WIP commit, (just in case my HD breaks down). Don't expect anything to work. Code...
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / cloth.c
1 /*  cloth.c
2 *
3 *
4 * ***** BEGIN GPL/BL DUAL LICENSE BLOCK *****
5 *
6 * This program is free software; you can redistribute it and/or
7 * modify it under the terms of the GNU General Public License
8 * as published by the Free Software Foundation; either version 2
9 * of the License, or (at your option) any later version. The Blender
10 * Foundation also sells licenses for use in proprietary software under
11 * the Blender License.  See http://www.blender.org/BL/ for information
12 * about this.
13 *
14 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 * GNU General Public License for more details.
18 *
19 * You should have received a copy of the GNU General Public License
20 * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
21 * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
22 *
23 * The Original Code is Copyright (C) Blender Foundation
24 * All rights reserved.
25 *
26 * The Original Code is: all of this file.
27 *
28 * Contributor(s): none yet.
29 *
30 * ***** END GPL/BL DUAL LICENSE BLOCK *****
31 */
32
33
34 #include <math.h>
35 #include <stdlib.h>
36 #include <string.h>
37
38 #include "MEM_guardedalloc.h"
39
40 /* types */
41 #include "DNA_curve_types.h"
42 #include "DNA_object_types.h"
43 #include "DNA_object_force.h"
44 #include "DNA_cloth_types.h"
45 #include "DNA_key_types.h"
46 #include "DNA_mesh_types.h"
47 #include "DNA_meshdata_types.h"
48 #include "DNA_lattice_types.h"
49 #include "DNA_scene_types.h"
50 #include "DNA_modifier_types.h"
51
52 #include "BLI_blenlib.h"
53 #include "BLI_arithb.h"
54 #include "BLI_edgehash.h"
55 #include "BLI_linklist.h"
56
57 #include "BKE_curve.h"
58 #include "BKE_deform.h"
59 #include "BKE_DerivedMesh.h"
60 #include "BKE_cdderivedmesh.h"
61 #include "BKE_displist.h"
62 #include "BKE_effect.h"
63 #include "BKE_global.h"
64 #include "BKE_key.h"
65 #include "BKE_mesh.h"
66 #include "BKE_object.h"
67 #include "BKE_cloth.h"
68 #include "BKE_collisions.h"
69 #include "BKE_modifier.h"
70 #include "BKE_utildefines.h"
71 #include "BKE_DerivedMesh.h"
72 #include "BIF_editdeform.h"
73 #include "BIF_editkey.h"
74 #include "DNA_screen_types.h"
75 #include "BSE_headerbuttons.h"
76 #include "BIF_screen.h"
77 #include "BIF_space.h"
78 #include "mydevice.h"
79
80 #ifdef _WIN32
81 void tstart ( void )
82 {}
83 void tend ( void )
84 {
85 }
86 double tval()
87 {
88         return 0;
89 }
90 #else
91 #include <sys/time.h>
92 static struct timeval _tstart, _tend;
93 static struct timezone tz;
94 void tstart ( void )
95 {
96         gettimeofday ( &_tstart, &tz );
97 }
98 void tend ( void )
99 {
100         gettimeofday ( &_tend,&tz );
101 }
102 double tval()
103 {
104         double t1, t2;
105         t1 = ( double ) _tstart.tv_sec + ( double ) _tstart.tv_usec/ ( 1000*1000 );
106         t2 = ( double ) _tend.tv_sec + ( double ) _tend.tv_usec/ ( 1000*1000 );
107         return t2-t1;
108 }
109 #endif
110
111 /* Our available solvers. */
112 // 255 is the magic reserved number, so NEVER try to put 255 solvers in here!
113 // 254 = MAX!
114 static CM_SOLVER_DEF    solvers [] =
115     {
116         { "Implicit", CM_IMPLICIT, implicit_init, implicit_solver, implicit_free },
117         // { "Implicit C++", CM_IMPLICITCPP, implicitcpp_init, implicitcpp_solver, implicitcpp_free },
118     };
119
120 /* ********** cloth engine ******* */
121 /* Prototypes for internal functions.
122 */
123 static void cloth_to_object ( Object *ob, ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm );
124 static void cloth_from_mesh ( Object *ob, ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm );
125 static int cloth_from_object ( Object *ob, ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm );
126 int cloth_build_springs ( Cloth *cloth, DerivedMesh *dm );
127 static void cloth_apply_vgroup ( ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm, short vgroup );
128
129
130 /******************************************************************************
131 *
132 * External interface called by modifier.c clothModifier functions.
133 *
134 ******************************************************************************/
135 /**
136 * cloth_init -  creates a new cloth simulation.
137 *
138 * 1. create object
139 * 2. fill object with standard values or with the GUI settings if given
140 */
141 void cloth_init ( ClothModifierData *clmd )
142 {
143         /* Initialize our new data structure to reasonable values. */
144         clmd->sim_parms.gravity [0] = 0.0;
145         clmd->sim_parms.gravity [1] = 0.0;
146         clmd->sim_parms.gravity [2] = -9.81;
147         clmd->sim_parms.structural = 100.0;
148         clmd->sim_parms.shear = 100.0;
149         clmd->sim_parms.bending = 1.0;
150         clmd->sim_parms.Cdis = 5.0;
151         clmd->sim_parms.Cvi = 1.0;
152         clmd->sim_parms.mass = 1.0f;
153         clmd->sim_parms.stepsPerFrame = 5;
154         clmd->sim_parms.sim_time = 1.0;
155         clmd->sim_parms.flags = CLOTH_SIMSETTINGS_FLAG_RESET;
156         clmd->sim_parms.solver_type = 0;
157         clmd->sim_parms.preroll = 0;
158         clmd->sim_parms.maxspringlen = 10;
159         clmd->sim_parms.firstframe = 1;
160         clmd->sim_parms.lastframe = 250;
161         clmd->coll_parms.self_friction = 5.0;
162         clmd->coll_parms.friction = 10.0;
163         clmd->coll_parms.loop_count = 1;
164         clmd->coll_parms.epsilon = 0.01f;
165         clmd->coll_parms.flags = 0;
166
167         /* These defaults are copied from softbody.c's
168         * softbody_calc_forces() function.
