     q->i2 == i2 && q->j2 == j2 && q->k2 == k2)
1282                 {
1283                         return q->vid;
1284                 }
1285         }
1286         return -1;
1287 }
1288
1289
1290 /**** Vertices ****/
1291
1292 #undef R
1293
1294
1295
1296 /* vertid: return index for vertex on edge:
1297  * c1->value and c2->value are presumed of different sign
1298  * return saved index if any; else compute vertex and save */
1299
1300 /* addtovertices: add v to sequence of vertices */
1301
1302 static void addtovertices(VERTICES *vertices, VERTEX v)
1303 {
1304         if (vertices->count == vertices->max) {
1305                 int i;
1306                 VERTEX *newv;
1307                 vertices->max = vertices->count == 0 ? 10 : 2 * vertices->count;
1308                 newv = (VERTEX *) MEM_callocN(vertices->max * sizeof(VERTEX), "addtovertices");
1309                 
1310                 for (i = 0; i < vertices->count; i++) newv[i] = vertices->ptr[i];
1311                 
1312                 if (vertices->ptr != NULL) MEM_freeN(vertices->ptr);
1313                 vertices->ptr = newv;
1314         }
1315         vertices->ptr[vertices->count++] = v;
1316 }
1317
1318 /* vnormal: compute unit length surface normal at point */
1319
1320 static void vnormal(const float point[3], PROCESS *p, float r_no[3])
1321 {
1322         float delta = 0.2f * p->delta;
1323         float f = p->function(point[0], point[1], point[2]);
1324
1325         r_no[0] = p->function(point[0] + delta, point[1], point[2]) - f;
1326         r_no[1] = p->function(point[0], point[1] + delta, point[2]) - f;
1327         r_no[2] = p->function(point[0], point[1], point[2] + delta) - f;
1328         f = normalize_v3(r_no);
1329         
1330         if (0) {
1331                 float tvec[3];
1332                 
1333                 delta *= 2.0f;
1334                 
1335                 f = p->function(point[0], point[1], point[2]);
1336         
1337                 tvec[0] = p->function(point[0] + delta, point[1], point[2]) - f;
1338                 tvec[1] = p->function(point[0], point[1] + delta, point[2]) - f;
1339                 tvec[2] = p->function(point[0], point[1], point[2] + delta) - f;
1340         
1341                 if (normalize_v3(tvec) != 0.0f) {
1342                         add_v3_v3(r_no, tvec);
1343                         normalize_v3(r_no);
1344                 }
1345         }
1346 }
1347
1348
1349 static int vertid(const CORNER *c1, const CORNER *c2, PROCESS *p, MetaBall *mb)
1350 {
1351         VERTEX v;
1352         int vid = getedge(p->edges, c1->i, c1->j, c1->k, c2->i, c2->j, c2->k);
1353
1354         if (vid != -1) {
1355                 return vid;  /* previously computed */
1356         }
1357
1358         converge(c1->co, c2->co, c1->value, c2->value, p->function, v.co, mb, 1); /* position */
1359         vnormal(v.co, p, v.no);
1360
1361         addtovertices(&p->vertices, v);            /* save vertex */
1362         vid = p->vertices.count - 1;
1363         setedge(p->edges, c1->i, c1->j, c1->k, c2->i, c2->j, c2->k, vid);
1364         
1365         return vid;
1366 }
1367
1368
1369
1370
1371 /* converge: from two points of differing sign, converge to zero crossing */
1372 /* watch it: p1 and p2 are used to calculate */
1373 static void converge(const float p1[3], const float p2[3], float v1, float v2,
1374                      float (*function)(float, float, float), float p[3], MetaBall *mb, int f)
1375 {
1376         int i = 0;
1377         float pos[3], neg[3];
1378         float positive = 0.0f, negative = 0.0f;
1379         float dvec[3];
1380         
1381         if (v1 < 0) {
1382                 copy_v3_v3(pos, p2);
1383                 copy_v3_v3(neg, p1);
1384                 positive = v2;
1385                 negative = v1;
1386         }
1387         else {
1388                 copy_v3_v3(pos, p1);
1389                 copy_v3_v3(neg, p2);
1390                 positive = v1;
1391                 negative = v2;
1392         }
1393
1394         sub_v3_v3v3(dvec, pos, neg);
1395
1396 /* Approximation by linear interpolation is faster then binary subdivision,
1397  * but it results sometimes (mb->thresh < 0.2) into the strange results */
1398         if ((mb->thresh > 0.2f) && (f == 1)) {
1399                 if ((dvec[1] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1400                         p[0] = neg[0] - negative * dvec[0] / (positive - negative);
1401                         p[1] = neg[1];
1402                         p[2] = neg[2];
1403                         return;
1404                 }
1405                 if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1406                         p[0] = neg[0];
1407                         p[1] = neg[1] - negative * dvec[1] / (positive - negative);
1408                         p[2] = neg[2];
1409                         return;
1410                 }
1411                 if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[1] == 0.0f)) {
1412                         p[0] = neg[0];
1413                         p[1] = neg[1];
1414                         p[2] = neg[2] - negative * dvec[2] / (positive - negative);
1415                         return;
1416                 }
1417         }
1418
1419         if ((dvec[1] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1420                 p[1] = neg[1];
1421                 p[2] = neg[2];
1422                 while (1) {
1423                         if (i++ == RES) return;
1424                         p[0] = 0.5f * (pos[0] + neg[0]);
1425                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[0] = p[0]; else neg[0] = p[0];
1426                 }
1427         }
1428
1429         if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1430                 p[0] = neg[0];
1431                 p[2] = neg[2];
1432                 while (1) {
1433                         if (i++ == RES) return;
1434                         p[1] = 0.5f * (pos[1] + neg[1]);
1435                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[1] = p[1]; else neg[1] = p[1];
1436                 }
1437         }
1438
1439         if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[1] == 0.0f)) {
1440                 p[0] = neg[0];
1441                 p[1] = neg[1];
1442                 while (1) {
1443                         if (i++ == RES) return;
1444                         p[2] = 0.5f * (pos[2] + neg[2]);
1445                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[2] = p[2]; else neg[2] = p[2];
1446                 }
1447         }
1448
1449         /* This is necessary to find start point */
1450         while (1) {
1451                 mid_v3_v3v3(&p[0], pos, neg);
1452
1453                 if (i++ == RES) {
1454                         return;
1455                 }
1456
1457                 if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) {
