Fix T37476 Bevel modifier got weight from wrong edge
[blender.git] / source / blender / bmesh / tools / bmesh_bevel.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  * Contributor(s):
19  *         Joseph Eagar,
20  *         Aleksandr Mokhov,
21  *         Howard Trickey,
22  *         Campbell Barton
23  *
24  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
25  */
26
27 /** \file blender/bmesh/tools/bmesh_bevel.c
28  *  \ingroup bmesh
29  */
30
31 #include "MEM_guardedalloc.h"
32
33 #include "DNA_object_types.h"
34 #include "DNA_meshdata_types.h"
35
36 #include "BLI_array.h"
37 #include "BLI_alloca.h"
38 #include "BLI_math.h"
39 #include "BLI_memarena.h"
40
41 #include "BKE_customdata.h"
42 #include "BKE_deform.h"
43
44 #include "bmesh.h"
45 #include "bmesh_bevel.h"  /* own include */
46
47 #include "./intern/bmesh_private.h"
48
49 #define BEVEL_EPSILON_D  1e-6
50 #define BEVEL_EPSILON    1e-6f
51
52 /* happens far too often, uncomment for development */
53 // #define BEVEL_ASSERT_PROJECT
54
55 /* for testing */
56 // #pragma GCC diagnostic error "-Wpadded"
57
58 /* Constructed vertex, sometimes later instantiated as BMVert */
59 typedef struct NewVert {
60         BMVert *v;
61         float co[3];
62 //      int _pad;
63 } NewVert;
64
65 struct BoundVert;
66
67 /* Data for one end of an edge involved in a bevel */
68 typedef struct EdgeHalf {
69         struct EdgeHalf *next, *prev;   /* in CCW order */
70         BMEdge *e;                  /* original mesh edge */
71         BMFace *fprev;              /* face between this edge and previous, if any */
72         BMFace *fnext;              /* face between this edge and next, if any */
73         struct BoundVert *leftv;    /* left boundary vert (looking along edge to end) */
74         struct BoundVert *rightv;   /* right boundary vert, if beveled */
75         int   seg;                  /* how many segments for the bevel */
76         float offset_l;             /* offset for this edge, on left side */
77         float offset_r;             /* offset for this edge, on right side */
78         bool is_bev;                /* is this edge beveled? */
79         bool is_rev;                /* is e->v2 the vertex at this end? */
80         bool is_seam;               /* is e a seam for custom loopdata (e.g., UVs)? */
81 //      int _pad;
82 } EdgeHalf;
83
84 /* An element in a cyclic boundary of a Vertex Mesh (VMesh) */
85 typedef struct BoundVert {
86         struct BoundVert *next, *prev;  /* in CCW order */
87         NewVert nv;
88         EdgeHalf *efirst;   /* first of edges attached here: in CCW order */
89         EdgeHalf *elast;
90         EdgeHalf *ebev;     /* beveled edge whose left side is attached here, if any */
91         int index;          /* used for vmesh indexing */
92         bool any_seam;      /* are any of the edges attached here seams? */
93 //      int _pad;
94 } BoundVert;
95
96 /* Mesh structure replacing a vertex */
97 typedef struct VMesh {
98         NewVert *mesh;           /* allocated array - size and structure depends on kind */
99         BoundVert *boundstart;   /* start of boundary double-linked list */
100         int count;               /* number of vertices in the boundary */
101         int seg;                 /* common # of segments for segmented edges */
102         enum {
103                 M_NONE,         /* no polygon mesh needed */
104                 M_POLY,         /* a simple polygon */
105                 M_ADJ,          /* "adjacent edges" mesh pattern */
106                 M_ADJ_SUBDIV,   /* like M_ADJ, but using subdivision */
107                 M_TRI_FAN,      /* a simple polygon - fan filled */
108                 M_QUAD_STRIP,   /* a simple polygon - cut into parallel strips */
109         } mesh_kind;
110 //      int _pad;
111 } VMesh;
112
113 /* Data for a vertex involved in a bevel */
114 typedef struct BevVert {
115         BMVert *v;          /* original mesh vertex */
116         int edgecount;          /* total number of edges around the vertex */
117         int selcount;           /* number of selected edges around the vertex */
118         float offset;           /* offset for this vertex, if vertex_only bevel */
119         bool any_seam;                  /* any seams on attached edges? */
120         EdgeHalf *edges;        /* array of size edgecount; CCW order from vertex normal side */
121         VMesh *vmesh;           /* mesh structure for replacing vertex */
122 } BevVert;
123
124 /* Bevel parameters and state */
125 typedef struct BevelParams {
126         /* hash of BevVert for each vertex involved in bevel
127          * GHash: (key=(BMVert *), value=(BevVert *)) */
128         GHash    *vert_hash;
129         MemArena *mem_arena;    /* use for all allocs while bevel runs, if we need to free we can switch to mempool */
130
131         float offset;           /* blender units to offset each side of a beveled edge */
132         int offset_type;        /* how offset is measured; enum defined in bmesh_operators.h */
133         int seg;                /* number of segments in beveled edge profile */
134         bool vertex_only;       /* bevel vertices only */
135         bool use_weights;       /* bevel amount affected by weights on edges or verts */
136         bool preserve_widths;   /* should bevel prefer widths over angles, if forced to choose? */
137         const struct MDeformVert *dvert; /* vertex group array, maybe set if vertex_only */
138         int vertex_group;       /* vertex group index, maybe set if vertex_only */
139 } BevelParams;
140
141 // #pragma GCC diagnostic ignored "-Wpadded"
142
143 // #include "bevdebug.c"
144
145 /* Make a new BoundVert of the given kind, insert it at the end of the circular linked
146  * list with entry point bv->boundstart, and return it. */
147 static BoundVert *add_new_bound_vert(MemArena *mem_arena, VMesh *vm, const float co[3])
148 {
149         BoundVert *ans = (BoundVert *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, sizeof(BoundVert));
150
151         copy_v3_v3(ans->nv.co, co);
152         if (!vm->boundstart) {
153                 ans->index = 0;
154                 vm->boundstart = ans;
155                 ans->next = ans->prev = ans;
156         }
157         else {
158                 BoundVert *tail = vm->boundstart->prev;
159                 ans->index = tail->index + 1;
160                 ans->prev = tail;
161                 ans->next = vm->boundstart;
162                 tail->next = ans;
163                 vm->boundstart->prev = ans;
164         }
165         vm->count++;
166         return ans;
167 }
168
169 /* Mesh verts are indexed (i, j, k) where
170  * i = boundvert index (0 <= i < nv)
171  * j = ring index (0 <= j <= ns2)
172  * k = segment index (0 <= k <= ns)
173  * Not all of these are used, and some will share BMVerts */
174 static NewVert *mesh_vert(VMesh *vm, int i, int j, int k)
175 {
176         int nj = (vm->seg / 2) + 1;
177         int nk = vm->seg + 1;
178
179         return &vm->mesh[i * nk * nj  + j * nk + k];
180 }
181
182 static void create_mesh_bmvert(BMesh *bm, VMesh *vm, int i, int j, int k, BMVert *eg)
183 {
184         NewVert *nv = mesh_vert(vm, i, j, k);
185         nv->v = BM_vert_create(bm, nv->co, eg, BM_CREATE_NOP);
186         BM_elem_flag_disable(nv->v, BM_ELEM_TAG);
187 }
188
189 static void copy_mesh_vert(VMesh *vm, int ito, int jto, int kto,
190                            int ifrom, int jfrom, int kfrom)
191 {
192         NewVert *nvto, *nvfrom;
193
194         nvto = mesh_vert(vm, ito, jto, kto);
195         nvfrom = mesh_vert(vm, ifrom, jfrom, kfrom);
196         nvto->v = nvfrom->v;
197         copy_v3_v3(nvto->co, nvfrom->co);
198 }
199
200 /* find the EdgeHalf in bv's array that has edge bme */
201 static EdgeHalf *find_edge_half(BevVert *bv, BMEdge *bme)
202 {
203         int i;
204
205         for (i = 0; i < bv->edgecount; i++) {
206                 if (bv->edges[i].e == bme)
207                         return &bv->edges[i];
208         }
209         return NULL;
210 }
211
212 /* find the BevVert corresponding to BMVert bmv */
213 static BevVert *find_bevvert(BevelParams *bp, BMVert *bmv)
214 {
215         return BLI_ghash_lookup(bp->vert_hash, bmv);
216 }
217
218 /* Find the EdgeHalf representing the other end of e->e.
219  * That may not have been constructed yet, in which case return NULL. */
220 static EdgeHalf *find_other_end_edge_half(BevelParams *bp, EdgeHalf *e)
221 {
222         BevVert *bvother;
223         EdgeHalf *eother;
224
225         bvother = find_bevvert(bp, e->is_rev ? e->e->v1 : e->e->v2);
226         if (bvother) {
227                 eother = find_edge_half(bvother, e->e);
228                 BLI_assert(eother != NULL);
229                 return eother;
230         }
231         return NULL;
232 }
233
234 /* Return the next EdgeHalf after from_e that is beveled.
235  * If from_e is NULL, find the first beveled edge. */
236 static EdgeHalf *next_bev(BevVert *bv, EdgeHalf *from_e)
237 {
238         EdgeHalf *e;
239
240         if (from_e == NULL)
241                 from_e = &bv->edges[bv->edgecount - 1];
242         e = from_e;
243         do {
244                 if (e->is_bev) {
245                         return e;
246                 }
247         } while ((e = e->next) != from_e);
248         return NULL;
249 }
250
251 /* Return a good representative face (for materials, etc.) for faces
252  * created around/near BoundVert v */
253 static BMFace *boundvert_rep_face(BoundVert *v)
254 {
255         BLI_assert(v->efirst != NULL && v->elast != NULL);
256         if (v->efirst->fnext == v->elast->fprev)
257                 return v->efirst->fnext;
258         else if (v->efirst->fnext)
259                 return v->efirst->fnext;
260         else
261                 return v->elast->fprev;
262 }
263
264 /**
265  * Make ngon from verts alone.
266  * Make sure to properly copy face attributes and do custom data interpolation from
267  * corresponding elements of face_arr, if that is non-NULL, else from facerep.
268  *
269  * \note ALL face creation goes through this function, this is important to keep!
