Cleanup: style, use braces for blenkernel
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / pbvh.c
1 /*
2  * This program is free software; you can redistribute it and/or
3  * modify it under the terms of the GNU General Public License
4  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
5  * of the License, or (at your option) any later version.
6  *
7  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
8  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
9  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
10  * GNU General Public License for more details.
11  *
12  * You should have received a copy of the GNU General Public License
13  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
14  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
15  */
16
17 /** \file
18  * \ingroup bli
19  */
20
21 #include "MEM_guardedalloc.h"
22
23 #include "BLI_utildefines.h"
24
25 #include "BLI_bitmap.h"
26 #include "BLI_math.h"
27 #include "BLI_ghash.h"
28 #include "BLI_task.h"
29
30 #include "DNA_meshdata_types.h"
31
32 #include "BKE_pbvh.h"
33 #include "BKE_ccg.h"
34 #include "BKE_subsurf.h"
35 #include "BKE_DerivedMesh.h"
36 #include "BKE_mesh.h" /* for BKE_mesh_calc_normals */
37 #include "BKE_paint.h"
38
39 #include "GPU_buffers.h"
40 #include "GPU_immediate.h"
41
42 #include "bmesh.h"
43
44 #include "atomic_ops.h"
45
46 #include "pbvh_intern.h"
47
48 #include <limits.h>
49
50 #define LEAF_LIMIT 10000
51
52 //#define PERFCNTRS
53
54 #define STACK_FIXED_DEPTH 100
55
56 #define PBVH_THREADED_LIMIT 4
57
58 typedef struct PBVHStack {
59   PBVHNode *node;
60   bool revisiting;
61 } PBVHStack;
62
63 typedef struct PBVHIter {
64   PBVH *bvh;
65   BKE_pbvh_SearchCallback scb;
66   void *search_data;
67
68   PBVHStack *stack;
69   int stacksize;
70
71   PBVHStack stackfixed[STACK_FIXED_DEPTH];
72   int stackspace;
73 } PBVHIter;
74
75 void BB_reset(BB *bb)
76 {
77   bb->bmin[0] = bb->bmin[1] = bb->bmin[2] = FLT_MAX;
78   bb->bmax[0] = bb->bmax[1] = bb->bmax[2] = -FLT_MAX;
79 }
80
81 /* Expand the bounding box to include a new coordinate */
82 void BB_expand(BB *bb, const float co[3])
83 {
84   for (int i = 0; i < 3; ++i) {
85     bb->bmin[i] = min_ff(bb->bmin[i], co[i]);
86     bb->bmax[i] = max_ff(bb->bmax[i], co[i]);
87   }
88 }
89
90 /* Expand the bounding box to include another bounding box */
91 void BB_expand_with_bb(BB *bb, BB *bb2)
92 {
93   for (int i = 0; i < 3; ++i) {
94     bb->bmin[i] = min_ff(bb->bmin[i], bb2->bmin[i]);
95     bb->bmax[i] = max_ff(bb->bmax[i], bb2->bmax[i]);
96   }
97 }
98
99 /* Return 0, 1, or 2 to indicate the widest axis of the bounding box */
100 int BB_widest_axis(const BB *bb)
101 {
102   float dim[3];
103
104   for (int i = 0; i < 3; ++i) {
105     dim[i] = bb->bmax[i] - bb->bmin[i];
106   }
107
108   if (dim[0] > dim[1]) {
109     if (dim[0] > dim[2]) {
110       return 0;
111     }
112     else {
113       return 2;
114     }
115   }
116   else {
117     if (dim[1] > dim[2]) {
118       return 1;
119     }
120     else {
121       return 2;
122     }
123   }
124 }
125
126 void BBC_update_centroid(BBC *bbc)
127 {
128   for (int i = 0; i < 3; ++i) {
129     bbc->bcentroid[i] = (bbc->bmin[i] + bbc->bmax[i]) * 0.5f;
130   }
131 }
132
133 /* Not recursive */
134 static void update_node_vb(PBVH *bvh, PBVHNode *node)
135 {
136   BB vb;
137
138   BB_reset(&vb);
139
140   if (node->flag & PBVH_Leaf) {
141     PBVHVertexIter vd;
142
143     BKE_pbvh_vertex_iter_begin(bvh, node, vd, PBVH_ITER_ALL)
144     {
145       BB_expand(&vb, vd.co);
146     }
147     BKE_pbvh_vertex_iter_end;
148   }
149   else {
150     BB_expand_with_bb(&vb, &bvh->nodes[node->children_offset].vb);
151     BB_expand_with_bb(&vb, &bvh->nodes[node->children_offset + 1].vb);
152   }
153
154   node->vb = vb;
155 }
156
157 //void BKE_pbvh_node_BB_reset(PBVHNode *node)
158 //{
159 //  BB_reset(&node->vb);
160 //}
161 //
162 //void BKE_pbvh_node_BB_expand(PBVHNode *node, float co[3])
163 //{
164 //  BB_expand(&node->vb, co);
165 //}
166
167 static bool face_materials_match(const MPoly *f1, const MPoly *f2)
168 {
169   return ((f1->flag & ME_SMOOTH) == (f2->flag & ME_SMOOTH) && (f1->mat_nr == f2->mat_nr));
170 }
171
172 static bool grid_materials_match(const DMFlagMat *f1, const DMFlagMat *f2)
173 {
174   return ((f1->flag & ME_SMOOTH) == (f2->flag & ME_SMOOTH) && (f1->mat_nr == f2->mat_nr));
175 }
176
177 /* Adapted from BLI_kdopbvh.c */
178 /* Returns the index of the first element on the right of the partition */
179 static int partition_indices(int *prim_indices, int lo, int hi, int axis, float mid, BBC *prim_bbc)
180 {
181   int i = lo, j = hi;
182   for (;;) {
183     for (; prim_bbc[prim_indices[i]].bcentroid[axis] < mid; i++) {
184       ;
185     }
186     for (; mid < prim_bbc[prim_indices[j]].bcentroid[axis]; j--) {
187       ;
188     }
189
190     if (!(i < j)) {
191       return i;
192     }
193
194     SWAP(int, prim_indices[i], prim_indices[j]);
195     i++;
196   }
197 }
198
199 /* Returns the index of the first element on the right of the partition */
200 static int partition_indices_material(PBVH *bvh, int lo, int hi)
201 {
202   const MPoly *mpoly = bvh->mpoly;
203   const MLoopTri *looptri = bvh->looptri;
204   const DMFlagMat *flagmats = bvh->grid_flag_mats;
205   const int *indices = bvh->prim_indices;
206   const void *first;
207   int i = lo, j = hi;
208
209   if (bvh->looptri) {
210     first = &mpoly[looptri[bvh->prim_indices[lo]].poly];
211   }
212   else {
213     first = &flagmats[bvh->prim_indices[lo]];
214   }
215
216   for (;;) {
217     if (bvh->looptri) {
218       for (; face_materials_match(first, &mpoly[looptri[indices[i]].poly]); i++) {
219         ;
220       }
221       for (; !face_materials_match(first, &mpoly[looptri[indices[j]].poly]); j--) {
222         ;
223       }
224     }
225     else {
226       for (; grid_materials_match(first, &flagmats[indices[i]]); i++) {
227         ;
228       }
229       for (; !grid_materials_match(first, &flagmats[indices[j]]); j--) {
230         ;
231       }
232     }
233
234     if (!(i < j)) {
235       return i;
236     }
237
238     SWAP(int, bvh->prim_indices[i], bvh->prim_indices[j]);
239     i++;
240   }
241 }
242
243 void pbvh_grow_nodes(PBVH *bvh, int totnode)
244 {
245   if (UNLIKELY(totnode > bvh->node_mem_count)) {
246     bvh->node_mem_count = bvh->node_mem_count + (bvh->node_mem_count / 3);
247     if (bvh->node_mem_count < totnode) {
248       bvh->node_mem_count = totnode;
249     }
250     bvh->nodes = MEM_recallocN(bvh->nodes, sizeof(PBVHNode) * bvh->node_mem_count);
251   }
252
253   bvh->totnode = totnode;
254 }
255
256 /* Add a vertex to the map, with a positive value for unique vertices and
257  * a negative value for additional vertices */
258 static int map_insert_vert(
259     PBVH *bvh, GHash *map, unsigned int *face_verts, unsigned int *uniq_verts, int vertex)
260 {
261   void *key, **value_p;
262
263   key = POINTER_FROM_INT(vertex);
264   if (!BLI_ghash_ensure_p(map, key, &value_p)) {
265     int value_i;
266     if (BLI_BITMAP_TEST(bvh->vert_bitmap, vertex) == 0) {
267       BLI_BITMAP_ENABLE(bvh->vert_bitmap, vertex);
268       value_i = *uniq_verts;
269       (*uniq_verts)++;
270     }
271     else {
272       value_i = ~(*face_verts);
273       (*face_verts)++;
274     }
275     *value_p = POINTER_FROM_INT(value_i);
276     return value_i;
277   }
278   else {
279     return POINTER_AS_INT(*value_p);
280   }
281 }
282
283 /* Find vertices used by the faces in this node and update the draw buffers */
284 static void build_mesh_leaf_node(PBVH *bvh, PBVHNode *node)
285 {
286   bool has_visible = false;
287
288   node->uniq_verts = node->face_verts = 0;
289   const int totface = node->totprim;
290
291   /* reserve size is rough guess */
292   GHash *map = BLI_ghash_int_new_ex("build_mesh_leaf_node gh", 2 * totface);
293
294   int(*face_vert_indices)[3] = MEM_mallocN(sizeof(int[3]) * totface, "bvh node face vert indices");
295
296   node->face_vert_indices = (const int(*)[3])face_vert_indices;
297
298   for (int i = 0; i < totface; ++i) {
299     const MLoopTri *lt = &bvh->looptri[node->prim_indices[i]];
300     for (int j = 0; j < 3; ++j) {
301       face_vert_indices[i][j] = map_insert_vert(
302           bvh, map, &node->face_verts, &node->uniq_verts, bvh->mloop[lt->tri[j]].v);
303     }
304
305     if (!paint_is_face_hidden(lt, bvh->verts, bvh->mloop)) {
306       has_visible = true;
307     }
308   }
309
310   int *vert_indices = MEM_callocN(sizeof(int) * (node->uniq_verts + node->face_verts),
311                                   "bvh node vert indices");
312   node->vert_indices = vert_indices;
313
314   /* Build the vertex list, unique verts first */
315   GHashIterator gh_iter;
316   GHASH_ITER (gh_iter, map) {
317     void *value = BLI_ghashIterator_getValue(&gh_iter);
318     int ndx = POINTER_AS_INT(value);
319
320     if (ndx < 0) {
321       ndx = -ndx + node->uniq_verts - 1;
322     }
323
324     vert_indices[ndx] = POINTER_AS_INT(BLI_ghashIterator_getKey(&gh_iter));
325   }
326
327   for (int i = 0; i < totface; ++i) {
328     const int sides = 3;
329
330     for (int j = 0; j < sides; ++j) {
331       if (face_vert_indices[i][j] < 0) {
332         face_vert_indices[i][j] = -face_vert_indices[i][j] + node->uniq_verts - 1;
333       }
334     }
335   }
336
337   BKE_pbvh_node_mark_rebuild_draw(node);
338
339   BKE_pbvh_node_fully_hidden_set(node, !has_visible);
340
341   BLI_ghash_free(map, NULL, NULL);
342 }
343
344 static void update_vb(PBVH *bvh, PBVHNode *node, BBC *prim_bbc, int offset, int count)
345 {
346   BB_reset(&node->vb);
347   for (int i = offset + count - 1; i >= offset; --i) {
348     BB_expand_with_bb(&node->vb, (BB *)(&prim_bbc[bvh->prim_indices[i]]));
349   }
350   node->orig_vb = node->vb;
351 }
352
353 /* Returns the number of visible quads in the nodes' grids. */
354 int BKE_pbvh_count_grid_quads(BLI_bitmap **grid_hidden,
355                               int *grid_indices,
356                               int totgrid,