1458                         copy_v3_v3(pos, &p[0]);
1459                 }
1460                 else {
1461                         copy_v3_v3(neg, &p[0]);
1462                 }
1463         }
1464 }
1465
1466 /* ************************************** */
1467 static void add_cube(PROCESS *mbproc, int i, int j, int k, int count)
1468 {
1469         CUBES *ncube;
1470         int n;
1471         int a, b, c;
1472
1473         /* hmmm, not only one, but eight cube will be added on the stack 
1474          * ... */
1475         for (a = i - 1; a < i + count; a++)
1476                 for (b = j - 1; b < j + count; b++)
1477                         for (c = k - 1; c < k + count; c++) {
1478                                 /* test if cube has been found before */
1479                                 if (setcenter(mbproc->centers, a, b, c) == 0) {
1480                                         /* push cube on stack: */
1481                                         ncube = (CUBES *) new_pgn_element(sizeof(CUBES));
1482                                         ncube->next = mbproc->cubes;
1483                                         mbproc->cubes = ncube;
1484
1485                                         ncube->cube.i = a;
1486                                         ncube->cube.j = b;
1487                                         ncube->cube.k = c;
1488
1489                                         /* set corners of initial cube: */
1490                                         for (n = 0; n < 8; n++)
1491                                                 ncube->cube.corners[n] = setcorner(mbproc, a + MB_BIT(n, 2), b + MB_BIT(n, 1), c + MB_BIT(n, 0));
1492                                 }
1493                         }
1494 }
1495
1496
1497 static void find_first_points(PROCESS *mbproc, MetaBall *mb, int a)
1498 {
1499         MetaElem *ml;
1500         float f = 0.0f;
1501
1502         ml = G_mb.mainb[a];
1503         f = 1.0 - (mb->thresh / ml->s);
1504
1505         /* Skip, when Stiffness of MetaElement is too small ... MetaElement can't be
1506          * visible alone ... but still can influence others MetaElements :-) */
1507         if (f > 0.0f) {
1508                 float IN[3] = {0.0f}, OUT[3] = {0.0f}, in[3] = {0.0f}, out[3];
1509                 int i, j, k, c_i, c_j, c_k;
1510                 int index[3] = {1, 0, -1};
1511                 float in_v /*, out_v*/;
1512                 float workp[3];
1513                 float dvec[3];
1514                 float tmp_v, workp_v, max_len, len, nx, ny, nz, MAXN;
1515
1516                 calc_mballco(ml, in);
1517                 in_v = mbproc->function(in[0], in[1], in[2]);
1518
1519                 for (i = 0; i < 3; i++) {
1520                         switch (ml->type) {
1521                                 case MB_BALL:
1522                                         OUT[0] = out[0] = IN[0] + index[i] * ml->rad;
1523                                         break;
1524                                 case MB_TUBE:
1525                                 case MB_PLANE:
1526                                 case MB_ELIPSOID:
1527                                 case MB_CUBE:
1528                                         OUT[0] = out[0] = IN[0] + index[i] * (ml->expx + ml->rad);
1529                                         break;
1530                         }
1531
1532                         for (j = 0; j < 3; j++) {
1533                                 switch (ml->type) {
1534                                         case MB_BALL:
1535                                                 OUT[1] = out[1] = IN[1] + index[j] * ml->rad;
1536                                                 break;
1537                                         case MB_TUBE:
1538                                         case MB_PLANE:
1539                                         case MB_ELIPSOID:
1540                                         case MB_CUBE:
1541                                                 OUT[1] = out[1] = IN[1] + index[j] * (ml->expy + ml->rad);
1542                                                 break;
1543                                 }
1544                         
1545                                 for (k = 0; k < 3; k++) {
1546                                         out[0] = OUT[0];
1547                                         out[1] = OUT[1];
1548                                         switch (ml->type) {
1549                                                 case MB_BALL:
1550                                                 case MB_TUBE:
1551                                                 case MB_PLANE:
1552                                                         out[2] = IN[2] + index[k] * ml->rad;
1553                                                         break;
1554                                                 case MB_ELIPSOID:
1555                                                 case MB_CUBE:
1556                                                         out[2] = IN[2] + index[k] * (ml->expz + ml->rad);
1557                                                         break;
1558                                         }
1559
1560                                         calc_mballco(ml, out);
1561
1562                                         /*out_v = mbproc->function(out[0], out[1], out[2]);*/ /*UNUSED*/
1563
1564                                         /* find "first points" on Implicit Surface of MetaElemnt ml */
1565                                         copy_v3_v3(workp, in);
1566                                         workp_v = in_v;
1567                                         max_len = len_v3v3(out, in);
1568
1569                                         nx = abs((out[0] - in[0]) / mbproc->size);
1570                                         ny = abs((out[1] - in[1]) / mbproc->size);
1571                                         nz = abs((out[2] - in[2]) / mbproc->size);
1572                                         
1573                                         MAXN = MAX3(nx, ny, nz);
1574                                         if (MAXN != 0.0f) {
1575                                                 dvec[0] = (out[0] - in[0]) / MAXN;
1576                                                 dvec[1] = (out[1] - in[1]) / MAXN;
1577                                                 dvec[2] = (out[2] - in[2]) / MAXN;
1578
1579                                                 len = 0.0;
1580                                                 while (len <= max_len) {
1581                                                         workp[0] += dvec[0];
1582                                                         workp[1] += dvec[1];
1583                                                         workp[2] += dvec[2];
1584                                                         /* compute value of implicite function */
1585                                                         tmp_v = mbproc->function(workp[0], workp[1], workp[2]);