270  */
271 static BMFace *bev_create_ngon(BMesh *bm, BMVert **vert_arr, const int totv,
272                                BMFace **face_arr, BMFace *facerep, bool do_interp)
273 {
274         BMIter iter;
275         BMLoop *l;
276         BMFace *f, *interp_f;
277         int i;
278
279         f = BM_face_create_verts(bm, vert_arr, totv, facerep, BM_CREATE_NOP, true);
280
281         if ((facerep || (face_arr && face_arr[0])) && f) {
282                 BM_elem_attrs_copy(bm, bm, facerep ? facerep : face_arr[0], f);
283                 if (do_interp) {
284                         i = 0;
285                         BM_ITER_ELEM (l, &iter, f, BM_LOOPS_OF_FACE) {
286                                 if (face_arr) {
287                                         /* assume loops of created face are in same order as verts */
288                                         BLI_assert(l->v == vert_arr[i]);
289                                         interp_f = face_arr[i];
290                                 }
291                                 else {
292                                         interp_f = facerep;
293                                 }
294                                 if (interp_f)
295                                         BM_loop_interp_from_face(bm, l, interp_f, TRUE, TRUE);
296                                 i++;
297                         }
298                 }
299         }
300
301         /* not essential for bevels own internal logic,
302          * this is done so the operator can select newly created faces */
303         if (f) {
304                 BM_elem_flag_enable(f, BM_ELEM_TAG);
305         }
306
307         return f;
308 }
309
310 static BMFace *bev_create_quad_tri(BMesh *bm, BMVert *v1, BMVert *v2, BMVert *v3, BMVert *v4,
311                                    BMFace *facerep, bool do_interp)
312 {
313         BMVert *varr[4] = {v1, v2, v3, v4};
314         return bev_create_ngon(bm, varr, v4 ? 4 : 3, NULL, facerep, do_interp);
315 }
316
317 static BMFace *bev_create_quad_tri_ex(BMesh *bm, BMVert *v1, BMVert *v2, BMVert *v3, BMVert *v4,
318                                       BMFace *f1, BMFace *f2, BMFace *f3, BMFace *f4)
319 {
320         BMVert *varr[4] = {v1, v2, v3, v4};
321         BMFace *farr[4] = {f1, f2, f3, f4};
322         return bev_create_ngon(bm, varr, v4 ? 4 : 3, farr, f1, true);
323 }
324
325
326 /* Is Loop layer layer_index contiguous across shared vertex of l1 and l2? */
327 static bool contig_ldata_across_loops(BMesh *bm, BMLoop *l1, BMLoop *l2,
328                                       int layer_index)
329 {
330         const int offset = bm->ldata.layers[layer_index].offset;
331         const int type = bm->ldata.layers[layer_index].type;
332
333         return CustomData_data_equals(type,
334                                       (char *)l1->head.data + offset,
335                                       (char *)l2->head.data + offset);
336 }
337
338 /* Are all loop layers with have math (e.g., UVs) contiguous from face f1 to face f2 across edge e? */
339 static bool contig_ldata_across_edge(BMesh *bm, BMEdge *e, BMFace *f1, BMFace *f2)
340 {
341         BMLoop *lef1, *lef2;
342         BMLoop *lv1f1, *lv1f2, *lv2f1, *lv2f2;
343         BMVert *v1, *v2;
344         int i;
345
346         if (bm->ldata.totlayer == 0)
347                 return true;
348
349         v1 = e->v1;
350         v2 = e->v2;
351         if (!BM_edge_loop_pair(e, &lef1, &lef2))
352                 return false;
353         if (lef1->f == f2) {
354                 SWAP(BMLoop *, lef1, lef2);
355         }
356
357         if (lef1->v == v1) {
358                 lv1f1 = lef1;
359                 lv2f1 = BM_face_other_edge_loop(f1, e, v2);
360         }
361         else {
362                 lv2f1 = lef1;
363                 lv1f1 = BM_face_other_edge_loop(f1, e, v1);
364         }
365
366         if (lef2->v == v1) {
367                 lv1f2 = lef2;
368                 lv2f2 = BM_face_other_edge_loop(f2, e, v2);
369         }
370         else {
371                 lv2f2 = lef2;
372                 lv1f2 = BM_face_other_edge_loop(f2, e, v1);
373         }
374
375         for (i = 0; i < bm->ldata.totlayer; i++) {
376                 if (CustomData_layer_has_math(&bm->ldata, i) &&
377                     (!contig_ldata_across_loops(bm, lv1f1, lv1f2, i) ||
378                      !contig_ldata_across_loops(bm, lv2f1, lv2f2, i)))
379                 {
380                         return false;
381                 }
382         }
383         return true;
384 }
385
386 /* Like bev_create_quad_tri, but when verts straddle an old edge.
387  *        e
388  *        |
389  *  v1+---|---+v4
390  *    |   |   |
391  *    |   |   |
392  *  v2+---|---+v3
393  *        |
394  *    f1  |  f2
395  *
396  * Most CustomData for loops can be interpolated in their respective
397  * faces' loops, but for UVs and other 'has_math_cd' layers, only
398  * do this if the UVs are continuous across the edge e, otherwise pick
399  * one side (f1, arbitrarily), and interpolate them all on that side.
400  * For face data, use f1 (arbitrarily) as face representative. */
401 static BMFace *bev_create_quad_straddle(BMesh *bm, BMVert *v1, BMVert *v2, BMVert *v3, BMVert *v4,
402         BMFace *f1, BMFace *f2, bool is_seam)
403 {
404         BMFace *f, *facerep;
405         BMLoop *l;
406         BMIter iter;
407
408         f = bev_create_quad_tri(bm, v1, v2, v3, v4, f1, false);
409
410         if (!f)
411                 return NULL;
412
413         BM_ITER_ELEM (l, &iter, f, BM_LOOPS_OF_FACE) {
414                 if (is_seam || l->v == v1 || l->v == v2)
415                         facerep = f1;
416                 else
417                         facerep = f2;
418                 if (facerep)
419                         BM_loop_interp_from_face(bm, l, facerep, TRUE, TRUE);
420         }
421         return f;
422 }
423
424 /* Merge (using average) all the UV values for loops of v's faces.
425  * Caller should ensure that no seams are violated by doing this. */
426 static void bev_merge_uvs(BMesh *bm, BMVert *v)
427 {
428         BMIter iter;
429         MLoopUV *luv;
430         BMLoop *l;
431         float uv[2];
432         int n;
433         int cd_loop_uv_offset = CustomData_get_offset(&bm->ldata, CD_MLOOPUV);
434
435         if (cd_loop_uv_offset == -1)
436                 return;
437
438         n = 0;
439         zero_v2(uv);
440         BM_ITER_ELEM (l, &iter, v, BM_LOOPS_OF_VERT) {
441                 luv = BM_ELEM_CD_GET_VOID_P(l, cd_loop_uv_offset);
442                 add_v2_v2(uv, luv->uv);
443                 n++;
444         }
445         if (n > 1) {
446                 mul_v2_fl(uv, 1.0f / (float)n);
447                 BM_ITER_ELEM (l, &iter, v, BM_LOOPS_OF_VERT) {
448                         luv = BM_ELEM_CD_GET_VOID_P(l, cd_loop_uv_offset);
449                         copy_v2_v2(luv->uv, uv);
450                 }
451         }
452 }
453
454 /* Calculate coordinates of a point a distance d from v on e->e and return it in slideco */
455 static void slide_dist(EdgeHalf *e, BMVert *v, float d, float slideco[3])
456 {
457         float dir[3], len;
458
459         sub_v3_v3v3(dir, v->co, BM_edge_other_vert(e->e, v)->co);
460         len = normalize_v3(dir);
461         if (d > len)
462                 d = len - (float)(50.0 * BEVEL_EPSILON_D);
463         copy_v3_v3(slideco, v->co);
464         madd_v3_v3fl(slideco, dir, -d);
465 }
466
467 /*
468  * Calculate the meeting point between the offset edges for e1 and e2, putting answer in meetco.
469  * e1 and e2 share vertex v and face f (may be NULL) and viewed from the normal side of
470  * the bevel vertex,  e1 precedes e2 in CCW order.
471  * If on_right is true, offset edge is on right of both edges, where e1 enters v and
472  * e2 leave it. If on_right is false, then the offset edge is on the left.
473  * When offsets are equal, the new point is on the edge bisector, with length offset/sin(angle/2),
474  * but if the offsets are not equal (allowing for this, as bevel modifier has edge weights that may
475  * lead to different offsets) then meeting point can be found be intersecting offset lines.
476  */
477 static void offset_meet(EdgeHalf *e1, EdgeHalf *e2, BMVert *v, BMFace *f,
478                         int on_right, float meetco[3])
479 {
480         float dir1[3], dir2[3], norm_v[3], norm_perp1[3], norm_perp2[3],
481               off1a[3], off1b[3], off2a[3], off2b[3], isect2[3], ang;
482
483         /* get direction vectors for two offset lines */
484         sub_v3_v3v3(dir1, v->co, BM_edge_other_vert(e1->e, v)->co);
485         sub_v3_v3v3(dir2, BM_edge_other_vert(e2->e, v)->co, v->co);
486
487         ang = angle_v3v3(dir1, dir2);
488         if (ang < 100.0f * BEVEL_EPSILON) {
489                 /* special case: e1 and e2 are parallel; put offset point perp to both, from v.
490                  * need to find a suitable plane.
491                  * if offsets are different, we're out of luck: just use e1->offset_r */
492                 if (f)
493                         copy_v3_v3(norm_v, f->no);
494                 else
495                         copy_v3_v3(norm_v, v->no);
496                 cross_v3_v3v3(norm_perp1, dir1, norm_v);
497                 normalize_v3(norm_perp1);
498                 copy_v3_v3(off1a, v->co);
499                 madd_v3_v3fl(off1a, norm_perp1, e1->offset_r);
500                 copy_v3_v3(meetco, off1a);
501         }
502         else if (fabsf(ang - (float)M_PI) < 100.0f * BEVEL_EPSILON) {
503                 /* special case e1 and e2 are antiparallel, so bevel is into
504                  * a zero-area face.  Just make the offset point on the
505                  * common line, at offset distance from v. */
506                 slide_dist(e2, v, e2->offset_l, meetco);
507         }
508         else {
509                 /* get normal to plane where meet point should be */
510                 cross_v3_v3v3(norm_v, dir2, dir1);
511                 normalize_v3(norm_v);
512                 if (!on_right)
513                         negate_v3(norm_v);
514
515                 /* get vectors perp to each edge, perp to norm_v, and pointing into face */
516                 if (f) {
517                         copy_v3_v3(norm_v, f->no);
518                 }
519                 cross_v3_v3v3(norm_perp1, dir1, norm_v);
520                 cross_v3_v3v3(norm_perp2, dir2, norm_v);
521                 normalize_v3(norm_perp1);
522                 normalize_v3(norm_perp2);
523
524                 /* get points that are offset distances from each line, then another point on each line */
525                 copy_v3_v3(off1a, v->co);
526                 madd_v3_v3fl(off1a, norm_perp1, e1->offset_r);
527                 add_v3_v3v3(off1b, off1a, dir1);
528                 copy_v3_v3(off2a, v->co);
529                 madd_v3_v3fl(off2a, norm_perp2, e2->offset_l);
530                 add_v3_v3v3(off2b, off2a, dir2);
531
532                 /* intersect the lines; by construction they should be on the same plane and not parallel */
533                 if (!isect_line_line_v3(off1a, off1b, off2a, off2b, meetco, isect2)) {
534 #ifdef BEVEL_ASSERT_PROJECT
535                         BLI_assert(!"offset_meet failure");
536 #endif
537                         copy_v3_v3(meetco, off1a);  /* just to do something */
538                 }
539         }
540 }
541
542 /* Like offset_in_two planes, but for the case where we prefer to solve the problem
543  * of not meeting at the same point by choosing to change the bevel offset on one
544  * of the appropriate side of either e1 or e2, in order that the lines can meet on emid. */
545 static void offset_on_edge_between(BevelParams *bp, EdgeHalf *e1, EdgeHalf *e2, EdgeHalf *emid,
546                                    BMVert *v, float meetco[3])
547 {
548         BLI_assert(e1->is_bev && e2->is_bev && !emid->is_bev);
549         
550         /* If have to change offset of e1 or e2, which one?