169         */
170         clmd->sim_parms.eff_force_scale = 1000.0;
171         clmd->sim_parms.eff_wind_scale = 250.0;
172
173         // also from softbodies
174         clmd->sim_parms.maxgoal = 1.0f;
175         clmd->sim_parms.mingoal = 0.0f;
176         clmd->sim_parms.defgoal = 0.7f;
177         clmd->sim_parms.goalspring = 100.0f;
178         clmd->sim_parms.goalfrict = 0.0f;
179
180         clmd->sim_parms.cache = NULL;
181 }
182
183 // unused in the moment, cloth needs quads from mesh
184 DerivedMesh *CDDM_convert_to_triangle ( DerivedMesh *dm )
185 {
186         DerivedMesh *result = NULL;
187         int i;
188         int numverts = dm->getNumVerts ( dm );
189         int numedges = dm->getNumEdges ( dm );
190         int numfaces = dm->getNumFaces ( dm );
191
192         MVert *mvert = CDDM_get_verts ( dm );
193         MEdge *medge = CDDM_get_edges ( dm );
194         MFace *mface = CDDM_get_faces ( dm );
195
196         MVert *mvert2;
197         MFace *mface2;
198         unsigned int numtris=0;
199         unsigned int numquads=0;
200         int a = 0;
201         int random = 0;
202         int firsttime = 0;
203         float vec1[3], vec2[3], vec3[3], vec4[3], vec5[3];
204         float mag1=0, mag2=0;
205
206         for ( i = 0; i < numfaces; i++ )
207         {
208                 if ( mface[i].v4 )
209                         numquads++;
210                 else
211                         numtris++;
212         }
213
214         result = CDDM_from_template ( dm, numverts, 0, numtris + 2*numquads );
215
216         if ( !result )
217                 return NULL;
218
219         // do verts
220         mvert2 = CDDM_get_verts ( result );
221         for ( a=0; a<numverts; a++ )
222         {
223                 MVert *inMV;
224                 MVert *mv = &mvert2[a];
225
226                 inMV = &mvert[a];
227
228                 DM_copy_vert_data ( dm, result, a, a, 1 );
229                 *mv = *inMV;
230         }
231
232
233         // do faces
234         mface2 = CDDM_get_faces ( result );
235         for ( a=0, i=0; a<numfaces; a++ )
236         {
237                 MFace *mf = &mface2[i];
238                 MFace *inMF;
239                 inMF = &mface[a];
240
241                 /*
242                 DM_copy_face_data(dm, result, a, i, 1);
243
244                 *mf = *inMF;
245                 */
246
247                 if ( mface[a].v4 && random==1 )
248                 {
249                         mf->v1 = mface[a].v2;
250                         mf->v2 = mface[a].v3;
251                         mf->v3 = mface[a].v4;
252                 }
253                 else
254                 {
255                         mf->v1 = mface[a].v1;
256                         mf->v2 = mface[a].v2;
257                         mf->v3 = mface[a].v3;
258                 }
259
260                 mf->v4 = 0;
261                 mf->flag |= ME_SMOOTH;
262
263                 test_index_face ( mf, NULL, 0, 3 );
264
265                 if ( mface[a].v4 )
266                 {
267                         MFace *mf2;
268
269                         i++;
270
271                         mf2 = &mface2[i];
272                         /*
273                         DM_copy_face_data(dm, result, a, i, 1);
274
275                         *mf2 = *inMF;
276                         */
277
278                         if ( random==1 )
279                         {
280                                 mf2->v1 = mface[a].v1;
281                                 mf2->v2 = mface[a].v2;
282                                 mf2->v3 = mface[a].v4;
283                         }
284                         else
285                         {
286                                 mf2->v1 = mface[a].v4;
287                                 mf2->v2 = mface[a].v1;
288                                 mf2->v3 = mface[a].v3;
289                         }
290                         mf2->v4 = 0;
291                         mf2->flag |= ME_SMOOTH;
292
293                         test_index_face ( mf2, NULL, 0, 3 );
294                 }
295
296                 i++;
297         }
298
299         CDDM_calc_edges ( result );
300         CDDM_calc_normals ( result );
301
302         return result;
303
304 }
305
306
307 DerivedMesh *CDDM_create_tearing ( ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm )
308 {
309         DerivedMesh *result = NULL;
310         unsigned int i = 0, a = 0, j=0;
311         int numverts = dm->getNumVerts ( dm );
312         int numedges = dm->getNumEdges ( dm );
313         int numfaces = dm->getNumFaces ( dm );
314
315         MVert *mvert = CDDM_get_verts ( dm );
316         MEdge *medge = CDDM_get_edges ( dm );
317         MFace *mface = CDDM_get_faces ( dm );
318
319         MVert *mvert2;
320         MFace *mface2;
321         unsigned int numtris=0;
322         unsigned int numquads=0;
323         EdgeHash *edgehash = NULL;
324         Cloth *cloth = clmd->clothObject;
325         ClothSpring *springs = cloth->springs;
326         unsigned int numsprings = cloth->numsprings;
327
328         // create spring tearing hash
329         edgehash = BLI_edgehash_new();
330
331         for ( i = 0; i < numsprings; i++ )
332         {
333                 if ( ( springs[i].flags & CLOTH_SPRING_FLAG_DEACTIVATE )
