Threaded object update and EvaluationContext
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / anim.c
1 /*
2  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
7  * of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
16  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
17  *
18  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
19  * All rights reserved.
20  *
21  * The Original Code is: all of this file.
22  *
23  * Contributor(s): none yet.
24  *
25  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
26  */
27
28 /** \file blender/blenkernel/intern/anim.c
29  *  \ingroup bke
30  */
31
32 #include <stdio.h>
33 #include <math.h>
34 #include <string.h>
35
36 #include "MEM_guardedalloc.h"
37
38 #include "BLI_blenlib.h"
39 #include "BLI_math.h"
40 #include "BLI_rand.h"
41 #include "BLI_utildefines.h"
42
43 #include "BLF_translation.h"
44
45 #include "DNA_anim_types.h"
46 #include "DNA_armature_types.h"
47 #include "DNA_group_types.h"
48 #include "DNA_key_types.h"
49 #include "DNA_mesh_types.h"
50 #include "DNA_meshdata_types.h"
51 #include "DNA_scene_types.h"
52 #include "DNA_vfont_types.h"
53
54 #include "BKE_animsys.h"
55 #include "BKE_curve.h"
56 #include "BKE_DerivedMesh.h"
57 #include "BKE_depsgraph.h"
58 #include "BKE_font.h"
59 #include "BKE_group.h"
60 #include "BKE_global.h"
61 #include "BKE_key.h"
62 #include "BKE_lattice.h"
63 #include "BKE_main.h"
64 #include "BKE_mesh.h"
65 #include "BKE_object.h"
66 #include "BKE_particle.h"
67 #include "BKE_scene.h"
68 #include "BKE_editmesh.h"
69 #include "BKE_depsgraph.h"
70 #include "BKE_anim.h"
71 #include "BKE_report.h"
72
73
74 // XXX bad level call...
75
76 /* --------------------- */
77 /* forward declarations */
78
79 static void object_duplilist_recursive(EvaluationContext *eval_ctx,
80                                        ID *id, Scene *scene, Object *ob, ListBase *duplilist, float par_space_mat[4][4],
81                                        int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, short flag);
82
83 /* ******************************************************************** */
84 /* Animation Visualization */
85
86 /* Initialize the default settings for animation visualization */
87 void animviz_settings_init(bAnimVizSettings *avs)
88 {
89         /* sanity check */
90         if (avs == NULL)
91                 return;
92
93         /* ghosting settings */
94         avs->ghost_bc = avs->ghost_ac = 10;
95
96         avs->ghost_sf = 1; /* xxx - take from scene instead? */
97         avs->ghost_ef = 250; /* xxx - take from scene instead? */
98
99         avs->ghost_step = 1;
100
101
102         /* path settings */
103         avs->path_bc = avs->path_ac = 10;
104
105         avs->path_sf = 1; /* xxx - take from scene instead? */
106         avs->path_ef = 250; /* xxx - take from scene instead? */
107
108         avs->path_viewflag = (MOTIONPATH_VIEW_KFRAS | MOTIONPATH_VIEW_KFNOS);
109
110         avs->path_step = 1;
111 }
112
113 /* ------------------- */
114
115 /* Free the given motion path's cache */
116 void animviz_free_motionpath_cache(bMotionPath *mpath) 
117 {
118         /* sanity check */
119         if (mpath == NULL) 
120                 return;
121                 
122         /* free the path if necessary */
123         if (mpath->points)
124                 MEM_freeN(mpath->points);
125         
126         /* reset the relevant parameters */
127         mpath->points = NULL;
128         mpath->length = 0;
129 }
130
131 /* Free the given motion path instance and its data 
132  * NOTE: this frees the motion path given!
133  */
134 void animviz_free_motionpath(bMotionPath *mpath)
135 {
136         /* sanity check */
137         if (mpath == NULL)
138                 return;
139         
140         /* free the cache first */
141         animviz_free_motionpath_cache(mpath);
142         
143         /* now the instance itself */
144         MEM_freeN(mpath);
145 }
146
147 /* ------------------- */
148
149 /* Setup motion paths for the given data
150  * - Only used when explicitly calculating paths on bones which may/may not be consider already
151  *
152  * < scene: current scene (for frame ranges, etc.)
153  * < ob: object to add paths for (must be provided)
154  * < pchan: posechannel to add paths for (optional; if not provided, object-paths are assumed)
155  */
156 bMotionPath *animviz_verify_motionpaths(ReportList *reports, Scene *scene, Object *ob, bPoseChannel *pchan)
157 {
158         bAnimVizSettings *avs;
159         bMotionPath *mpath, **dst;
160         
161         /* sanity checks */
162         if (ELEM(NULL, scene, ob))
163                 return NULL;
164                 
165         /* get destination data */
166         if (pchan) {
167                 /* paths for posechannel - assume that posechannel belongs to the object */
168                 avs = &ob->pose->avs;
169                 dst = &pchan->mpath;
170         }
171         else {
172                 /* paths for object */
173                 avs = &ob->avs;
174                 dst = &ob->mpath;
175         }
176
177         /* avoid 0 size allocs */
178         if (avs->path_sf >= avs->path_ef) {
179                 BKE_reportf(reports, RPT_ERROR,
180                             "Motion path frame extents invalid for %s (%d to %d)%s",
181                             (pchan) ? pchan->name : ob->id.name,
182                             avs->path_sf, avs->path_ef,
183                             (avs->path_sf == avs->path_ef) ? TIP_(", cannot have single-frame paths") : "");
184                 return NULL;
185         }
186
187         /* if there is already a motionpath, just return that,
188          * provided it's settings are ok (saves extra free+alloc)
189          */
190         if (*dst != NULL) {
191                 int expected_length = avs->path_ef - avs->path_sf;
192                 
193                 mpath = *dst;
194                 
195                 /* path is "valid" if length is valid, but must also be of the same length as is being requested */
196                 if ((mpath->start_frame != mpath->end_frame) && (mpath->length > 0)) {
197                         /* outer check ensures that we have some curve data for this path */
198                         if (mpath->length == expected_length) {
199                                 /* return/use this as it is already valid length */
200                                 return mpath;
201                         }
202                         else {
203                                 /* clear the existing path (as the range has changed), and reallocate below */
204                                 animviz_free_motionpath_cache(mpath);
205                         }
206                 }
207         }
208         else {
209                 /* create a new motionpath, and assign it */
210                 mpath = MEM_callocN(sizeof(bMotionPath), "bMotionPath");
211                 *dst = mpath;
212         }
213         
214         /* set settings from the viz settings */
215         mpath->start_frame = avs->path_sf;
216         mpath->end_frame = avs->path_ef;
217         
218         mpath->length = mpath->end_frame - mpath->start_frame;
219         
220         if (avs->path_bakeflag & MOTIONPATH_BAKE_HEADS)
221                 mpath->flag |= MOTIONPATH_FLAG_BHEAD;
222         else
223                 mpath->flag &= ~MOTIONPATH_FLAG_BHEAD;
224         
225         /* allocate a cache */
226         mpath->points = MEM_callocN(sizeof(bMotionPathVert) * mpath->length, "bMotionPathVerts");
227         
228         /* tag viz settings as currently having some path(s) which use it */
229         avs->path_bakeflag |= MOTIONPATH_BAKE_HAS_PATHS;
230         
231         /* return it */
232         return mpath;
233 }
234
235 /* ------------------- */
236
237 /* Motion path needing to be baked (mpt) */
238 typedef struct MPathTarget {
239         struct MPathTarget *next, *prev;
240         
241         bMotionPath *mpath;         /* motion path in question */
242         
243         Object *ob;                 /* source object */
244         bPoseChannel *pchan;        /* source posechannel (if applicable) */
245 } MPathTarget;
246
247 /* ........ */
248
249 /* get list of motion paths to be baked for the given object
250  *  - assumes the given list is ready to be used
251  */
252 /* TODO: it would be nice in future to be able to update objects dependent on these bones too? */
253 void animviz_get_object_motionpaths(Object *ob, ListBase *targets)
254 {
255         MPathTarget *mpt;
256         
257         /* object itself first */
258         if ((ob->avs.recalc & ANIMVIZ_RECALC_PATHS) && (ob->mpath)) {
259                 /* new target for object */
260                 mpt = MEM_callocN(sizeof(MPathTarget), "MPathTarget Ob");
261                 BLI_addtail(targets, mpt);
262                 
263                 mpt->mpath = ob->mpath;
264                 mpt->ob = ob;
265         }
266         
267         /* bones */
268         if ((ob->pose) && (ob->pose->avs.recalc & ANIMVIZ_RECALC_PATHS)) {
269                 bArmature *arm = ob->data;
270                 bPoseChannel *pchan;
271                 
272                 for (pchan = ob->pose->chanbase.first; pchan; pchan = pchan->next) {
273                         if ((pchan->bone) && (arm->layer & pchan->bone->layer) && (pchan->mpath)) {
274                                 /* new target for bone */