1586                                                         /* add cube to the stack, when value of implicite function crosses zero value */
1587                                                         if ((tmp_v < 0.0f && workp_v >= 0.0f) || (tmp_v > 0.0f && workp_v <= 0.0f)) {
1588
1589                                                                 /* indexes of CUBE, which includes "first point" */
1590                                                                 c_i = (int)floor(workp[0] / mbproc->size);
1591                                                                 c_j = (int)floor(workp[1] / mbproc->size);
1592                                                                 c_k = (int)floor(workp[2] / mbproc->size);
1593                                                                 
1594                                                                 /* add CUBE (with indexes c_i, c_j, c_k) to the stack,
1595                                                                  * this cube includes found point of Implicit Surface */
1596                                                                 if ((ml->flag & MB_NEGATIVE) == 0) {
1597                                                                         add_cube(mbproc, c_i, c_j, c_k, 1);
1598                                                                 }
1599                                                                 else {
1600                                                                         add_cube(mbproc, c_i, c_j, c_k, 2);
1601                                                                 }
1602                                                         }
1603                                                         len = len_v3v3(workp, in);
1604                                                         workp_v = tmp_v;
1605
1606                                                 }
1607                                         }
1608                                 }
1609                         }
1610                 }
1611         }
1612 }
1613
1614 static void polygonize(PROCESS *mbproc, MetaBall *mb)
1615 {
1616         CUBE c;
1617         int a;
1618
1619         mbproc->vertices.count = mbproc->vertices.max = 0;
1620         mbproc->vertices.ptr = NULL;
1621
1622         /* allocate hash tables and build cube polygon table: */
1623         mbproc->centers = MEM_callocN(HASHSIZE * sizeof(CENTERLIST *), "mbproc->centers");
1624         mbproc->corners = MEM_callocN(HASHSIZE * sizeof(CORNER *), "mbproc->corners");
1625         mbproc->edges = MEM_callocN(2 * HASHSIZE * sizeof(EDGELIST *), "mbproc->edges");
1626         makecubetable();
1627
1628         for (a = 0; a < G_mb.totelem; a++) {
1629
1630                 /* try to find 8 points on the surface for each MetaElem */
1631                 find_first_points(mbproc, mb, a);
1632         }
1633
1634         /* polygonize all MetaElems of current MetaBall */
1635         while (mbproc->cubes != NULL) { /* process active cubes till none left */
1636                 c = mbproc->cubes->cube;
1637
1638                 /* polygonize the cube directly: */
1639                 docube(&c, mbproc, mb);
1640                 
1641                 /* pop current cube from stack */
1642                 mbproc->cubes = mbproc->cubes->next;
1643                 
1644                 /* test six face directions, maybe add to stack: */
1645                 testface(c.i - 1, c.j, c.k, &c, 2, LBN, LBF, LTN, LTF, mbproc);
1646                 testface(c.i + 1, c.j, c.k, &c, 2, RBN, RBF, RTN, RTF, mbproc);
1647                 testface(c.i, c.j - 1, c.k, &c, 1, LBN, LBF, RBN, RBF, mbproc);
1648                 testface(c.i, c.j + 1, c.k, &c, 1, LTN, LTF, RTN, RTF, mbproc);
1649                 testface(c.i, c.j, c.k - 1, &c, 0, LBN, LTN, RBN, RTN, mbproc);
1650                 testface(c.i, c.j, c.k + 1, &c, 0, LBF, LTF, RBF, RTF, mbproc);
1651         }
1652 }
1653
1654 static float init_meta(Scene *scene, Object *ob)    /* return totsize */
1655 {
1656         Scene *sce_iter = scene;
1657         Base *base;
1658         Object *bob;
1659         MetaBall *mb;
1660         MetaElem *ml;
1661         float size, totsize, obinv[4][4], obmat[4][4], vec[3];
1662         //float max = 0.0f;
1663         int a, obnr, zero_size = 0;
1664         char obname[MAX_ID_NAME];
1665         
1666         copy_m4_m4(obmat, ob->obmat);   /* to cope with duplicators from BKE_scene_base_iter_next */
1667         invert_m4_m4(obinv, ob->obmat);
1668         a = 0;
1669         
1670         BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
1671         
1672         /* make main array */
1673         BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL);
1674         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &bob)) {
1675
1676                 if (bob->type == OB_MBALL) {
1677                         zero_size = 0;
1678                         ml = NULL;
1679
1680                         if (bob == ob && (base->flag & OB_FROMDUPLI) == 0) {
1681                                 mb = ob->data;
1682         
1683                                 if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
1684                                 else ml = mb->elems.first;
1685                         }
1686                         else {
1687                                 char name[MAX_ID_NAME];
1688                                 int nr;
1689                                 
1690                                 BLI_split_name_num(name, &nr, bob->id.name + 2, '.');
1691                                 if (strcmp(obname, name) == 0) {
1692                                         mb = bob->data;
1693                                         
1694                                         if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
1695                                         else ml = mb->elems.first;
1696                                 }
1697                         }
1698
1699                         /* when metaball object has zero scale, then MetaElem to this MetaBall
1700                          * will not be put to mainb array */
1701                         if (bob->size[0] == 0.0f || bob->size[1] == 0.0f || bob->size[2] == 0.0f) {
1702                                 zero_size = 1;
1703                         }
1704                         else if (bob->parent) {
1705                                 struct Object *pob = bob->parent;
1706                                 while (pob) {
1707                                         if (pob->size[0] == 0.0f || pob->size[1] == 0.0f || pob->size[2] == 0.0f) {
1708                                                 zero_size = 1;
1709                                                 break;
1710                                         }
1711                                         pob = pob->parent;
1712                                 }
1713                         }