551          * Prefer the one whose other end hasn't been constructed yet.
552          * Following will choose to change e2 if both have already been constructed. */
553         if (find_other_end_edge_half(bp, e1)) {
554                 offset_meet(e1, emid, v, e1->fnext, TRUE, meetco);
555                 /* now e2's left offset is probably different */
556                 e2->offset_l = dist_to_line_v3(meetco, v->co, BM_edge_other_vert(e2->e, v)->co);
557         }
558         else {
559                 offset_meet(emid, e2, v, emid->fnext, TRUE, meetco);
560                 /* now e1's right offset is probably different */
561                 e1->offset_r = dist_to_line_v3(meetco, v->co, BM_edge_other_vert(e1->e, v)->co);
562         }
563 }
564
565 /* Like offset_meet, but with a mid edge between them that is used
566  * to calculate the planes in which to run the offset lines.
567  * They may not meet exactly: the lines may be angled so that they can't meet,
568  * probably because one or both faces is non-planar.
569  * In that case, pick a close point on emid, which should be the dividing
570  * edge between the two planes. */
571 static void offset_in_two_planes(BevelParams *bp, EdgeHalf *e1, EdgeHalf *e2, EdgeHalf *emid,
572                                  BMVert *v, float meetco[3])
573 {
574         float dir1[3], dir2[3], dirmid[3], norm_perp1[3], norm_perp2[3],
575               off1a[3], off1b[3], off2a[3], off2b[3], isect2[3],
576               f1no[3], f2no[3], ang;
577         int iret;
578
579         /* get direction vectors for two offset lines */
580         sub_v3_v3v3(dir1, v->co, BM_edge_other_vert(e1->e, v)->co);
581         sub_v3_v3v3(dir2, BM_edge_other_vert(e2->e, v)->co, v->co);
582         sub_v3_v3v3(dirmid, BM_edge_other_vert(emid->e, v)->co, v->co);
583
584         /* get directions into offset planes */
585         /* calculate face normals at corner in case faces are nonplanar */
586         cross_v3_v3v3(f1no, dirmid, dir1);
587         cross_v3_v3v3(f2no, dirmid, dir2);
588         cross_v3_v3v3(norm_perp1, dir1, f1no);
589         normalize_v3(norm_perp1);
590         cross_v3_v3v3(norm_perp2, dir2, f2no);
591         normalize_v3(norm_perp2);
592
593         /* get points that are offset distances from each line, then another point on each line */
594         copy_v3_v3(off1a, v->co);
595         madd_v3_v3fl(off1a, norm_perp1, e1->offset_r);
596         sub_v3_v3v3(off1b, off1a, dir1);
597         copy_v3_v3(off2a, v->co);
598         madd_v3_v3fl(off2a, norm_perp2, e2->offset_l);
599         add_v3_v3v3(off2b, off2a, dir2);
600
601         ang = angle_v3v3(dir1, dir2);
602         if (ang < 100.0f * BEVEL_EPSILON) {
603                 /* lines are parallel; put intersection on emid */
604                 offset_on_edge_between(bp, e1, e2, emid, v, meetco);
605         }
606         else if (fabsf(ang - (float)M_PI) < 100.0f * BEVEL_EPSILON) {
607                 slide_dist(e2, v, e2->offset_l, meetco);
608         }
609         else {
610                 iret = isect_line_line_v3(off1a, off1b, off2a, off2b, meetco, isect2);
611                 if (iret == 0) {
612                         /* lines colinear: another test says they are parallel. so shouldn't happen */
613                         copy_v3_v3(meetco, off1a);
614                 }
615                 else if (iret == 2) {
616                         /* lines are not coplanar and don't meet; meetco and isect2 are nearest to first and second lines */
617                         if (len_v3v3(meetco, isect2) > 100.0f * BEVEL_EPSILON) {
618                                 /* offset lines don't meet so can't preserve widths; fallback on sliding along edge between */
619                                 offset_on_edge_between(bp, e1, e2, emid, v, meetco);
620                         }
621                 }
622                 /* else iret == 1 and the lines are coplanar so meetco has the intersection */
623         }
624 }
625
626 /* Offset by e->offset in plane with normal plane_no, on left if left==TRUE,
627  * else on right.  If no is NULL, choose an arbitrary plane different
628  * from eh's direction. */
629 static void offset_in_plane(EdgeHalf *e, const float plane_no[3], int left, float r[3])
630 {
631         float dir[3], no[3], fdir[3];
632         BMVert *v;
633
634         v = e->is_rev ? e->e->v2 : e->e->v1;
635
636         sub_v3_v3v3(dir, BM_edge_other_vert(e->e, v)->co, v->co);
637         normalize_v3(dir);
638         if (plane_no) {
639                 copy_v3_v3(no, plane_no);
640         }
641         else {
642                 zero_v3(no);
643                 if (fabs(dir[0]) < fabs(dir[1]))
644                         no[0] = 1.0f;
645                 else
646                         no[1] = 1.0f;
647         }
648         if (left)
649                 cross_v3_v3v3(fdir, dir, no);
650         else
651                 cross_v3_v3v3(fdir, no, dir);
652         normalize_v3(fdir);
653         copy_v3_v3(r, v->co);
654         madd_v3_v3fl(r, fdir, left? e->offset_l : e->offset_r);
655 }
656
657 /* Calculate the point on e where line (co_a, co_b) comes closest to and return it in projco */
658 static void project_to_edge(BMEdge *e, const float co_a[3], const float co_b[3], float projco[3])
659 {
660         float otherco[3];
661
662         if (!isect_line_line_v3(e->v1->co, e->v2->co, co_a, co_b, projco, otherco)) {
663 #ifdef BEVEL_ASSERT_PROJECT
664                 BLI_assert(!"project meet failure");
665 #endif
666                 copy_v3_v3(projco, e->v1->co);
667         }
668 }
669
670 /* return 1 if a and b are in CCW order on the normal side of f,
671  * and -1 if they are reversed, and 0 if there is no shared face f */
672 static int bev_ccw_test(BMEdge *a, BMEdge *b, BMFace *f)
673 {
674         BMLoop *la, *lb;
675
676         if (!f)
677                 return 0;
678         la = BM_face_edge_share_loop(f, a);
679         lb = BM_face_edge_share_loop(f, b);
680         if (!la || !lb)
681                 return 0;
682         return lb->next == la ? 1 : -1;
683 }
684
685 /* Fill matrix r_mat so that a point in the sheared parallelogram with corners
686  * va, vmid, vb (and the 4th that is implied by it being a parallelogram)
687  * is transformed to the unit square by multiplication with r_mat.
688  * If it can't be done because the parallelogram is degenerate, return FALSE
689  * else return TRUE.
690  * Method:
691  * Find vo, the origin of the parallelogram with other three points va, vmid, vb.
692  * Also find vd, which is in direction normal to parallelogram and 1 unit away
693  * from the origin.
694  * The quarter circle in first quadrant of unit square will be mapped to the
695  * quadrant of a sheared ellipse in the parallelogram, using a matrix.
696  * The matrix mat is calculated to map:
697  *    (0,1,0) -> va
698  *    (1,1,0) -> vmid
699  *    (1,0,0) -> vb
700  *    (0,1,1) -> vd
701  * We want M to make M*A=B where A has the left side above, as columns
702  * and B has the right side as columns - both extended into homogeneous coords.
703  * So M = B*(Ainverse).  Doing Ainverse by hand gives the code below.
704  */
705 static int make_unit_square_map(const float va[3], const float vmid[3], const float vb[3],
706                                 float r_mat[4][4])
707 {
708         float vo[3], vd[3], vb_vmid[3], va_vmid[3], vddir[3];
709
710         sub_v3_v3v3(va_vmid, vmid, va);
711         sub_v3_v3v3(vb_vmid, vmid, vb);
712         if (fabsf(angle_v3v3(va_vmid, vb_vmid) - (float)M_PI) > 100.0f * BEVEL_EPSILON) {
713                 sub_v3_v3v3(vo, va, vb_vmid);
714                 cross_v3_v3v3(vddir, vb_vmid, va_vmid);
715                 normalize_v3(vddir);
716                 add_v3_v3v3(vd, vo, vddir);
717
718                 /* The cols of m are: {vmid - va, vmid - vb, vmid + vd - va -vb, va + vb - vmid;
719                  * blender transform matrices are stored such that m[i][*] is ith column;
720                  * the last elements of each col remain as they are in unity matrix */
721                 sub_v3_v3v3(&r_mat[0][0], vmid, va);
722                 r_mat[0][3] = 0.0f;
723                 sub_v3_v3v3(&r_mat[1][0], vmid, vb);
724                 r_mat[1][3] = 0.0f;
725                 add_v3_v3v3(&r_mat[2][0], vmid, vd);
726                 sub_v3_v3(&r_mat[2][0], va);
727                 sub_v3_v3(&r_mat[2][0], vb);
728                 r_mat[2][3] = 0.0f;
729                 add_v3_v3v3(&r_mat[3][0], va, vb);
730                 sub_v3_v3(&r_mat[3][0], vmid);
731                 r_mat[3][3] = 1.0f;
732
733                 return TRUE;
734         }
735         else
736                 return FALSE;
737 }
738
739 /*
740  * Find the point (/n) of the way around the round profile for e,
741  * where start point is va, midarc point is vmid, and end point is vb.
742  * Return the answer in profileco.
743  * If va -- vmid -- vb is approximately a straight line, just
744  * interpolate along the line.
745  */
746 static void get_point_on_round_edge(EdgeHalf *e, int k,
747                                     const float va[3], const float vmid[3], const float vb[3],
748                                     float r_co[3])
749 {
750         float p[3], angle;
751         float m[4][4];
752         int n = e->seg;
753
754         if (make_unit_square_map(va, vmid, vb, m)) {
755                 /* Find point k/(e->seg) along quarter circle from (0,1,0) to (1,0,0) */
756                 angle = (float)M_PI * (float)k / (2.0f * (float)n);  /* angle from y axis */
757                 p[0] = sinf(angle);
758                 p[1] = cosf(angle);
759                 p[2] = 0.0f;
760                 mul_v3_m4v3(r_co, m, p);
761         }
762         else {
763                 /* degenerate case: profile is a line */
764                 interp_v3_v3v3(r_co, va, vb, (float)k / (float)n);
765         }
766 }
767
768 /* Calculate a snapped point to the transformed profile of edge e, extended as
769  * in a cylinder-like surface in the direction of e.
770  * co is the point to snap and is modified in place.