334                         && ( !BLI_edgehash_haskey ( edgehash, springs[i].ij, springs[i].kl ) ) )
335                 {
336                         BLI_edgehash_insert ( edgehash, springs[i].ij, springs[i].kl, NULL );
337                         BLI_edgehash_insert ( edgehash, springs[i].kl, springs[i].ij, NULL );
338                         j++;
339                 }
340         }
341
342         // printf("found %d tears\n", j);
343
344         result = CDDM_from_template ( dm, numverts, 0, numfaces );
345
346         if ( !result )
347                 return NULL;
348
349         // do verts
350         mvert2 = CDDM_get_verts ( result );
351         for ( a=0; a<numverts; a++ )
352         {
353                 MVert *inMV;
354                 MVert *mv = &mvert2[a];
355
356                 inMV = &mvert[a];
357
358                 DM_copy_vert_data ( dm, result, a, a, 1 );
359                 *mv = *inMV;
360         }
361
362
363         // do faces
364         mface2 = CDDM_get_faces ( result );
365         for ( a=0, i=0; a<numfaces; a++ )
366         {
367                 MFace *mf = &mface2[i];
368                 MFace *inMF;
369                 inMF = &mface[a];
370
371                 /*
372                 DM_copy_face_data(dm, result, a, i, 1);
373
374                 *mf = *inMF;
375                 */
376
377                 if ( ( !BLI_edgehash_haskey ( edgehash, mface[a].v1, mface[a].v2 ) )
378                         && ( !BLI_edgehash_haskey ( edgehash, mface[a].v2, mface[a].v3 ) )
379                         && ( !BLI_edgehash_haskey ( edgehash, mface[a].v3, mface[a].v4 ) )
380                         && ( !BLI_edgehash_haskey ( edgehash, mface[a].v4, mface[a].v1 ) ) )
381                 {
382                         mf->v1 = mface[a].v1;
383                         mf->v2 = mface[a].v2;
384                         mf->v3 = mface[a].v3;
385                         mf->v4 = mface[a].v4;
386
387                         test_index_face ( mf, NULL, 0, 4 );
388
389                         i++;
390                 }
391         }
392
393         CDDM_lower_num_faces ( result, i );
394         CDDM_calc_edges ( result );
395         CDDM_calc_normals ( result );
396
397         BLI_edgehash_free ( edgehash, NULL );
398
399         return result;
400 }
401
402
403 int cloth_cache_search_frame ( ClothModifierData *clmd, float time )
404 {
405         Frame *frame = NULL;
406         LinkNode *search = NULL;
407
408         if ( clmd->clothObject )
409         {
410                 search = clmd->sim_parms.cache;
411
412                 while ( search )
413                 {
414                         frame = ( Frame * ) search->link;
415
416                         if ( frame )
417                         {
418                                 if ( frame->time == time )
419                                         return 1;
420                         }
421
422                         search = search->next;
423                 }
424         }
425
426         return 0;
427
428 }
429
430 float cloth_cache_last_frame ( ClothModifierData *clmd )
431 {
432         Frame *frame = NULL;
433         LinkNode *search = NULL;
434         float time = 0;
435
436         if ( clmd->clothObject )
437         {
438                 search = clmd->sim_parms.cache;
439
440                 while ( search )
441                 {
442                         frame = ( Frame * ) search->link;
443
444                         if ( frame )
445                         {
446                                 if ( frame->time > time )
447                                         time = frame->time;
448                         }
449                 }
450         }
451         return time;
452 }
453
454 float cloth_cache_first_frame ( ClothModifierData *clmd )
455 {
456         Frame *frame = NULL;
457         LinkNode *search = NULL;
458         float time = -1.0;
459
460         if ( clmd->clothObject )
461         {
462                 search = clmd->sim_parms.cache;
463
464                 while ( search )
465                 {
466                         frame = ( Frame * ) search->link;
467
468                         if ( frame )
469                         {
470                                 if ( time < 0.0 )
471                                         time = frame->time;
472                                 else
473                                 {
474                                         if ( frame->time < time )
475                                                 time = frame->time;
476                                 }
477                         }
478                 }
479         }
480         return time;
481 }
482
483 void cloth_cache_get_frame ( ClothModifierData *clmd, float time )
484 {
485         Frame *frame = NULL;
486         LinkNode *search = NULL;
487         float newtime = time + clmd->sim_parms.preroll;
488
489         if ( clmd->clothObject )
490         {
491                 search = clmd->sim_parms.cache;
492
493                 while ( search )
494                 {
495                         frame = ( Frame * ) search->link;
496
497                         if ( frame )
498                         {
499                                 if ( frame->time == newtime )
500                                 {
501                                         // something changed, free cache!