1714
1715                         if (zero_size) {
1716                                 unsigned int ml_count = 0;
1717                                 while (ml) {
1718                                         ml_count++;
1719                                         ml = ml->next;
1720                                 }
1721                                 G_mb.totelem -= ml_count;
1722                         }
1723                         else {
1724                                 while (ml) {
1725                                         if (!(ml->flag & MB_HIDE)) {
1726                                                 int i;
1727                                                 float temp1[4][4], temp2[4][4], temp3[4][4];
1728                                                 float (*mat)[4] = NULL, (*imat)[4] = NULL;
1729                                                 float max_x, max_y, max_z, min_x, min_y, min_z;
1730
1731                                                 max_x = max_y = max_z = -3.4e38;
1732                                                 min_x = min_y = min_z =  3.4e38;
1733
1734                                                 /* too big stiffness seems only ugly due to linear interpolation
1735                                                  * no need to have possibility for too big stiffness */
1736                                                 if (ml->s > 10.0f) ml->s = 10.0f;
1737
1738                                                 /* Rotation of MetaElem is stored in quat */
1739                                                 quat_to_mat4(temp3, ml->quat);
1740
1741                                                 /* Translation of MetaElem */
1742                                                 unit_m4(temp2);
1743                                                 temp2[3][0] = ml->x;
1744                                                 temp2[3][1] = ml->y;
1745                                                 temp2[3][2] = ml->z;
1746
1747                                                 mult_m4_m4m4(temp1, temp2, temp3);
1748
1749                                                 /* make a copy because of duplicates */
1750                                                 G_mb.mainb[a] = new_pgn_element(sizeof(MetaElem));
1751                                                 *(G_mb.mainb[a]) = *ml;
1752                                                 G_mb.mainb[a]->bb = new_pgn_element(sizeof(BoundBox));
1753
1754                                                 mat = new_pgn_element(4 * 4 * sizeof(float));
1755                                                 imat = new_pgn_element(4 * 4 * sizeof(float));
1756
1757                                                 /* mat is the matrix to transform from mball into the basis-mball */
1758                                                 invert_m4_m4(obinv, obmat);
1759                                                 mult_m4_m4m4(temp2, obinv, bob->obmat);
1760                                                 /* MetaBall transformation */
1761                                                 mult_m4_m4m4(mat, temp2, temp1);
1762
1763                                                 invert_m4_m4(imat, mat);
1764
1765                                                 G_mb.mainb[a]->rad2 = ml->rad * ml->rad;
1766
1767                                                 G_mb.mainb[a]->mat = (float *) mat;
1768                                                 G_mb.mainb[a]->imat = (float *) imat;
1769
1770                                                 /* untransformed Bounding Box of MetaElem */
1771                                                 /* 0 */
1772                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][0] = -ml->expx;
1773                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][1] = -ml->expy;
1774                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][2] = -ml->expz;
1775                                                 /* 1 */
1776                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[1][0] =  ml->expx;
1777                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[1][1] = -ml->expy;
1778                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[1][2] = -ml->expz;
1779                                                 /* 2 */
1780                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[2][0] =  ml->expx;
1781                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[2][1] =  ml->expy;
1782                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[2][2] = -ml->expz;
1783                                                 /* 3 */
1784                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[3][0] = -ml->expx;
1785                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[3][1] =  ml->expy;
1786                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[3][2] = -ml->expz;
1787                                                 /* 4 */
1788                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[4][0] = -ml->expx;
1789                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[4][1] = -ml->expy;
1790                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[4][2] =  ml->expz;
1791                                                 /* 5 */
1792                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[5][0] =  ml->expx;
1793                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[5][1] = -ml->expy;
1794                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[5][2] =  ml->expz;
1795                                                 /* 6 */
1796                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][0] =  ml->expx;
1797                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][1] =  ml->expy;
1798                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][2] =  ml->expz;
1799                                                 /* 7 */
1800                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[7][0] = -ml->expx;
1801                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[7][1] =  ml->expy;
1802                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[7][2] =  ml->expz;
1803
1804                                                 /* transformation of Metalem bb */
1805                                                 for (i = 0; i < 8; i++)
1806                                                         mul_m4_v3((float (*)[4])mat, G_mb.mainb[a]->bb->vec[i]);
1807
1808                                                 /* find max and min of transformed bb */
1809                                                 for (i = 0; i < 8; i++) {
1810                                                         /* find maximums */