771  * va and vb are the limits of the profile (with peak on e). */
772 static void snap_to_edge_profile(EdgeHalf *e, const float va[3], const float vb[3],
773                                  float co[3])
774 {
775         float m[4][4], minv[4][4];
776         float edir[3], va0[3], vb0[3], vmid0[3], p[3], snap[3], plane[4];
777
778         sub_v3_v3v3(edir, e->e->v1->co, e->e->v2->co);
779
780         /* project va and vb onto plane P, with normal edir and containing co */
781         plane_from_point_normal_v3(plane, co, edir);
782         closest_to_plane_v3(va0, plane, va);
783         closest_to_plane_v3(vb0, plane, vb);
784         project_to_edge(e->e, va0, vb0, vmid0);
785         if (make_unit_square_map(va0, vmid0, vb0, m)) {
786                 /* Transform co and project it onto the unit circle.
787                  * Projecting is in fact just normalizing the transformed co */
788                 if (!invert_m4_m4(minv, m)) {
789                         /* shouldn't happen, by angle test and construction of vd */
790                         BLI_assert(!"failed inverse during profile snap");
791                         return;
792                 }
793                 mul_v3_m4v3(p, minv, co);
794                 normalize_v3(p);
795                 mul_v3_m4v3(snap, m, p);
796                 copy_v3_v3(co, snap);
797         }
798         else {
799                 /* planar case: just snap to line va--vb */
800                 closest_to_line_segment_v3(p, co, va, vb);
801                 copy_v3_v3(co, p);
802         }
803 }
804
805 /* Set the any_seam property for a BevVert and all its BoundVerts */
806 static void set_bound_vert_seams(BevVert *bv)
807 {
808         BoundVert *v;
809         EdgeHalf *e;
810
811         bv->any_seam = false;
812         v = bv->vmesh->boundstart;
813         do {
814                 v->any_seam = false;
815                 for (e = v->efirst; e; e = e->next) {
816                         v->any_seam |= e->is_seam;
817                         if (e == v->elast)
818                                 break;
819                 }
820                 bv->any_seam |= v->any_seam;
821         } while ((v = v->next) != bv->vmesh->boundstart);
822 }
823
824 /* Make a circular list of BoundVerts for bv, each of which has the coordinates
825  * of a vertex on the the boundary of the beveled vertex bv->v.
826  * Also decide on the mesh pattern that will be used inside the boundary.
827  * Doesn't make the actual BMVerts */
828 static void build_boundary(BevelParams *bp, BevVert *bv)
829 {
830         MemArena *mem_arena = bp->mem_arena;
831         EdgeHalf *efirst, *e;
832         BoundVert *v;
833         VMesh *vm;
834         float co[3];
835         const float  *no;
836         float lastd;
837
838         vm = bv->vmesh;
839
840         if (bp->vertex_only)
841                 e = efirst = &bv->edges[0];
842         else
843                 e = efirst = next_bev(bv, NULL);
844
845         BLI_assert(bv->edgecount >= 2);  /* since bevel edges incident to 2 faces */
846
847         if (bv->edgecount == 2 && bv->selcount == 1) {
848                 /* special case: beveled edge meets non-beveled one at valence 2 vert */
849                 no = e->fprev ? e->fprev->no : (e->fnext ? e->fnext->no : NULL);
850                 offset_in_plane(e, no, TRUE, co);
851                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
852                 v->efirst = v->elast = v->ebev = e;
853                 e->leftv = v;
854                 no = e->fnext ? e->fnext->no : (e->fprev ? e->fprev->no : NULL);
855                 offset_in_plane(e, no, FALSE, co);
856                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
857                 v->efirst = v->elast = e;
858                 e->rightv = v;
859                 /* make artifical extra point along unbeveled edge, and form triangle */
860                 slide_dist(e->next, bv->v, e->offset_l, co);
861                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
862                 v->efirst = v->elast = e->next;
863                 e->next->leftv = e->next->rightv = v;
864                 /* could use M_POLY too, but tri-fan looks nicer)*/
865                 vm->mesh_kind = M_TRI_FAN;
866                 set_bound_vert_seams(bv);
867                 return;
868         }
869
870         lastd = bp->vertex_only ? bv->offset : e->offset_l;
871         vm->boundstart = NULL;
872         do {
873                 if (e->is_bev) {
874                         /* handle only left side of beveled edge e here: next iteration should do right side */
875                         if (e->prev->is_bev) {
876                                 BLI_assert(e->prev != e);  /* see: wire edge special case */
877                                 offset_meet(e->prev, e, bv->v, e->fprev, TRUE, co);
878                                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
879                                 v->efirst = e->prev;
880                                 v->elast = v->ebev = e;
881                                 e->leftv = v;
882                                 e->prev->rightv = v;
883                         }
884                         else {
885                                 /* e->prev is not beveled */
886                                 if (e->prev->prev->is_bev) {
887                                         BLI_assert(e->prev->prev != e); /* see: edgecount 2, selcount 1 case */
888                                         /* find meet point between e->prev->prev and e and attach e->prev there */
889                                         if (bp->preserve_widths)
890                                                 offset_in_two_planes(bp, e->prev->prev, e, e->prev, bv->v, co);
891                                         else
892                                                 offset_on_edge_between(bp, e->prev->prev, e, e->prev, bv->v, co);
893                                         v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
894                                         v->efirst = e->prev->prev;
895                                         v->elast = v->ebev = e;
896                                         e->leftv = v;
897                                         e->prev->leftv = v;
898                                         e->prev->prev->rightv = v;
899                                 }
900                                 else {
901                                         /* neither e->prev nor e->prev->prev are beveled: make on-edge on e->prev */
902                                         offset_meet(e->prev, e, bv->v, e->fprev, TRUE, co);
903                                         v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
904                                         v->efirst = e->prev;
905                                         v->elast = v->ebev = e;
906                                         e->leftv = v;
907                                         e->prev->leftv = v;
908                                 }
909                         }
910                         lastd = len_v3v3(bv->v->co, v->nv.co);
911                 }
912                 else {
913                         /* e is not beveled */
914                         if (e->next->is_bev) {
915                                 /* next iteration will place e between beveled previous and next edges */
916                                 /* do nothing... */
917                         }
918                         else if (e->prev->is_bev) {
919                                 /* on-edge meet between e->prev and e */
920                                 offset_meet(e->prev, e, bv->v, e->fprev, TRUE, co);
921                                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
922                                 v->efirst = e->prev;
923                                 v->elast = e;
924                                 e->leftv = v;
925                                 e->prev->rightv = v;
926                         }
927                         else {
928                                 /* None of e->prev, e, e->next are beveled.
929                                  * could either leave alone or add slide points to make
930                                  * one polygon around bv->v.  For now, we choose latter.
931                                  * Could slide to make an even bevel plane but for now will
932                                  * just use last distance a meet point moved from bv->v. */
933                                 slide_dist(e, bv->v, lastd, co);
934                                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
935                                 v->efirst = v->elast = e;
936                                 e->leftv = v;
937                         }
938                 }
939         } while ((e = e->next) != efirst);
940
941         set_bound_vert_seams(bv);
942
943         BLI_assert(vm->count >= 2);
944         if (bp->vertex_only) {
945                 if (vm->count == 2)
946                         vm->mesh_kind = M_NONE;
947                 else if (bp->seg > 1)
948                         vm->mesh_kind = M_ADJ_SUBDIV;
949                 else
950                         vm->mesh_kind = M_POLY;
951         }
952         else if (vm->count == 2 && bv->edgecount == 3) {
953                 vm->mesh_kind = M_NONE;
954         }
955         else if (bv->selcount == 2) {
956                 vm->mesh_kind = M_QUAD_STRIP;
957         }
958         else if (efirst->seg == 1 || bv->selcount == 1) {
959                 if (vm->count == 3 && bv->selcount == 1) {
960                         vm->mesh_kind = M_TRI_FAN;
961                 }
962                 else {
963                         vm->mesh_kind = M_POLY;
964                 }
965         }
966         else {
967                 vm->mesh_kind = M_ADJ;
968         }
969 }
970
971 /*
972  * Given that the boundary is built and the boundary BMVerts have been made,
973  * calculate the positions of the interior mesh points for the M_ADJ pattern,
974  * then make the BMVerts and the new faces. */
975 static void bevel_build_rings(BMesh *bm, BevVert *bv)
976 {
977         int k, ring, i, n, ns, ns2, nn, odd;
978         VMesh *vm = bv->vmesh;
979         BoundVert *v, *vprev, *vnext;
980         NewVert *nv, *nvprev, *nvnext;
981         EdgeHalf *e1, *e2, *epipe;
982         BMVert *bmv, *bmv1, *bmv2, *bmv3, *bmv4;
983         BMFace *f, *f2, *f23;
984         float co[3], coa[3], cob[3], midco[3];
985         float va_pipe[3], vb_pipe[3];
986
987         n = vm->count;
988         ns = vm->seg;
989         ns2 = ns / 2;
990         odd = (ns % 2) != 0;
991         BLI_assert(n > 2 && ns > 1);
992
993         /* special case: two beveled edges are in line and share a face, making a "pipe" */
994         epipe = NULL;
995         if (bv->selcount > 2) {
996                 for (e1 = &bv->edges[0]; epipe == NULL && e1 != &bv->edges[bv->edgecount]; e1++) {
997                         if (e1->is_bev) {
998                                 for (e2 = &bv->edges[0]; e2 != &bv->edges[bv->edgecount]; e2++) {
999                                         if (e1 != e2 && e2->is_bev) {
1000                                                 if ((e1->fnext == e2->fprev) || (e1->fprev == e2->fnext)) {
1001                                                         float dir1[3], dir2[3];
1002                                                         sub_v3_v3v3(dir1, bv->v->co, BM_edge_other_vert(e1->e, bv->v)->co);
1003                                                         sub_v3_v3v3(dir2, BM_edge_other_vert(e2->e, bv->v)->co, bv->v->co);
1004                                                         if (angle_v3v3(dir1, dir2) < 100.0f * BEVEL_EPSILON) {
1005                                                                 epipe = e1;
1006                                                                 break;
1007                                                         }
1008                                                 }
1009                                         }
1010                                 }
1011                         }
1012                 }
1013         }
1014
1015         /* Make initial rings, going between points on neighbors.
1016          * After this loop, will have coords for all (i, r, k) where
1017          * BoundVert for i has a bevel, 0 <= r <= ns2, 0 <= k <= ns */
1018         for (ring = 1; ring <= ns2; ring++) {
1019                 v = vm->boundstart;
1020
1021                 do {
1022                         i = v->index;
1023                         if (v->ebev) {
1024                                 /* get points coords of points a and b, on outer rings
1025                                  * of prev and next edges, k away from this edge */
1026                                 vprev = v->prev;
1027                                 vnext = v->next;
1028
1029                                 if (vprev->ebev)
1030                                         nvprev = mesh_vert(vm, vprev->index, 0, ns - ring);
1031                                 else
1032                                         nvprev = mesh_vert(vm, vprev->index, 0, ns);
1033                                 copy_v3_v3(coa, nvprev->co);
1034                                 nv = mesh_vert(vm, i, ring, 0);
1035                                 copy_v3_v3(nv->co, coa);
1036                                 nv->v = nvprev->v;
1037
1038                                 if (vnext->ebev)
1039                                         nvnext = mesh_vert(vm, vnext->index, 0, ring);
1040                                 else
1041                                         nvnext = mesh_vert(vm, vnext->index, 0, 0);
1042                                 copy_v3_v3(cob, nvnext->co);
1043                                 nv = mesh_vert(vm, i, ring, ns);
1044                                 copy_v3_v3(nv->co, cob);
1045                                 nv->v = nvnext->v;
1046
1047                                 /* TODO: better calculation of new midarc point? */
1048                                 project_to_edge(v->ebev->e, coa, cob, midco);
1049
1050                                 for (k = 1; k < ns; k++) {
1051                                         get_point_on_round_edge(v->ebev, k, coa, midco, cob, co);
1052                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm, i, ring, k)->co, co);
1053                                 }
1054
1055                                 if (v->ebev == epipe) {
1056                                         /* save profile extremes for later snapping */
1057                                         copy_v3_v3(va_pipe, mesh_vert(vm, i, 0, 0)->co);
1058                                         copy_v3_v3(vb_pipe, mesh_vert(vm, i, 0, ns)->co);
1059                                 }
1060                         }
1061                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1062         }
1063
1064         /* Now make sure cross points of rings share coordinates and vertices.