502                                         if ( clmd->clothObject->numverts != frame->numverts )
503                                         {
504                                                 cloth_cache_free ( clmd, 0 );
505                                                 printf ( "clmd->clothObject->numverts != frame->numverts\n" );
506                                                 return;
507                                         }
508
509                                         memcpy ( clmd->clothObject->verts, frame->verts, sizeof ( ClothVertex ) *frame->numverts );
510                                         implicit_set_positions ( clmd );
511
512                                         return;
513                                 }
514                         }
515
516                         search = search->next;
517                 }
518         }
519 }
520
521 void cloth_cache_set_frame ( ClothModifierData *clmd, float time )
522 {
523         Frame *frame = NULL;
524         LinkNode *search = NULL;
525
526         if ( clmd->clothObject )
527         {
528                 frame = ( Frame * ) MEM_callocN ( sizeof ( Frame ), "cloth_cache_frame" );
529
530                 if ( frame )
531                 {
532                         frame->time = time;
533                         frame->numverts = clmd->clothObject->numverts;
534                         frame->verts = MEM_dupallocN ( clmd->clothObject->verts );
535
536                         if ( !frame->verts )
537                         {
538                                 MEM_freeN ( frame );
539                                 return;
540                         }
541
542                         BLI_linklist_append ( &clmd->sim_parms.cache, frame );
543
544                 }
545         }
546
547 }
548
549 // free cloth cache
550 void cloth_cache_free ( ClothModifierData *clmd, float time )
551 {
552         Frame *frame = NULL;
553         LinkNode *search = NULL, *lastsearch = NULL;
554         float newtime = time + clmd->sim_parms.preroll;
555
556         if ( time <= 2.0 )
557                 newtime = time;
558
559         if ( clmd->clothObject )
560         {
561                 if ( clmd->sim_parms.cache )
562                 {
563                         lastsearch = search = clmd->sim_parms.cache;
564
565                         while ( search )
566                         {
567                                 frame = ( Frame * ) search->link;
568
569                                 if ( frame->time >= newtime )
570                                 {
571                                         if ( frame->verts )
572                                         {
573                                                 MEM_freeN ( frame->verts );
574                                         }
575                                         MEM_freeN ( frame );
576
577                                         lastsearch->next = search->next;
578                                         MEM_freeN ( search );
579                                         search = lastsearch->next;
580                                         lastsearch->next = NULL;
581                                 }
582                                 else
583                                 {
584                                         lastsearch = search;
585                                         search = search->next;
586                                 }
587                         }
588
589                         if ( time <= 1.0 )
590                         {
591                                 clmd->sim_parms.cache = NULL;
592                         }
593
594                         if ( time <= 2.0 )
595                                 clmd->sim_parms.preroll = 0;
596                 }
597         }
598 }
599
600
601 /**
602 * cloth_deform_verts - simulates one step, framenr is in frames.
603 *
604 **/
605 DerivedMesh *clothModifier_do(ClothModifierData *clmd,
606                                          Object *ob, DerivedMesh *dm)
607 {
608         unsigned int i;
609         DerivedMesh *result = NULL;
610         Cloth *cloth = clmd->clothObject;
611         unsigned int framenr = ( float ) G.scene->r.cfra;
612         float current_time = bsystem_time ( ob, ( float ) G.scene->r.cfra, 0.0 );
613         ListBase *effectors = NULL;
614         ClothVertex *verts = NULL;
615         Frame *frame = NULL;
616         LinkNode *search = NULL;
617         float deltaTime = current_time - clmd->sim_parms.sim_time;
618         MVert *mverts = NULL;
619         
620         result = CDDM_copy(dm);
621         
622         // only be active during a specific period:
623         // that's "first frame" and "last frame" on GUI
624         if ( clmd->clothObject )
625         {
626                 if ( clmd->sim_parms.cache )
627                 {
628                         if ( current_time < clmd->sim_parms.firstframe )
629                         {
630                                 int frametime = cloth_cache_first_frame ( clmd );
631                                 if ( cloth_cache_search_frame ( clmd, frametime ) )
632                                 {
633                                         cloth_cache_get_frame ( clmd, frametime );
634                                         cloth_to_object ( ob, clmd, result );
635                                 }
636                                 return;
637                         }
638                         else if ( current_time > clmd->sim_parms.lastframe )
639                         {
640                                 int frametime = cloth_cache_last_frame ( clmd );
641                                 if ( cloth_cache_search_frame ( clmd, frametime ) )
642                                 {
643                                         cloth_cache_get_frame ( clmd, frametime );
644                                         cloth_to_object ( ob, clmd, result );
645                                 }
646                                 return;
647                         }
648                         else if ( ABS ( deltaTime ) >= 2.0f ) // no timewarps allowed
649                         {
650                                 if ( cloth_cache_search_frame ( clmd, framenr ) )
651                                 {
652                                         cloth_cache_get_frame ( clmd, framenr );
653                                         cloth_to_object ( ob, clmd, result );
654                                 }
655                                 clmd->sim_parms.sim_time = current_time;
656                                 return;
657                         }
658                 }
659
660         }
661         
662         // unused in the moment, calculated seperately in implicit.c
663         clmd->sim_parms.dt = 1.0f / clmd->sim_parms.stepsPerFrame;
664
665         clmd->sim_parms.sim_time = current_time;
666         
667         if ( deltaTime == 1.0f )
668         {
669                 if ( ( clmd->clothObject == NULL ) || ( dm->getNumVerts(dm) != clmd->clothObject->numverts ) )
670                 {
671                         if ( !cloth_from_object ( ob, clmd, dm ) )
672                                 return;
673
674                         if ( clmd->clothObject == NULL )
675                                 return;
676
677                         cloth = clmd->clothObject;
678                 }
679
680                 clmd->clothObject->old_solver_type = clmd->sim_parms.solver_type;
681
682                 // Insure we have a clmd->clothObject, in case allocation failed.