1811                                                         if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][0] > max_x) max_x = G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][0];
1812                                                         if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][1] > max_y) max_y = G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][1];
1813                                                         if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][2] > max_z) max_z = G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][2];
1814                                                         /* find  minimums */
1815                                                         if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][0] < min_x) min_x = G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][0];
1816                                                         if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][1] < min_y) min_y = G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][1];
1817                                                         if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][2] < min_z) min_z = G_mb.mainb[a]->bb->vec[i][2];
1818                                                 }
1819                                         
1820                                                 /* create "new" bb, only point 0 and 6, which are
1821                                                  * necessary for octal tree filling */
1822                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][0] = min_x - ml->rad;
1823                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][1] = min_y - ml->rad;
1824                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][2] = min_z - ml->rad;
1825
1826                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][0] = max_x + ml->rad;
1827                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][1] = max_y + ml->rad;
1828                                                 G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][2] = max_z + ml->rad;
1829
1830                                                 a++;
1831                                         }
1832                                         ml = ml->next;
1833                                 }
1834                         }
1835                 }
1836         }
1837
1838         
1839         /* totsize (= 'manhattan' radius) */
1840         totsize = 0.0;
1841         for (a = 0; a < G_mb.totelem; a++) {
1842                 
1843                 vec[0] = G_mb.mainb[a]->x + G_mb.mainb[a]->rad + G_mb.mainb[a]->expx;
1844                 vec[1] = G_mb.mainb[a]->y + G_mb.mainb[a]->rad + G_mb.mainb[a]->expy;
1845                 vec[2] = G_mb.mainb[a]->z + G_mb.mainb[a]->rad + G_mb.mainb[a]->expz;
1846
1847                 calc_mballco(G_mb.mainb[a], vec);
1848         
1849                 size = fabsf(vec[0]);
1850                 if (size > totsize) totsize = size;
1851                 size = fabsf(vec[1]);
1852                 if (size > totsize) totsize = size;
1853                 size = fabsf(vec[2]);
1854                 if (size > totsize) totsize = size;
1855
1856                 vec[0] = G_mb.mainb[a]->x - G_mb.mainb[a]->rad;
1857                 vec[1] = G_mb.mainb[a]->y - G_mb.mainb[a]->rad;
1858                 vec[2] = G_mb.mainb[a]->z - G_mb.mainb[a]->rad;
1859                                 
1860                 calc_mballco(G_mb.mainb[a], vec);
1861         
1862                 size = fabsf(vec[0]);
1863                 if (size > totsize) totsize = size;
1864                 size = fabsf(vec[1]);
1865                 if (size > totsize) totsize = size;
1866                 size = fabsf(vec[2]);
1867                 if (size > totsize) totsize = size;
1868         }
1869
1870         for (a = 0; a < G_mb.totelem; a++) {
1871                 G_mb.thresh += densfunc(G_mb.mainb[a], 2.0f * totsize, 2.0f * totsize, 2.0f * totsize);
1872         }
1873
1874         return totsize;
1875 }
1876
1877 /* if MetaElem lies in node, then node includes MetaElem pointer (ml_p)
1878  * pointing at MetaElem (ml)
1879  */
1880 static void fill_metaball_octal_node(octal_node *node, MetaElem *ml, short i)
1881 {
1882         ml_pointer *ml_p;
1883
1884         ml_p = MEM_mallocN(sizeof(ml_pointer), "ml_pointer");
1885         ml_p->ml = ml;
1886         BLI_addtail(&(node->nodes[i]->elems), ml_p);
1887         node->count++;
1888         
1889         if ((ml->flag & MB_NEGATIVE) == 0) {
1890                 node->nodes[i]->pos++;
1891         }
1892         else {
1893                 node->nodes[i]->neg++;
1894         }
1895 }
1896
1897 /* Node is subdivided as is illustrated on the following figure:
1898  * 
1899  *      +------+------+
1900  *     /      /      /|
1901  *    +------+------+ |
1902  *   /      /      /| +
1903  *  +------+------+ |/|
1904  *  |      |      | + |
1905  *  |      |      |/| +
1906  *  +------+------+ |/
1907  *  |      |      | +
1908  *  |      |      |/
1909  *  +------+------+
1910  *  
1911  */
1912 static void subdivide_metaball_octal_node(octal_node *node, float size_x, float size_y, float size_z, short depth)
1913 {
1914         MetaElem *ml;
1915         ml_pointer *ml_p;
1916         float x, y, z;
1917         int a, i;
1918
1919         /* create new nodes */
1920         for (a = 0; a < 8; a++) {
1921                 node->nodes[a] = MEM_mallocN(sizeof(octal_node), "octal_node");
1922                 for (i = 0; i < 8; i++)
1923                         node->nodes[a]->nodes[i] = NULL;
1924                 node->nodes[a]->parent = node;
1925                 node->nodes[a]->elems.first = NULL;
1926                 node->nodes[a]->elems.last = NULL;
1927                 node->nodes[a]->count = 0;
1928                 node->nodes[a]->neg = 0;
1929                 node->nodes[a]->pos = 0;
1930         }
1931
1932         size_x /= 2;
1933         size_y /= 2;
1934         size_z /= 2;
1935         
1936         /* center of node */
1937         node->x = x = node->x_min + size_x;
1938         node->y = y = node->y_min + size_y;
1939         node->z = z = node->z_min + size_z;
1940
1941         /* setting up of border points of new nodes */
1942         node->nodes[0]->x_min = node->x_min;
1943         node->nodes[0]->y_min = node->y_min;
1944         node->nodes[0]->z_min = node->z_min;
1945         node->nodes[0]->x = node->nodes[0]->x_min + size_x / 2;
1946         node->nodes[0]->y = node->nodes[0]->y_min + size_y / 2;
1947         node->nodes[0]->z = node->nodes[0]->z_min + size_z / 2;
1948         
1949         node->nodes[1]->x_min = x;
1950         node->nodes[1]->y_min = node->y_min;
1951         node->nodes[1]->z_min = node->z_min;
1952         node->nodes[1]->x = node->nodes[1]->x_min + size_x / 2;
1953         node->nodes[1]->y = node->nodes[1]->y_min + size_y / 2;
1954         node->nodes[1]->z = node->nodes[1]->z_min + size_z / 2;
1955