357                               int gridsize)
358 {
359   const int gridarea = (gridsize - 1) * (gridsize - 1);
360   int totquad = 0;
361
362   /* grid hidden layer is present, so have to check each grid for
363    * visibility */
364
365   for (int i = 0; i < totgrid; i++) {
366     const BLI_bitmap *gh = grid_hidden[grid_indices[i]];
367
368     if (gh) {
369       /* grid hidden are present, have to check each element */
370       for (int y = 0; y < gridsize - 1; y++) {
371         for (int x = 0; x < gridsize - 1; x++) {
372           if (!paint_is_grid_face_hidden(gh, gridsize, x, y)) {
373             totquad++;
374           }
375         }
376       }
377     }
378     else {
379       totquad += gridarea;
380     }
381   }
382
383   return totquad;
384 }
385
386 static void build_grid_leaf_node(PBVH *bvh, PBVHNode *node)
387 {
388   int totquads = BKE_pbvh_count_grid_quads(
389       bvh->grid_hidden, node->prim_indices, node->totprim, bvh->gridkey.grid_size);
390   BKE_pbvh_node_fully_hidden_set(node, (totquads == 0));
391   BKE_pbvh_node_mark_rebuild_draw(node);
392 }
393
394 static void build_leaf(PBVH *bvh, int node_index, BBC *prim_bbc, int offset, int count)
395 {
396   bvh->nodes[node_index].flag |= PBVH_Leaf;
397
398   bvh->nodes[node_index].prim_indices = bvh->prim_indices + offset;
399   bvh->nodes[node_index].totprim = count;
400
401   /* Still need vb for searches */
402   update_vb(bvh, &bvh->nodes[node_index], prim_bbc, offset, count);
403
404   if (bvh->looptri) {
405     build_mesh_leaf_node(bvh, bvh->nodes + node_index);
406   }
407   else {
408     build_grid_leaf_node(bvh, bvh->nodes + node_index);
409   }
410 }
411
412 /* Return zero if all primitives in the node can be drawn with the
413  * same material (including flat/smooth shading), non-zero otherwise */
414 static bool leaf_needs_material_split(PBVH *bvh, int offset, int count)
415 {
416   if (count <= 1) {
417     return false;
418   }
419
420   if (bvh->looptri) {
421     const MLoopTri *first = &bvh->looptri[bvh->prim_indices[offset]];
422     const MPoly *mp = &bvh->mpoly[first->poly];
423
424     for (int i = offset + count - 1; i > offset; --i) {
425       int prim = bvh->prim_indices[i];
426       const MPoly *mp_other = &bvh->mpoly[bvh->looptri[prim].poly];
427       if (!face_materials_match(mp, mp_other)) {
428         return true;
429       }
430     }
431   }
432   else {
433     const DMFlagMat *first = &bvh->grid_flag_mats[bvh->prim_indices[offset]];
434
435     for (int i = offset + count - 1; i > offset; --i) {
436       int prim = bvh->prim_indices[i];
437       if (!grid_materials_match(first, &bvh->grid_flag_mats[prim])) {
438         return true;
439       }
440     }
441   }
442
443   return false;
444 }
445
446 /* Recursively build a node in the tree
447  *
448  * vb is the voxel box around all of the primitives contained in
449  * this node.
450  *
451  * cb is the bounding box around all the centroids of the primitives
452  * contained in this node
453  *
454  * offset and start indicate a range in the array of primitive indices
455  */
456
457 static void build_sub(PBVH *bvh, int node_index, BB *cb, BBC *prim_bbc, int offset, int count)
458 {
459   int end;
460   BB cb_backing;
461
462   /* Decide whether this is a leaf or not */
463   const bool below_leaf_limit = count <= bvh->leaf_limit;
464   if (below_leaf_limit) {
465     if (!leaf_needs_material_split(bvh, offset, count)) {
466       build_leaf(bvh, node_index, prim_bbc, offset, count);
467       return;
468     }
469   }
470
471   /* Add two child nodes */
472   bvh->nodes[node_index].children_offset = bvh->totnode;
473   pbvh_grow_nodes(bvh, bvh->totnode + 2);
474
475   /* Update parent node bounding box */
476   update_vb(bvh, &bvh->nodes[node_index], prim_bbc, offset, count);
477
478   if (!below_leaf_limit) {
479     /* Find axis with widest range of primitive centroids */
480     if (!cb) {
481       cb = &cb_backing;
482       BB_reset(cb);
483       for (int i = offset + count - 1; i >= offset; --i) {
484         BB_expand(cb, prim_bbc[bvh->prim_indices[i]].bcentroid);
485       }
486     }
487     const int axis = BB_widest_axis(cb);
488
489     /* Partition primitives along that axis */
490     end = partition_indices(bvh->prim_indices,
491                             offset,
492                             offset + count - 1,
493                             axis,
494                             (cb->bmax[axis] + cb->bmin[axis]) * 0.5f,
495                             prim_bbc);
496   }
497   else {
498     /* Partition primitives by material */
499     end = partition_indices_material(bvh, offset, offset + count - 1);
500   }
501
502   /* Build children */
503   build_sub(bvh, bvh->nodes[node_index].children_offset, NULL, prim_bbc, offset, end - offset);
504   build_sub(
505       bvh, bvh->nodes[node_index].children_offset + 1, NULL, prim_bbc, end, offset + count - end);
506 }
507
508 static void pbvh_build(PBVH *bvh, BB *cb, BBC *prim_bbc, int totprim)
509 {
510   if (totprim != bvh->totprim) {
511     bvh->totprim = totprim;
512     if (bvh->nodes) {
513       MEM_freeN(bvh->nodes);
514     }
515     if (bvh->prim_indices) {
516       MEM_freeN(bvh->prim_indices);
517     }
518     bvh->prim_indices = MEM_mallocN(sizeof(int) * totprim, "bvh prim indices");
519     for (int i = 0; i < totprim; ++i) {
520       bvh->prim_indices[i] = i;
521     }
522     bvh->totnode = 0;
523     if (bvh->node_mem_count < 100) {
524       bvh->node_mem_count = 100;
525       bvh->nodes = MEM_callocN(sizeof(PBVHNode) * bvh->node_mem_count, "bvh initial nodes");
526     }
527   }
528
529   bvh->totnode = 1;
530   build_sub(bvh, 0, cb, prim_bbc, 0, totprim);
531 }
532
533 /**
534  * Do a full rebuild with on Mesh data structure.
535  *
536  * \note Unlike mpoly/mloop/verts, looptri is **totally owned** by PBVH
537  * (which means it may rewrite it if needed, see #BKE_pbvh_apply_vertCos().
538  */
539 void BKE_pbvh_build_mesh(PBVH *bvh,
540                          const MPoly *mpoly,
541                          const MLoop *mloop,
542                          MVert *verts,
543                          int totvert,
544                          struct CustomData *vdata,
545                          const MLoopTri *looptri,
546                          int looptri_num)
547 {
548   BBC *prim_bbc = NULL;
549   BB cb;
550
551   bvh->type = PBVH_FACES;
552   bvh->mpoly = mpoly;
553   bvh->mloop = mloop;
554   bvh->looptri = looptri;
555   bvh->verts = verts;
556   bvh->vert_bitmap = BLI_BITMAP_NEW(totvert, "bvh->vert_bitmap");
557   bvh->totvert = totvert;
558   bvh->leaf_limit = LEAF_LIMIT;
559   bvh->vdata = vdata;
560
561   BB_reset(&cb);
562
563   /* For each face, store the AABB and the AABB centroid */
564   prim_bbc = MEM_mallocN(sizeof(BBC) * looptri_num, "prim_bbc");
565
566   for (int i = 0; i < looptri_num; ++i) {
567     const MLoopTri *lt = &looptri[i];
568     const int sides = 3;
569     BBC *bbc = prim_bbc + i;
570
571     BB_reset((BB *)bbc);
572
573     for (int j = 0; j < sides; ++j) {
574       BB_expand((BB *)bbc, verts[bvh->mloop[lt->tri[j]].v].co);
575     }
576
577     BBC_update_centroid(bbc);
578
579     BB_expand(&cb, bbc->bcentroid);
580   }
581
582   if (looptri_num) {
583     pbvh_build(bvh, &cb, prim_bbc, looptri_num);
584   }
585
586   MEM_freeN(prim_bbc);
587   MEM_freeN(bvh->vert_bitmap);
588 }
589
590 /* Do a full rebuild with on Grids data structure */
591 void BKE_pbvh_build_grids(PBVH *bvh,
592                           CCGElem **grids,
593                           int totgrid,
594                           CCGKey *key,
595                           void **gridfaces,
596                           DMFlagMat *flagmats,
597                           BLI_bitmap **grid_hidden)
598 {
599   const int gridsize = key->grid_size;
600
601   bvh->type = PBVH_GRIDS;
602   bvh->grids = grids;
603   bvh->gridfaces = gridfaces;
604   bvh->grid_flag_mats = flagmats;
605   bvh->totgrid = totgrid;
606   bvh->gridkey = *key;
607   bvh->grid_hidden = grid_hidden;
608   bvh->leaf_limit = max_ii(LEAF_LIMIT / ((gridsize - 1) * (gridsize - 1)), 1);
609
610   BB cb;
611   BB_reset(&cb);
612
613   /* For each grid, store the AABB and the AABB centroid */
614   BBC *prim_bbc = MEM_mallocN(sizeof(BBC) * totgrid, "prim_bbc");
615
616   for (int i = 0; i < totgrid; ++i) {
617     CCGElem *grid = grids[i];
618     BBC *bbc = prim_bbc + i;
619
620     BB_reset((BB *)bbc);
621
622     for (int j = 0; j < gridsize * gridsize; ++j) {
623       BB_expand((BB *)bbc, CCG_elem_offset_co(key, grid, j));
624     }
625
626     BBC_update_centroid(bbc);
627
628     BB_expand(&cb, bbc->bcentroid);
629   }
630
631   if (totgrid) {
632     pbvh_build(bvh, &cb, prim_bbc, totgrid);
633   }
634
635   MEM_freeN(prim_bbc);
636 }
637
638 PBVH *BKE_pbvh_new(void)
639 {
640   PBVH *bvh = MEM_callocN(sizeof(PBVH), "pbvh");
641
642   return bvh;
643 }
644
645 void BKE_pbvh_free(PBVH *bvh)
646 {
647   for (int i = 0; i < bvh->totnode; ++i) {
648     PBVHNode *node = &bvh->nodes[i];
649
650     if (node->flag & PBVH_Leaf) {
651       if (node->draw_buffers) {
652         GPU_pbvh_buffers_free(node->draw_buffers);
653       }
654       if (node->vert_indices) {
655         MEM_freeN((void *)node->vert_indices);
656       }
657       if (node->face_vert_indices) {
658         MEM_freeN((void *)node->face_vert_indices);
659       }
660       BKE_pbvh_node_layer_disp_free(node);
661
662       if (node->bm_faces) {
663         BLI_gset_free(node->bm_faces, NULL);
664       }
665       if (node->bm_unique_verts) {
666         BLI_gset_free(node->bm_unique_verts, NULL);
667       }
668       if (node->bm_other_verts) {
669         BLI_gset_free(node->bm_other_verts, NULL);
670       }
671     }
672   }
673
674   if (bvh->deformed) {
675     if (bvh->verts) {
676       /* if pbvh was deformed, new memory was allocated for verts/faces -- free it */
677
678       MEM_freeN((void *)bvh->verts);
679     }
680   }
681