683                 if ( clmd->clothObject != NULL )
684                 {
685                         if ( !cloth_cache_search_frame ( clmd, framenr ) )
686                         {
687                                 verts = cloth->verts;
688                                 mverts = dm->getVertArray(dm);
689
690                                 // Force any pinned verts to their constrained location.
691                                 for ( i = 0; i < clmd->clothObject->numverts; i++, verts++ )
692                                 {
693                                         // Save the previous position.
694                                         VECCOPY ( verts->xold, verts->xconst );
695                                         VECCOPY ( verts->txold, verts->x );
696                                         // Get the current position.
697                                         VECCOPY ( verts->xconst, mverts[i].co );
698                                         Mat4MulVecfl ( ob->obmat, verts->xconst );
699                                 }
700
701                                 tstart();
702
703                                 // Call the solver.
704                                 if ( solvers [clmd->sim_parms.solver_type].solver )
705                                         solvers [clmd->sim_parms.solver_type].solver ( ob, framenr, clmd, effectors );
706
707                                 tend();
708                                 printf ( "Cloth simulation time: %f\n", ( float ) tval() );
709
710                                 cloth_cache_set_frame ( clmd, framenr );
711
712                         }
713                         else // just retrieve the cached frame
714                         {
715                                 cloth_cache_get_frame ( clmd, framenr );
716                         }
717
718                         // Copy the result back to the object.
719                         cloth_to_object ( ob, clmd, result );
720
721                         // bvh_free(clmd->clothObject->tree);
722                         // clmd->clothObject->tree = bvh_build(clmd, clmd->coll_parms.epsilon);
723                 }
724
725         }
726         else if ( ( deltaTime <= 0.0f ) || ( deltaTime > 1.0f ) )
727         {
728                 if ( ( clmd->clothObject != NULL ) && ( clmd->sim_parms.cache ) )
729                 {
730                         if ( cloth_cache_search_frame ( clmd, framenr ) )
731                         {
732                                 cloth_cache_get_frame ( clmd, framenr );
733                                 cloth_to_object ( ob, clmd, result );
734                         }
735                 }
736         }
737         
738         return result;
739 }
740
741 /* frees all */
742 void cloth_free_modifier ( ClothModifierData *clmd )
743 {
744         Cloth   *cloth = NULL;
745
746         if ( !clmd )
747                 return;
748
749         cloth = clmd->clothObject;
750
751         if ( ! ( clmd->sim_parms.flags & CLOTH_SIMSETTINGS_FLAG_CCACHE_PROTECT ) )
752         {
753                 // free our frame cache, TODO: but get to first position before
754                 cloth_cache_free ( clmd, 0 );
755
756                 if ( cloth )
757                 {
758
759                         // If our solver provides a free function, call it
760                         if ( cloth->old_solver_type < 255 && solvers [cloth->old_solver_type].free )
761                         {
762                                 solvers [cloth->old_solver_type].free ( clmd );
763                         }
764
765                         // Free the verts.
766                         if ( cloth->verts != NULL )
767                                 MEM_freeN ( cloth->verts );
768                         
769                         // Free the verts.
770                         if ( cloth->x != NULL )
771                                 MEM_freeN ( cloth->x );
772                         
773                         // Free the verts.
774                         if ( cloth->xnew != NULL )
775                                 MEM_freeN ( cloth->xnew );
776
777                         cloth->verts = NULL;
778                         cloth->numverts = 0;
779
780                         // Free the springs.
781                         if ( cloth->springs != NULL )
782                         {
783                                 LinkNode *search = cloth->springs;
784                                 while(search)
785                                 {
786                                         ClothSpring *spring = search->link;
787                                                         
788                                         MEM_freeN ( spring );
789                                         search = search->next;
790                                 }
791                                 BLI_linklist_free(cloth->springs, NULL);
792                         
793                                 cloth->springs = NULL;
794                         }
795
796                         cloth->springs = NULL;
797                         cloth->numsprings = 0;
798 /*
799                         // free BVH collision tree
800                         if ( cloth->tree )
801                                 bvh_free ( ( BVH * ) cloth->tree );
802 */
803                         // we save our faces for collision objects
804                         if ( cloth->mfaces )
805                                 MEM_freeN ( cloth->mfaces );
806                         /*
807                         if(clmd->clothObject->facemarks)
808                                 MEM_freeN(clmd->clothObject->facemarks);
809                         */
810                         MEM_freeN ( cloth );
811                         clmd->clothObject = NULL;
812                 }
813         }
814 }
815
816
817 /******************************************************************************
818 *
819 * Internal functions.
820 *
821 ******************************************************************************/
822
823 /**
824 * cloth_to_object - copies the deformed vertices to the object.
825 *
826 * This function is a modified version of the softbody.c:softbody_to_object() function.