1956         node->nodes[2]->x_min = x;
1957         node->nodes[2]->y_min = y;
1958         node->nodes[2]->z_min = node->z_min;
1959         node->nodes[2]->x = node->nodes[2]->x_min + size_x / 2;
1960         node->nodes[2]->y = node->nodes[2]->y_min + size_y / 2;
1961         node->nodes[2]->z = node->nodes[2]->z_min + size_z / 2;
1962
1963         node->nodes[3]->x_min = node->x_min;
1964         node->nodes[3]->y_min = y;
1965         node->nodes[3]->z_min = node->z_min;
1966         node->nodes[3]->x = node->nodes[3]->x_min + size_x / 2;
1967         node->nodes[3]->y = node->nodes[3]->y_min + size_y / 2;
1968         node->nodes[3]->z = node->nodes[3]->z_min + size_z / 2;
1969
1970         node->nodes[4]->x_min = node->x_min;
1971         node->nodes[4]->y_min = node->y_min;
1972         node->nodes[4]->z_min = z;
1973         node->nodes[4]->x = node->nodes[4]->x_min + size_x / 2;
1974         node->nodes[4]->y = node->nodes[4]->y_min + size_y / 2;
1975         node->nodes[4]->z = node->nodes[4]->z_min + size_z / 2;
1976         
1977         node->nodes[5]->x_min = x;
1978         node->nodes[5]->y_min = node->y_min;
1979         node->nodes[5]->z_min = z;
1980         node->nodes[5]->x = node->nodes[5]->x_min + size_x / 2;
1981         node->nodes[5]->y = node->nodes[5]->y_min + size_y / 2;
1982         node->nodes[5]->z = node->nodes[5]->z_min + size_z / 2;
1983
1984         node->nodes[6]->x_min = x;
1985         node->nodes[6]->y_min = y;
1986         node->nodes[6]->z_min = z;
1987         node->nodes[6]->x = node->nodes[6]->x_min + size_x / 2;
1988         node->nodes[6]->y = node->nodes[6]->y_min + size_y / 2;
1989         node->nodes[6]->z = node->nodes[6]->z_min + size_z / 2;
1990
1991         node->nodes[7]->x_min = node->x_min;
1992         node->nodes[7]->y_min = y;
1993         node->nodes[7]->z_min = z;
1994         node->nodes[7]->x = node->nodes[7]->x_min + size_x / 2;
1995         node->nodes[7]->y = node->nodes[7]->y_min + size_y / 2;
1996         node->nodes[7]->z = node->nodes[7]->z_min + size_z / 2;
1997
1998         ml_p = node->elems.first;
1999         
2000         /* setting up references of MetaElems for new nodes */
2001         while (ml_p) {
2002                 ml = ml_p->ml;
2003                 if (ml->bb->vec[0][2] < z) {
2004                         if (ml->bb->vec[0][1] < y) {
2005                                 /* vec[0][0] lies in first octant */
2006                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2007                                         /* ml belongs to the (0)1st node */
2008                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 0);
2009
2010                                         /* ml belongs to the (3)4th node */
2011                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2012                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 3);
2013
2014                                                 /* ml belongs to the (7)8th node */
2015                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2016                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2017                                                 }
2018                                         }
2019         
2020                                         /* ml belongs to the (1)2nd node */
2021                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2022                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 1);
2023
2024                                                 /* ml belongs to the (5)6th node */
2025                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2026                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2027                                                 }
2028                                         }
2029
2030                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2031                                         if ((ml->bb->vec[6][0] >= x) && (ml->bb->vec[6][1] >= y)) {
2032                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2033                                                 
2034                                                 /* ml belong to the (6)7th node */
2035                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2036                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2037                                                 }
2038                                                 
2039                                         }
2040                         
2041                                         /* ml belongs to the (4)5th node too */
2042                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2043                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 4);
2044                                         }
2045
2046                                         
2047                                         
2048                                 }
2049                                 /* vec[0][0] is in the (1)second octant */
2050                                 else {
2051                                         /* ml belong to the (1)2nd node */
2052                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 1);
2053
2054                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2055                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2056                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2057
2058                                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2059                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2060                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2061                                                 }
2062                                                 
2063                                         }
2064                                         
2065                                         /* ml belongs to the (5)6th node */
2066                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2067                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2068                                         }
2069                                 }
2070                         }
2071                         else {
2072                                 /* vec[0][0] is in the (3)4th octant */
2073                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2074                                         /* ml belongs to the (3)4nd node */
2075                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 3);
2076                                         
2077                                         /* ml belongs to the (7)8th node */
2078                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2079                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2080                                         }
2081                                 
