svn merge ^/trunk/blender -r43524:43530
[blender.git] / source / blender / editors / space_view3d / drawvolume.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): Daniel Genrich
22  *
23  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
24  */
25
26 /** \file blender/editors/space_view3d/drawvolume.c
27  *  \ingroup spview3d
28  */
29
30
31
32 #include <string.h>
33 #include <math.h>
34
35 #include "MEM_guardedalloc.h"
36
37 #include "DNA_scene_types.h"
38 #include "DNA_screen_types.h"
39 #include "DNA_view3d_types.h"
40
41 #include "BLI_utildefines.h"
42 #include "BLI_blenlib.h"
43 #include "BLI_math.h"
44 #include "BLI_editVert.h"
45 #include "BLI_edgehash.h"
46 #include "BLI_rand.h"
47
48 #include "BKE_curve.h"
49 #include "BKE_constraint.h" // for the get_constraint_target function
50 #include "BKE_DerivedMesh.h"
51 #include "BKE_deform.h"
52 #include "BKE_displist.h"
53 #include "BKE_effect.h"
54 #include "BKE_font.h"
55 #include "BKE_global.h"
56 #include "BKE_image.h"
57 #include "BKE_key.h"
58 #include "BKE_lattice.h"
59 #include "BKE_mesh.h"
60 #include "BKE_material.h"
61 #include "BKE_mball.h"
62 #include "BKE_modifier.h"
63 #include "BKE_object.h"
64 #include "BKE_paint.h"
65 #include "BKE_particle.h"
66 #include "BKE_property.h"
67 #include "BKE_smoke.h"
68
69 #include "smoke_API.h"
70
71 #include "BIF_gl.h"
72
73 #include "GPU_extensions.h"
74
75 #include "ED_mesh.h"
76
77
78 #include "BLF_api.h"
79
80
81 #include "view3d_intern.h"      // own include
82
83
84 #ifdef _WIN32
85 #include <time.h>
86 #include <stdio.h>
87 #include <conio.h>
88 #include <windows.h>
89
90 static LARGE_INTEGER liFrequency;
91 static LARGE_INTEGER liStartTime;
92 static LARGE_INTEGER liCurrentTime;
93
94 static void tstart ( void )
95 {
96         QueryPerformanceFrequency ( &liFrequency );
97         QueryPerformanceCounter ( &liStartTime );
98 }
99 static void tend ( void )
100 {
101         QueryPerformanceCounter ( &liCurrentTime );
102 }
103 static double tval( void )
104 {
105         return ((double)( (liCurrentTime.QuadPart - liStartTime.QuadPart)* (double)1000.0/(double)liFrequency.QuadPart ));
106 }
107 #else
108 #include <sys/time.h>
109 static struct timeval _tstart, _tend;
110 static struct timezone tz;
111 static void tstart ( void )
112 {
113         gettimeofday ( &_tstart, &tz );
114 }
115 static void tend ( void )
116 {
117         gettimeofday ( &_tend,&tz );
118 }
119   #if 0
120 static double tval()
121 {
122         double t1, t2;
123         t1 = ( double ) _tstart.tv_sec*1000 + ( double ) _tstart.tv_usec/ ( 1000 );
124         t2 = ( double ) _tend.tv_sec*1000 + ( double ) _tend.tv_usec/ ( 1000 );
125         return t2-t1;
126 }
127   #endif
128 #endif
129
130 struct GPUTexture;
131
132 static int intersect_edges(float *points, float a, float b, float c, float d, float edges[12][2][3])
133 {
134         int i;
135         float t;
136         int numpoints = 0;
137         
138         for (i=0; i<12; i++) {
139                 t = -(a*edges[i][0][0] + b*edges[i][0][1] + c*edges[i][0][2] + d)
140                         / (a*edges[i][1][0] + b*edges[i][1][1] + c*edges[i][1][2]);
141                 if ((t>0)&&(t<1)) {
142                         points[numpoints * 3 + 0] = edges[i][0][0] + edges[i][1][0]*t;
143                         points[numpoints * 3 + 1] = edges[i][0][1] + edges[i][1][1]*t;
144                         points[numpoints * 3 + 2] = edges[i][0][2] + edges[i][1][2]*t;
145                         numpoints++;
146                 }
147         }
148         return numpoints;
149 }
150
151 static int convex(float *p0, float *up, float *a, float *b)
152 {
153         // Vec3 va = a-p0, vb = b-p0;
154         float va[3], vb[3], tmp[3];
155         sub_v3_v3v3(va, a, p0);
156         sub_v3_v3v3(vb, b, p0);
157         cross_v3_v3v3(tmp, va, vb);
158         return dot_v3v3(up, tmp) >= 0;
159 }
160
161 void draw_volume(ARegion *ar, GPUTexture *tex, float *min, float *max, int res[3], float dx, GPUTexture *tex_shadow)
162 {
163         RegionView3D *rv3d= ar->regiondata;
164
165         float viewnormal[3];
166         int i, j, n, good_index;
167         float d /*, d0 */ /* UNUSED */, dd, ds;
168         float *points = NULL;
169         int numpoints = 0;