275                                 mpt = MEM_callocN(sizeof(MPathTarget), "MPathTarget PoseBone");
276                                 BLI_addtail(targets, mpt);
277                                 
278                                 mpt->mpath = pchan->mpath;
279                                 mpt->ob = ob;
280                                 mpt->pchan = pchan;
281                         }
282                 }
283         }
284 }
285
286 /* ........ */
287
288 /* Note on evaluation optimizations:
289  * Optimization's currently used here play tricks with the depsgraph in order to try and
290  * evaluate as few objects as strictly necessary to get nicer performance under standard
291  * production conditions. For those people who really need the accurate version, 
292  * disable the ifdef (i.e. 1 -> 0) and comment out the call to motionpaths_calc_optimise_depsgraph()
293  */
294
295 /* tweak the object ordering to trick depsgraph into making MotionPath calculations run faster */
296 static void motionpaths_calc_optimise_depsgraph(Scene *scene, ListBase *targets)
297 {
298         Base *base, *baseNext;
299         MPathTarget *mpt;
300         
301         /* make sure our temp-tag isn't already in use */
302         for (base = scene->base.first; base; base = base->next)
303                 base->object->flag &= ~BA_TEMP_TAG;
304         
305         /* for each target, dump its object to the start of the list if it wasn't moved already */
306         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
307                 for (base = scene->base.first; base; base = baseNext) {
308                         baseNext = base->next;
309                         
310                         if ((base->object == mpt->ob) && !(mpt->ob->flag & BA_TEMP_TAG)) {
311                                 BLI_remlink(&scene->base, base);
312                                 BLI_addhead(&scene->base, base);
313                                 
314                                 mpt->ob->flag |= BA_TEMP_TAG;
315                                 
316                                 /* we really don't need to continue anymore once this happens, but this line might really 'break' */
317                                 break;
318                         }
319                 }
320         }
321         
322         /* "brew me a list that's sorted a bit faster now depsy" */
323         DAG_scene_relations_rebuild(G.main, scene);
324 }
325
326 /* update scene for current frame */
327 static void motionpaths_calc_update_scene(Scene *scene)
328 {
329 #if 1 // 'production' optimizations always on
330         /* rigid body simulation needs complete update to work correctly for now */
331         /* RB_TODO investigate if we could avoid updating everything */
332         if (BKE_scene_check_rigidbody_active(scene)) {
333                 BKE_scene_update_for_newframe(G.main->eval_ctx, G.main, scene, scene->lay);
334         }
335         else { /* otherwise we can optimize by restricting updates */
336                 Base *base, *last = NULL;
337                 
338                 /* only stuff that moves or needs display still */
339                 DAG_scene_update_flags(G.main, scene, scene->lay, TRUE);
340                 
341                 /* find the last object with the tag 
342                  * - all those afterwards are assumed to not be relevant for our calculations
343                  */
344                 /* optimize further by moving out... */
345                 for (base = scene->base.first; base; base = base->next) {
346                         if (base->object->flag & BA_TEMP_TAG)
347                                 last = base;
348                 }
349                 
350                 /* perform updates for tagged objects */
351                 /* XXX: this will break if rigs depend on scene or other data that
352                  * is animated but not attached to/updatable from objects */
353                 for (base = scene->base.first; base; base = base->next) {
354                         /* update this object */
355                         BKE_object_handle_update(G.main->eval_ctx, scene, base->object);
356                         
357                         /* if this is the last one we need to update, let's stop to save some time */
358                         if (base == last)
359                                 break;
360                 }
361         }
362 #else // original, 'always correct' version
363           /* do all updates
364            *  - if this is too slow, resort to using a more efficient way
365            *    that doesn't force complete update, but for now, this is the
366            *    most accurate way!
367            */
368         BKE_scene_update_for_newframe(G.main->eval_ctx, G.main, scene, scene->lay); /* XXX this is the best way we can get anything moving */
369 #endif
370 }
371
372 /* ........ */
373
374 /* perform baking for the targets on the current frame */
375 static void motionpaths_calc_bake_targets(Scene *scene, ListBase *targets)
376 {
377         MPathTarget *mpt;
378         
379         /* for each target, check if it can be baked on the current frame */
380         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
381                 bMotionPath *mpath = mpt->mpath;
382                 bMotionPathVert *mpv;
383                 
384                 /* current frame must be within the range the cache works for 
385                  *      - is inclusive of the first frame, but not the last otherwise we get buffer overruns
386                  */
387                 if ((CFRA < mpath->start_frame) || (CFRA >= mpath->end_frame))
388                         continue;
389                 
390                 /* get the relevant cache vert to write to */
391                 mpv = mpath->points + (CFRA - mpath->start_frame);
392                 
393                 /* pose-channel or object path baking? */
394                 if (mpt->pchan) {
395                         /* heads or tails */
396                         if (mpath->flag & MOTIONPATH_FLAG_BHEAD) {
397                                 copy_v3_v3(mpv->co, mpt->pchan->pose_head);
398                         }
399                         else {
400                                 copy_v3_v3(mpv->co, mpt->pchan->pose_tail);
401                         }
402                         
403                         /* result must be in worldspace */
404                         mul_m4_v3(mpt->ob->obmat, mpv->co);
405                 }
406                 else {
407                         /* worldspace object location */
408                         copy_v3_v3(mpv->co, mpt->ob->obmat[3]);
409                 }
410         }
411 }
412
413 /* Perform baking of the given object's and/or its bones' transforms to motion paths 
414  *      - scene: current scene
415  *      - ob: object whose flagged motionpaths should get calculated
416  *      - recalc: whether we need to
417  */
418 /* TODO: include reports pointer? */
419 void animviz_calc_motionpaths(Scene *scene, ListBase *targets)
420 {
421         MPathTarget *mpt;
422         int sfra, efra;
423         int cfra;
424         
425         /* sanity check */
426         if (ELEM(NULL, targets, targets->first))
427                 return;
428         
429         /* set frame values */
430         cfra = CFRA;
431         sfra = efra = cfra;
432         
433         /* TODO: this method could be improved...
434          * 1) max range for standard baking
435          * 2) minimum range for recalc baking (i.e. between keyframes, but how?) */
436         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
437                 /* try to increase area to do (only as much as needed) */
438                 sfra = MIN2(sfra, mpt->mpath->start_frame);
439                 efra = MAX2(efra, mpt->mpath->end_frame);
440         }
441         if (efra <= sfra) return;
442         
443         /* optimize the depsgraph for faster updates */
444         /* TODO: whether this is used should depend on some setting for the level of optimizations used */
445         motionpaths_calc_optimise_depsgraph(scene, targets);
446         
447         /* calculate path over requested range */
448         for (CFRA = sfra; CFRA <= efra; CFRA++) {
449                 /* update relevant data for new frame */
450                 motionpaths_calc_update_scene(scene);
451                 
452                 /* perform baking for targets */
453                 motionpaths_calc_bake_targets(scene, targets);
454         }
455         
456         /* reset original environment */
457         CFRA = cfra;
458         motionpaths_calc_update_scene(scene);
459         
460         /* clear recalc flags from targets */
461         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
462                 bAnimVizSettings *avs;
463                 
464                 /* get pointer to animviz settings for each target */
465                 if (mpt->pchan)
466                         avs = &mpt->ob->pose->avs;
467                 else
468                         avs = &mpt->ob->avs;
469                 
470                 /* clear the flag requesting recalculation of targets */
471                 avs->recalc &= ~ANIMVIZ_RECALC_PATHS;
472         }
473 }
474
475 /* ******************************************************************** */
476 /* Curve Paths - for curve deforms and/or curve following */
477
478 /* free curve path data 
479  * NOTE: frees the path itself!