2082
2083                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2084                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2085                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2086                                         
2087                                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2088                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2089                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2090                                                 }
2091                                         }
2092                                 }
2093
2094                         }
2095
2096                         /* vec[0][0] is in the (2)3th octant */
2097                         if ((ml->bb->vec[0][0] >= x) && (ml->bb->vec[0][1] >= y)) {
2098                                 /* ml belongs to the (2)3th node */
2099                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2100                                 
2101                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2102                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2103                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2104                                 }
2105                         }
2106                 }
2107                 else {
2108                         if (ml->bb->vec[0][1] < y) {
2109                                 /* vec[0][0] lies in (4)5th octant */
2110                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2111                                         /* ml belongs to the (4)5th node */
2112                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 4);
2113
2114                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2115                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2116                                         }
2117
2118                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2119                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2120                                         }
2121                                         
2122                                         if ((ml->bb->vec[6][0] >= x) && (ml->bb->vec[6][1] >= y)) {
2123                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2124                                         }
2125                                 }
2126                                 /* vec[0][0] lies in (5)6th octant */
2127                                 else {
2128                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2129
2130                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2131                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2132                                         }
2133                                 }
2134                         }
2135                         else {
2136                                 /* vec[0][0] lies in (7)8th octant */
2137                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2138                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2139
2140                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2141                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2142                                         }
2143                                 }
2144
2145                         }
2146                         
2147                         /* vec[0][0] lies in (6)7th octant */
2148                         if ((ml->bb->vec[0][0] >= x) && (ml->bb->vec[0][1] >= y)) {
2149                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2150                         }
2151                 }
2152                 ml_p = ml_p->next;
2153         }
2154
2155         /* free references of MetaElems for curent node (it is not needed anymore) */
2156         BLI_freelistN(&node->elems);
2157
2158         depth--;
2159         
2160         if (depth > 0) {
2161                 for (a = 0; a < 8; a++) {
2162                         if (node->nodes[a]->count > 0) /* if node is not empty, then it is subdivided */
2163                                 subdivide_metaball_octal_node(node->nodes[a], size_x, size_y, size_z, depth);
2164                 }
2165         }
2166 }
2167
2168 /* free all octal nodes recursively */
2169 static void free_metaball_octal_node(octal_node *node)
2170 {
2171         int a;
2172         for (a = 0; a < 8; a++) {
2173                 if (node->nodes[a] != NULL) free_metaball_octal_node(node->nodes[a]);
2174         }
2175         BLI_freelistN(&node->elems);
2176         MEM_freeN(node);
2177 }
2178
2179 /* If scene include more then one MetaElem, then octree is used */
2180 static void init_metaball_octal_tree(int depth)
2181 {
2182         struct octal_node *node;
2183         ml_pointer *ml_p;
2184         float size[3];
2185         int a;
2186         
2187         G_mb.metaball_tree = MEM_mallocN(sizeof(octal_tree), "metaball_octal_tree");
2188         G_mb.metaball_tree->first = node = MEM_mallocN(sizeof(octal_node), "metaball_octal_node");
2189         /* maximal depth of octree */
2190         G_mb.metaball_tree->depth = depth;
2191
2192         G_mb.metaball_tree->neg = node->neg = 0;
2193         G_mb.metaball_tree->pos = node->pos = 0;
2194         
2195         node->elems.first = NULL;
2196         node->elems.last = NULL;
2197         node->count = 0;
2198
2199         for (a = 0; a < 8; a++)
2200                 node->nodes[a] = NULL;
2201
2202         node->x_min = node->y_min = node->z_min = FLT_MAX;
2203         node->x_max = node->y_max = node->z_max = -FLT_MAX;
2204
2205         /* size of octal tree scene */
2206         for (a = 0; a < G_mb.totelem; a++) {
2207                 if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][0] < node->x_min) node->x_min = G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][0];
2208                 if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][1] < node->y_min) node->y_min = G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][1];
2209                 if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][2] < node->z_min) node->z_min = G_mb.mainb[a]->bb->vec[0][2];
2210
2211                 if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][0] > node->x_max) node->x_max = G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][0];
2212                 if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][1] > node->y_max) node->y_max = G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][1];
2213                 if (G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][2] > node->z_max) node->z_max = G_mb.mainb[a]->bb->vec[6][2];
2214
2215                 ml_p = MEM_mallocN(sizeof(ml_pointer), "ml_pointer");
2216                 ml_p->ml = G_mb.mainb[a];
2217                 BLI_addtail(&node->elems, ml_p);
2218