170         float cor[3] = {1.,1.,1.};
171         int gl_depth = 0, gl_blend = 0;
172
173         /* draw slices of smoke is adapted from c++ code authored
174          * by: Johannes Schmid and Ingemar Rask, 2006, johnny@grob.org */
175         float cv[][3] = {
176                 {1.0f, 1.0f, 1.0f}, {-1.0f, 1.0f, 1.0f}, {-1.0f, -1.0f, 1.0f}, {1.0f, -1.0f, 1.0f},
177                 {1.0f, 1.0f, -1.0f}, {-1.0f, 1.0f, -1.0f}, {-1.0f, -1.0f, -1.0f}, {1.0f, -1.0f, -1.0f}
178         };
179
180         // edges have the form edges[n][0][xyz] + t*edges[n][1][xyz]
181         float edges[12][2][3] = {
182                 {{1.0f, 1.0f, -1.0f}, {0.0f, 0.0f, 2.0f}},
183                 {{-1.0f, 1.0f, -1.0f}, {0.0f, 0.0f, 2.0f}},
184                 {{-1.0f, -1.0f, -1.0f}, {0.0f, 0.0f, 2.0f}},
185                 {{1.0f, -1.0f, -1.0f}, {0.0f, 0.0f, 2.0f}},
186
187                 {{1.0f, -1.0f, 1.0f}, {0.0f, 2.0f, 0.0f}},
188                 {{-1.0f, -1.0f, 1.0f}, {0.0f, 2.0f, 0.0f}},
189                 {{-1.0f, -1.0f, -1.0f}, {0.0f, 2.0f, 0.0f}},
190                 {{1.0f, -1.0f, -1.0f}, {0.0f, 2.0f, 0.0f}},
191
192                 {{-1.0f, 1.0f, 1.0f}, {2.0f, 0.0f, 0.0f}},
193                 {{-1.0f, -1.0f, 1.0f}, {2.0f, 0.0f, 0.0f}},
194                 {{-1.0f, -1.0f, -1.0f}, {2.0f, 0.0f, 0.0f}},
195                 {{-1.0f, 1.0f, -1.0f}, {2.0f, 0.0f, 0.0f}}
196         };
197
198         /* Fragment program to calculate the view3d of smoke */
199         /* using 2 textures, density and shadow */
200         const char *text = "!!ARBfp1.0\n"
201                                         "PARAM dx = program.local[0];\n"
202                                         "PARAM darkness = program.local[1];\n"
203                                         "PARAM f = {1.442695041, 1.442695041, 1.442695041, 0.01};\n"
204                                         "TEMP temp, shadow, value;\n"
205                                         "TEX temp, fragment.texcoord[0], texture[0], 3D;\n"
206                                         "TEX shadow, fragment.texcoord[0], texture[1], 3D;\n"
207                                         "MUL value, temp, darkness;\n"
208                                         "MUL value, value, dx;\n"
209                                         "MUL value, value, f;\n"
210                                         "EX2 temp, -value.r;\n"
211                                         "SUB temp.a, 1.0, temp.r;\n"
212                                         "MUL temp.r, temp.r, shadow.r;\n"
213                                         "MUL temp.g, temp.g, shadow.r;\n"
214                                         "MUL temp.b, temp.b, shadow.r;\n"
215                                         "MOV result.color, temp;\n"
216                                         "END\n";
217         GLuint prog;
218
219         
220         float size[3];
221
222         if(!tex) {
223                 printf("Could not allocate 3D texture for 3D View smoke drawing.\n");
224                 return;
225         }
226
227         tstart();
228
229         sub_v3_v3v3(size, max, min);
230
231         // maxx, maxy, maxz
232         cv[0][0] = max[0];
233         cv[0][1] = max[1];
234         cv[0][2] = max[2];
235         // minx, maxy, maxz
236         cv[1][0] = min[0];
237         cv[1][1] = max[1];
238         cv[1][2] = max[2];
239         // minx, miny, maxz
240         cv[2][0] = min[0];
241         cv[2][1] = min[1];
242         cv[2][2] = max[2];
243         // maxx, miny, maxz
244         cv[3][0] = max[0];
245         cv[3][1] = min[1];
246         cv[3][2] = max[2];
247
248         // maxx, maxy, minz
249         cv[4][0] = max[0];
250         cv[4][1] = max[1];
251         cv[4][2] = min[2];
252         // minx, maxy, minz
253         cv[5][0] = min[0];
254         cv[5][1] = max[1];
255         cv[5][2] = min[2];
256         // minx, miny, minz
257         cv[6][0] = min[0];
258         cv[6][1] = min[1];
259         cv[6][2] = min[2];
260         // maxx, miny, minz
261         cv[7][0] = max[0];
262         cv[7][1] = min[1];
263         cv[7][2] = min[2];
264
265         copy_v3_v3(edges[0][0], cv[4]); // maxx, maxy, minz
266         copy_v3_v3(edges[1][0], cv[5]); // minx, maxy, minz