682   if (bvh->looptri) {
683     MEM_freeN((void *)bvh->looptri);
684   }
685
686   if (bvh->nodes) {
687     MEM_freeN(bvh->nodes);
688   }
689
690   if (bvh->prim_indices) {
691     MEM_freeN(bvh->prim_indices);
692   }
693
694   MEM_freeN(bvh);
695 }
696
697 void BKE_pbvh_free_layer_disp(PBVH *bvh)
698 {
699   for (int i = 0; i < bvh->totnode; ++i) {
700     BKE_pbvh_node_layer_disp_free(&bvh->nodes[i]);
701   }
702 }
703
704 static void pbvh_iter_begin(PBVHIter *iter,
705                             PBVH *bvh,
706                             BKE_pbvh_SearchCallback scb,
707                             void *search_data)
708 {
709   iter->bvh = bvh;
710   iter->scb = scb;
711   iter->search_data = search_data;
712
713   iter->stack = iter->stackfixed;
714   iter->stackspace = STACK_FIXED_DEPTH;
715
716   iter->stack[0].node = bvh->nodes;
717   iter->stack[0].revisiting = false;
718   iter->stacksize = 1;
719 }
720
721 static void pbvh_iter_end(PBVHIter *iter)
722 {
723   if (iter->stackspace > STACK_FIXED_DEPTH) {
724     MEM_freeN(iter->stack);
725   }
726 }
727
728 static void pbvh_stack_push(PBVHIter *iter, PBVHNode *node, bool revisiting)
729 {
730   if (UNLIKELY(iter->stacksize == iter->stackspace)) {
731     iter->stackspace *= 2;
732     if (iter->stackspace != (STACK_FIXED_DEPTH * 2)) {
733       iter->stack = MEM_reallocN(iter->stack, sizeof(PBVHStack) * iter->stackspace);
734     }
735     else {
736       iter->stack = MEM_mallocN(sizeof(PBVHStack) * iter->stackspace, "PBVHStack");
737       memcpy(iter->stack, iter->stackfixed, sizeof(PBVHStack) * iter->stacksize);
738     }
739   }
740
741   iter->stack[iter->stacksize].node = node;
742   iter->stack[iter->stacksize].revisiting = revisiting;
743   iter->stacksize++;
744 }
745
746 static PBVHNode *pbvh_iter_next(PBVHIter *iter)
747 {
748   /* purpose here is to traverse tree, visiting child nodes before their
749    * parents, this order is necessary for e.g. computing bounding boxes */
750
751   while (iter->stacksize) {
752     /* pop node */
753     iter->stacksize--;
754     PBVHNode *node = iter->stack[iter->stacksize].node;
755
756     /* on a mesh with no faces this can happen
757      * can remove this check if we know meshes have at least 1 face */
758     if (node == NULL) {
759       return NULL;
760     }
761
762     bool revisiting = iter->stack[iter->stacksize].revisiting;
763
764     /* revisiting node already checked */
765     if (revisiting) {
766       return node;
767     }
768
769     if (iter->scb && !iter->scb(node, iter->search_data)) {
770       continue; /* don't traverse, outside of search zone */
771     }
772
773     if (node->flag & PBVH_Leaf) {
774       /* immediately hit leaf node */
775       return node;
776     }
777     else {
778       /* come back later when children are done */
779       pbvh_stack_push(iter, node, true);
780
781       /* push two child nodes on the stack */
782       pbvh_stack_push(iter, iter->bvh->nodes + node->children_offset + 1, false);
783       pbvh_stack_push(iter, iter->bvh->nodes + node->children_offset, false);
784     }
785   }
786
787   return NULL;
788 }
789
790 static PBVHNode *pbvh_iter_next_occluded(PBVHIter *iter)
791 {
792   while (iter->stacksize) {
793     /* pop node */
794     iter->stacksize--;
795     PBVHNode *node = iter->stack[iter->stacksize].node;
796
797     /* on a mesh with no faces this can happen
798      * can remove this check if we know meshes have at least 1 face */
799     if (node == NULL) {
800       return NULL;
801     }
802
803     if (iter->scb && !iter->scb(node, iter->search_data)) {
804       continue; /* don't traverse, outside of search zone */
805     }
806
807     if (node->flag & PBVH_Leaf) {
808       /* immediately hit leaf node */
809       return node;
810     }
811     else {
812       pbvh_stack_push(iter, iter->bvh->nodes + node->children_offset + 1, false);
813       pbvh_stack_push(iter, iter->bvh->nodes + node->children_offset, false);
814     }
815   }
816
817   return NULL;
818 }
819
820 void BKE_pbvh_search_gather(
821     PBVH *bvh, BKE_pbvh_SearchCallback scb, void *search_data, PBVHNode ***r_array, int *r_tot)
822 {
823   PBVHIter iter;
824   PBVHNode **array = NULL, *node;
825   int tot = 0, space = 0;
826
827   pbvh_iter_begin(&iter, bvh, scb, search_data);
828
829   while ((node = pbvh_iter_next(&iter))) {
830     if (node->flag & PBVH_Leaf) {
831       if (UNLIKELY(tot == space)) {
832         /* resize array if needed */
833         space = (tot == 0) ? 32 : space * 2;
834         array = MEM_recallocN_id(array, sizeof(PBVHNode *) * space, __func__);
835       }
836
837       array[tot] = node;
838       tot++;
839     }
840   }
841
842   pbvh_iter_end(&iter);
843
844   if (tot == 0 && array) {
845     MEM_freeN(array);
846     array = NULL;
847   }
848
849   *r_array = array;
850   *r_tot = tot;
851 }
852
853 void BKE_pbvh_search_callback(PBVH *bvh,
854                               BKE_pbvh_SearchCallback scb,
855                               void *search_data,
856                               BKE_pbvh_HitCallback hcb,
857                               void *hit_data)
858 {
859   PBVHIter iter;
860   PBVHNode *node;
861
862   pbvh_iter_begin(&iter, bvh, scb, search_data);
863
864   while ((node = pbvh_iter_next(&iter))) {
865     if (node->flag & PBVH_Leaf) {
866       hcb(node, hit_data);
867     }
868   }
869
870   pbvh_iter_end(&iter);
871 }
872
873 typedef struct node_tree {
874   PBVHNode *data;
875
876   struct node_tree *left;
877   struct node_tree *right;
878 } node_tree;
879
880 static void node_tree_insert(node_tree *tree, node_tree *new_node)
881 {
882   if (new_node->data->tmin < tree->data->tmin) {
883     if (tree->left) {
884       node_tree_insert(tree->left, new_node);
885     }
886     else {
887       tree->left = new_node;
888     }
889   }
890   else {
891     if (tree->right) {
892       node_tree_insert(tree->right, new_node);
893     }
894     else {
895       tree->right = new_node;
896     }
897   }
898 }
899
900 static void traverse_tree(node_tree *tree,
901                           BKE_pbvh_HitOccludedCallback hcb,
902                           void *hit_data,
903                           float *tmin)
904 {
905   if (tree->left) {
906     traverse_tree(tree->left, hcb, hit_data, tmin);
907   }
908
909   hcb(tree->data, hit_data, tmin);
910
911   if (tree->right) {
912     traverse_tree(tree->right, hcb, hit_data, tmin);
913   }
914 }
915
916 static void free_tree(node_tree *tree)
917 {
918   if (tree->left) {
919     free_tree(tree->left);
920     tree->left = NULL;
921   }
922
923   if (tree->right) {
924     free_tree(tree->right);
925     tree->right = NULL;
926   }
927
928   free(tree);
929 }
930
931 float BKE_pbvh_node_get_tmin(PBVHNode *node)
932 {
933   return node->tmin;
934 }
935
936 static void BKE_pbvh_search_callback_occluded(PBVH *bvh,
937                                               BKE_pbvh_SearchCallback scb,
938                                               void *search_data,
939                                               BKE_pbvh_HitOccludedCallback hcb,
940                                               void *hit_data)
941 {
942   PBVHIter iter;
943   PBVHNode *node;
944   node_tree *tree = NULL;
945
946   pbvh_iter_begin(&iter, bvh, scb, search_data);
947
948   while ((node = pbvh_iter_next_occluded(&iter))) {
949     if (node->flag & PBVH_Leaf) {
950       node_tree *new_node = malloc(sizeof(node_tree));
951
952       new_node->data = node;
953
954       new_node->left = NULL;
955       new_node->right = NULL;
956
957       if (tree) {
958         node_tree_insert(tree, new_node);
959       }
960       else {
961         tree = new_node;
962       }
963     }
964   }
965
966   pbvh_iter_end(&iter);
967
968   if (tree) {
969     float tmin = FLT_MAX;
970     traverse_tree(tree, hcb, hit_data, &tmin);
971     free_tree(tree);
972   }
973 }
974
975 static bool update_search_cb(PBVHNode *node, void *data_v)
976 {
977   int flag = POINTER_AS_INT(data_v);
978
979   if (node->flag & PBVH_Leaf) {
980     return (node->flag & flag) != 0;
981   }
982
983   return true;
984 }
985
986 typedef struct PBVHUpdateData {
987   PBVH *bvh;
988   PBVHNode **nodes;
989   int totnode;
990
991   float (*fnors)[3];
992   float (*vnors)[3];
993   int flag;
994 } PBVHUpdateData;
995
996 static void pbvh_update_normals_accum_task_cb(void *__restrict userdata,
997                                               const int n,
998                                               const ParallelRangeTLS *__restrict UNUSED(tls))
999 {
1000   PBVHUpdateData *data = userdata;
1001
1002   PBVH *bvh = data->bvh;
1003   PBVHNode *node = data->nodes[n];
1004   float(*fnors)[3] = data->fnors;
1005   float(*vnors)[3] = data->vnors;
1006
1007   if ((node->flag & PBVH_UpdateNormals)) {
1008     unsigned int mpoly_prev = UINT_MAX;
1009     float fn[3];
1010
1011     const int *faces = node->prim_indices;
1012     const int totface = node->totprim;
1013
1014     for (int i = 0; i < totface; ++i) {
1015       const MLoopTri *lt = &bvh->looptri[faces[i]];
1016       const unsigned int vtri[3] = {
1017           bvh->mloop[lt->tri[0]].v,
1018           bvh->mloop[lt->tri[1]].v,
1019           bvh->mloop[lt->tri[2]].v,
1020       };
1021       const int sides = 3;
1022
1023       /* Face normal and mask */
1024       if (lt->poly != mpoly_prev) {
1025         const MPoly *mp = &bvh->mpoly[lt->poly];
1026         BKE_mesh_calc_poly_normal(mp, &bvh->mloop[mp->loopstart], bvh->verts, fn);
1027         mpoly_prev = lt->poly;
1028
1029         if (fnors) {
1030           /* We can assume a face is only present in one node ever. */
1031           copy_v3_v3(fnors[lt->poly], fn);
1032         }
1033       }
1034
1035       for (int j = sides; j--;) {
1036         const int v = vtri[j];
1037
1038         if (bvh->verts[v].flag & ME_VERT_PBVH_UPDATE) {
1039           /* Note: This avoids `lock, add_v3_v3, unlock` and is five to ten times quicker than a spinlock.