827 **/
828 static void cloth_to_object ( Object *ob, ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm )
829 {
830         ClothVertex     *verts = NULL;
831         unsigned int    i = 0;
832         MVert           *mvert = NULL;
833
834         if ( clmd->clothObject )
835         {
836                 verts = clmd->clothObject->verts;
837                 mvert = dm->getVertArray(dm);
838
839                 /* inverse matrix is not uptodate... */
840                 Mat4Invert ( ob->imat, ob->obmat );
841
842                 for ( i = 0; i < dm->getNumVerts(dm); i++, verts++ )
843                 {
844                         VECCOPY ( mvert[i].co, verts->x );
845                         Mat4MulVecfl ( ob->imat, mvert[i].co ); /* softbody is in global coords */
846                 }
847         }
848 }
849
850
851 /**
852 * cloth_apply_vgroup - applies a vertex group as specified by type
853 *
854 **/
855 static void cloth_apply_vgroup ( ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm, short vgroup )
856 {
857         unsigned int i = 0;
858         unsigned int j = 0;
859         MDeformVert *dvert = NULL;
860         Cloth *clothObj = NULL;
861         unsigned int numverts = dm->getNumVerts ( dm );
862         float goalfac = 0;
863         ClothVertex *verts = NULL;
864
865         clothObj = clmd->clothObject;
866
867         if ( !dm )
868                 return;
869
870         numverts = dm->getNumVerts ( dm );
871
872         /* vgroup is 1 based, decrement so we can match the right group. */
873         --vgroup;
874
875         verts = clothObj->verts;
876
877         for ( i = 0; i < numverts; i++, verts++ )
878         {
879                 // LATER ON, support also mass painting here
880                 if ( clmd->sim_parms.flags & CLOTH_SIMSETTINGS_FLAG_GOAL )
881                 {
882                         dvert = dm->getVertData ( dm, i, CD_MDEFORMVERT );
883                         if ( dvert )
884                         {
885                                 for ( j = 0; j < dvert->totweight; j++ )
886                                 {
887                                         if ( dvert->dw[j].def_nr == vgroup )
888                                         {
889                                                 verts->goal = dvert->dw [j].weight;
890
891                                                 goalfac= ABS ( clmd->sim_parms.maxgoal - clmd->sim_parms.mingoal );
892                                                 verts->goal  = ( float ) pow ( verts->goal , 4.0f );
893
894                                                 if ( dvert->dw [j].weight >=SOFTGOALSNAP )
895                                                 {
896                                                         verts->flags |= CVERT_FLAG_PINNED;
897                                                 }
898
899                                                 // TODO enable mass painting here, for the moment i let "goals" go first
900
901                                                 break;
902                                         }
903                                 }
904                         }
905                 }
906         }
907 }
908
909 // only meshes supported at the moment
910 static int cloth_from_object ( Object *ob, ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm )
911 {
912         unsigned int i = 0;
913         // dm->getNumVerts(dm);
914         MVert *mvert = NULL; // CDDM_get_verts(dm);
915         ClothVertex *verts = NULL;
916         float tnull[3] = {0,0,0};
917
918         /* If we have a clothObject, free it. */
919         if ( clmd->clothObject != NULL )
920                 cloth_free_modifier ( clmd );
921
922         /* Allocate a new cloth object. */
923         clmd->clothObject = MEM_callocN ( sizeof ( Cloth ), "cloth" );
924         if ( clmd->clothObject )
925         {
926                 clmd->clothObject->old_solver_type = 255;
927                 // clmd->clothObject->old_collision_type = 255;
928         }
929         else if ( !clmd->clothObject )
930         {
931                 modifier_setError ( & ( clmd->modifier ), "Out of memory on allocating clmd->clothObject." );
932                 return 0;
933         }
934
935         switch ( ob->type )
936         {
937                 case OB_MESH:
938
939                         // mesh input objects need DerivedMesh
940                         if ( !dm )
941                                 return 0;
942
943                         cloth_from_mesh ( ob, clmd, dm );
944
945                         if ( clmd->clothObject != NULL )
946                         {
947                                 /* create springs */
948                                 clmd->clothObject->springs = NULL;
949                                 clmd->clothObject->numsprings = -1;
950
951                                 if ( !cloth_build_springs ( clmd->clothObject, dm ) )
952                                 {
953                                         modifier_setError ( & ( clmd->modifier ), "Can't build springs." );
954                                         return 0;
955                                 }
956
957                                 mvert = dm->getVertArray ( dm ); // CDDM_get_verts ( dm );
958                                 verts = clmd->clothObject->verts;
959
960                                 /* set initial values */
961                                 for ( i = 0; i < dm->getNumVerts(dm); i++, verts++ )
962                                 {
963                                         VECCOPY ( verts->x, mvert[i].co );
964                                         Mat4MulVecfl ( ob->obmat, verts->x );
965
966                                         verts->mass = clmd->sim_parms.mass;
967
968                                         if ( clmd->sim_parms.flags & CLOTH_SIMSETTINGS_FLAG_GOAL )
969                                                 verts->goal= clmd->sim_parms.defgoal;
970                                         else
971                                                 verts->goal= 0.0f;
972
973                                         verts->flags = 0;
974                                         VECCOPY ( verts->xold, verts->x );
975                                         VECCOPY ( verts->xconst, verts->x );
976                                         VECCOPY ( verts->txold, verts->x );
977                                         VecMulf ( verts->v, 0.0f );
978
979                                         verts->impulse_count = 0;
980                                         VECCOPY ( verts->impulse, tnull );
981                                 }
982
983                                 // apply / set vertex groups
984                                 if ( clmd->sim_parms.vgroup_mass > 0 )
985                                         cloth_apply_vgroup ( clmd, dm, clmd->sim_parms.vgroup_mass );
986
987                                 // init our solver
988                                 if ( solvers [clmd->sim_parms.solver_type].init )
989                                         solvers [clmd->sim_parms.solver_type].init ( ob, clmd );
990
991                                 // clmd->clothObject->tree = bvh_build ( dm, clmd->coll_parms.epsilon );
992
993                                 cloth_cache_set_frame ( clmd, 1 );
994                         }
995
996                         return 1;
997                 case OB_LATTICE:
998                         printf ( "Not supported: OB_LATTICE\n" );
999                         // lattice_to_softbody(ob);
1000                         return 1;
1001                 case OB_CURVE:
1002                 case OB_SURF:
1003                         printf ( "Not supported: OB_SURF| OB_CURVE\n" );
1004                         return 1;
1005                 default: return 0; // TODO - we do not support changing meshes
1006         }
1007
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 static void cloth_from_mesh ( Object *ob, ClothModifierData *clmd, DerivedMesh *dm )
1012 {
1013         unsigned int numverts = dm->getNumVerts ( dm );
1014         unsigned int numfaces = dm->getNumFaces ( dm );
1015         MFace *mface = dm->getFaceArray ( dm );
1016         unsigned int i = 0;
1017
1018         /* Allocate our vertices.