267         copy_v3_v3(edges[2][0], cv[6]); // minx, miny, minz
268         copy_v3_v3(edges[3][0], cv[7]); // maxx, miny, minz
269
270         copy_v3_v3(edges[4][0], cv[3]); // maxx, miny, maxz
271         copy_v3_v3(edges[5][0], cv[2]); // minx, miny, maxz
272         copy_v3_v3(edges[6][0], cv[6]); // minx, miny, minz
273         copy_v3_v3(edges[7][0], cv[7]); // maxx, miny, minz
274
275         copy_v3_v3(edges[8][0], cv[1]); // minx, maxy, maxz
276         copy_v3_v3(edges[9][0], cv[2]); // minx, miny, maxz
277         copy_v3_v3(edges[10][0], cv[6]); // minx, miny, minz
278         copy_v3_v3(edges[11][0], cv[5]); // minx, maxy, minz
279
280         // printf("size x: %f, y: %f, z: %f\n", size[0], size[1], size[2]);
281         // printf("min[2]: %f, max[2]: %f\n", min[2], max[2]);
282
283         edges[0][1][2] = size[2];
284         edges[1][1][2] = size[2];
285         edges[2][1][2] = size[2];
286         edges[3][1][2] = size[2];
287
288         edges[4][1][1] = size[1];
289         edges[5][1][1] = size[1];
290         edges[6][1][1] = size[1];
291         edges[7][1][1] = size[1];
292
293         edges[8][1][0] = size[0];
294         edges[9][1][0] = size[0];
295         edges[10][1][0] = size[0];
296         edges[11][1][0] = size[0];
297
298         glGetBooleanv(GL_BLEND, (GLboolean *)&gl_blend);
299         glGetBooleanv(GL_DEPTH_TEST, (GLboolean *)&gl_depth);
300
301         glLoadMatrixf(rv3d->viewmat);
302         // glMultMatrixf(ob->obmat);    
303
304         glDepthMask(GL_FALSE);
305         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
306         glEnable(GL_BLEND);
307         glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA, GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA);
308
309         /*
310         printf("Viewinv:\n");
311         printf("%f, %f, %f\n", rv3d->viewinv[0][0], rv3d->viewinv[0][1], rv3d->viewinv[0][2]);
312         printf("%f, %f, %f\n", rv3d->viewinv[1][0], rv3d->viewinv[1][1], rv3d->viewinv[1][2]);
313         printf("%f, %f, %f\n", rv3d->viewinv[2][0], rv3d->viewinv[2][1], rv3d->viewinv[2][2]);
314         */
315
316         // get view vector
317         copy_v3_v3(viewnormal, rv3d->viewinv[2]);
318         normalize_v3(viewnormal);
319
320         // find cube vertex that is closest to the viewer
321         for (i=0; i<8; i++) {
322                 float x,y,z;
323
324                 x = cv[i][0] - viewnormal[0];
325                 y = cv[i][1] - viewnormal[1];
326                 z = cv[i][2] - viewnormal[2];
327
328                 if ((x>=min[0])&&(x<=max[0])
329                         &&(y>=min[1])&&(y<=max[1])
330                         &&(z>=min[2])&&(z<=max[2])) {
331                         break;
332                 }
333         }
334
335         if(i >= 8) {
336                 /* fallback, avoid using buffer over-run */
337                 i= 0;
338         }
339
340         // printf("i: %d\n", i);
341         // printf("point %f, %f, %f\n", cv[i][0], cv[i][1], cv[i][2]);
342
343         if (GL_TRUE == glewIsSupported("GL_ARB_fragment_program"))
344         {
345                 glEnable(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB);
346                 glGenProgramsARB(1, &prog);
347
348                 glBindProgramARB(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, prog);
349                 glProgramStringARB(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, GL_PROGRAM_FORMAT_ASCII_ARB, (GLsizei)strlen(text), text);
350
351                 // cell spacing
352                 glProgramLocalParameter4fARB (GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, 0, dx, dx, dx, 1.0);
353                 // custom parameter for smoke style (higher = thicker)
354                 glProgramLocalParameter4fARB (GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, 1, 7.0, 7.0, 7.0, 1.0);
355         }
356         else
357                 printf("Your gfx card does not support 3D View smoke drawing.\n");
358
359         GPU_texture_bind(tex, 0);
360         if(tex_shadow)
361                 GPU_texture_bind(tex_shadow, 1);
362         else
363                 printf("No volume shadow\n");
364
365         if (!GPU_non_power_of_two_support()) {