1040            *       Not exact equivalent though, since atomicity is only ensured for one component
1041            *       of the vector at a time, but here it shall not make any sensible difference. */
1042           for (int k = 3; k--;) {
1043             atomic_add_and_fetch_fl(&vnors[v][k], fn[k]);
1044           }
1045         }
1046       }
1047     }
1048   }
1049 }
1050
1051 static void pbvh_update_normals_store_task_cb(void *__restrict userdata,
1052                                               const int n,
1053                                               const ParallelRangeTLS *__restrict UNUSED(tls))
1054 {
1055   PBVHUpdateData *data = userdata;
1056   PBVH *bvh = data->bvh;
1057   PBVHNode *node = data->nodes[n];
1058   float(*vnors)[3] = data->vnors;
1059
1060   if (node->flag & PBVH_UpdateNormals) {
1061     const int *verts = node->vert_indices;
1062     const int totvert = node->uniq_verts;
1063
1064     for (int i = 0; i < totvert; ++i) {
1065       const int v = verts[i];
1066       MVert *mvert = &bvh->verts[v];
1067
1068       /* mvert is shared between nodes, hence between threads. */
1069       if (atomic_fetch_and_and_char(&mvert->flag, (char)~ME_VERT_PBVH_UPDATE) &
1070           ME_VERT_PBVH_UPDATE) {
1071         normalize_v3(vnors[v]);
1072         normal_float_to_short_v3(mvert->no, vnors[v]);
1073       }
1074     }
1075
1076     node->flag &= ~PBVH_UpdateNormals;
1077   }
1078 }
1079
1080 static void pbvh_update_normals(PBVH *bvh, PBVHNode **nodes, int totnode, float (*fnors)[3])
1081 {
1082   float(*vnors)[3];
1083
1084   if (bvh->type == PBVH_BMESH) {
1085     BLI_assert(fnors == NULL);
1086     pbvh_bmesh_normals_update(nodes, totnode);
1087     return;
1088   }
1089
1090   if (bvh->type != PBVH_FACES) {
1091     return;
1092   }
1093
1094   /* could be per node to save some memory, but also means
1095    * we have to store for each vertex which node it is in */
1096   vnors = MEM_callocN(sizeof(*vnors) * bvh->totvert, __func__);
1097
1098   /* subtle assumptions:
1099    * - We know that for all edited vertices, the nodes with faces
1100    *   adjacent to these vertices have been marked with PBVH_UpdateNormals.
1101    *   This is true because if the vertex is inside the brush radius, the
1102    *   bounding box of it's adjacent faces will be as well.
1103    * - However this is only true for the vertices that have actually been
1104    *   edited, not for all vertices in the nodes marked for update, so we
1105    *   can only update vertices marked with ME_VERT_PBVH_UPDATE.
1106    */
1107
1108   PBVHUpdateData data = {
1109       .bvh = bvh,
1110       .nodes = nodes,
1111       .fnors = fnors,
1112       .vnors = vnors,
1113   };
1114
1115   ParallelRangeSettings settings;
1116   BLI_parallel_range_settings_defaults(&settings);
1117   settings.use_threading = (totnode > PBVH_THREADED_LIMIT);
1118
1119   BLI_task_parallel_range(0, totnode, &data, pbvh_update_normals_accum_task_cb, &settings);
1120
1121   BLI_task_parallel_range(0, totnode, &data, pbvh_update_normals_store_task_cb, &settings);
1122
1123   MEM_freeN(vnors);
1124 }
1125
1126 static void pbvh_update_BB_redraw_task_cb(void *__restrict userdata,
1127                                           const int n,
1128                                           const ParallelRangeTLS *__restrict UNUSED(tls))
1129 {
1130   PBVHUpdateData *data = userdata;
1131   PBVH *bvh = data->bvh;
1132   PBVHNode *node = data->nodes[n];
1133   const int flag = data->flag;
1134
1135   if ((flag & PBVH_UpdateBB) && (node->flag & PBVH_UpdateBB)) {
1136     /* don't clear flag yet, leave it for flushing later */
1137     /* Note that bvh usage is read-only here, so no need to thread-protect it. */
1138     update_node_vb(bvh, node);
1139   }
1140
1141   if ((flag & PBVH_UpdateOriginalBB) && (node->flag & PBVH_UpdateOriginalBB)) {
1142     node->orig_vb = node->vb;
1143   }
1144
1145   if ((flag & PBVH_UpdateRedraw) && (node->flag & PBVH_UpdateRedraw)) {
1146     node->flag &= ~PBVH_UpdateRedraw;
1147   }
1148 }
1149
1150 void pbvh_update_BB_redraw(PBVH *bvh, PBVHNode **nodes, int totnode, int flag)
1151 {
1152   /* update BB, redraw flag */
1153   PBVHUpdateData data = {
1154       .bvh = bvh,
1155       .nodes = nodes,
1156       .flag = flag,
1157   };
1158
1159   ParallelRangeSettings settings;
1160   BLI_parallel_range_settings_defaults(&settings);
1161   settings.use_threading = (totnode > PBVH_THREADED_LIMIT);
1162   BLI_task_parallel_range(0, totnode, &data, pbvh_update_BB_redraw_task_cb, &settings);
1163 }
1164
1165 static int pbvh_get_buffers_update_flags(PBVH *bvh)
1166 {
1167   int update_flags = 0;
1168   update_flags |= bvh->show_mask ? GPU_PBVH_BUFFERS_SHOW_MASK : 0;
1169   return update_flags;
1170 }
1171
1172 static void pbvh_update_draw_buffers(PBVH *bvh, PBVHNode **nodes, int totnode)
1173 {
1174   /* can't be done in parallel with OpenGL */
1175   for (int n = 0; n < totnode; n++) {
1176     PBVHNode *node = nodes[n];
1177
1178     if (node->flag & PBVH_RebuildDrawBuffers) {
1179       GPU_pbvh_buffers_free(node->draw_buffers);
1180       switch (bvh->type) {
1181         case PBVH_GRIDS:
1182           node->draw_buffers = GPU_pbvh_grid_buffers_build(node->totprim, bvh->grid_hidden);
1183           break;
1184         case PBVH_FACES:
1185           node->draw_buffers = GPU_pbvh_mesh_buffers_build(node->face_vert_indices,
1186                                                            bvh->mpoly,
1187                                                            bvh->mloop,
1188                                                            bvh->looptri,
1189                                                            bvh->verts,
1190                                                            node->prim_indices,
1191                                                            node->totprim);
1192           break;
1193         case PBVH_BMESH:
1194           node->draw_buffers = GPU_pbvh_bmesh_buffers_build(bvh->flags &
1195                                                             PBVH_DYNTOPO_SMOOTH_SHADING);
1196           break;
1197       }
1198
1199       node->flag &= ~PBVH_RebuildDrawBuffers;
1200     }
1201
1202     if (node->flag & PBVH_UpdateDrawBuffers) {
1203       const int update_flags = pbvh_get_buffers_update_flags(bvh);
1204       switch (bvh->type) {
1205         case PBVH_GRIDS:
1206           GPU_pbvh_grid_buffers_update(node->draw_buffers,
1207                                        bvh->grids,
1208                                        bvh->grid_flag_mats,
1209                                        node->prim_indices,
1210                                        node->totprim,
1211                                        &bvh->gridkey,
1212                                        update_flags);
1213           break;
1214         case PBVH_FACES:
1215           GPU_pbvh_mesh_buffers_update(node->draw_buffers,
1216                                        bvh->verts,
1217                                        node->vert_indices,
1218                                        node->uniq_verts + node->face_verts,
1219                                        CustomData_get_layer(bvh->vdata, CD_PAINT_MASK),
1220                                        node->face_vert_indices,
1221                                        update_flags);
1222           break;
1223         case PBVH_BMESH:
1224           GPU_pbvh_bmesh_buffers_update(node->draw_buffers,
1225                                         bvh->bm,
1226                                         node->bm_faces,
1227                                         node->bm_unique_verts,
1228                                         node->bm_other_verts,
1229                                         update_flags);
1230           break;
1231       }
1232
1233       node->flag &= ~PBVH_UpdateDrawBuffers;
1234     }
1235   }
1236 }
1237
1238 static int pbvh_flush_bb(PBVH *bvh, PBVHNode *node, int flag)
1239 {
1240   int update = 0;
1241
1242   /* difficult to multithread well, we just do single threaded recursive */
1243   if (node->flag & PBVH_Leaf) {
1244     if (flag & PBVH_UpdateBB) {
1245       update |= (node->flag & PBVH_UpdateBB);
1246       node->flag &= ~PBVH_UpdateBB;
1247     }
1248
1249     if (flag & PBVH_UpdateOriginalBB) {
1250       update |= (node->flag & PBVH_UpdateOriginalBB);
1251       node->flag &= ~PBVH_UpdateOriginalBB;
1252     }
1253
1254     return update;
1255   }
1256   else {
1257     update |= pbvh_flush_bb(bvh, bvh->nodes + node->children_offset, flag);
1258     update |= pbvh_flush_bb(bvh, bvh->nodes + node->children_offset + 1, flag);
1259
1260     if (update & PBVH_UpdateBB) {
1261       update_node_vb(bvh, node);
1262     }
1263     if (update & PBVH_UpdateOriginalBB) {
1264       node->orig_vb = node->vb;
1265     }
1266   }
1267
1268   return update;
1269 }
1270
1271 void BKE_pbvh_update(PBVH *bvh, int flag, float (*fnors)[3])