1019         */
1020         clmd->clothObject->numverts = numverts;
1021         clmd->clothObject->verts = MEM_callocN ( sizeof ( ClothVertex ) * clmd->clothObject->numverts, "clothVertex" );
1022         if ( clmd->clothObject->verts == NULL )
1023         {
1024                 cloth_free_modifier ( clmd );
1025                 modifier_setError ( & ( clmd->modifier ), "Out of memory on allocating clmd->clothObject->verts." );
1026                 return;
1027         }
1028         
1029         clmd->clothObject->x = MEM_callocN ( sizeof ( MVert ) * clmd->clothObject->numverts, "Cloth MVert_x" );
1030         if ( clmd->clothObject->x == NULL )
1031         {
1032                 cloth_free_modifier ( clmd );
1033                 modifier_setError ( & ( clmd->modifier ), "Out of memory on allocating clmd->clothObject->x." );
1034                 return;
1035         }
1036         
1037         clmd->clothObject->xnew = MEM_callocN ( sizeof ( MVert ) * clmd->clothObject->numverts, "Cloth MVert_xnew" );
1038         if ( clmd->clothObject->xnew == NULL )
1039         {
1040                 cloth_free_modifier ( clmd );
1041                 modifier_setError ( & ( clmd->modifier ), "Out of memory on allocating clmd->clothObject->xnew." );
1042                 return;
1043         }
1044
1045         // save face information
1046         clmd->clothObject->numfaces = numfaces;
1047         clmd->clothObject->mfaces = MEM_callocN ( sizeof ( MFace ) * clmd->clothObject->numfaces, "clothMFaces" );
1048         if ( clmd->clothObject->mfaces == NULL )
1049         {
1050                 cloth_free_modifier ( clmd );
1051                 modifier_setError ( & ( clmd->modifier ), "Out of memory on allocating clmd->clothObject->mfaces." );
1052                 return;
1053         }
1054         for ( i = 0; i < numfaces; i++ )
1055                 memcpy ( &clmd->clothObject->mfaces[i], &mface[i], sizeof ( MFace ) );
1056
1057         /* Free the springs since they can't be correct if the vertices
1058         * changed.
1059         */
1060         if ( clmd->clothObject->springs != NULL )
1061                 MEM_freeN ( clmd->clothObject->springs );
1062
1063 }
1064
1065 /***************************************************************************************
1066 * SPRING NETWORK BUILDING IMPLEMENTATION BEGIN
1067 ***************************************************************************************/
1068
1069 // be carefull: implicit solver has to be resettet when using this one!
1070 int cloth_add_spring ( ClothModifierData *clmd, unsigned int indexA, unsigned int indexB, float restlength, int spring_type)
1071 {
1072         Cloth *cloth = clmd->clothObject;
1073         ClothSpring *spring = NULL;
1074         
1075         if(cloth)
1076         {
1077                 // TODO: look if this spring is already there
1078                 
1079                 spring = ( ClothSpring * ) MEM_callocN ( sizeof ( ClothSpring ), "cloth spring" );
1080                 
1081                 spring->ij = indexA;
1082                 spring->kl = indexB;
1083                 spring->restlen =  restlength;
1084                 spring->type = spring_type;
1085                 spring->flags = 0;
1086                 
1087                 cloth->numsprings++;
1088         
1089                 BLI_linklist_append ( &cloth->springs, spring );
1090                 
1091                 return 1;
1092         }
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 int cloth_build_springs ( Cloth *cloth, DerivedMesh *dm )
1097 {
1098         ClothSpring *spring = NULL, *tspring = NULL, *tspring2 = NULL;
1099         unsigned int struct_springs = 0, shear_springs=0, bend_springs = 0;
1100         unsigned int i = 0;
1101         unsigned int numverts = dm->getNumVerts ( dm );
1102         unsigned int numedges = dm->getNumEdges ( dm );
1103         unsigned int numfaces = dm->getNumFaces ( dm );
1104         MVert *mvert = CDDM_get_verts ( dm );
1105         MEdge *medge = CDDM_get_edges ( dm );
1106         MFace *mface = CDDM_get_faces ( dm );
1107         unsigned int index2 = 0; // our second vertex index
1108         LinkNode **edgelist = NULL;
1109         EdgeHash *edgehash = NULL;
1110         LinkNode *search = NULL, *search2 = NULL;
1111         float temp[3];
1112
1113         // error handling
1114         if ( numedges==0 )
1115                 return 0;
1116
1117         cloth->springs = NULL;
1118
1119         edgelist = MEM_callocN ( sizeof ( LinkNode * ) * numverts, "cloth_edgelist_alloc" );
1120         for ( i = 0; i < numverts; i++ )
1121         {
1122                 edgelist[i] = NULL;
1123         }
1124
1125         if ( cloth->springs )
1126                 MEM_freeN ( cloth->springs );
1127
1128         // create spring network hash
1129         edgehash = BLI_edgehash_new();
1130
1131         // structural springs
1132         for ( i = 0; i < numedges; i++ )
1133         {