366                 cor[0] = (float)res[0]/(float)power_of_2_max_i(res[0]);
367                 cor[1] = (float)res[1]/(float)power_of_2_max_i(res[1]);
368                 cor[2] = (float)res[2]/(float)power_of_2_max_i(res[2]);
369         }
370
371         // our slices are defined by the plane equation a*x + b*y +c*z + d = 0
372         // (a,b,c), the plane normal, are given by viewdir
373         // d is the parameter along the view direction. the first d is given by
374         // inserting previously found vertex into the plane equation
375
376         /* d0 = (viewnormal[0]*cv[i][0] + viewnormal[1]*cv[i][1] + viewnormal[2]*cv[i][2]); */ /* UNUSED */
377         ds = (ABS(viewnormal[0])*size[0] + ABS(viewnormal[1])*size[1] + ABS(viewnormal[2])*size[2]);
378         dd = 0.05; // ds/512.0f;
379         n = 0;
380         good_index = i;
381
382         // printf("d0: %f, dd: %f, ds: %f\n\n", d0, dd, ds);
383
384         points = MEM_callocN(sizeof(float)*12*3, "smoke_points_preview");
385
386         while(1) {
387                 float p0[3];
388                 float tmp_point[3], tmp_point2[3];
389
390                 if(dd*(float)n > ds)
391                         break;
392
393                 copy_v3_v3(tmp_point, viewnormal);
394                 mul_v3_fl(tmp_point, -dd*((ds/dd)-(float)n));
395                 add_v3_v3v3(tmp_point2, cv[good_index], tmp_point);
396                 d = dot_v3v3(tmp_point2, viewnormal);
397
398                 // printf("my d: %f\n", d);
399
400                 // intersect_edges returns the intersection points of all cube edges with
401                 // the given plane that lie within the cube
402                 numpoints = intersect_edges(points, viewnormal[0], viewnormal[1], viewnormal[2], -d, edges);
403
404                 // printf("points: %d\n", numpoints);
405
406                 if (numpoints > 2) {
407                         copy_v3_v3(p0, points);
408
409                         // sort points to get a convex polygon
410                         for(i = 1; i < numpoints - 1; i++)
411                         {
412                                 for(j = i + 1; j < numpoints; j++)
413                                 {
414                                         if(!convex(p0, viewnormal, &points[j * 3], &points[i * 3]))
415                                         {
416                                                 float tmp2[3];
417                                                 copy_v3_v3(tmp2, &points[j * 3]);
418                                                 copy_v3_v3(&points[j * 3], &points[i * 3]);
419                                                 copy_v3_v3(&points[i * 3], tmp2);
420                                         }
421                                 }
422                         }
423
424                         // printf("numpoints: %d\n", numpoints);
425                         glBegin(GL_POLYGON);
426                         glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
427                         for (i = 0; i < numpoints; i++) {
428                                 glTexCoord3d((points[i * 3 + 0] - min[0]) * cor[0] / size[0],
429                                              (points[i * 3 + 1] - min[1]) * cor[1] / size[1],
430                                              (points[i * 3 + 2] - min[2]) * cor[2] / size[2]);
431                                 glVertex3f(points[i * 3 + 0], points[i * 3 + 1], points[i * 3 + 2]);
432                         }
433                         glEnd();
434                 }
435                 n++;
436         }
437
438         tend();
439         // printf ( "Draw Time: %f\n",( float ) tval() );
440
441         if(tex_shadow)
442                 GPU_texture_unbind(tex_shadow);
443         GPU_texture_unbind(tex);
444
445         if(GLEW_ARB_fragment_program)
446         {
447                 glDisable(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB);
448                 glDeleteProgramsARB(1, &prog);
449         }
450
451
452         MEM_freeN(points);
453
454         if(!gl_blend)
455                 glDisable(GL_BLEND);
456         if(gl_depth)
457         {
458                 glEnable(GL_DEPTH_TEST);
459                 glDepthMask(GL_TRUE);   
460         }
461 }
462