480  * NOTE: this is increasingly inaccurate with non-uniform BevPoint subdivisions [#24633]
481  */
482 void free_path(Path *path)
483 {
484         if (path->data) MEM_freeN(path->data);
485         MEM_freeN(path);
486 }
487
488 /* calculate a curve-deform path for a curve 
489  *  - only called from displist.c -> do_makeDispListCurveTypes
490  */
491 void calc_curvepath(Object *ob, ListBase *nurbs)
492 {
493         BevList *bl;
494         BevPoint *bevp, *bevpn, *bevpfirst, *bevplast;
495         PathPoint *pp;
496         Nurb *nu;
497         Path *path;
498         float *fp, *dist, *maxdist, xyz[3];
499         float fac, d = 0, fac1, fac2;
500         int a, tot, cycl = 0;
501         
502         /* in a path vertices are with equal differences: path->len = number of verts */
503         /* NOW WITH BEVELCURVE!!! */
504         
505         if (ob == NULL || ob->type != OB_CURVE) {
506                 return;
507         }
508
509         if (ob->curve_cache->path) free_path(ob->curve_cache->path);
510         ob->curve_cache->path = NULL;
511         
512         /* weak! can only use first curve */
513         bl = ob->curve_cache->bev.first;
514         if (bl == NULL || !bl->nr) {
515                 return;
516         }
517
518         nu = nurbs->first;
519
520         ob->curve_cache->path = path = MEM_callocN(sizeof(Path), "calc_curvepath");
521         
522         /* if POLY: last vertice != first vertice */
523         cycl = (bl->poly != -1);
524         
525         tot = cycl ? bl->nr : bl->nr - 1;
526         
527         path->len = tot + 1;
528         /* exception: vector handle paths and polygon paths should be subdivided at least a factor resolu */
529         if (path->len < nu->resolu * SEGMENTSU(nu)) {
530                 path->len = nu->resolu * SEGMENTSU(nu);
531         }
532         
533         dist = (float *)MEM_mallocN(sizeof(float) * (tot + 1), "calcpathdist");
534
535         /* all lengths in *dist */
536         bevp = bevpfirst = (BevPoint *)(bl + 1);
537         fp = dist;
538         *fp = 0.0f;
539         for (a = 0; a < tot; a++) {
540                 fp++;
541                 if (cycl && a == tot - 1)
542                         sub_v3_v3v3(xyz, bevpfirst->vec, bevp->vec);
543                 else
544                         sub_v3_v3v3(xyz, (bevp + 1)->vec, bevp->vec);
545                 
546                 *fp = *(fp - 1) + len_v3(xyz);
547                 bevp++;
548         }
549         
550         path->totdist = *fp;
551         
552         /* the path verts  in path->data */
553         /* now also with TILT value */
554         pp = path->data = (PathPoint *)MEM_callocN(sizeof(PathPoint) * path->len, "pathdata");
555
556         bevp = bevpfirst;
557         bevpn = bevp + 1;
558         bevplast = bevpfirst + (bl->nr - 1);
559         fp = dist + 1;
560         maxdist = dist + tot;
561         fac = 1.0f / ((float)path->len - 1.0f);
562         fac = fac * path->totdist;
563         
564         for (a = 0; a < path->len; a++) {
565                 
566                 d = ((float)a) * fac;
567                 
568                 /* we're looking for location (distance) 'd' in the array */
569                 while ((d >= *fp) && fp < maxdist) {
570                         fp++;
571                         if (bevp < bevplast) bevp++;
572                         bevpn = bevp + 1;
573                         if (UNLIKELY(bevpn > bevplast)) {
574                                 bevpn = cycl ? bevpfirst : bevplast;
575                         }
576                 }
577                 
578                 fac1 = (*(fp) - d) / (*(fp) - *(fp - 1));
579                 fac2 = 1.0f - fac1;
580
581                 interp_v3_v3v3(pp->vec, bevp->vec, bevpn->vec, fac2);
582                 pp->vec[3] = fac1 * bevp->alfa   + fac2 * bevpn->alfa;
583                 pp->radius = fac1 * bevp->radius + fac2 * bevpn->radius;
584                 pp->weight = fac1 * bevp->weight + fac2 * bevpn->weight;
585                 interp_qt_qtqt(pp->quat, bevp->quat, bevpn->quat, fac2);
586                 normalize_qt(pp->quat);
587                 
588                 pp++;
589         }
590         
591         MEM_freeN(dist);
592 }
593
594 static int interval_test(const int min, const int max, int p1, const int cycl)
595 {
596         if (cycl) {
597                 p1 = mod_i(p1 - min, (max - min + 1)) + min;
598         }
599         else {
600                 if      (p1 < min) p1 = min;
601                 else if (p1 > max) p1 = max;
602         }
603         return p1;
604 }
605
606
607 /* calculate the deformation implied by the curve path at a given parametric position,
608  * and returns whether this operation succeeded.
609  *
610  * note: ctime is normalized range <0-1>
611  *
612  * returns OK: 1/0
613  */
614 int where_on_path(Object *ob, float ctime, float vec[4], float dir[3], float quat[4], float *radius, float *weight)
615 {
616         Curve *cu;
617         Nurb *nu;
618         BevList *bl;
619         Path *path;
620         PathPoint *pp, *p0, *p1, *p2, *p3;
621         float fac;
622         float data[4];
623         int cycl = 0, s0, s1, s2, s3;
624         ListBase *nurbs;
625
626         if (ob == NULL || ob->type != OB_CURVE) return 0;
627         cu = ob->data;
628         if (ob->curve_cache == NULL || ob->curve_cache->path == NULL || ob->curve_cache->path->data == NULL) {
629                 printf("no path!\n");
630                 return 0;
631         }
632         path = ob->curve_cache->path;
633         pp = path->data;
634         
635         /* test for cyclic */
636         bl = ob->curve_cache->bev.first;
637         if (!bl) return 0;
638         if (!bl->nr) return 0;
639         if (bl->poly > -1) cycl = 1;
640
641         ctime *= (path->len - 1);
642         
643         s1 = (int)floor(ctime);
644         fac = (float)(s1 + 1) - ctime;
645
646         /* path->len is corected for cyclic */
647         s0 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 - 1, cycl);
648         s1 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1, cycl);
649         s2 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 + 1, cycl);
650         s3 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 + 2, cycl);
651
652         p0 = pp + s0;
653         p1 = pp + s1;
654         p2 = pp + s2;
655         p3 = pp + s3;
656
657         /* note, commented out for follow constraint */
658         //if (cu->flag & CU_FOLLOW) {
659
660         key_curve_tangent_weights(1.0f - fac, data, KEY_BSPLINE);
661
662         interp_v3_v3v3v3v3(dir, p0->vec, p1->vec, p2->vec, p3->vec, data);
663
664         /* make compatible with vectoquat */
665         negate_v3(dir);
666         //}
667
668         nurbs = BKE_curve_editNurbs_get(cu);
669         if (!nurbs)
670                 nurbs = &cu->nurb;
671         nu = nurbs->first;
672
673         /* make sure that first and last frame are included in the vectors here  */
674         if (nu->type == CU_POLY) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_LINEAR);
675         else if (nu->type == CU_BEZIER) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_LINEAR);
676         else if (s0 == s1 || p2 == p3) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_CARDINAL);
677         else key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_BSPLINE);
678
679         vec[0] = data[0] * p0->vec[0] + data[1] * p1->vec[0] + data[2] * p2->vec[0] + data[3] * p3->vec[0]; /* X */
680         vec[1] = data[0] * p0->vec[1] + data[1] * p1->vec[1] + data[2] * p2->vec[1] + data[3] * p3->vec[1]; /* Y */
681         vec[2] = data[0] * p0->vec[2] + data[1] * p1->vec[2] + data[2] * p2->vec[2] + data[3] * p3->vec[2]; /* Z */
682         vec[3] = data[0] * p0->vec[3] + data[1] * p1->vec[3] + data[2] * p2->vec[3] + data[3] * p3->vec[3]; /* Tilt, should not be needed since we have quat still used */
683
684         if (quat) {
685                 float totfac, q1[4], q2[4];
686
687                 totfac = data[0] + data[3];
688                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(q1, p0->quat, p3->quat, data[3] / totfac);
689                 else copy_qt_qt(q1, p1->quat);
690
691                 totfac = data[1] + data[2];
692                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(q2, p1->quat, p2->quat, data[2] / totfac);
693                 else copy_qt_qt(q2, p3->quat);
694
695                 totfac = data[0] + data[1] + data[2] + data[3];
696                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(quat, q1, q2, (data[1] + data[2]) / totfac);
697                 else copy_qt_qt(quat, q2);
698         }
699
700         if (radius)
701                 *radius = data[0] * p0->radius + data[1] * p1->radius + data[2] * p2->radius + data[3] * p3->radius;
702
703         if (weight)
704                 *weight = data[0] * p0->weight + data[1] * p1->weight + data[2] * p2->weight + data[3] * p3->weight;
705
706         return 1;
707 }
708
709 /* ******************************************************************** */
710 /* Dupli-Geometry */
711
712 #define DUPLILIST_DO_UPDATE             1
713 #define DUPLILIST_FOR_RENDER    2
714 #define DUPLILIST_ANIMATED              4
715
716 static DupliObject *new_dupli_object(ListBase *lb, Object *ob, float mat[4][4], int lay,
717                                      int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, int type, short flag)
718 {
719         DupliObject *dob = MEM_callocN(sizeof(DupliObject), "dupliobject");
720         int i;
721
722         BLI_addtail(lb, dob);
723         dob->ob = ob;
724         copy_m4_m4(dob->mat, mat);
725         copy_m4_m4(dob->omat, ob->obmat);
726         dob->origlay = ob->lay;
727         dob->type = type;
728         dob->animated = (type == OB_DUPLIGROUP) && (flag & DUPLILIST_ANIMATED);
729         ob->lay = lay;
730
731         /* set persistent id, which is an array with a persistent index for each level
732          * (particle number, vertex number, ..). by comparing this we can find the same
733          * dupli object between frames, which is needed for motion blur. last level
734          * goes first in the array. */
735         dob->persistent_id[0] = index;
736         for (i = 1; i < level; i++)
737                 dob->persistent_id[i] = persistent_id[level - 1 - i];
738         
739         /* metaballs never draw in duplis, they are instead merged into one by the basis
740          * mball outside of the group. this does mean that if that mball is not in the