1065          * After this loop, will have BMVerts for all (i, r, k) where
1066          * i is for a BoundVert that is beveled and has either a predecessor or
1067          * successor BoundVert beveled too, and
1068          * for odd ns: 0 <= r <= ns2, 0 <= k <= ns
1069          * for even ns: 0 <= r < ns2, 0 <= k <= ns except k=ns2 */
1070         v = vm->boundstart;
1071         do {
1072                 i = v->index;
1073                 if (v->ebev) {
1074                         vprev = v->prev;
1075                         vnext = v->next;
1076                         if (vprev->ebev) {
1077                                 for (ring = 1; ring <= ns2; ring++) {
1078                                         for (k = 1; k <= ns2; k++) {
1079                                                 if (!odd && (k == ns2 || ring == ns2))
1080                                                         continue;  /* center line is special case: do after the rest are done */
1081                                                 nv = mesh_vert(vm, i, ring, k);
1082                                                 nvprev = mesh_vert(vm, vprev->index, k, ns - ring);
1083                                                 mid_v3_v3v3(co, nv->co, nvprev->co);
1084                                                 if (epipe)
1085                                                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, co);
1086
1087                                                 copy_v3_v3(nv->co, co);
1088                                                 BLI_assert(nv->v == NULL && nvprev->v == NULL);
1089                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, ring, k, bv->v);
1090                                                 copy_mesh_vert(vm, vprev->index, k, ns - ring, i, ring, k);
1091                                         }
1092                                 }
1093                                 if (!vprev->prev->ebev) {
1094                                         for (ring = 1; ring <= ns2; ring++) {
1095                                                 for (k = 1; k <= ns2; k++) {
1096                                                         if (!odd && (k == ns2 || ring == ns2))
1097                                                                 continue;
1098                                                         create_mesh_bmvert(bm, vm, vprev->index, ring, k, bv->v);
1099                                                 }
1100                                         }
1101                                 }
1102                                 if (!vnext->ebev) {
1103                                         for (ring = 1; ring <= ns2; ring++) {
1104                                                 for (k = ns - ns2; k < ns; k++) {
1105                                                         if (!odd && (k == ns2 || ring == ns2))
1106                                                                 continue;
1107                                                         create_mesh_bmvert(bm, vm, i, ring, k, bv->v);
1108                                                 }
1109                                         }
1110                                 }
1111                         }
1112                 }
1113         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1114
1115         if (!odd) {
1116                 /* Do special case center lines.
1117                  * This loop makes verts for (i, ns2, k) for 1 <= k <= ns-1, k!=ns2
1118                  * and for (i, r, ns2) for 1 <= r <= ns2-1,
1119                  * whenever i is in a sequence of at least two beveled verts */
1120                 v = vm->boundstart;
1121                 do {
1122                         i = v->index;
1123                         if (v->ebev) {
1124                                 vprev = v->prev;
1125                                 vnext = v->next;
1126                                 for (k = 1; k < ns2; k++) {
1127                                         nv = mesh_vert(vm, i, k, ns2);
1128                                         if (vprev->ebev)
1129                                                 nvprev = mesh_vert(vm, vprev->index, ns2, ns - k);
1130                                         if (vnext->ebev)
1131                                                 nvnext = mesh_vert(vm, vnext->index, ns2, k);
1132                                         if (vprev->ebev && vnext->ebev) {
1133                                                 mid_v3_v3v3v3(co, nvprev->co, nv->co, nvnext->co);
1134                                                 if (epipe)
1135                                                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, co);
1136                                                 copy_v3_v3(nv->co, co);
1137                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, k, ns2, bv->v);
1138                                                 copy_mesh_vert(vm, vprev->index, ns2, ns - k, i, k, ns2);
1139                                                 copy_mesh_vert(vm, vnext->index, ns2, k, i, k, ns2);
1140
1141                                         }
1142                                         else if (vprev->ebev) {
1143                                                 mid_v3_v3v3(co, nvprev->co, nv->co);
1144                                                 if (epipe)
1145                                                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, co);
1146                                                 copy_v3_v3(nv->co, co);
1147                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, k, ns2, bv->v);
1148                                                 copy_mesh_vert(vm, vprev->index, ns2, ns - k, i, k, ns2);
1149
1150                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, ns2, ns - k, bv->v);
1151                                         }
1152                                         else if (vnext->ebev) {
1153                                                 mid_v3_v3v3(co, nv->co, nvnext->co);
1154                                                 if (epipe)
1155                                                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, co);
1156                                                 copy_v3_v3(nv->co, co);
1157                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, k, ns2, bv->v);
1158                                                 copy_mesh_vert(vm, vnext->index, ns2, k, i, k, ns2);
1159
1160                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, ns2, k, bv->v);
1161                                         }
1162                                 }
1163                         }
1164                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1165
1166                 /* center point need to be average of all centers of rings */
1167                 /* TODO: this is wrong if not all verts have ebev: could have
1168                  * several disconnected sections of mesh. */
1169                 zero_v3(midco);
1170                 nn = 0;
1171                 v = vm->boundstart;
1172                 do {
1173                         i = v->index;
1174                         if (v->ebev) {
1175                                 nv = mesh_vert(vm, i, ns2, ns2);
1176                                 add_v3_v3(midco, nv->co);
1177                                 nn++;
1178                         }
1179                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1180                 mul_v3_fl(midco, 1.0f / nn);
1181                 if (epipe)
1182                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, midco);
1183                 bmv = BM_vert_create(bm, midco, NULL, BM_CREATE_NOP);
1184                 v = vm->boundstart;
1185                 do {
1186                         i = v->index;
1187                         if (v->ebev) {
1188                                 nv = mesh_vert(vm, i, ns2, ns2);
1189                                 copy_v3_v3(nv->co, midco);
1190                                 nv->v = bmv;
1191                         }
1192                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1193         }
1194
1195         /* Make the ring quads */
1196         for (ring = 0; ring < ns2; ring++) {
1197                 v = vm->boundstart;
1198                 do {
1199                         i = v->index;
1200                         f = boundvert_rep_face(v);
1201                         f2 = boundvert_rep_face(v->next);
1202                         if (v->ebev && (v->prev->ebev || v->next->ebev)) {
1203                                 for (k = 0; k < ns2 + odd; k++) {
1204                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, ring, k)->v;
1205                                         bmv2 = mesh_vert(vm, i, ring, k + 1)->v;
1206                                         bmv3 = mesh_vert(vm, i, ring + 1, k + 1)->v;
1207                                         bmv4 = mesh_vert(vm, i, ring + 1, k)->v;
1208                                         BLI_assert(bmv1 && bmv2 && bmv3 && bmv4);
1209                                         if (bmv3 == bmv4 || bmv1 == bmv4)
1210                                                 bmv4 = NULL;
1211                                         /* f23 is interp face for bmv2 and bmv3 */
1212                                         f23 = f;
1213                                         if (odd && k == ns2 && f2 && !v->any_seam)
1214                                                 f23 = f2;
1215                                         bev_create_quad_tri_ex(bm, bmv1, bmv2, bmv3, bmv4,
1216                                                                f, f23, f23, f);
1217                                 }
1218                         }
1219                         else if (v->prev->ebev && v->prev->prev->ebev) {
1220                                 /* finish off a sequence of beveled edges */
1221                                 i = v->prev->index;
1222                                 f = boundvert_rep_face(v->prev);
1223                                 f2 = boundvert_rep_face(v);
1224                                 for (k = ns2 + (ns % 2); k < ns; k++) {
1225                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, ring, k)->v;
1226                                         bmv2 = mesh_vert(vm, i, ring, k + 1)->v;
1227                                         bmv3 = mesh_vert(vm, i, ring + 1, k + 1)->v;
1228                                         bmv4 = mesh_vert(vm, i, ring + 1, k)->v;
1229                                         BLI_assert(bmv1 && bmv2 && bmv3 && bmv4);
1230                                         if (bmv2 == bmv3) {
1231                                                 bmv3 = bmv4;
1232                                                 bmv4 = NULL;
1233                                         }
1234                                         f23 = f;
1235                                         if (odd && k == ns2 && f2 && !v->any_seam)
1236                                                 f23 = f2;
1237                                         bev_create_quad_tri_ex(bm, bmv1, bmv2, bmv3, bmv4,
1238                                                                f, f23, f23, f);
1239                                 }
1240                         }
1241                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1242         }
1243
1244         /* Fix UVs along center lines if even number of segments */
1245         if (!odd) {
1246                 v = vm->boundstart;
1247                 do {
1248                         i = v->index;
1249                         f = boundvert_rep_face(v);
1250                         f2 = boundvert_rep_face(v->next);
1251                         if (!v->any_seam) {
1252                                 for (ring = 1; ring < ns2; ring++) {
1253                                         BMVert *v_uv = mesh_vert(vm, i, ring, ns2)->v;
1254                                         if (v_uv) {
1255                                                 bev_merge_uvs(bm, v_uv);
1256                                         }
1257                                 }
1258                         }
1259                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1260                 if (!bv->any_seam)
1261                         bev_merge_uvs(bm, mesh_vert(vm, 0, ns2, ns2)->v);
1262         }
1263
1264         /* Make center ngon if odd number of segments and fully beveled */
1265         if (odd && vm->count == bv->selcount) {
1266                 BMVert **vv = NULL;
1267                 BMFace **vf = NULL;
1268                 BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1269                 BLI_array_staticdeclare(vf, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1270
1271                 v = vm->boundstart;
1272                 do {
1273                         i = v->index;
1274                         BLI_assert(v->ebev);
1275                         BLI_array_append(vv, mesh_vert(vm, i, ns2, ns2)->v);
1276                         BLI_array_append(vf, bv->any_seam ? f: boundvert_rep_face(v));
1277                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1278                 f = boundvert_rep_face(vm->boundstart);
1279                 bev_create_ngon(bm, vv, BLI_array_count(vv), vf, f, true);
1280
1281                 BLI_array_free(vv);
1282         }
1283
1284         /* Make 'rest-of-vmesh' polygon if not fully beveled */
1285         /* TODO: use interpolation face array here too */
1286         if (vm->count > bv->selcount) {
1287                 int j;
1288                 BMVert **vv = NULL;
1289                 BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1290
1291                 v = vm->boundstart;
1292                 f = boundvert_rep_face(v);
1293                 j = 0;
1294                 do {
1295                         i = v->index;
1296                         if (v->ebev) {
1297                                 if (!v->prev->ebev) {
1298                                         for (k = 0; k < ns2; k++) {
1299                                                 bmv1 = mesh_vert(vm, i, ns2, k)->v;
1300                                                 if (!bmv1)
1301                                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, 0, k)->v;
1302                                                 if (!(j > 0 && bmv1 == vv[j - 1])) {
1303                                                         BLI_assert(bmv1 != NULL);
1304                                                         BLI_array_append(vv, bmv1);
1305                                                         j++;
1306                                                 }
1307                                         }
1308                                 }
1309                                 bmv1 = mesh_vert(vm, i, ns2, ns2)->v;
1310                                 if (!bmv1)
1311                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, 0, ns2)->v;
1312                                 if (!(j > 0 && bmv1 == vv[j - 1])) {
1313                                         BLI_assert(bmv1 != NULL);
1314                                         BLI_array_append(vv, bmv1);
1315                                         j++;
1316                                 }
1317                                 if (!v->next->ebev) {
1318                                         for (k = ns - ns2; k < ns; k++) {
1319                                                 bmv1 = mesh_vert(vm, i, ns2, k)->v;
1320                                                 if (!bmv1)
1321                                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, 0, k)->v;
1322                                                 if (!(j > 0 && bmv1 == vv[j - 1])) {
1323                                                         BLI_assert(bmv1 != NULL);
1324                                                         BLI_array_append(vv, bmv1);
1325                                                         j++;
1326                                                 }
1327                                         }
1328                                 }
1329                         }
1330                         else {
1331                                 BLI_assert(mesh_vert(vm, i, 0, 0)->v != NULL);
1332                                 BLI_array_append(vv, mesh_vert(vm, i, 0, 0)->v);
1333                                 j++;
1334                         }
1335                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1336                 if (vv[0] == vv[j - 1])
1337                         j--;
1338                 bev_create_ngon(bm, vv, j, NULL, f, true);
1339
1340                 BLI_array_free(vv);
1341         }
1342 }
1343
1344 static VMesh *new_adj_subdiv_vmesh(MemArena *mem_arena, int count, int seg, BoundVert *bounds)
1345 {
1346         VMesh *vm;
1347
1348         vm = (VMesh *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, sizeof(VMesh));
1349         vm->count = count;
1350         vm->seg = seg;
1351         vm->boundstart = bounds;
1352         vm->mesh = (NewVert *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, count * (1 + seg / 2) * (1 + seg) * sizeof(NewVert));
1353         vm->mesh_kind = M_ADJ_SUBDIV;
1354         return vm;
1355 }
1356
1357 /* VMesh verts for vertex i have data for (i, 0 <= j <= ns2, 0 <= k <= ns), where ns2 = floor(nseg / 2).