1272 {
1273   if (!bvh->nodes) {
1274     return;
1275   }
1276
1277   PBVHNode **nodes;
1278   int totnode;
1279
1280   BKE_pbvh_search_gather(bvh, update_search_cb, POINTER_FROM_INT(flag), &nodes, &totnode);
1281
1282   if (flag & PBVH_UpdateNormals) {
1283     pbvh_update_normals(bvh, nodes, totnode, fnors);
1284   }
1285
1286   if (flag & (PBVH_UpdateBB | PBVH_UpdateOriginalBB | PBVH_UpdateRedraw)) {
1287     pbvh_update_BB_redraw(bvh, nodes, totnode, flag);
1288   }
1289
1290   if (flag & (PBVH_UpdateBB | PBVH_UpdateOriginalBB)) {
1291     pbvh_flush_bb(bvh, bvh->nodes, flag);
1292   }
1293
1294   if (nodes) {
1295     MEM_freeN(nodes);
1296   }
1297 }
1298
1299 void BKE_pbvh_redraw_BB(PBVH *bvh, float bb_min[3], float bb_max[3])
1300 {
1301   PBVHIter iter;
1302   PBVHNode *node;
1303   BB bb;
1304
1305   BB_reset(&bb);
1306
1307   pbvh_iter_begin(&iter, bvh, NULL, NULL);
1308
1309   while ((node = pbvh_iter_next(&iter))) {
1310     if (node->flag & PBVH_UpdateRedraw) {
1311       BB_expand_with_bb(&bb, &node->vb);
1312     }
1313   }
1314
1315   pbvh_iter_end(&iter);
1316
1317   copy_v3_v3(bb_min, bb.bmin);
1318   copy_v3_v3(bb_max, bb.bmax);
1319 }
1320
1321 void BKE_pbvh_get_grid_updates(PBVH *bvh, bool clear, void ***r_gridfaces, int *r_totface)
1322 {
1323   GSet *face_set = BLI_gset_ptr_new(__func__);
1324   PBVHNode *node;
1325   PBVHIter iter;
1326
1327   pbvh_iter_begin(&iter, bvh, NULL, NULL);
1328
1329   while ((node = pbvh_iter_next(&iter))) {
1330     if (node->flag & PBVH_UpdateNormals) {
1331       for (unsigned i = 0; i < node->totprim; ++i) {
1332         void *face = bvh->gridfaces[node->prim_indices[i]];
1333         BLI_gset_add(face_set, face);
1334       }
1335
1336       if (clear) {
1337         node->flag &= ~PBVH_UpdateNormals;
1338       }
1339     }
1340   }
1341
1342   pbvh_iter_end(&iter);
1343
1344   const int tot = BLI_gset_len(face_set);
1345   if (tot == 0) {
1346     *r_totface = 0;
1347     *r_gridfaces = NULL;
1348     BLI_gset_free(face_set, NULL);
1349     return;
1350   }
1351
1352   void **faces = MEM_mallocN(sizeof(*faces) * tot, "PBVH Grid Faces");
1353
1354   GSetIterator gs_iter;
1355   int i;
1356   GSET_ITER_INDEX (gs_iter, face_set, i) {
1357     faces[i] = BLI_gsetIterator_getKey(&gs_iter);
1358   }
1359
1360   BLI_gset_free(face_set, NULL);
1361
1362   *r_totface = tot;
1363   *r_gridfaces = faces;
1364 }
1365
1366 /***************************** PBVH Access ***********************************/
1367
1368 PBVHType BKE_pbvh_type(const PBVH *bvh)
1369 {
1370   return bvh->type;
1371 }
1372
1373 bool BKE_pbvh_has_faces(const PBVH *bvh)
1374 {
1375   if (bvh->type == PBVH_BMESH) {
1376     return (bvh->bm->totface != 0);
1377   }
1378   else {
1379     return (bvh->totprim != 0);
1380   }
1381 }
1382
1383 void BKE_pbvh_bounding_box(const PBVH *bvh, float min[3], float max[3])
1384 {
1385   if (bvh->totnode) {
1386     const BB *bb = &bvh->nodes[0].vb;
1387     copy_v3_v3(min, bb->bmin);
1388     copy_v3_v3(max, bb->bmax);
1389   }
1390   else {
1391     zero_v3(min);
1392     zero_v3(max);
1393   }
1394 }
1395
1396 BLI_bitmap **BKE_pbvh_grid_hidden(const PBVH *bvh)
1397 {
1398   BLI_assert(bvh->type == PBVH_GRIDS);
1399   return bvh->grid_hidden;
1400 }
1401
1402 void BKE_pbvh_get_grid_key(const PBVH *bvh, CCGKey *key)
1403 {
1404   BLI_assert(bvh->type == PBVH_GRIDS);
1405   *key = bvh->gridkey;
1406 }
1407
1408 struct CCGElem **BKE_pbvh_get_grids(const PBVH *bvh, int *num_grids)
1409 {
1410   BLI_assert(bvh->type == PBVH_GRIDS);
1411   *num_grids = bvh->totgrid;
1412   return bvh->grids;
1413 }
1414
1415 BMesh *BKE_pbvh_get_bmesh(PBVH *bvh)
1416 {
1417   BLI_assert(bvh->type == PBVH_BMESH);
1418   return bvh->bm;
1419 }
1420
1421 /***************************** Node Access ***********************************/
1422
1423 void BKE_pbvh_node_mark_update(PBVHNode *node)
1424 {
1425   node->flag |= PBVH_UpdateNormals | PBVH_UpdateBB | PBVH_UpdateOriginalBB |
1426                 PBVH_UpdateDrawBuffers | PBVH_UpdateRedraw;
1427 }
1428
1429 void BKE_pbvh_node_mark_rebuild_draw(PBVHNode *node)
1430 {
1431   node->flag |= PBVH_RebuildDrawBuffers | PBVH_UpdateDrawBuffers | PBVH_UpdateRedraw;
1432 }
1433
1434 void BKE_pbvh_node_mark_redraw(PBVHNode *node)
1435 {
1436   node->flag |= PBVH_UpdateDrawBuffers | PBVH_UpdateRedraw;
1437 }
1438
1439 void BKE_pbvh_node_mark_normals_update(PBVHNode *node)
1440 {
1441   node->flag |= PBVH_UpdateNormals;
1442 }
1443
1444 void BKE_pbvh_node_fully_hidden_set(PBVHNode *node, int fully_hidden)
1445 {
1446   BLI_assert(node->flag & PBVH_Leaf);
1447
1448   if (fully_hidden) {
1449     node->flag |= PBVH_FullyHidden;
1450   }
1451   else {
1452     node->flag &= ~PBVH_FullyHidden;
1453   }
1454 }
1455
1456 void BKE_pbvh_node_get_verts(PBVH *bvh,
1457                              PBVHNode *node,
1458                              const int **r_vert_indices,
1459                              MVert **r_verts)
1460 {
1461   if (r_vert_indices) {
1462     *r_vert_indices = node->vert_indices;
1463   }
1464
1465   if (r_verts) {
1466     *r_verts = bvh->verts;
1467   }
1468 }
1469
1470 void BKE_pbvh_node_num_verts(PBVH *bvh, PBVHNode *node, int *r_uniquevert, int *r_totvert)
1471 {
1472   int tot;
1473
1474   switch (bvh->type) {
1475     case PBVH_GRIDS:
1476       tot = node->totprim * bvh->gridkey.grid_area;
1477       if (r_totvert) {
1478         *r_totvert = tot;
1479       }
1480       if (r_uniquevert) {
1481         *r_uniquevert = tot;
1482       }
1483       break;
1484     case PBVH_FACES:
1485       if (r_totvert) {
1486         *r_totvert = node->uniq_verts + node->face_verts;
1487       }
1488       if (r_uniquevert) {
1489         *r_uniquevert = node->uniq_verts;
1490       }
1491       break;
1492     case PBVH_BMESH:
1493       tot = BLI_gset_len(node->bm_unique_verts);
1494       if (r_totvert) {
1495         *r_totvert = tot + BLI_gset_len(node->bm_other_verts);
1496       }
1497       if (r_uniquevert) {
1498         *r_uniquevert = tot;
1499       }
1500       break;
1501   }
1502 }
1503
1504 void BKE_pbvh_node_get_grids(PBVH *bvh,
1505                              PBVHNode *node,
1506                              int **r_grid_indices,
1507                              int *r_totgrid,
1508                              int *r_maxgrid,
1509                              int *r_gridsize,
1510                              CCGElem ***r_griddata)
1511 {
1512   switch (bvh->type) {
1513     case PBVH_GRIDS:
1514       if (r_grid_indices) {
1515         *r_grid_indices = node->prim_indices;
1516       }
1517       if (r_totgrid) {
1518         *r_totgrid = node->totprim;
1519       }
1520       if (r_maxgrid) {
1521         *r_maxgrid = bvh->totgrid;
1522       }
1523       if (r_gridsize) {
1524         *r_gridsize = bvh->gridkey.grid_size;
1525       }
1526       if (r_griddata) {
1527         *r_griddata = bvh->grids;
1528       }
1529       break;
1530     case PBVH_FACES:
1531     case PBVH_BMESH:
1532       if (r_grid_indices) {
1533         *r_grid_indices = NULL;
1534       }
1535       if (r_totgrid) {
1536         *r_totgrid = 0;
1537       }
1538       if (r_maxgrid) {
1539         *r_maxgrid = 0;
1540       }
1541       if (r_gridsize) {
1542         *r_gridsize = 0;
1543       }
1544       if (r_griddata) {
1545         *r_griddata = NULL;
1546       }
1547       break;
1548   }
1549 }
1550
1551 void BKE_pbvh_node_get_BB(PBVHNode *node, float bb_min[3], float bb_max[3])
1552 {
1553   copy_v3_v3(bb_min, node->vb.bmin);
1554   copy_v3_v3(bb_max, node->vb.bmax);
1555 }
1556
1557 void BKE_pbvh_node_get_original_BB(PBVHNode *node, float bb_min[3], float bb_max[3])
1558 {
1559   copy_v3_v3(bb_min, node->orig_vb.bmin);
1560   copy_v3_v3(bb_max, node->orig_vb.bmax);
1561 }
1562
1563 void BKE_pbvh_node_get_proxies(PBVHNode *node, PBVHProxyNode **proxies, int *proxy_count)
1564 {
1565   if (node->proxy_count > 0) {
1566     if (proxies) {
1567       *proxies = node->proxies;
1568     }
1569     if (proxy_count) {
1570       *proxy_count = node->proxy_count;
1571     }
1572   }
1573   else {
1574     if (proxies) {
1575       *proxies = NULL;
1576     }
1577     if (proxy_count) {
1578       *proxy_count = 0;
1579     }
1580   }
1581 }
1582
1583 void BKE_pbvh_node_get_bm_orco_data(PBVHNode *node,
1584                                     int (**r_orco_tris)[3],
1585                                     int *r_orco_tris_num,
1586                                     float (**r_orco_coords)[3])
1587 {
1588   *r_orco_tris = node->bm_ortri;
1589   *r_orco_tris_num = node->bm_tot_ortri;
1590   *r_orco_coords = node->bm_orco;
1591 }
1592
1593 /**
1594  * \note doing a full search on all vertices here seems expensive,
1595  * however this is important to avoid having to recalculate boundbox & sync the buffers to the GPU
1596  * (which is far more expensive!) See: T47232.