741          * scene, they will not show up at all, limitation that should be solved once. */
742         if (ob->type == OB_MBALL)
743                 dob->no_draw = TRUE;
744         
745         return dob;
746 }
747
748 static void group_duplilist(EvaluationContext *eval_ctx,
749                             ListBase *lb, Scene *scene, Object *ob, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
750                             int level, short flag)
751 {
752         DupliObject *dob;
753         Group *group;
754         GroupObject *go;
755         float mat[4][4], ob_obmat_ofs[4][4], id;
756
757         if (ob->dup_group == NULL) return;
758         group = ob->dup_group;
759         
760         /* simple preventing of too deep nested groups */
761         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
762         
763         /* don't access 'ob->obmat' from now on. */
764         copy_m4_m4(ob_obmat_ofs, ob->obmat);
765
766         if (!is_zero_v3(group->dupli_ofs)) {
767                 float tvec[3];
768                 copy_v3_v3(tvec, group->dupli_ofs);
769                 mul_mat3_m4_v3(ob_obmat_ofs, tvec);
770                 sub_v3_v3(ob_obmat_ofs[3], tvec);
771         }
772
773         /* handles animated groups, and */
774
775         /* we need to check update for objects that are not in scene... */
776         if (flag & DUPLILIST_DO_UPDATE) {
777                 /* note: update is optional because we don't always need object
778                  * transformations to be correct. Also fixes bug [#29616]. */
779                 BKE_group_handle_recalc_and_update(eval_ctx, scene, ob, group);
780         }
781
782         if (BKE_group_is_animated(group, ob))
783                 flag |= DUPLILIST_ANIMATED;
784         
785         for (go = group->gobject.first, id = 0; go; go = go->next, id++) {
786                 /* note, if you check on layer here, render goes wrong... it still deforms verts and uses parent imat */
787                 if (go->ob != ob) {
788                         
789                         /* group dupli offset, should apply after everything else */
790                         mul_m4_m4m4(mat, ob_obmat_ofs, go->ob->obmat);
791                         
792                         dob = new_dupli_object(lb, go->ob, mat, ob->lay, persistent_id, level, id, OB_DUPLIGROUP, flag);
793
794                         /* check the group instance and object layers match, also that the object visible flags are ok. */
795                         if ((dob->origlay & group->layer) == 0 ||
796                             ((eval_ctx->for_render == false) && dob->ob->restrictflag & OB_RESTRICT_VIEW) ||
797                             ((eval_ctx->for_render == true)  && dob->ob->restrictflag & OB_RESTRICT_RENDER))
798                         {
799                                 dob->no_draw = TRUE;
800                         }
801
802                         if (go->ob->transflag & OB_DUPLI) {
803                                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->mat);
804                                 object_duplilist_recursive(eval_ctx, &group->id, scene, go->ob, lb, ob_obmat_ofs, persistent_id, level + 1, id, flag);
805                                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->omat);
806                         }
807                 }
808         }
809 }
810
811 static void frames_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *ob, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, short flag)
812 {
813         extern int enable_cu_speed; /* object.c */
814         Object copyob;
815         int cfrao = scene->r.cfra;
816         int dupend = ob->dupend;
817         
818         /* simple prevention of too deep nested groups */
819         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
820         
821         /* if we don't have any data/settings which will lead to object movement,
822          * don't waste time trying, as it will all look the same...
823          */
824         if (ob->parent == NULL && ob->constraints.first == NULL && ob->adt == NULL)
825                 return;
826         
827         /* make a copy of the object's original data (before any dupli-data overwrites it) 
828          * as we'll need this to keep track of unkeyed data
829          *      - this doesn't take into account other data that can be reached from the object,
830          *        for example it's shapekeys or bones, hence the need for an update flush at the end
831          */
832         copyob = *ob;
833         
834         /* duplicate over the required range */
835         if (ob->transflag & OB_DUPLINOSPEED) enable_cu_speed = 0;
836         
837         for (scene->r.cfra = ob->dupsta; scene->r.cfra <= dupend; scene->r.cfra++) {
838                 short ok = 1;
839                 
840                 /* - dupoff = how often a frames within the range shouldn't be made into duplis
841                  * - dupon = the length of each "skipping" block in frames
842                  */
843                 if (ob->dupoff) {
844                         ok = scene->r.cfra - ob->dupsta;
845                         ok = ok % (ob->dupon + ob->dupoff);
846                         ok = (ok < ob->dupon);
847                 }
848                 
849                 if (ok) {
850                         DupliObject *dob;
851                         
852                         /* WARNING: doing animation updates in this way is not terribly accurate, as the dependencies
853                          * and/or other objects which may affect this object's transforms are not updated either.
854                          * However, this has always been the way that this worked (i.e. pre 2.5), so I guess that it'll be fine!
855                          */
856                         BKE_animsys_evaluate_animdata(scene, &ob->id, ob->adt, (float)scene->r.cfra, ADT_RECALC_ANIM); /* ob-eval will do drivers, so we don't need to do them */
857                         BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, (float)scene->r.cfra);
858                         
859                         dob = new_dupli_object(lb, ob, ob->obmat, ob->lay, persistent_id, level, scene->r.cfra, OB_DUPLIFRAMES, flag);
860                         copy_m4_m4(dob->omat, copyob.obmat);
861                 }
862         }
863
864         enable_cu_speed = 1;
865         
866         /* reset frame to original frame, then re-evaluate animation as above 
867          * as 2.5 animation data may have far-reaching consequences
868          */
869         scene->r.cfra = cfrao;
870         
871         BKE_animsys_evaluate_animdata(scene, &ob->id, ob->adt, (float)scene->r.cfra, ADT_RECALC_ANIM); /* ob-eval will do drivers, so we don't need to do them */
872         BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, (float)scene->r.cfra);
873         
874         /* but, to make sure unkeyed object transforms are still sane, 
875          * let's copy object's original data back over
876          */
877         *ob = copyob;
878 }
879
880 typedef struct VertexDupliData {
881         EvaluationContext *eval_ctx;
882         ID *id; /* scene or group, for recursive loops */
883         int level;
884         short flag;
885         ListBase *lb;
886         float pmat[4][4];
887         float obmat[4][4]; /* Only used for dupliverts inside dupligroups, where the ob->obmat is modified */
888         Scene *scene;
889         Object *ob, *par;
890         float (*orco)[3];
891         int *persistent_id;
892 } VertexDupliData;
893
894 /* ------------- */
895
896 static void vertex_dupli__mapFunc(void *userData, int index, const float co[3],
897                                   const float no_f[3], const short no_s[3])
898 {
899         DupliObject *dob;
900         VertexDupliData *vdd = userData;
901         float vec[3], q2[4], mat[3][3], tmat[4][4], obmat[4][4];
902         int origlay;
903         
904         mul_v3_m4v3(vec, vdd->pmat, co);
905         sub_v3_v3(vec, vdd->pmat[3]);
906         add_v3_v3(vec, vdd->obmat[3]);
907         
908         copy_m4_m4(obmat, vdd->obmat);
909         copy_v3_v3(obmat[3], vec);
910         
911         if (vdd->par->transflag & OB_DUPLIROT) {
912                 if (no_f) {
913                         vec[0] = -no_f[0]; vec[1] = -no_f[1]; vec[2] = -no_f[2];
914                 }
915                 else if (no_s) {
916                         vec[0] = -no_s[0]; vec[1] = -no_s[1]; vec[2] = -no_s[2];
917                 }
918                 
919                 vec_to_quat(q2, vec, vdd->ob->trackflag, vdd->ob->upflag);
920                 
921                 quat_to_mat3(mat, q2);
922                 copy_m4_m4(tmat, obmat);
923                 mul_m4_m4m3(obmat, tmat, mat);
924         }
925
926         origlay = vdd->ob->lay;
927         
928         dob = new_dupli_object(vdd->lb, vdd->ob, obmat, vdd->par->lay, vdd->persistent_id, vdd->level, index, OB_DUPLIVERTS, vdd->flag);
929
930         /* restore the original layer so that each dupli will have proper dob->origlay */
931         vdd->ob->lay = origlay;
932
933         if (vdd->orco)
934                 copy_v3_v3(dob->orco, vdd->orco[index]);
935         
936         if (vdd->ob->transflag & OB_DUPLI) {
937                 float tmpmat[4][4];
938                 copy_m4_m4(tmpmat, vdd->ob->obmat);
939                 copy_m4_m4(vdd->ob->obmat, obmat); /* pretend we are really this mat */
940                 object_duplilist_recursive(vdd->eval_ctx, (ID *)vdd->id, vdd->scene, vdd->ob, vdd->lb, obmat, vdd->persistent_id, vdd->level + 1, index, vdd->flag);
941                 copy_m4_m4(vdd->ob->obmat, tmpmat);
942         }
943 }
944
945 static void vertex_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[4][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
946                              int level, short flag)
947 {
948         const bool use_rotation = (par->transflag & OB_DUPLIROT) != 0;
949         Object *ob, *ob_iter;
950         Mesh *me = par->data;
951         Base *base = NULL;
952         DerivedMesh *dm;
953         VertexDupliData vdd;
954         Scene *sce = NULL;
955         Group *group = NULL;
956         GroupObject *go = NULL;
957         BMEditMesh *em;
958         float vec[3], no[3], pmat[4][4];
959         int totvert, a, oblay;
960         unsigned int lay;
961         CustomDataMask dm_mask;
962         
963         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
964         
965         /* simple preventing of too deep nested groups */