1358  * But these overlap data from previous and next i: there are some forced equivalences.
1359  * Let's call these indices the canonical ones: we will just calculate data for these
1360  *    0 <= j <= ns2, 0 <= k < ns2  (for odd ns2)
1361  *    0 <= j < ns2, 0 <= k <= ns2  (for even ns2)
1362  *        also (j=ns2, k=ns2) at i=0 (for even ns2)
1363  * This function returns the canonical one for any i, j, k in [0,n],[0,ns],[0,ns] */
1364 static NewVert *mesh_vert_canon(VMesh *vm, int i, int j, int k)
1365 {
1366         int n, ns, ns2, odd;
1367         NewVert *ans;
1368
1369         n = vm->count;
1370         ns = vm->seg;
1371         ns2 = ns / 2;
1372         odd = ns % 2;
1373         BLI_assert(0 <= i && i <= n && 0 <= j && j <= ns && 0 <= k && k <= ns);
1374
1375         if (!odd && j == ns2 && k == ns2)
1376                 ans = mesh_vert(vm, 0, j, k);
1377         else if (j <= ns2 - 1 + odd && k <= ns2)
1378                 ans = mesh_vert(vm, i, j, k);
1379         else if (k <= ns2)
1380                 ans = mesh_vert(vm, (i + n - 1) % n, k, ns - j);
1381         else
1382                 ans = mesh_vert(vm, (i + 1) % n, ns - k, j);
1383         return ans;
1384 }
1385
1386 static int is_canon(VMesh *vm, int i, int j, int k)
1387 {
1388         int ns2 = vm->seg / 2;
1389         if (vm->seg % 2 == 1)
1390                 return (j <= ns2 && k <= ns2);
1391         else
1392                 return ((j < ns2 && k <= ns2) || (j == ns2 && k == ns2 && i == 0));
1393 }
1394
1395 /* Copy the vertex data to all of vm verts from canonical ones */
1396 static void vmesh_copy_equiv_verts(VMesh *vm)
1397 {
1398         int n, ns, ns2, i, j, k;
1399         NewVert *v0, *v1;
1400
1401         n = vm->count;
1402         ns = vm->seg;
1403         ns2 = ns / 2;
1404         for (i = 0; i < n; i++) {
1405                 for (j = 0; j <= ns2; j++) {
1406                         for (k = 0; k <= ns; k++) {
1407                                 if (is_canon(vm, i, j, k))
1408                                         continue;
1409                                 v1 = mesh_vert(vm, i, j, k);
1410                                 v0 = mesh_vert_canon(vm, i, j, k);
1411                                 copy_v3_v3(v1->co, v0->co);
1412                                 v1->v = v0->v;
1413                         }
1414                 }
1415         }
1416 }
1417
1418 /* Calculate and return in r_cent the centroid of the center poly */
1419 static void vmesh_center(VMesh *vm, float r_cent[3])
1420 {
1421         int n, ns2, i;
1422
1423         n = vm->count;
1424         ns2 = vm->seg / 2;
1425         if (vm->seg % 2) {
1426                 zero_v3(r_cent);
1427                 for (i = 0; i < n; i++) {
1428                         add_v3_v3(r_cent, mesh_vert(vm, i, ns2, ns2)->co);
1429                 }
1430                 mul_v3_fl(r_cent, 1.0f / (float) n);
1431         }
1432         else {
1433                 copy_v3_v3(r_cent, mesh_vert(vm, 0, ns2, ns2)->co);
1434         }
1435 }
1436
1437 /* Do one step of quadratic subdivision (Doo-Sabin), with special rules at boundaries.
1438  * For now, this is written assuming vm0->nseg is odd.
1439  * See Hwang-Chuang 2003 paper: "N-sided hole filling and vertex blending using subdivision surfaces"  */
1440 static VMesh *quadratic_subdiv(MemArena *mem_arena, VMesh *vm0)
1441 {
1442         int n, ns0, ns20, ns1 /*, ns21 */;
1443         int i, j, k, j1, k1;
1444         VMesh *vm1;
1445         float co[3], co1[3], co2[3], co3[3], co4[3];
1446         float co11[3], co21[3], co31[3], co41[3];
1447         float denom;
1448         const float wcorner[4] = {0.25f, 0.25f, 0.25f, 0.25f};
1449         const float wboundary[4] = {0.375f, 0.375f, 0.125f, 0.125f};  /* {3, 3, 1, 1}/8 */
1450         const float winterior[4] = {0.5625f, 0.1875f, 0.1875f, 0.0625f}; /* {9, 3, 3, 1}/16 */
1451
1452         n = vm0->count;
1453         ns0 = vm0->seg;
1454         ns20 = ns0 / 2;
1455         BLI_assert(ns0 % 2 == 1);
1456
1457         ns1 = 2 * ns0 - 1;
1458         // ns21 = ns1 / 2;  /* UNUSED */
1459         vm1 = new_adj_subdiv_vmesh(mem_arena, n, ns1, vm0->boundstart);
1460
1461         for (i = 0; i < n; i ++) {
1462                 /* For handle vm0 polys with lower left corner at (i,j,k) for
1463                  * j in [0, ns20], k in [0, ns20]; then the center ngon.