1597  */
1598 bool BKE_pbvh_node_vert_update_check_any(PBVH *bvh, PBVHNode *node)
1599 {
1600   BLI_assert(bvh->type == PBVH_FACES);
1601   const int *verts = node->vert_indices;
1602   const int totvert = node->uniq_verts + node->face_verts;
1603
1604   for (int i = 0; i < totvert; ++i) {
1605     const int v = verts[i];
1606     const MVert *mvert = &bvh->verts[v];
1607
1608     if (mvert->flag & ME_VERT_PBVH_UPDATE) {
1609       return true;
1610     }
1611   }
1612
1613   return false;
1614 }
1615
1616 /********************************* Raycast ***********************************/
1617
1618 typedef struct {
1619   struct IsectRayAABB_Precalc ray;
1620   bool original;
1621 } RaycastData;
1622
1623 static bool ray_aabb_intersect(PBVHNode *node, void *data_v)
1624 {
1625   RaycastData *rcd = data_v;
1626   const float *bb_min, *bb_max;
1627
1628   if (rcd->original) {
1629     /* BKE_pbvh_node_get_original_BB */
1630     bb_min = node->orig_vb.bmin;
1631     bb_max = node->orig_vb.bmax;
1632   }
1633   else {
1634     /* BKE_pbvh_node_get_BB */
1635     bb_min = node->vb.bmin;
1636     bb_max = node->vb.bmax;
1637   }
1638
1639   return isect_ray_aabb_v3(&rcd->ray, bb_min, bb_max, &node->tmin);
1640 }
1641
1642 void BKE_pbvh_raycast(PBVH *bvh,
1643                       BKE_pbvh_HitOccludedCallback cb,
1644                       void *data,
1645                       const float ray_start[3],
1646                       const float ray_normal[3],
1647                       bool original)
1648 {
1649   RaycastData rcd;
1650
1651   isect_ray_aabb_v3_precalc(&rcd.ray, ray_start, ray_normal);
1652   rcd.original = original;
1653
1654   BKE_pbvh_search_callback_occluded(bvh, ray_aabb_intersect, &rcd, cb, data);
1655 }
1656
1657 bool ray_face_intersection_quad(const float ray_start[3],
1658                                 const float ray_normal[3],
1659                                 const float t0[3],
1660                                 const float t1[3],
1661                                 const float t2[3],
1662                                 const float t3[3],
1663                                 float *depth)
1664 {
1665   float depth_test;
1666
1667   if ((isect_ray_tri_epsilon_v3(ray_start, ray_normal, t0, t1, t2, &depth_test, NULL, 0.1f) &&
1668        (depth_test < *depth)) ||
1669       (isect_ray_tri_epsilon_v3(ray_start, ray_normal, t0, t2, t3, &depth_test, NULL, 0.1f) &&
1670        (depth_test < *depth))) {
1671     *depth = depth_test;
1672     return true;
1673   }
1674   else {
1675     return false;
1676   }
1677 }
1678
1679 bool ray_face_intersection_tri(const float ray_start[3],
1680                                const float ray_normal[3],
1681                                const float t0[3],
1682                                const float t1[3],
1683                                const float t2[3],
1684                                float *depth)
1685 {
1686   float depth_test;
1687
1688   if ((isect_ray_tri_epsilon_v3(ray_start, ray_normal, t0, t1, t2, &depth_test, NULL, 0.1f) &&
1689        (depth_test < *depth))) {
1690     *depth = depth_test;
1691     return true;
1692   }
1693   else {
1694     return false;
1695   }
1696 }
1697
1698 /* Take advantage of the fact we know this wont be an intersection.
1699  * Just handle ray-tri edges. */
1700 static float dist_squared_ray_to_tri_v3_fast(const float ray_origin[3],
1701                                              const float ray_direction[3],
1702                                              const float v0[3],
1703                                              const float v1[3],
1704                                              const float v2[3],
1705                                              float r_point[3],
1706                                              float *r_depth)
1707 {
1708   const float *tri[3] = {v0, v1, v2};
1709   float dist_sq_best = FLT_MAX;
1710   for (int i = 0, j = 2; i < 3; j = i++) {
1711     float point_test[3], depth_test = FLT_MAX;
1712     const float dist_sq_test = dist_squared_ray_to_seg_v3(
1713         ray_origin, ray_direction, tri[i], tri[j], point_test, &depth_test);
1714     if (dist_sq_test < dist_sq_best || i == 0) {
1715       copy_v3_v3(r_point, point_test);
1716       *r_depth = depth_test;
1717       dist_sq_best = dist_sq_test;
1718     }
1719   }
1720   return dist_sq_best;
1721 }
1722
1723 bool ray_face_nearest_quad(const float ray_start[3],
1724                            const float ray_normal[3],
1725                            const float t0[3],
1726                            const float t1[3],
1727                            const float t2[3],
1728                            const float t3[3],
1729                            float *depth,
1730                            float *dist_sq)
1731 {
1732   float dist_sq_test;
1733   float co[3], depth_test;
1734
1735   if (((dist_sq_test = dist_squared_ray_to_tri_v3_fast(
1736             ray_start, ray_normal, t0, t1, t2, co, &depth_test)) < *dist_sq)) {
1737     *dist_sq = dist_sq_test;
1738     *depth = depth_test;
1739     if (((dist_sq_test = dist_squared_ray_to_tri_v3_fast(
1740               ray_start, ray_normal, t0, t2, t3, co, &depth_test)) < *dist_sq)) {
1741       *dist_sq = dist_sq_test;
1742       *depth = depth_test;
1743     }
1744     return true;
1745   }
1746   else {
1747     return false;
1748   }
1749 }
1750
1751 bool ray_face_nearest_tri(const float ray_start[3],
1752                           const float ray_normal[3],
1753                           const float t0[3],
1754                           const float t1[3],
1755                           const float t2[3],
1756                           float *depth,
1757                           float *dist_sq)
1758 {
1759   float dist_sq_test;
1760   float co[3], depth_test;
1761
1762   if (((dist_sq_test = dist_squared_ray_to_tri_v3_fast(
1763             ray_start, ray_normal, t0, t1, t2, co, &depth_test)) < *dist_sq)) {
1764     *dist_sq = dist_sq_test;
1765     *depth = depth_test;
1766     return true;
1767   }
1768   else {
1769     return false;
1770   }
1771 }
1772
1773 static bool pbvh_faces_node_raycast(PBVH *bvh,
1774                                     const PBVHNode *node,
1775                                     float (*origco)[3],
1776                                     const float ray_start[3],
1777                                     const float ray_normal[3],
1778                                     float *depth)
1779 {
1780   const MVert *vert = bvh->verts;
1781   const MLoop *mloop = bvh->mloop;
1782   const int *faces = node->prim_indices;
1783   int i, totface = node->totprim;
1784   bool hit = false;
1785
1786   for (i = 0; i < totface; ++i) {
1787     const MLoopTri *lt = &bvh->looptri[faces[i]];
1788     const int *face_verts = node->face_vert_indices[i];
1789
1790     if (paint_is_face_hidden(lt, vert, mloop)) {
1791       continue;
1792     }
1793
1794     if (origco) {
1795       /* intersect with backuped original coordinates */
1796       hit |= ray_face_intersection_tri(ray_start,
1797                                        ray_normal,
1798                                        origco[face_verts[0]],
1799                                        origco[face_verts[1]],
1800                                        origco[face_verts[2]],
1801                                        depth);
1802     }
1803     else {
1804       /* intersect with current coordinates */
1805       hit |= ray_face_intersection_tri(ray_start,
1806                                        ray_normal,
1807                                        vert[mloop[lt->tri[0]].v].co,
1808                                        vert[mloop[lt->tri[1]].v].co,
1809                                        vert[mloop[lt->tri[2]].v].co,
1810                                        depth);
1811     }
1812   }
1813
1814   return hit;
1815 }
1816
1817 static bool pbvh_grids_node_raycast(PBVH *bvh,
1818                                     PBVHNode *node,
1819                                     float (*origco)[3],
1820                                     const float ray_start[3],
1821                                     const float ray_normal[3],
1822                                     float *depth)
1823 {
1824   const int totgrid = node->totprim;
1825   const int gridsize = bvh->gridkey.grid_size;
1826   bool hit = false;
1827
1828   for (int i = 0; i < totgrid; ++i) {
1829     CCGElem *grid = bvh->grids[node->prim_indices[i]];
1830     BLI_bitmap *gh;
1831
1832     if (!grid) {
1833       continue;
1834     }
1835
1836     gh = bvh->grid_hidden[node->prim_indices[i]];
1837
1838     for (int y = 0; y < gridsize - 1; ++y) {
1839       for (int x = 0; x < gridsize - 1; ++x) {
1840         /* check if grid face is hidden */
1841         if (gh) {
1842           if (paint_is_grid_face_hidden(gh, gridsize, x, y)) {
1843             continue;
1844           }
1845         }
1846
1847         if (origco) {
1848           hit |= ray_face_intersection_quad(ray_start,
1849                                             ray_normal,
1850                                             origco[y * gridsize + x],
1851                                             origco[y * gridsize + x + 1],
1852                                             origco[(y + 1) * gridsize + x + 1],
1853                                             origco[(y + 1) * gridsize + x],
1854                                             depth);
1855         }
1856         else {
1857           hit |= ray_face_intersection_quad(ray_start,
1858                                             ray_normal,
1859                                             CCG_grid_elem_co(&bvh->gridkey, grid, x, y),
1860                                             CCG_grid_elem_co(&bvh->gridkey, grid, x + 1, y),
1861                                             CCG_grid_elem_co(&bvh->gridkey, grid, x + 1, y + 1),
1862                                             CCG_grid_elem_co(&bvh->gridkey, grid, x, y + 1),
1863                                             depth);
1864         }
1865       }
1866     }
1867
1868     if (origco) {
1869       origco += gridsize * gridsize;
1870     }
1871   }
1872
1873   return hit;
1874 }
1875
1876 bool BKE_pbvh_node_raycast(PBVH *bvh,
1877                            PBVHNode *node,
1878                            float (*origco)[3],
1879                            bool use_origco,
1880                            const float ray_start[3],
1881                            const float ray_normal[3],
1882                            float *depth)
1883 {
1884   bool hit = false;
1885
1886   if (node->flag & PBVH_FullyHidden) {
1887     return false;
1888   }
1889
1890   switch (bvh->type) {
1891     case PBVH_FACES:
1892       hit |= pbvh_faces_node_raycast(bvh, node, origco, ray_start, ray_normal, depth);
1893       break;
1894     case PBVH_GRIDS:
1895       hit |= pbvh_grids_node_raycast(bvh, node, origco, ray_start, ray_normal, depth);
1896       break;
1897     case PBVH_BMESH:
1898       hit = pbvh_bmesh_node_raycast(node, ray_start, ray_normal, depth, use_origco);
1899       break;
1900   }
1901
1902   return hit;
1903 }
1904
1905 void BKE_pbvh_raycast_project_ray_root(
1906     PBVH *bvh, bool original, float ray_start[3], float ray_end[3], float ray_normal[3])
1907 {
1908   if (bvh->nodes) {
1909     float rootmin_start, rootmin_end;
1910     float bb_min_root[3], bb_max_root[3], bb_center[3], bb_diff[3];
1911     struct IsectRayAABB_Precalc ray;