966         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
967         
968         em = BKE_editmesh_from_object(par);
969         
970         /* get derived mesh */
971         dm_mask = CD_MASK_BAREMESH;
972         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
973                 dm_mask |= CD_MASK_ORCO;
974         
975         if (em)
976                 dm = editbmesh_get_derived_cage(scene, par, em, dm_mask);
977         else
978                 dm = mesh_get_derived_final(scene, par, dm_mask);
979         
980         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
981                 vdd.orco = dm->getVertDataArray(dm, CD_ORCO);
982         else
983                 vdd.orco = NULL;
984         
985         totvert = dm->getNumVerts(dm);
986
987         /* having to loop on scene OR group objects is NOT FUN */
988         if (GS(id->name) == ID_SCE) {
989                 sce = (Scene *)id;
990                 lay = sce->lay;
991                 base = sce->base.first;
992         }
993         else {
994                 group = (Group *)id;
995                 lay = group->layer;
996                 go = group->gobject.first;
997         }
998         
999         /* Start looping on Scene OR Group objects */
1000         while (base || go) {
1001                 if (sce) {
1002                         ob_iter = base->object;
1003                         oblay = base->lay;
1004                 }
1005                 else {
1006                         ob_iter = go->ob;
1007                         oblay = ob_iter->lay;
1008                 }
1009                 
1010                 if (lay & oblay && scene->obedit != ob_iter) {
1011                         ob = ob_iter->parent;
1012                         while (ob) {
1013                                 if (ob == par) {
1014                                         ob = ob_iter;
1015                                         /* End Scene/Group object loop, below is generic */
1016                                         
1017                                         
1018                                         /* par_space_mat - only used for groups so we can modify the space dupli's are in
1019                                          * when par_space_mat is NULL ob->obmat can be used instead of ob__obmat
1020                                          */
1021                                         if (par_space_mat)
1022                                                 mul_m4_m4m4(vdd.obmat, par_space_mat, ob->obmat);
1023                                         else
1024                                                 copy_m4_m4(vdd.obmat, ob->obmat);
1025
1026                                         vdd.id = id;
1027                                         vdd.level = level;
1028                                         vdd.flag = flag;
1029                                         vdd.lb = lb;
1030                                         vdd.ob = ob;
1031                                         vdd.scene = scene;
1032                                         vdd.par = par;
1033                                         copy_m4_m4(vdd.pmat, pmat);
1034                                         vdd.persistent_id = persistent_id;
1035                                         
1036                                         /* mballs have a different dupli handling */
1037                                         if (ob->type != OB_MBALL) ob->flag |= OB_DONE;  /* doesnt render */
1038
1039                                         if (me->edit_btmesh) {
1040                                                 dm->foreachMappedVert(dm, vertex_dupli__mapFunc, (void *) &vdd,
1041                                                                       use_rotation ? DM_FOREACH_USE_NORMAL : 0);
1042                                         }
1043                                         else {
1044                                                 const float *no_pt = use_rotation ? no : NULL;
1045                                                 for (a = 0; a < totvert; a++) {
1046                                                         dm->getVertCo(dm, a, vec);
1047
1048                                                         if (use_rotation) {
1049                                                                 dm->getVertNo(dm, a, no);
1050                                                         }
1051                                                         
1052                                                         vertex_dupli__mapFunc(&vdd, a, vec, no_pt, NULL);
1053                                                 }
1054                                         }
1055                                         if (sce) {
1056                                                 /* Set proper layer in case of scene looping,
1057                                                  * in case of groups the object layer will be
1058                                                  * changed when it's duplicated due to the
1059                                                  * group duplication.
1060                                                  */
1061                                                 ob->lay = vdd.par->lay;
1062                                         }
1063                                         
1064                                         break;
1065                                 }
1066                                 ob = ob->parent;
1067                         }
1068                 }
1069                 if (sce) base = base->next;     /* scene loop */
1070                 else go = go->next;             /* group loop */
1071         }
1072
1073         dm->release(dm);
1074 }
1075
1076 static void face_duplilist(EvaluationContext *eval_ctx,
1077                            ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[4][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
1078                            int level, short flag)
1079 {
1080         Object *ob, *ob_iter;
1081         Base *base = NULL;
1082         DupliObject *dob;
1083         DerivedMesh *dm;
1084         MLoopUV *mloopuv;
1085         MPoly *mpoly, *mp;
1086         MLoop *mloop;
1087         MVert *mvert;
1088         float pmat[4][4], imat[3][3], (*orco)[3] = NULL, w;
1089         int lay, oblay, totface, a;
1090         Scene *sce = NULL;
1091         Group *group = NULL;
1092         GroupObject *go = NULL;
1093         BMEditMesh *em;
1094         float ob__obmat[4][4]; /* needed for groups where the object matrix needs to be modified */
1095         CustomDataMask dm_mask;
1096         
1097         /* simple preventing of too deep nested groups */
1098         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1099         
1100         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
1101         em = BKE_editmesh_from_object(par);
1102
1103         /* get derived mesh */
1104         dm_mask = CD_MASK_BAREMESH;
1105         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1106                 dm_mask |= CD_MASK_ORCO | CD_MASK_MLOOPUV;
1107
1108         if (em) {
1109                 dm = editbmesh_get_derived_cage(scene, par, em, dm_mask);
1110         }
1111         else {
1112                 dm = mesh_get_derived_final(scene, par, dm_mask);
1113         }
1114
1115         totface = dm->getNumPolys(dm);
1116         mpoly = dm->getPolyArray(dm);
1117         mloop = dm->getLoopArray(dm);
1118         mvert = dm->getVertArray(dm);
1119
1120         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
1121                 orco = dm->getVertDataArray(dm, CD_ORCO);
1122                 mloopuv = dm->getLoopDataArray(dm, CD_MLOOPUV);
1123         }
1124         else {
1125                 orco = NULL;
1126                 mloopuv = NULL;
1127         }
1128         
1129         /* having to loop on scene OR group objects is NOT FUN */
1130         if (GS(id->name) == ID_SCE) {
1131                 sce = (Scene *)id;
1132                 lay = sce->lay;
1133                 base = sce->base.first;
1134         }
1135         else {
1136                 group = (Group *)id;
1137                 lay = group->layer;
1138                 go = group->gobject.first;
1139         }
1140         
1141         /* Start looping on Scene OR Group objects */
1142         while (base || go) {
1143                 if (sce) {
1144                         ob_iter = base->object;
1145                         oblay = base->lay;
1146                 }
1147                 else {
1148                         ob_iter = go->ob;
1149                         oblay = ob_iter->lay;
1150                 }
1151                 
1152                 if (lay & oblay && scene->obedit != ob_iter) {
1153                         ob = ob_iter->parent;
1154                         while (ob) {
1155                                 if (ob == par) {
1156                                         ob = ob_iter;
1157                                         /* End Scene/Group object loop, below is generic */
1158                                         
1159                                         /* par_space_mat - only used for groups so we can modify the space dupli's are in
1160                                          * when par_space_mat is NULL ob->obmat can be used instead of ob__obmat
1161                                          */
1162                                         if (par_space_mat)
1163                                                 mul_m4_m4m4(ob__obmat, par_space_mat, ob->obmat);
1164                                         else
1165                                                 copy_m4_m4(ob__obmat, ob->obmat);
1166                                         
1167                                         copy_m3_m4(imat, ob->parentinv);
1168                                                 
1169                                         /* mballs have a different dupli handling */
1170                                         if (ob->type != OB_MBALL) ob->flag |= OB_DONE;  /* doesnt render */
1171
1172                                         for (a = 0, mp = mpoly; a < totface; a++, mp++) {
1173                                                 float *v1;
1174                                                 float *v2;
1175                                                 float *v3;
1176                                                 /* float *v4; */ /* UNUSED */
1177                                                 float cent[3], quat[4], mat[3][3], mat3[3][3], tmat[4][4], obmat[4][4];