1464                  * but only fill in data for canonical verts of v1. */
1465                 for (j = 0; j <= ns20; j++) {
1466                         for (k = 0; k <= ns20; k++) {
1467                                 if (j == ns20 && k == ns20)
1468                                         continue;  /* center ngon is special */
1469                                 copy_v3_v3(co1, mesh_vert_canon(vm0, i, j, k)->co);
1470                                 copy_v3_v3(co2, mesh_vert_canon(vm0, i, j, k + 1)->co);
1471                                 copy_v3_v3(co3, mesh_vert_canon(vm0, i, j + 1, k + 1)->co);
1472                                 copy_v3_v3(co4, mesh_vert_canon(vm0, i, j + 1, k)->co);
1473                                 if (j == 0 && k == 0) {
1474                                         /* corner */
1475                                         copy_v3_v3(co11, co1);
1476                                         interp_v3_v3v3(co21, co1, co2, 0.5f);
1477                                         interp_v3_v3v3v3v3(co31, co1, co2, co3, co4, wcorner);
1478                                         interp_v3_v3v3(co41, co1, co4, 0.5f);
1479                                 }
1480                                 else if (j == 0) {
1481                                         /* ring 0 boundary */
1482                                         interp_v3_v3v3(co11, co1, co2, 0.25f);
1483                                         interp_v3_v3v3(co21, co1, co2, 0.75f);
1484                                         interp_v3_v3v3v3v3(co31, co2, co3, co1, co4, wboundary);
1485                                         interp_v3_v3v3v3v3(co41, co1, co4, co2, co3, wboundary);
1486                                 }
1487                                 else if (k == 0) {
1488                                         /* ring-starts boundary */
1489                                         interp_v3_v3v3(co11, co1, co4, 0.25f);
1490                                         interp_v3_v3v3v3v3(co21, co1, co2, co3, co4, wboundary);
1491                                         interp_v3_v3v3v3v3(co31, co3, co4, co1, co2, wboundary);
1492                                         interp_v3_v3v3(co41, co1, co4, 0.75f);
1493                                 }
1494                                 else {
1495                                         /* interior */
1496                                         interp_v3_v3v3v3v3(co11, co1, co2, co4, co3, winterior);
1497                                         interp_v3_v3v3v3v3(co21, co2, co1, co3, co4, winterior);
1498                                         interp_v3_v3v3v3v3(co31, co3, co2, co4, co1, winterior);
1499                                         interp_v3_v3v3v3v3(co41, co4, co1, co3, co2, winterior);
1500                                 }
1501                                 j1 = 2 * j;
1502                                 k1 = 2 * k;
1503                                 if (is_canon(vm1, i, j1, k1))
1504                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j1, k1)->co, co11);
1505                                 if (is_canon(vm1, i, j1, k1 + 1))
1506                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j1, k1 + 1)->co, co21);
1507                                 if (is_canon(vm1, i, j1 + 1, k1 + 1))
1508                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j1 + 1, k1 + 1)->co, co31);
1509                                 if (is_canon(vm1, i, j1 + 1, k1))
1510                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j1 + 1, k1)->co, co41);
1511                         }
1512                 }
1513
1514                 /* center ngon */
1515                 denom = 8.0f * (float) n;
1516                 zero_v3(co);
1517                 for (j = 0; j < n; j++) {
1518                         copy_v3_v3(co1, mesh_vert(vm0, j, ns20, ns20)->co);
1519                         if (i == j)
1520                                 madd_v3_v3fl(co, co1, (4.0f * (float) n + 2.0f) / denom);
1521                         else if ((i + 1) % n == j || (i + n - 1) % n == j)
1522                                 madd_v3_v3fl(co, co1, ((float) n + 2.0f) / denom);
1523                         else
1524                                 madd_v3_v3fl(co, co1, 2.0f / denom);
1525                 }
1526                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, 2 * ns20, 2 * ns20)->co, co);
1527         }
1528
1529         vmesh_copy_equiv_verts(vm1);
1530         return vm1;
1531 }
1532
1533 /* After a step of quadratic_subdiv, adjust the ring 1 verts to be on the planes of their respective faces,
1534  * so that the cross-tangents will match on further subdivision. */
1535 static void fix_vmesh_tangents(VMesh *vm, BevVert *bv)
1536 {
1537         int i, n;
1538         NewVert *v;
1539         BoundVert *bndv;
1540         float co[3];
1541
1542         n = vm->count;
1543         bndv = vm->boundstart;
1544         do {
1545                 i = bndv->index;
1546
1547                 /* (i, 1, 1) snap to edge line */
1548                 v = mesh_vert(vm, i, 1, 1);
1549                 closest_to_line_v3(co, v->co, bndv->nv.co, bv->v->co);
1550                 copy_v3_v3(v->co, co);
1551                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm, (i + n -1) % n, 1, vm->seg - 1)->co, co);
1552
1553                 /* Also want (i, 1, k) snapped to plane of adjacent face for
1554                  * 1 < k < ns - 1, but current initial cage and subdiv rules
1555                  * ensure this, so nothing to do */
1556         } while ((bndv = bndv->next) != vm->boundstart);
1557 }
1558
1559 /* Fill frac with fractions of way along ring 0 for vertex i, for use with interp_range function */
1560 static void fill_vmesh_fracs(VMesh *vm, float *frac, int i)
1561 {
1562         int k, ns;
1563         float total = 0.0f;
1564
1565         ns = vm->seg;
1566         frac[0] = 0.0f;
1567         for (k = 0; k < ns; k++) {
1568                 total += len_v3v3(mesh_vert(vm, i, 0, k)->co, mesh_vert(vm, i, 0, k + 1)->co);
1569                 frac[k + 1] = total;
1570         }
1571         if (total > BEVEL_EPSILON) {
1572                 for (k = 1; k <= ns; k++)
1573                         frac[k] /= total;
1574         }
1575 }
1576
1577 /* Return i such that frac[i] <= f <= frac[i + 1], where frac[n] == 1.0
1578  * and put fraction of rest of way between frac[i] and frac[i + 1] into r_rest */
1579 static int interp_range(const float *frac, int n, const float f, float *r_rest)
1580 {
1581         int i;
1582         float rest;
1583
1584         /* could binary search in frac, but expect n to be reasonably small */
1585         for (i = 0; i < n; i++) {
1586                 if (f <= frac[i + 1]) {
1587                         rest = f - frac[i];
1588                         if (rest == 0)
1589                                 *r_rest = 0.0f;
1590                         else
1591                                 *r_rest = rest / (frac[i + 1] - frac[i]);
1592                         return i;
1593                 }
1594         }
1595         *r_rest = 0.0f;
1596         return n;
1597 }
1598
1599 /* Interpolate given vmesh to make one with target nseg and evenly spaced border vertices */
1600 static VMesh *interp_vmesh(MemArena *mem_arena, VMesh *vm0, int nseg)
1601 {
1602         int n, ns0, nseg2, odd, i, j, k, j0, k0;
1603         float *prev_frac, *frac, f, restj, restk;
1604         float quad[4][3], co[3], center[3];
1605         VMesh *vm1;
1606
1607         n = vm0->count;
1608         ns0 = vm0->seg;
1609         nseg2 = nseg / 2;
1610         odd = nseg % 2;
1611         vm1 = new_adj_subdiv_vmesh(mem_arena, n, nseg, vm0->boundstart);
1612         prev_frac = (float *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, (ns0 + 1 ) *sizeof(float));
1613         frac = (float *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, (ns0 + 1 ) *sizeof(float));
1614
1615         fill_vmesh_fracs(vm0, prev_frac, n - 1);
1616         fill_vmesh_fracs(vm0, frac, 0);
1617         for (i = 0; i < n; i++) {
1618                 for (j = 0; j <= nseg2 -1 + odd; j++) {
1619                         for (k = 0; k <= nseg2; k++) {
1620                                 f = (float) k / (float) nseg;
1621                                 k0 = interp_range(frac, ns0, f, &restk);
1622                                 f = 1.0f - (float) j / (float) nseg;
1623                                 j0 = interp_range(prev_frac, ns0, f, &restj);
1624                                 if (restj < BEVEL_EPSILON) {
1625                                         j0 = ns0 - j0;
1626                                         restj = 0.0f;
1627                                 }
1628                                 else {
1629                                         j0 = ns0 - j0 - 1;
1630                                         restj = 1.0f - restj;
1631                                 }
1632                                 /* Use bilinear interpolation within the source quad; could be smarter here */
1633                                 if (restj < BEVEL_EPSILON && restk < BEVEL_EPSILON) {
1634                                         copy_v3_v3(co, mesh_vert_canon(vm0, i, j0, k0)->co);
1635                                 }
1636                                 else {
1637                                         copy_v3_v3(quad[0], mesh_vert_canon(vm0, i, j0, k0)->co);
1638                                         copy_v3_v3(quad[1], mesh_vert_canon(vm0, i, j0, k0 + 1)->co);
1639                                         copy_v3_v3(quad[2], mesh_vert_canon(vm0, i, j0 + 1, k0 + 1)->co);
1640                                         copy_v3_v3(quad[3], mesh_vert_canon(vm0, i, j0 + 1, k0)->co);
1641                                         interp_bilinear_quad_v3(quad, restk, restj, co);
1642                                 }
1643                                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j, k)->co, co);
1644                         }
1645                 }
1646         }
1647         if (!odd) {
1648                 vmesh_center(vm0, center);
1649                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, 0, nseg2, nseg2)->co, center);
1650         }
1651         vmesh_copy_equiv_verts(vm1);
1652         return vm1;
1653 }
1654
1655 /*
1656  * Given that the boundary is built and the boundary BMVerts have been made,
1657  * calculate the positions of the interior mesh points for the M_ADJ_SUBDIV pattern,
1658  * then make the BMVerts and the new faces. */
1659 static void bevel_build_rings_subdiv(BevelParams *bp, BMesh *bm, BevVert *bv)
1660 {
1661         int n, ns, ns2, odd, i, j, k;
1662         VMesh *vm0, *vm1, *vm;
1663         float coa[3], cob[3], coc[3];
1664         BoundVert *v;
1665         BMVert *bmv1, *bmv2, *bmv3, *bmv4;
1666         BMFace *f, *f2, *f23;
1667         MemArena *mem_arena = bp->mem_arena;
1668         const float fullness = 0.5f;
1669
1670         n = bv->edgecount;
1671         ns = bv->vmesh->seg;
1672         ns2 = ns / 2;
1673         odd = ns % 2;
1674         BLI_assert(n >= 3 && ns > 1);
1675
1676         /* First construct an initial control mesh, with nseg==3 */
1677         vm0 = new_adj_subdiv_vmesh(mem_arena, n, 3, bv->vmesh->boundstart);
1678
1679         for (i = 0; i < n; i++) {
1680                 /* Boundaries just divide input polygon edges into 3 even segments */
1681                 copy_v3_v3(coa, mesh_vert(bv->vmesh, i, 0, 0)->co);
1682                 copy_v3_v3(cob, mesh_vert(bv->vmesh, (i + 1) % n, 0, 0)->co);
1683                 copy_v3_v3(coc, mesh_vert(bv->vmesh, (i + n -1) % n, 0, 0)->co);
1684                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm0, i, 0, 0)->co, coa);
1685                 interp_v3_v3v3(mesh_vert(vm0, i, 0, 1)->co, coa, cob, 1.0f / 3.0f);
1686                 interp_v3_v3v3(mesh_vert(vm0, i, 1, 0)->co, coa, coc, 1.0f / 3.0f);
1687                 interp_v3_v3v3(mesh_vert(vm0, i, 1, 1)->co, coa, bv->v->co, fullness);
1688         }
1689         vmesh_copy_equiv_verts(vm0);
1690
1691         vm1 = vm0;
1692         do {
1693                 vm1 = quadratic_subdiv(mem_arena, vm1);
1694                 fix_vmesh_tangents(vm1, bv);
1695         } while (vm1->seg <= ns);
1696         vm1 = interp_vmesh(mem_arena, vm1, ns);
1697
1698         /* copy final vmesh into bv->vmesh, make BMVerts and BMFaces */
1699         vm = bv->vmesh;
1700         for (i = 0; i < n; i ++) {
1701                 for (j = 0; j <= ns2; j++) {
1702                         for (k = 0; k <= ns; k++) {
1703                                 if (j == 0 && (k == 0 || k == ns))
1704                                         continue;  /* boundary corners already made */
1705                                 if (!is_canon(vm, i, j, k))
1706                                         continue;
1707                                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm, i, j, k)->co, mesh_vert(vm1, i, j, k)->co);
1708                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, j, k, bv->v);
1709                         }
1710                 }
1711         }
1712         vmesh_copy_equiv_verts(vm);
1713         /* make the polygons */
1714         v = vm->boundstart;
1715         do {
1716                 i = v->index;
1717                 f = boundvert_rep_face(v);
1718                 f2 = boundvert_rep_face(v->next);
1719                 /* For odd ns, make polys with lower left corner at (i,j,k) for
1720                  *    j in [0, ns2-1], k in [0, ns2].  And then the center ngon.