1134                 spring = ( ClothSpring * ) MEM_callocN ( sizeof ( ClothSpring ), "cloth spring" );
1135
1136                 if ( spring )
1137                 {
1138                         spring->ij = medge[i].v1;
1139                         spring->kl = medge[i].v2;
1140                         VECSUB ( temp, mvert[spring->kl].co, mvert[spring->ij].co );
1141                         spring->restlen =  sqrt ( INPR ( temp, temp ) );
1142                         spring->type = CLOTH_SPRING_TYPE_STRUCTURAL;
1143                         spring->flags = 0;
1144                         struct_springs++;
1145
1146                         BLI_linklist_append ( &cloth->springs, spring );
1147                 }
1148         }
1149
1150         // shear springs
1151         for ( i = 0; i < numfaces; i++ )
1152         {
1153                 spring = ( ClothSpring *) MEM_callocN ( sizeof ( ClothSpring ), "cloth spring" );
1154
1155                 spring->ij = mface[i].v1;
1156                 spring->kl = mface[i].v3;
1157                 VECSUB ( temp, mvert[spring->kl].co, mvert[spring->ij].co );
1158                 spring->restlen =  sqrt ( INPR ( temp, temp ) );
1159                 spring->type = CLOTH_SPRING_TYPE_SHEAR;
1160
1161                 BLI_linklist_append ( &edgelist[spring->ij], spring );
1162                 BLI_linklist_append ( &edgelist[spring->kl], spring );
1163                 shear_springs++;
1164
1165                 BLI_linklist_append ( &cloth->springs, spring );
1166
1167                 if ( mface[i].v4 )
1168                 {
1169                         spring = ( ClothSpring * ) MEM_callocN ( sizeof ( ClothSpring ), "cloth spring" );
1170
1171                         spring->ij = mface[i].v1;
1172                         spring->kl = mface[i].v3;
1173                         VECSUB ( temp, mvert[spring->kl].co, mvert[spring->ij].co );
1174                                 spring->restlen =  sqrt ( INPR ( temp, temp ) );
1175                                 spring->type = CLOTH_SPRING_TYPE_SHEAR;
1176
1177                                 BLI_linklist_append ( &edgelist[spring->ij], spring );
1178                                 BLI_linklist_append ( &edgelist[spring->kl], spring );
1179                                 shear_springs++;
1180
1181                                 BLI_linklist_append ( &cloth->springs, spring );
1182                 }
1183         }
1184
1185         // bending springs
1186         search2 = cloth->springs;
1187         for ( i = struct_springs; i < struct_springs+shear_springs; i++ )
1188         {
1189                 if ( !search2 )
1190                         break;
1191
1192                 tspring2 = search2->link;
1193                 search = edgelist[tspring2->kl];
1194                 while ( search )
1195                 {
1196                         tspring = search->link;
1197                         index2 = ( ( tspring->ij==tspring2->kl ) ? ( tspring->kl ) : ( tspring->ij ) );
1198                         
1199                         // check for existing spring
1200                         // check also if startpoint is equal to endpoint
1201                         if ( !BLI_edgehash_haskey ( edgehash, index2, tspring2->ij )
1202                                 && !BLI_edgehash_haskey ( edgehash, tspring2->ij, index2 )
1203                                 && ( index2!=tspring2->ij ) )
1204                         {
1205                                 spring = ( ClothSpring * ) MEM_callocN ( sizeof ( ClothSpring ), "cloth spring" );
1206
1207                                 spring->ij = tspring2->ij;
1208                                 spring->kl = index2;
1209                                 VECSUB ( temp, mvert[index2].co, mvert[tspring2->ij].co );
1210                                 spring->restlen =  sqrt ( INPR ( temp, temp ) );
1211                                 spring->type = CLOTH_SPRING_TYPE_BENDING;
1212                                 BLI_edgehash_insert ( edgehash, spring->ij, index2, NULL );
1213                                 bend_springs++;
1214
1215                                 BLI_linklist_append ( &cloth->springs, spring );
1216                         }
1217                         search = search->next;
1218                 }
1219                 search2 = search2->next;
1220         }
1221
1222         cloth->numsprings = struct_springs + shear_springs + bend_springs;
1223
1224         for ( i = 0; i < numverts; i++ )
1225         {
1226                 BLI_linklist_free ( edgelist[i],NULL );
1227         }
1228         if ( edgelist )
1229                 MEM_freeN ( edgelist );
1230
1231         BLI_edgehash_free ( edgehash, NULL );
1232
1233         return 1;
1234
1235 } /* cloth_build_springs */
1236 /***************************************************************************************
1237 * SPRING NETWORK BUILDING IMPLEMENTATION END
1238 ***************************************************************************************/
1239