1178                                                 float f_no[3];
1179                                                 MLoop *loopstart = mloop + mp->loopstart;
1180
1181                                                 if (UNLIKELY(mp->totloop < 3)) {
1182                                                         continue;
1183                                                 }
1184                                                 else {
1185                                                         BKE_mesh_calc_poly_normal(mp, mloop + mp->loopstart, mvert, f_no);
1186                                                         v1 = mvert[loopstart[0].v].co;
1187                                                         v2 = mvert[loopstart[1].v].co;
1188                                                         v3 = mvert[loopstart[2].v].co;
1189                                                 }
1190
1191                                                 /* translation */
1192                                                 BKE_mesh_calc_poly_center(mp, loopstart, mvert, cent);
1193
1194                                                 mul_m4_v3(pmat, cent);
1195                                                 
1196                                                 sub_v3_v3v3(cent, cent, pmat[3]);
1197                                                 add_v3_v3(cent, ob__obmat[3]);
1198                                                 
1199                                                 copy_m4_m4(obmat, ob__obmat);
1200                                                 
1201                                                 copy_v3_v3(obmat[3], cent);
1202                                                 
1203                                                 /* rotation */
1204                                                 tri_to_quat_ex(quat, v1, v2, v3, f_no);
1205                                                 quat_to_mat3(mat, quat);
1206                                                 
1207                                                 /* scale */
1208                                                 if (par->transflag & OB_DUPLIFACES_SCALE) {
1209                                                         float size = BKE_mesh_calc_poly_area(mp, loopstart, mvert, f_no);
1210                                                         size = sqrtf(size) * par->dupfacesca;
1211                                                         mul_m3_fl(mat, size);
1212                                                 }
1213                                                 
1214                                                 copy_m3_m3(mat3, mat);
1215                                                 mul_m3_m3m3(mat, imat, mat3);
1216                                                 
1217                                                 copy_m4_m4(tmat, obmat);
1218                                                 mul_m4_m4m3(obmat, tmat, mat);
1219                                                 
1220                                                 dob = new_dupli_object(lb, ob, obmat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIFACES, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1221                                                 if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
1222                                                         w = 1.0f / (float)mp->totloop;
1223
1224                                                         if (orco) {
1225                                                                 int j;
1226                                                                 for (j = 0; j < mpoly->totloop; j++) {
1227                                                                         madd_v3_v3fl(dob->orco, orco[loopstart[j].v], w);
1228                                                                 }
1229                                                         }
1230
1231                                                         if (mloopuv) {
1232                                                                 int j;
1233                                                                 for (j = 0; j < mpoly->totloop; j++) {
1234                                                                         madd_v2_v2fl(dob->uv, mloopuv[mp->loopstart + j].uv, w);
1235                                                                 }
1236                                                         }
1237                                                 }
1238                                                 
1239                                                 if (ob->transflag & OB_DUPLI) {
1240                                                         float tmpmat[4][4];
1241                                                         copy_m4_m4(tmpmat, ob->obmat);
1242                                                         copy_m4_m4(ob->obmat, obmat); /* pretend we are really this mat */
1243                                                         object_duplilist_recursive(eval_ctx, (ID *)id, scene, ob, lb, ob->obmat, persistent_id, level + 1, a, flag);
1244                                                         copy_m4_m4(ob->obmat, tmpmat);
1245                                                 }
1246                                         }
1247                                         
1248                                         break;
1249                                 }
1250                                 ob = ob->parent;
1251                         }
1252                 }
1253                 if (sce) base = base->next;     /* scene loop */
1254                 else go = go->next;             /* group loop */
1255         }
1256
1257         dm->release(dm);
1258 }
1259
1260 static void new_particle_duplilist(EvaluationContext *eval_ctx,
1261                                    ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[4][4],
1262                                    int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], ParticleSystem *psys,
1263                                    int level, short flag)
1264 {
1265         GroupObject *go;
1266         Object *ob = NULL, **oblist = NULL, obcopy, *obcopylist = NULL;
1267         DupliObject *dob;
1268         ParticleDupliWeight *dw;
1269         ParticleSettings *part;
1270         ParticleData *pa;
1271         ChildParticle *cpa = NULL;
1272         ParticleKey state;
1273         ParticleCacheKey *cache;
1274         float ctime, pa_time, scale = 1.0f;
1275         float tmat[4][4], mat[4][4], pamat[4][4], vec[3], size = 0.0;
1276         float (*obmat)[4], (*oldobmat)[4];
1277         int a, b, hair = 0;
1278         int totpart, totchild, totgroup = 0 /*, pa_num */;
1279         int dupli_type_hack = !BKE_scene_use_new_shading_nodes(scene);
1280
1281         int no_draw_flag = PARS_UNEXIST;
1282
1283         if (psys == NULL) return;
1284         
1285         /* simple preventing of too deep nested groups */
1286         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1287         
1288         part = psys->part;
1289
1290         if (part == NULL)
1291                 return;
1292
1293         if (!psys_check_enabled(par, psys))
1294                 return;
1295
1296         if (eval_ctx->for_render == false)
1297                 no_draw_flag |= PARS_NO_DISP;
1298         
1299         ctime = BKE_scene_frame_get(scene); /* NOTE: in old animsys, used parent object's timeoffset... */
1300
1301         totpart = psys->totpart;
1302         totchild = psys->totchild;
1303
1304         BLI_srandom(31415926 + psys->seed);
1305
1306         if ((psys->renderdata || part->draw_as == PART_DRAW_REND) && ELEM(part->ren_as, PART_DRAW_OB, PART_DRAW_GR)) {
1307                 ParticleSimulationData sim = {NULL};
1308                 sim.scene = scene;
1309                 sim.ob = par;
1310                 sim.psys = psys;
1311                 sim.psmd = psys_get_modifier(par, psys);
1312                 /* make sure emitter imat is in global coordinates instead of render view coordinates */
1313                 invert_m4_m4(par->imat, par->obmat);
1314
1315                 /* first check for loops (particle system object used as dupli object) */
1316                 if (part->ren_as == PART_DRAW_OB) {
1317                         if (ELEM(part->dup_ob, NULL, par))
1318                                 return;
1319                 }
1320                 else { /*PART_DRAW_GR */
1321                         if (part->dup_group == NULL || part->dup_group->gobject.first == NULL)
1322                                 return;
1323
1324                         if (BLI_findptr(&part->dup_group->gobject, par, offsetof(GroupObject, ob))) {
1325                                 return;
1326                         }
1327                 }
1328
1329                 /* if we have a hair particle system, use the path cache */
1330                 if (part->type == PART_HAIR) {
1331                         if (psys->flag & PSYS_HAIR_DONE)
1332                                 hair = (totchild == 0 || psys->childcache) && psys->pathcache;
1333                         if (!hair)
1334                                 return;
1335                         
1336                         /* we use cache, update totchild according to cached data */
1337                         totchild = psys->totchildcache;
1338                         totpart = psys->totcached;
1339                 }
1340
1341                 psys_check_group_weights(part);
1342
1343                 psys->lattice_deform_data = psys_create_lattice_deform_data(&sim);
1344
1345                 /* gather list of objects or single object */
1346                 if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1347                         if (flag & DUPLILIST_DO_UPDATE) {
1348                                 BKE_group_handle_recalc_and_update(eval_ctx, scene, par, part->dup_group);
1349                         }
1350
1351                         if (part->draw & PART_DRAW_COUNT_GR) {
1352                                 for (dw = part->dupliweights.first; dw; dw = dw->next)
1353                                         totgroup += dw->count;
1354                         }
1355                         else {
1356                                 for (go = part->dup_group->gobject.first; go; go = go->next)
1357                                         totgroup++;
1358                         }
1359
1360                         /* we also copy the actual objects to restore afterwards, since
1361                          * BKE_object_where_is_calc_time will change the object which breaks transform */