1912     float ray_normal_inv[3];
1913     float offset = 1.0f + 1e-3f;
1914     float offset_vec[3] = {1e-3f, 1e-3f, 1e-3f};
1915
1916     if (original) {
1917       BKE_pbvh_node_get_original_BB(bvh->nodes, bb_min_root, bb_max_root);
1918     }
1919     else {
1920       BKE_pbvh_node_get_BB(bvh->nodes, bb_min_root, bb_max_root);
1921     }
1922
1923     /* slightly offset min and max in case we have a zero width node (due to a plane mesh for instance),
1924      * or faces very close to the bounding box boundary. */
1925     mid_v3_v3v3(bb_center, bb_max_root, bb_min_root);
1926     /* diff should be same for both min/max since it's calculated from center */
1927     sub_v3_v3v3(bb_diff, bb_max_root, bb_center);
1928     /* handles case of zero width bb */
1929     add_v3_v3(bb_diff, offset_vec);
1930     madd_v3_v3v3fl(bb_max_root, bb_center, bb_diff, offset);
1931     madd_v3_v3v3fl(bb_min_root, bb_center, bb_diff, -offset);
1932
1933     /* first project start ray */
1934     isect_ray_aabb_v3_precalc(&ray, ray_start, ray_normal);
1935     if (!isect_ray_aabb_v3(&ray, bb_min_root, bb_max_root, &rootmin_start)) {
1936       return;
1937     }
1938
1939     /* then the end ray */
1940     mul_v3_v3fl(ray_normal_inv, ray_normal, -1.0);
1941     isect_ray_aabb_v3_precalc(&ray, ray_end, ray_normal_inv);
1942     /* unlikely to fail exiting if entering succeeded, still keep this here */
1943     if (!isect_ray_aabb_v3(&ray, bb_min_root, bb_max_root, &rootmin_end)) {
1944       return;
1945     }
1946
1947     madd_v3_v3v3fl(ray_start, ray_start, ray_normal, rootmin_start);
1948     madd_v3_v3v3fl(ray_end, ray_end, ray_normal_inv, rootmin_end);
1949   }
1950 }
1951
1952 /* -------------------------------------------------------------------- */
1953
1954 typedef struct {
1955   struct DistRayAABB_Precalc dist_ray_to_aabb_precalc;
1956   bool original;
1957 } FindNearestRayData;
1958
1959 static bool nearest_to_ray_aabb_dist_sq(PBVHNode *node, void *data_v)
1960 {
1961   FindNearestRayData *rcd = data_v;
1962   const float *bb_min, *bb_max;
1963
1964   if (rcd->original) {
1965     /* BKE_pbvh_node_get_original_BB */
1966     bb_min = node->orig_vb.bmin;
1967     bb_max = node->orig_vb.bmax;
1968   }
1969   else {
1970     /* BKE_pbvh_node_get_BB */
1971     bb_min = node->vb.bmin;
1972     bb_max = node->vb.bmax;
1973   }
1974
1975   float co_dummy[3], depth;
1976   node->tmin = dist_squared_ray_to_aabb_v3(
1977       &rcd->dist_ray_to_aabb_precalc, bb_min, bb_max, co_dummy, &depth);
1978   /* Ideally we would skip distances outside the range. */
1979   return depth > 0.0f;
1980 }
1981
1982 void BKE_pbvh_find_nearest_to_ray(PBVH *bvh,
1983                                   BKE_pbvh_SearchNearestCallback cb,
1984                                   void *data,
1985                                   const float ray_start[3],
1986                                   const float ray_normal[3],
1987                                   bool original)
1988 {
1989   FindNearestRayData ncd;
1990
1991   dist_squared_ray_to_aabb_v3_precalc(&ncd.dist_ray_to_aabb_precalc, ray_start, ray_normal);
1992   ncd.original = original;
1993
1994   BKE_pbvh_search_callback_occluded(bvh, nearest_to_ray_aabb_dist_sq, &ncd, cb, data);
1995 }
1996
1997 static bool pbvh_faces_node_nearest_to_ray(PBVH *bvh,
1998                                            const PBVHNode *node,
1999                                            float (*origco)[3],
2000                                            const float ray_start[3],
2001                                            const float ray_normal[3],
2002                                            float *depth,
2003                                            float *dist_sq)
2004 {
2005   const MVert *vert = bvh->verts;
2006   const MLoop *mloop = bvh->mloop;
2007   const int *faces = node->prim_indices;
2008   int i, totface = node->totprim;
2009   bool hit = false;
2010
2011   for (i = 0; i < totface; ++i) {
2012     const MLoopTri *lt = &bvh->looptri[faces[i]];
2013     const int *face_verts = node->face_vert_indices[i];
2014
2015     if (paint_is_face_hidden(lt, vert, mloop)) {
2016       continue;
2017     }
2018
2019     if (origco) {
2020       /* intersect with backuped original coordinates */
2021       hit |= ray_face_nearest_tri(ray_start,
2022                                   ray_normal,
2023                                   origco[face_verts[0]],
2024                                   origco[face_verts[1]],
2025                                   origco[face_verts[2]],
2026                                   depth,
2027                                   dist_sq);
2028     }
2029     else {
2030       /* intersect with current coordinates */
2031       hit |= ray_face_nearest_tri(ray_start,
2032                                   ray_normal,
2033                                   vert[mloop[lt->tri[0]].v].co,
2034                                   vert[mloop[lt->tri[1]].v].co,
2035                                   vert[mloop[lt->tri[2]].v].co,
2036                                   depth,
2037                                   dist_sq);
2038     }
2039   }
2040
2041   return hit;
2042 }
2043
2044 static bool pbvh_grids_node_nearest_to_ray(PBVH *bvh,
2045                                            PBVHNode *node,
2046                                            float (*origco)[3],
2047                                            const float ray_start[3],
2048                                            const float ray_normal[3],
2049                                            float *depth,
2050                                            float *dist_sq)
2051 {
2052   const int totgrid = node->totprim;
2053   const int gridsize = bvh->gridkey.grid_size;
2054   bool hit = false;
2055
2056   for (int i = 0; i < totgrid; ++i) {
2057     CCGElem *grid = bvh->grids[node->prim_indices[i]];
2058     BLI_bitmap *gh;
2059
2060     if (!grid) {
2061       continue;
2062     }
2063
2064     gh = bvh->grid_hidden[node->prim_indices[i]];
2065
2066     for (int y = 0; y < gridsize - 1; ++y) {
2067       for (int x = 0; x < gridsize - 1; ++x) {
2068         /* check if grid face is hidden */
2069         if (gh) {
2070           if (paint_is_grid_face_hidden(gh, gridsize, x, y)) {
2071             continue;
2072           }
2073         }
2074
2075         if (origco) {
2076           hit |= ray_face_nearest_quad(ray_start,
2077                                        ray_normal,
2078                                        origco[y * gridsize + x],
2079                                        origco[y * gridsize + x + 1],
2080                                        origco[(y + 1) * gridsize + x + 1],
2081                                        origco[(y + 1) * gridsize + x],
2082                                        depth,
2083                                        dist_sq);
2084         }
2085         else {
2086           hit |= ray_face_nearest_quad(ray_start,
2087                                        ray_normal,
2088                                        CCG_grid_elem_co(&bvh->gridkey, grid, x, y),
2089                                        CCG_grid_elem_co(&bvh->gridkey, grid, x + 1, y),
2090                                        CCG_grid_elem_co(&bvh->gridkey, grid, x + 1, y + 1),
2091                                        CCG_grid_elem_co(&bvh->gridkey, grid, x, y + 1),
2092                                        depth,
2093                                        dist_sq);
2094         }
2095       }
2096     }
2097
2098     if (origco) {
2099       origco += gridsize * gridsize;
2100     }
2101   }
2102
2103   return hit;
2104 }
2105
2106 bool BKE_pbvh_node_find_nearest_to_ray(PBVH *bvh,
2107                                        PBVHNode *node,
2108                                        float (*origco)[3],
2109                                        bool use_origco,
2110                                        const float ray_start[3],
2111                                        const float ray_normal[3],
2112                                        float *depth,
2113                                        float *dist_sq)
2114 {
2115   bool hit = false;
2116
2117   if (node->flag & PBVH_FullyHidden) {
2118     return false;
2119   }
2120
2121   switch (bvh->type) {
2122     case PBVH_FACES:
2123       hit |= pbvh_faces_node_nearest_to_ray(
2124           bvh, node, origco, ray_start, ray_normal, depth, dist_sq);
2125       break;
2126     case PBVH_GRIDS:
2127       hit |= pbvh_grids_node_nearest_to_ray(
2128           bvh, node, origco, ray_start, ray_normal, depth, dist_sq);
2129       break;
2130     case PBVH_BMESH:
2131       hit = pbvh_bmesh_node_nearest_to_ray(
2132           node, ray_start, ray_normal, depth, dist_sq, use_origco);
2133       break;
2134   }
2135
2136   return hit;
2137 }
2138
2139 typedef enum {
2140   ISECT_INSIDE,
2141   ISECT_OUTSIDE,
2142   ISECT_INTERSECT,
2143 } PlaneAABBIsect;
2144
2145 /* Adapted from:
2146  * http://www.gamedev.net/community/forums/topic.asp?topic_id=512123
2147  * Returns true if the AABB is at least partially within the frustum
2148  * (ok, not a real frustum), false otherwise.
2149  */
2150 static PlaneAABBIsect test_planes_aabb(const float bb_min[3],
2151                                        const float bb_max[3],
2152                                        const float (*planes)[4])
2153 {
2154   float vmin[3], vmax[3];
2155   PlaneAABBIsect ret = ISECT_INSIDE;
2156
2157   for (int i = 0; i < 4; ++i) {
2158     for (int axis = 0; axis < 3; ++axis) {
2159       if (planes[i][axis] > 0) {
2160         vmin[axis] = bb_min[axis];
2161         vmax[axis] = bb_max[axis];
2162       }
2163       else {
2164         vmin[axis] = bb_max[axis];
2165         vmax[axis] = bb_min[axis];
2166       }
2167     }
2168
2169     if (dot_v3v3(planes[i], vmin) + planes[i][3] > 0) {
2170       return ISECT_OUTSIDE;
2171     }
2172     else if (dot_v3v3(planes[i], vmax) + planes[i][3] >= 0) {
2173       ret = ISECT_INTERSECT;
2174     }
2175   }
2176
2177   return ret;
2178 }
2179
2180 bool BKE_pbvh_node_planes_contain_AABB(PBVHNode *node, void *data)
2181 {
2182   const float *bb_min, *bb_max;
2183   /* BKE_pbvh_node_get_BB */
2184   bb_min = node->vb.bmin;
2185   bb_max = node->vb.bmax;
2186
2187   return test_planes_aabb(bb_min, bb_max, data) != ISECT_OUTSIDE;
2188 }
2189
2190 bool BKE_pbvh_node_planes_exclude_AABB(PBVHNode *node, void *data)
2191 {
2192   const float *bb_min, *bb_max;
2193   /* BKE_pbvh_node_get_BB */
2194   bb_min = node->vb.bmin;
2195   bb_max = node->vb.bmax;
2196
2197   return test_planes_aabb(bb_min, bb_max, data) != ISECT_INSIDE;
2198 }
2199
2200 struct PBVHNodeDrawCallbackData {
2201   void (*draw_fn)(void *user_data, GPUBatch *batch);
2202   void *user_data;
2203   bool fast;
2204   bool only_mask; /* Only draw nodes that have mask data. */
2205   bool wires;
2206 };
2207
2208 static void pbvh_node_draw_cb(PBVHNode *node, void *data_v)
2209 {
2210   struct PBVHNodeDrawCallbackData *data = data_v;
2211
2212   if (!(node->flag & PBVH_FullyHidden)) {
2213     GPUBatch *batch = GPU_pbvh_buffers_batch_get(node->draw_buffers, data->fast, data->wires);
2214     bool show_mask = GPU_pbvh_buffers_has_mask(node->draw_buffers);
2215     if (!data->only_mask || show_mask) {
2216       if (batch != NULL) {
2217         data->draw_fn(data->user_data, batch);
2218       }
2219     }
2220   }
2221 }
2222
2223 /**
2224  * Version of #BKE_pbvh_draw that runs a callback.