2219                 if ((G_mb.mainb[a]->flag & MB_NEGATIVE) == 0) {
2220                         /* number of positive MetaElem in scene */
2221                         G_mb.metaball_tree->pos++;
2222                 }
2223                 else {
2224                         /* number of negative MetaElem in scene */
2225                         G_mb.metaball_tree->neg++;
2226                 }
2227         }
2228
2229         /* size of first node */
2230         size[0] = node->x_max - node->x_min;
2231         size[1] = node->y_max - node->y_min;
2232         size[2] = node->z_max - node->z_min;
2233
2234         /* first node is subdivided recursively */
2235         subdivide_metaball_octal_node(node, size[0], size[1], size[2], G_mb.metaball_tree->depth);
2236 }
2237
2238 void BKE_mball_polygonize(Scene *scene, Object *ob, ListBase *dispbase)
2239 {
2240         PROCESS mbproc;
2241         MetaBall *mb;
2242         DispList *dl;
2243         int a, nr_cubes;
2244         float *co, *no, totsize, width;
2245
2246         mb = ob->data;
2247
2248         if (G_mb.totelem == 0) return;
2249         if ((G.is_rendering == FALSE) && (mb->flag == MB_UPDATE_NEVER)) return;
2250         if (G.moving && mb->flag == MB_UPDATE_FAST) return;
2251
2252         curindex = totindex = 0;
2253         indices = NULL;
2254         G_mb.thresh = mb->thresh;
2255
2256         /* total number of MetaElems (totelem) is precomputed in find_basis_mball() function */
2257         G_mb.mainb = MEM_mallocN(sizeof(void *) * G_mb.totelem, "mainb");
2258         
2259         /* initialize all mainb (MetaElems) */
2260         totsize = init_meta(scene, ob);
2261
2262         if (G_mb.metaball_tree) {
2263                 free_metaball_octal_node(G_mb.metaball_tree->first);
2264                 MEM_freeN(G_mb.metaball_tree);
2265                 G_mb.metaball_tree = NULL;
2266         }
2267
2268         /* if scene includes more then one MetaElem, then octal tree optimization is used */
2269         if ((G_mb.totelem >    1) && (G_mb.totelem <=   64)) init_metaball_octal_tree(1);
2270         if ((G_mb.totelem >   64) && (G_mb.totelem <=  128)) init_metaball_octal_tree(2);
2271         if ((G_mb.totelem >  128) && (G_mb.totelem <=  512)) init_metaball_octal_tree(3);
2272         if ((G_mb.totelem >  512) && (G_mb.totelem <= 1024)) init_metaball_octal_tree(4);
2273         if (G_mb.totelem  > 1024)                            init_metaball_octal_tree(5);
2274
2275         /* don't polygonize metaballs with too high resolution (base mball to small)
2276          * note: Eps was 0.0001f but this was giving problems for blood animation for durian, using 0.00001f */
2277         if (G_mb.metaball_tree) {
2278                 if (ob->size[0] <= 0.00001f * (G_mb.metaball_tree->first->x_max - G_mb.metaball_tree->first->x_min) ||
2279                     ob->size[1] <= 0.00001f * (G_mb.metaball_tree->first->y_max - G_mb.metaball_tree->first->y_min) ||
2280                     ob->size[2] <= 0.00001f * (G_mb.metaball_tree->first->z_max - G_mb.metaball_tree->first->z_min))
2281                 {
2282                         new_pgn_element(-1); /* free values created by init_meta */
2283
2284                         MEM_freeN(G_mb.mainb);
2285
2286                         /* free tree */
2287                         free_metaball_octal_node(G_mb.metaball_tree->first);
2288                         MEM_freeN(G_mb.metaball_tree);
2289                         G_mb.metaball_tree = NULL;
2290
2291                         return;
2292                 }
2293         }
2294
2295         /* width is size per polygonize cube */
2296         if (G.is_rendering) width = mb->rendersize;
2297         else {
2298                 width = mb->wiresize;
2299                 if (G.moving && mb->flag == MB_UPDATE_HALFRES) width *= 2;
2300         }
2301         /* nr_cubes is just for safety, minimum is totsize */
2302         nr_cubes = (int)(0.5f + totsize / width);
2303
2304         /* init process */
2305         mbproc.function = metaball;
2306         mbproc.size = width;
2307         mbproc.bounds = nr_cubes;
2308         mbproc.cubes = NULL;
2309         mbproc.delta = width / (float)(RES * RES);
2310
2311         polygonize(&mbproc, mb);
2312         
2313         MEM_freeN(G_mb.mainb);
2314
2315         /* free octal tree */
2316         if (G_mb.totelem > 1) {
2317                 free_metaball_octal_node(G_mb.metaball_tree->first);
2318                 MEM_freeN(G_mb.metaball_tree);
2319                 G_mb.metaball_tree = NULL;
2320         }
2321
2322         if (curindex) {
2323                 VERTEX *ptr = mbproc.vertices.ptr;
2324
2325                 dl = MEM_callocN(sizeof(DispList), "mbaldisp");
2326                 BLI_addtail(dispbase, dl);
2327                 dl->type = DL_INDEX4;
2328                 dl->nr = mbproc.vertices.count;
2329                 dl->parts = curindex;
2330
2331                 dl->index = indices;
2332                 indices = NULL;
2333
2334                 a = mbproc.vertices.count;
2335                 dl->verts = co = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * a, "mballverts");
2336                 dl->nors = no = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * a, "mballnors");
2337
2338                 for (a = 0; a < mbproc.vertices.count; ptr++, a++, no += 3, co += 3) {
2339                         copy_v3_v3(co, ptr->co);
2340                         copy_v3_v3(no, ptr->no);
2341                 }
2342         }
2343
2344         freepolygonize(&mbproc);
2345 }
2346
2347 /* basic vertex data functions */
2348 int BKE_mball_minmax(MetaBall *mb, float min[3], float max[3])
2349 {
2350         MetaElem *ml;
2351
2352         INIT_MINMAX(min, max);
2353
2354         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2355                 minmax_v3v3_v3(min, max, &ml->x);
2356         }
2357
2358         return (mb->elems.first != NULL);
2359 }
2360
2361 int BKE_mball_center_median(MetaBall *mb, float r_cent[3])
2362 {
2363         MetaElem *ml;
2364         int total = 0;
2365
2366         zero_v3(r_cent);
2367
2368         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2369                 add_v3_v3(r_cent, &ml->x);
2370         }
2371
2372         if (total) {
2373                 mul_v3_fl(r_cent, 1.0f / (float)total);
2374         }
2375
2376         return (total != 0);
2377 }
2378
2379 int BKE_mball_center_bounds(MetaBall *mb, float r_cent[3])
2380 {
2381         float min[3], max[3];
2382
2383         if (BKE_mball_minmax(mb, min, max)) {
2384                 mid_v3_v3v3(r_cent, min, max);
2385                 return 1;
2386         }
2387
2388         return 0;
2389 }
2390
2391 void BKE_mball_translate(MetaBall *mb, float offset[3])
2392 {
2393         MetaElem *ml;
2394
2395         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2396                 add_v3_v3(&ml->x, offset);
2397         }
2398 }