1362                         oblist = MEM_callocN(totgroup * sizeof(Object *), "dupgroup object list");
1363                         obcopylist = MEM_callocN(totgroup * sizeof(Object), "dupgroup copy list");
1364
1365                         
1366                         if (part->draw & PART_DRAW_COUNT_GR && totgroup) {
1367                                 dw = part->dupliweights.first;
1368
1369                                 for (a = 0; a < totgroup; dw = dw->next) {
1370                                         for (b = 0; b < dw->count; b++, a++) {
1371                                                 oblist[a] = dw->ob;
1372                                                 obcopylist[a] = *dw->ob;
1373                                         }
1374                                 }
1375                         }
1376                         else {
1377                                 go = part->dup_group->gobject.first;
1378                                 for (a = 0; a < totgroup; a++, go = go->next) {
1379                                         oblist[a] = go->ob;
1380                                         obcopylist[a] = *go->ob;
1381                                 }
1382                         }
1383                 }
1384                 else {
1385                         ob = part->dup_ob;
1386                         obcopy = *ob;
1387                 }
1388
1389                 if (totchild == 0 || part->draw & PART_DRAW_PARENT)
1390                         a = 0;
1391                 else
1392                         a = totpart;
1393
1394                 for (pa = psys->particles; a < totpart + totchild; a++, pa++) {
1395                         if (a < totpart) {
1396                                 /* handle parent particle */
1397                                 if (pa->flag & no_draw_flag)
1398                                         continue;
1399
1400                                 /* pa_num = pa->num; */ /* UNUSED */
1401                                 pa_time = pa->time;
1402                                 size = pa->size;
1403                         }
1404                         else {
1405                                 /* handle child particle */
1406                                 cpa = &psys->child[a - totpart];
1407
1408                                 /* pa_num = a; */ /* UNUSED */
1409                                 pa_time = psys->particles[cpa->parent].time;
1410                                 size = psys_get_child_size(psys, cpa, ctime, NULL);
1411                         }
1412
1413                         /* some hair paths might be non-existent so they can't be used for duplication */
1414                         if (hair &&
1415                             ((a < totpart && psys->pathcache[a]->steps < 0) ||
1416                              (a >= totpart && psys->childcache[a - totpart]->steps < 0)))
1417                         {
1418                                 continue;
1419                         }
1420
1421                         if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1422                                 /* prevent divide by zero below [#28336] */
1423                                 if (totgroup == 0)
1424                                         continue;
1425
1426                                 /* for groups, pick the object based on settings */
1427                                 if (part->draw & PART_DRAW_RAND_GR)
1428                                         b = BLI_rand() % totgroup;
1429                                 else
1430                                         b = a % totgroup;
1431
1432                                 ob = oblist[b];
1433                                 obmat = oblist[b]->obmat;
1434                                 oldobmat = obcopylist[b].obmat;
1435                         }
1436                         else {
1437                                 obmat = ob->obmat;
1438                                 oldobmat = obcopy.obmat;
1439                         }
1440
1441                         if (hair) {
1442                                 /* hair we handle separate and compute transform based on hair keys */
1443                                 if (a < totpart) {
1444                                         cache = psys->pathcache[a];
1445                                         psys_get_dupli_path_transform(&sim, pa, NULL, cache, pamat, &scale);
1446                                 }
1447                                 else {
1448                                         cache = psys->childcache[a - totpart];
1449                                         psys_get_dupli_path_transform(&sim, NULL, cpa, cache, pamat, &scale);
1450                                 }
1451
1452                                 copy_v3_v3(pamat[3], cache->co);
1453                                 pamat[3][3] = 1.0f;
1454                                 
1455                         }
1456                         else {
1457                                 /* first key */
1458                                 state.time = ctime;
1459                                 if (psys_get_particle_state(&sim, a, &state, 0) == 0) {
1460                                         continue;
1461                                 }
1462                                 else {
1463                                         float tquat[4];
1464                                         normalize_qt_qt(tquat, state.rot);
1465                                         quat_to_mat4(pamat, tquat);
1466                                         copy_v3_v3(pamat[3], state.co);
1467                                         pamat[3][3] = 1.0f;
1468                                 }
1469                         }
1470
1471                         if (part->ren_as == PART_DRAW_GR && psys->part->draw & PART_DRAW_WHOLE_GR) {
1472                                 for (go = part->dup_group->gobject.first, b = 0; go; go = go->next, b++) {
1473
1474                                         copy_m4_m4(tmat, oblist[b]->obmat);
1475                                         /* apply particle scale */
1476                                         mul_mat3_m4_fl(tmat, size * scale);
1477                                         mul_v3_fl(tmat[3], size * scale);
1478                                         /* group dupli offset, should apply after everything else */
1479                                         if (!is_zero_v3(part->dup_group->dupli_ofs))
1480                                                 sub_v3_v3v3(tmat[3], tmat[3], part->dup_group->dupli_ofs);
1481                                         /* individual particle transform */
1482                                         mul_m4_m4m4(tmat, pamat, tmat);
1483
1484                                         if (par_space_mat)
1485                                                 mul_m4_m4m4(mat, par_space_mat, tmat);
1486                                         else
1487                                                 copy_m4_m4(mat, tmat);
1488
1489                                         dob = new_dupli_object(lb, go->ob, mat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIPARTS, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1490                                         dob->particle_system = psys;
1491                                         copy_m4_m4(dob->omat, obcopylist[b].obmat);
1492                                         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1493                                                 psys_get_dupli_texture(psys, part, sim.psmd, pa, cpa, dob->uv, dob->orco);
1494                                 }
1495                         }
1496                         else {
1497                                 int dupli_type = OB_DUPLIPARTS;
1498
1499                                 /* blender internal needs this to be set to dupligroup to render
1500                                  * groups correctly, but we don't want this hack for cycles */
1501                                 if (dupli_type_hack && GS(id->name) == ID_GR)
1502                                         dupli_type = OB_DUPLIGROUP;
1503
1504                                 /* to give ipos in object correct offset */
1505                                 BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, ctime - pa_time);
1506
1507                                 copy_v3_v3(vec, obmat[3]);
1508                                 obmat[3][0] = obmat[3][1] = obmat[3][2] = 0.0f;
1509
1510                                 /* particle rotation uses x-axis as the aligned axis, so pre-rotate the object accordingly */
1511                                 if ((part->draw & PART_DRAW_ROTATE_OB) == 0) {
1512                                         float xvec[3], q[4], size_mat[4][4], original_size[3];
1513
1514                                         mat4_to_size(original_size, obmat);
1515                                         size_to_mat4(size_mat, original_size);
1516
1517                                         xvec[0] = -1.f;
1518                                         xvec[1] = xvec[2] = 0;
1519                                         vec_to_quat(q, xvec, ob->trackflag, ob->upflag);
1520                                         quat_to_mat4(obmat, q);
1521                                         obmat[3][3] = 1.0f;
1522                                         
1523                                         /* add scaling if requested */
1524                                         if ((part->draw & PART_DRAW_NO_SCALE_OB) == 0)
1525                                                 mul_m4_m4m4(obmat, obmat, size_mat);
1526                                 }
1527                                 else if (part->draw & PART_DRAW_NO_SCALE_OB) {
1528                                         /* remove scaling */
1529                                         float size_mat[4][4], original_size[3];
1530
1531                                         mat4_to_size(original_size, obmat);
1532                                         size_to_mat4(size_mat, original_size);
1533                                         invert_m4(size_mat);
1534
1535                                         mul_m4_m4m4(obmat, obmat, size_mat);
1536                                 }
1537                                 
1538                                 /* Normal particles and cached hair live in global space so we need to
1539                                  * remove the real emitter's transformation before 2nd order duplication.