2225  */
2226 void BKE_pbvh_draw_cb(PBVH *bvh,
2227                       float (*planes)[4],
2228                       float (*fnors)[3],
2229                       bool fast,
2230                       bool wires,
2231                       bool only_mask,
2232                       void (*draw_fn)(void *user_data, GPUBatch *batch),
2233                       void *user_data)
2234 {
2235   struct PBVHNodeDrawCallbackData draw_data = {
2236       .only_mask = only_mask,
2237       .fast = fast,
2238       .wires = wires,
2239       .draw_fn = draw_fn,
2240       .user_data = user_data,
2241   };
2242   PBVHNode **nodes;
2243   int totnode;
2244
2245   BKE_pbvh_search_gather(bvh,
2246                          update_search_cb,
2247                          POINTER_FROM_INT(PBVH_UpdateNormals | PBVH_UpdateDrawBuffers),
2248                          &nodes,
2249                          &totnode);
2250
2251   pbvh_update_normals(bvh, nodes, totnode, fnors);
2252   pbvh_update_draw_buffers(bvh, nodes, totnode);
2253
2254   if (nodes) {
2255     MEM_freeN(nodes);
2256   }
2257
2258   if (planes) {
2259     BKE_pbvh_search_callback(
2260         bvh, BKE_pbvh_node_planes_contain_AABB, planes, pbvh_node_draw_cb, &draw_data);
2261   }
2262   else {
2263     BKE_pbvh_search_callback(bvh, NULL, NULL, pbvh_node_draw_cb, &draw_data);
2264   }
2265 #if 0
2266   if (G.debug_value == 14)
2267     pbvh_draw_BB(bvh);
2268 #endif
2269 }
2270
2271 void BKE_pbvh_grids_update(
2272     PBVH *bvh, CCGElem **grids, void **gridfaces, DMFlagMat *flagmats, BLI_bitmap **grid_hidden)
2273 {
2274   bvh->grids = grids;
2275   bvh->gridfaces = gridfaces;
2276
2277   if (flagmats != bvh->grid_flag_mats || bvh->grid_hidden != grid_hidden) {
2278     bvh->grid_flag_mats = flagmats;
2279     bvh->grid_hidden = grid_hidden;
2280
2281     for (int a = 0; a < bvh->totnode; ++a) {
2282       BKE_pbvh_node_mark_rebuild_draw(&bvh->nodes[a]);
2283     }
2284   }
2285 }
2286
2287 /* Get the node's displacement layer, creating it if necessary */
2288 float *BKE_pbvh_node_layer_disp_get(PBVH *bvh, PBVHNode *node)
2289 {
2290   if (!node->layer_disp) {
2291     int totvert = 0;
2292     BKE_pbvh_node_num_verts(bvh, node, &totvert, NULL);
2293     node->layer_disp = MEM_callocN(sizeof(float) * totvert, "layer disp");
2294   }
2295   return node->layer_disp;
2296 }
2297
2298 /* If the node has a displacement layer, free it and set to null */
2299 void BKE_pbvh_node_layer_disp_free(PBVHNode *node)
2300 {
2301   if (node->layer_disp) {
2302     MEM_freeN(node->layer_disp);
2303     node->layer_disp = NULL;
2304   }
2305 }
2306
2307 float (*BKE_pbvh_get_vertCos(PBVH *pbvh))[3]
2308 {
2309   float(*vertCos)[3] = NULL;
2310
2311   if (pbvh->verts) {
2312     MVert *mvert = pbvh->verts;
2313
2314     vertCos = MEM_callocN(3 * pbvh->totvert * sizeof(float), "BKE_pbvh_get_vertCoords");
2315     float *co = (float *)vertCos;
2316
2317     for (int a = 0; a < pbvh->totvert; a++, mvert++, co += 3) {
2318       copy_v3_v3(co, mvert->co);
2319     }
2320   }
2321
2322   return vertCos;
2323 }
2324
2325 void BKE_pbvh_apply_vertCos(PBVH *pbvh, float (*vertCos)[3], const int totvert)
2326 {
2327   if (totvert != pbvh->totvert) {
2328     BLI_assert(!"PBVH: Given deforming vcos number does not natch PBVH vertex number!");
2329     return;
2330   }
2331
2332   if (!pbvh->deformed) {
2333     if (pbvh->verts) {
2334       /* if pbvh is not already deformed, verts/faces points to the */
2335       /* original data and applying new coords to this arrays would lead to */
2336       /* unneeded deformation -- duplicate verts/faces to avoid this */
2337
2338       pbvh->verts = MEM_dupallocN(pbvh->verts);
2339       /* No need to dupalloc pbvh->looptri, this one is 'totally owned' by pbvh, it's never some mesh data. */
2340
2341       pbvh->deformed = true;
2342     }
2343   }
2344
2345   if (pbvh->verts) {
2346     MVert *mvert = pbvh->verts;
2347     /* copy new verts coords */
2348     for (int a = 0; a < pbvh->totvert; ++a, ++mvert) {
2349       /* no need for float comparison here (memory is exactly equal or not) */
2350       if (memcmp(mvert->co, vertCos[a], sizeof(float[3])) != 0) {
2351         copy_v3_v3(mvert->co, vertCos[a]);
2352         mvert->flag |= ME_VERT_PBVH_UPDATE;
2353       }
2354     }
2355
2356     /* coordinates are new -- normals should also be updated */
2357     BKE_mesh_calc_normals_looptri(
2358         pbvh->verts, pbvh->totvert, pbvh->mloop, pbvh->looptri, pbvh->totprim, NULL);
2359
2360     for (int a = 0; a < pbvh->totnode; ++a) {
2361       BKE_pbvh_node_mark_update(&pbvh->nodes[a]);
2362     }
2363
2364     BKE_pbvh_update(pbvh, PBVH_UpdateBB, NULL);
2365     BKE_pbvh_update(pbvh, PBVH_UpdateOriginalBB, NULL);
2366   }
2367 }
2368
2369 bool BKE_pbvh_isDeformed(PBVH *pbvh)
2370 {
2371   return pbvh->deformed;
2372 }
2373 /* Proxies */
2374
2375 PBVHProxyNode *BKE_pbvh_node_add_proxy(PBVH *bvh, PBVHNode *node)
2376 {
2377   int index, totverts;
2378
2379   index = node->proxy_count;
2380
2381   node->proxy_count++;
2382
2383   if (node->proxies) {
2384     node->proxies = MEM_reallocN(node->proxies, node->proxy_count * sizeof(PBVHProxyNode));
2385   }
2386   else {
2387     node->proxies = MEM_mallocN(sizeof(PBVHProxyNode), "PBVHNodeProxy");
2388   }
2389
2390   BKE_pbvh_node_num_verts(bvh, node, &totverts, NULL);
2391   node->proxies[index].co = MEM_callocN(sizeof(float[3]) * totverts, "PBVHNodeProxy.co");
2392
2393   return node->proxies + index;
2394 }
2395
2396 void BKE_pbvh_node_free_proxies(PBVHNode *node)
2397 {
2398   for (int p = 0; p < node->proxy_count; p++) {
2399     MEM_freeN(node->proxies[p].co);
2400     node->proxies[p].co = NULL;
2401   }
2402
2403   MEM_freeN(node->proxies);
2404   node->proxies = NULL;
2405
2406   node->proxy_count = 0;
2407 }
2408
2409 void BKE_pbvh_gather_proxies(PBVH *pbvh, PBVHNode ***r_array, int *r_tot)
2410 {
2411   PBVHNode **array = NULL;
2412   int tot = 0, space = 0;
2413
2414   for (int n = 0; n < pbvh->totnode; n++) {
2415     PBVHNode *node = pbvh->nodes + n;
2416
2417     if (node->proxy_count > 0) {
2418       if (tot == space) {
2419         /* resize array if needed */
2420         space = (tot == 0) ? 32 : space * 2;
2421         array = MEM_recallocN_id(array, sizeof(PBVHNode *) * space, __func__);
2422       }
2423
2424       array[tot] = node;
2425       tot++;
2426     }
2427   }
2428
2429   if (tot == 0 && array) {
2430     MEM_freeN(array);
2431     array = NULL;
2432   }
2433
2434   *r_array = array;
2435   *r_tot = tot;
2436 }
2437
2438 void pbvh_vertex_iter_init(PBVH *bvh, PBVHNode *node, PBVHVertexIter *vi, int mode)
2439 {
2440   struct CCGElem **grids;
2441   struct MVert *verts;
2442   const int *vert_indices;
2443   int *grid_indices;
2444   int totgrid, gridsize, uniq_verts, totvert;
2445
2446   vi->grid = NULL;
2447   vi->no = NULL;
2448   vi->fno = NULL;
2449   vi->mvert = NULL;
2450
2451   BKE_pbvh_node_get_grids(bvh, node, &grid_indices, &totgrid, NULL, &gridsize, &grids);
2452   BKE_pbvh_node_num_verts(bvh, node, &uniq_verts, &totvert);
2453   BKE_pbvh_node_get_verts(bvh, node, &vert_indices, &verts);
2454   vi->key = &bvh->gridkey;
2455
2456   vi->grids = grids;
2457   vi->grid_indices = grid_indices;
2458   vi->totgrid = (grids) ? totgrid : 1;
2459   vi->gridsize = gridsize;
2460
2461   if (mode == PBVH_ITER_ALL) {
2462     vi->totvert = totvert;
2463   }
2464   else {
2465     vi->totvert = uniq_verts;
2466   }
2467   vi->vert_indices = vert_indices;
2468   vi->mverts = verts;
2469
2470   if (bvh->type == PBVH_BMESH) {
2471     BLI_gsetIterator_init(&vi->bm_unique_verts, node->bm_unique_verts);
2472     BLI_gsetIterator_init(&vi->bm_other_verts, node->bm_other_verts);
2473     vi->bm_vdata = &bvh->bm->vdata;
2474     vi->cd_vert_mask_offset = CustomData_get_offset(vi->bm_vdata, CD_PAINT_MASK);
2475   }
2476
2477   vi->gh = NULL;
2478   if (vi->grids && mode == PBVH_ITER_UNIQUE) {
2479     vi->grid_hidden = bvh->grid_hidden;
2480   }
2481
2482   vi->mask = NULL;
2483   if (bvh->type == PBVH_FACES) {
2484     vi->vmask = CustomData_get_layer(bvh->vdata, CD_PAINT_MASK);
2485   }
2486 }
2487
2488 bool pbvh_has_mask(PBVH *bvh)
2489 {
2490   switch (bvh->type) {
2491     case PBVH_GRIDS:
2492       return (bvh->gridkey.has_mask != 0);
2493     case PBVH_FACES:
2494       return (bvh->vdata && CustomData_get_layer(bvh->vdata, CD_PAINT_MASK));
2495     case PBVH_BMESH:
2496       return (bvh->bm && (CustomData_get_offset(&bvh->bm->vdata, CD_PAINT_MASK) != -1));
2497   }
2498
2499   return false;
2500 }
2501
2502 void pbvh_show_diffuse_color_set(PBVH *bvh, bool show_diffuse_color)
2503 {
2504   bvh->show_diffuse_color = !pbvh_has_mask(bvh) || show_diffuse_color;
2505 }
2506
2507 void pbvh_show_mask_set(PBVH *bvh, bool show_mask)
2508 {
2509   bvh->show_mask = show_mask;
2510 }