1540                                  */
1541                                 if (par_space_mat && GS(id->name) != ID_GR)
1542                                         mul_m4_m4m4(mat, psys->imat, pamat);
1543                                 else
1544                                         copy_m4_m4(mat, pamat);
1545
1546                                 mul_m4_m4m4(tmat, mat, obmat);
1547                                 mul_mat3_m4_fl(tmat, size * scale);
1548
1549                                 if (par_space_mat)
1550                                         mul_m4_m4m4(mat, par_space_mat, tmat);
1551                                 else
1552                                         copy_m4_m4(mat, tmat);
1553
1554                                 if (part->draw & PART_DRAW_GLOBAL_OB)
1555                                         add_v3_v3v3(mat[3], mat[3], vec);
1556
1557                                 dob = new_dupli_object(lb, ob, mat, ob->lay, persistent_id, level, a, dupli_type, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1558                                 dob->particle_system = psys;
1559                                 copy_m4_m4(dob->omat, oldobmat);
1560                                 if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1561                                         psys_get_dupli_texture(psys, part, sim.psmd, pa, cpa, dob->uv, dob->orco);
1562                         }
1563                 }
1564
1565                 /* restore objects since they were changed in BKE_object_where_is_calc_time */
1566                 if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1567                         for (a = 0; a < totgroup; a++)
1568                                 *(oblist[a]) = obcopylist[a];
1569                 }
1570                 else
1571                         *ob = obcopy;
1572         }
1573
1574         /* clean up */
1575         if (oblist)
1576                 MEM_freeN(oblist);
1577         if (obcopylist)
1578                 MEM_freeN(obcopylist);
1579
1580         if (psys->lattice_deform_data) {
1581                 end_latt_deform(psys->lattice_deform_data);
1582                 psys->lattice_deform_data = NULL;
1583         }
1584 }
1585
1586 static Object *find_family_object(Object **obar, char *family, char ch)
1587 {
1588         Object *ob;
1589         int flen;
1590         
1591         if (obar[(int)ch]) return obar[(int)ch];
1592         
1593         flen = strlen(family);
1594         
1595         ob = G.main->object.first;
1596         while (ob) {
1597                 if (ob->id.name[flen + 2] == ch) {
1598                         if (strncmp(ob->id.name + 2, family, flen) == 0) break;
1599                 }
1600                 ob = ob->id.next;
1601         }
1602         
1603         obar[(int)ch] = ob;
1604         
1605         return ob;
1606 }
1607
1608
1609 static void font_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *par, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, short flag)
1610 {
1611         Object *ob, *obar[256] = {NULL};
1612         Curve *cu;
1613         struct CharTrans *ct, *chartransdata;
1614         float vec[3], obmat[4][4], pmat[4][4], fsize, xof, yof;
1615         int slen, a;
1616         
1617         /* simple preventing of too deep nested groups */
1618         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1619         
1620         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
1621         
1622         /* in par the family name is stored, use this to find the other objects */
1623         
1624         chartransdata = BKE_vfont_to_curve(G.main, scene, par, FO_DUPLI);
1625         if (chartransdata == NULL) return;
1626
1627         cu = par->data;
1628         slen = strlen(cu->str);
1629         fsize = cu->fsize;
1630         xof = cu->xof;
1631         yof = cu->yof;
1632         
1633         ct = chartransdata;
1634         
1635         for (a = 0; a < slen; a++, ct++) {
1636                 
1637                 ob = find_family_object(obar, cu->family, cu->str[a]);
1638                 if (ob) {
1639                         vec[0] = fsize * (ct->xof - xof);
1640                         vec[1] = fsize * (ct->yof - yof);
1641                         vec[2] = 0.0;
1642                         
1643                         mul_m4_v3(pmat, vec);
1644                         
1645                         copy_m4_m4(obmat, par->obmat);
1646                         copy_v3_v3(obmat[3], vec);
1647                         
1648                         new_dupli_object(lb, ob, obmat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIVERTS, flag);
1649                 }
1650         }
1651         
1652         MEM_freeN(chartransdata);
1653 }
1654
1655 /* ------------- */
1656
1657 static void object_duplilist_recursive(EvaluationContext *eval_ctx,
1658                                        ID *id, Scene *scene, Object *ob, ListBase *duplilist, float par_space_mat[4][4],
1659                                        int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, short flag)
1660 {       
1661         if ((ob->transflag & OB_DUPLI) == 0)
1662                 return;
1663         
1664         /* Should the dupli's be generated for this object? - Respect restrict flags */
1665         if (eval_ctx->for_render) {
1666                 if (ob->restrictflag & OB_RESTRICT_RENDER) {
1667                         return;
1668                 }
1669         }
1670         else {
1671                 if (ob->restrictflag & OB_RESTRICT_VIEW) {
1672                         return;
1673                 }
1674         }
1675
1676         /* keep track of persistent id */
1677         if (level > 0)
1678                 persistent_id[level - 1] = index;
1679
1680         if (ob->transflag & OB_DUPLIPARTS) {
1681                 ParticleSystem *psys = ob->particlesystem.first;
1682                 int psysid = 0;
1683
1684                 /* particle system take up one level in id, the particles another */
1685                 for (; psys; psys = psys->next, psysid++) {
1686                         persistent_id[level] = psysid;
1687                         new_particle_duplilist(eval_ctx, duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, psys, level + 2, flag);
1688                 }
1689
1690                 persistent_id[level] = 0;
1691         }
1692         else if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1693                 if (ob->type == OB_MESH) {
1694                         vertex_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, level + 1, flag);
1695                 }
1696                 else if (ob->type == OB_FONT) {
1697                         if (GS(id->name) == ID_SCE) { /* TODO - support dupligroups */
1698                                 font_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag);
1699                         }
1700                 }
1701         }
1702         else if (ob->transflag & OB_DUPLIFACES) {
1703                 if (ob->type == OB_MESH)
1704                         face_duplilist(eval_ctx, duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, level + 1, flag);
1705         }
1706         else if (ob->transflag & OB_DUPLIFRAMES) {
1707                 if (GS(id->name) == ID_SCE) { /* TODO - support dupligroups */
1708                         frames_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag);
1709                 }
1710         }
1711         else if (ob->transflag & OB_DUPLIGROUP) {
1712                 DupliObject *dob;
1713                 
1714                 group_duplilist(eval_ctx, duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag); /* now recursive */
1715
1716                 if (level == 0) {
1717                         for (dob = duplilist->first; dob; dob = dob->next)
1718                                 if (dob->type == OB_DUPLIGROUP)
1719                                         copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->mat);
1720                 }
1721         }
1722
1723         /* clear persistent id */
1724         if (level > 0)
1725                 persistent_id[level - 1] = 0;
1726 }
1727
1728 /* Returns a list of DupliObject
1729  * note; group dupli's already set transform matrix. see note in group_duplilist() */
1730 ListBase *object_duplilist_ex(EvaluationContext *eval_ctx, Scene *sce, Object *ob, bool update)
1731 {
1732         ListBase *duplilist = MEM_mallocN(sizeof(ListBase), "duplilist");
1733         int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR] = {0};
1734         int flag = 0;
1735
1736         /* don't allow BKE_object_handle_update for viewport during render, can crash */
1737         if (update && !(G.is_rendering && !eval_ctx->for_render))
1738                 flag |= DUPLILIST_DO_UPDATE;
1739         if (eval_ctx->for_render)
1740                 flag |= DUPLILIST_FOR_RENDER;
1741
1742         duplilist->first = duplilist->last = NULL;
1743         object_duplilist_recursive(eval_ctx, (ID *)sce, sce, ob, duplilist, NULL, persistent_id, 0, 0, flag);
1744         return duplilist;
1745 }
1746
1747 /* note: previously updating was always done, this is why it defaults to be on
1748  * but there are likely places it can be called without updating */
1749 ListBase *object_duplilist(EvaluationContext *eval_ctx, Scene *sce, Object *ob)
1750 {
1751         return object_duplilist_ex(eval_ctx, sce, ob, true);
1752 }
1753
1754 void free_object_duplilist(ListBase *lb)
1755 {
1756         DupliObject *dob;
1757         
1758         /* loop in reverse order, if object is instanced multiple times
1759          * the original layer may not really be original otherwise, proper
1760          * solution is more complicated */
1761         for (dob = lb->last; dob; dob = dob->prev) {
1762                 dob->ob->lay = dob->origlay;
1763                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->omat);
1764         }
1765         
1766         BLI_freelistN(lb);
1767         MEM_freeN(lb);
1768 }
1769
1770 int count_duplilist(Object *ob)
1771 {
1772         if (ob->transflag & OB_DUPLI) {
1773                 if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1774                         if (ob->type == OB_MESH) {
1775                                 if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1776                                         ParticleSystem *psys = ob->particlesystem.first;
1777                                         int pdup = 0;
1778
1779                                         for (; psys; psys = psys->next)
1780                                                 pdup += psys->totpart;
1781
1782                                         if (pdup == 0) {
1783                                                 Mesh *me = ob->data;
1784                                                 return me->totvert;
1785                                         }
1786                                         else
1787                                                 return pdup;
1788                                 }
1789                         }
1790                 }
1791                 else if (ob->transflag & OB_DUPLIFRAMES) {
1792                         int tot = ob->dupend - ob->dupsta;
1793                         tot /= (ob->dupon + ob->dupoff);
1794                         return tot * ob->dupon;
1795                 }
1796         }
1797         return 1;
1798 }