1721                  * For even ns,
1722                  *    j in [0, ns2-1], k in [0, ns2-1] */
1723                 for (j = 0; j < ns2; j++) {
1724                         for (k = 0; k < ns2 + odd; k++) {
1725                                 bmv1 = mesh_vert(vm, i, j, k)->v;
1726                                 bmv2 = mesh_vert(vm, i, j, k + 1)->v;
1727                                 bmv3 = mesh_vert(vm, i, j + 1, k + 1)->v;
1728                                 bmv4 = mesh_vert(vm, i, j + 1, k)->v;
1729                                 BLI_assert(bmv1 && bmv2 && bmv3 && bmv4);
1730                                 f23 = f;
1731                                 if (odd && k == ns2 && f2 && !v->any_seam)
1732                                         f23 = f2;
1733                                 bev_create_quad_tri_ex(bm, bmv1, bmv2, bmv3, bmv4,
1734                                                        f, f23, f23, f);
1735                         }
1736                 }
1737         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1738
1739         /* center ngon */
1740         if (odd) {
1741                 BMVert **vv = NULL;
1742                 BMFace **vf = NULL;
1743                 BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1744                 BLI_array_staticdeclare(vf, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1745
1746                 v = vm->boundstart;
1747                 do {
1748                         i = v->index;
1749                         BLI_array_append(vv, mesh_vert(vm, i, ns2, ns2)->v);
1750                         BLI_array_append(vf, v->any_seam ? f : boundvert_rep_face(v));
1751                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1752                 f = boundvert_rep_face(vm->boundstart);
1753                 bev_create_ngon(bm, vv, BLI_array_count(vv), vf, f, true);
1754
1755                 BLI_array_free(vv);
1756         }
1757 }
1758
1759 static BMFace *bevel_build_poly(BMesh *bm, BevVert *bv)
1760 {
1761         BMFace *f;
1762         int n, k;
1763         VMesh *vm = bv->vmesh;
1764         BoundVert *v;
1765         BMFace *frep;
1766         BMVert **vv = NULL;
1767         BMFace **vf = NULL;
1768         BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1769         BLI_array_staticdeclare(vf, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1770
1771         frep = boundvert_rep_face(vm->boundstart);
1772         v = vm->boundstart;
1773         n = 0;
1774         do {
1775                 /* accumulate vertices for vertex ngon */
1776                 /* also accumulate faces in which uv interpolation is to happen for each */
1777                 BLI_array_append(vv, v->nv.v);
1778                 BLI_array_append(vf, bv->any_seam ? frep : boundvert_rep_face(v));
1779                 n++;
1780                 if (v->ebev && v->ebev->seg > 1) {
1781                         for (k = 1; k < v->ebev->seg; k++) {
1782                                 BLI_array_append(vv, mesh_vert(vm, v->index, 0, k)->v);
1783                                 BLI_array_append(vf, bv->any_seam ? frep : boundvert_rep_face(v));
1784                                 n++;
1785                         }
1786                 }
1787         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1788         if (n > 2) {
1789                 f = bev_create_ngon(bm, vv, n, vf, boundvert_rep_face(v), true);
1790         }
1791         else {
1792                 f = NULL;
1793         }
1794         BLI_array_free(vv);
1795         return f;
1796 }
1797
1798 static void bevel_build_trifan(BMesh *bm, BevVert *bv)
1799 {
1800         BMFace *f;
1801         BLI_assert(next_bev(bv, NULL)->seg == 1 || bv->selcount == 1);
1802
1803         f = bevel_build_poly(bm, bv);
1804
1805         if (f) {
1806                 /* we have a polygon which we know starts at the previous vertex, make it into a fan */
1807                 BMLoop *l_fan = BM_FACE_FIRST_LOOP(f)->prev;
1808                 BMVert *v_fan = l_fan->v;
1809
1810                 while (f->len > 3) {
1811                         BMLoop *l_new;
1812                         BMFace *f_new;
1813                         BLI_assert(v_fan == l_fan->v);
1814                         f_new = BM_face_split(bm, f, l_fan->v, l_fan->next->next->v, &l_new, NULL, FALSE);
1815
1816                         if (f_new->len > f->len) {
1817                                 f = f_new;
1818                                 if      (l_new->v       == v_fan) { l_fan = l_new; }
1819                                 else if (l_new->next->v == v_fan) { l_fan = l_new->next; }
1820                                 else if (l_new->prev->v == v_fan) { l_fan = l_new->prev; }
1821                                 else { BLI_assert(0); }
1822                         }
1823                         else {
1824                                 if      (l_fan->v       == v_fan) { /* l_fan = l_fan; */ }
1825                                 else if (l_fan->next->v == v_fan) { l_fan = l_fan->next; }
1826                                 else if (l_fan->prev->v == v_fan) { l_fan = l_fan->prev; }
1827                                 else { BLI_assert(0); }
1828                         }
1829                 }
1830         }
1831 }
1832
1833 static void bevel_build_quadstrip(BMesh *bm, BevVert *bv)
1834 {
1835         BMFace *f;
1836         BLI_assert(bv->selcount == 2);
1837
1838         f = bevel_build_poly(bm, bv);
1839
1840         if (f) {
1841                 /* we have a polygon which we know starts at this vertex, make it into strips */
1842                 EdgeHalf *eh_a = bv->vmesh->boundstart->elast;
1843                 EdgeHalf *eh_b = next_bev(bv, eh_a->next);  /* since (selcount == 2) we know this is valid */
1844                 BMLoop *l_a = BM_face_vert_share_loop(f, eh_a->rightv->nv.v);
1845                 BMLoop *l_b = BM_face_vert_share_loop(f, eh_b->leftv->nv.v);
1846                 int split_count = bv->vmesh->seg + 1;  /* ensure we don't walk past the segments */
1847
1848                 while (f->len > 4 && split_count > 0) {
1849                         BMLoop *l_new;
1850                         BLI_assert(l_a->f == f);
1851                         BLI_assert(l_b->f == f);
1852
1853                         if (l_a-> v == l_b->v || l_a->next == l_b) {
1854                                 /* l_a->v and l_b->v can be the same or such that we'd make a 2-vertex poly */
1855                                 l_a = l_a->prev;
1856                                 l_b = l_b->next;
1857                         }
1858                         else {
1859                                 BM_face_split(bm, f, l_a->v, l_b->v, &l_new, NULL, FALSE);
1860                                 f = l_new->f;
1861
1862                                 /* walk around the new face to get the next verts to split */
1863                                 l_a = l_new->prev;
1864                                 l_b = l_new->next->next;
1865                         }
1866                         split_count--;
1867                 }
1868         }
1869 }
1870
1871 /* Given that the boundary is built, now make the actual BMVerts
1872  * for the boundary and the interior of the vertex mesh. */
1873 static void build_vmesh(BevelParams *bp, BMesh *bm, BevVert *bv)
1874 {
1875         MemArena *mem_arena = bp->mem_arena;
1876         VMesh *vm = bv->vmesh;
1877         BoundVert *v, *weld1, *weld2;
1878         int n, ns, ns2, i, k, weld;
1879         float *va, *vb, co[3];
1880         float midco[3];
1881
1882         n = vm->count;
1883         ns = vm->seg;
1884         ns2 = ns / 2;
1885
1886         vm->mesh = (NewVert *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, n * (ns2 + 1) * (ns + 1) * sizeof(NewVert));
1887
1888         /* special case: two beveled ends welded together */
1889         weld = (bv->selcount == 2) && (vm->count == 2);
1890         weld1 = weld2 = NULL;   /* will hold two BoundVerts involved in weld */
1891
1892         /* make (i, 0, 0) mesh verts for all i */
1893         v = vm->boundstart;
1894         do {
1895                 i = v->index;
1896                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm, i, 0, 0)->co, v->nv.co);
1897                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, 0, 0, bv->v);
1898                 v->nv.v = mesh_vert(vm, i, 0, 0)->v;
1899                 if (weld && v->ebev) {
1900                         if (!weld1)
1901                                 weld1 = v;
1902                         else
1903                                 weld2 = v;
1904                 }
1905         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1906
1907         /* copy other ends to (i, 0, ns) for all i, and fill in profiles for beveled edges */
1908         v = vm->boundstart;
1909         do {
1910                 i = v->index;
1911                 copy_mesh_vert(vm, i, 0, ns, v->next->index, 0, 0);
1912                 if (v->ebev) {
1913                         va = mesh_vert(vm, i, 0, 0)->co;
1914                         vb = mesh_vert(vm, i, 0, ns)->co;
1915                         if (bv->edgecount == 3 && bv->selcount == 1) {
1916                                 /* special case: profile cuts the third face, so line it up with that */
1917                                 copy_v3_v3(midco, bv->v->co);
1918                         }
1919                         else {
1920                                 project_to_edge(v->ebev->e, va, vb, midco);
1921                         }
1922                         for (k = 1; k < ns; k++) {
1923                                 get_point_on_round_edge(v->ebev, k, va, midco, vb, co);
1924                                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm, i, 0, k)->co, co);
1925                                 if (!weld)
1926                                         create_mesh_bmvert(bm, vm, i, 0, k, bv->v);
1927                         }
1928                 }
1929         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1930
1931         if (weld) {
1932                 vm->mesh_kind = M_NONE;
1933                 for (k = 1; k < ns; k++) {
1934                         va = mesh_vert(vm, weld1->index, 0, k)->co;
1935                         vb = mesh_vert(vm, weld2->index, 0, ns - k)->co;
1936                         mid_v3_v3v3(co, va, vb);
1937                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm, weld1->index, 0, k)->co, co);
1938                         create_mesh_bmvert(bm, vm, weld1->index, 0, k, bv->v);
1939                 }
1940                 for (k = 1; k < ns; k++)
1941                         copy_mesh_vert(vm, weld2->index, 0, ns - k, weld1->index, 0, k);
1942         }
1943
1944         switch (vm->mesh_kind) {
1945                 case M_NONE:
1946                         /* do nothing */
1947                         break;
1948                 case M_POLY:
1949                         bevel_build_poly(bm, bv);
1950                         break;
1951                 case M_ADJ:
1952                         bevel_build_rings(bm, bv);
1953                         break;
1954                 case M_ADJ_SUBDIV:
1955                         bevel_build_rings_subdiv(bp, bm, bv);
1956                         break;
1957                 case M_TRI_FAN:
1958                         bevel_build_trifan(bm, bv);
1959                         break;
1960                 case M_QUAD_STRIP:
1961                         bevel_build_quadstrip(bm, bv);
1962                         break;
1963         }
1964 }
1965
1966 /* Return the angle between the two faces adjacent to e.
1967  * If there are not two, return 0. */
1968 static float edge_face_angle(EdgeHalf *e) {
1969         if (e->fprev && e->fnext) {
1970                 /* angle between faces is supplement of angle between face normals */
1971                 return (float)M_PI - angle_normalized_v3v3(e->fprev->no, e->fnext->no);
1972         }
1973         else {
1974                 return 0.0f;
1975         }
1976 }
1977
1978 /* take care, this flag isn't cleared before use, it just so happens that its not set */
1979 #define BM_BEVEL_EDGE_TAG_ENABLE(bme)  BM_ELEM_API_FLAG_ENABLE(  (bme), _FLAG_OVERLAP)
1980 #define BM_BEVEL_EDGE_TAG_DISABLE(bme) BM_ELEM_API_FLAG_DISABLE( (bme), _FLAG_OVERLAP)
1981 #define BM_BEVEL_EDGE_TAG_TEST(bme)    BM_ELEM_API_FLAG_TEST(    (bme), _FLAG_OVERLAP)
1982
1983 /*
1984  * Construction around the vertex
1985  */
1986 static void bevel_vert_construct(BMesh *bm, BevelParams *bp, BMVert *v)
1987 {
1988         BMEdge *bme;
1989         BevVert *bv;
1990         BMEdge *bme2, *unflagged_bme, *first_bme;
1991         BMFace *f;
1992         BMIter iter, iter2;
1993         EdgeHalf *e, *eother;
1994         float weight, z;
1995         int i, found_shared_face, ccw_test_sum;
1996         int nsel = 0;
1997         int ntot = 0;
1998         int fcnt;
1999
2000         /* Gather input selected edges.
2001          * Only bevel selected edges that have exactly two incident faces.
2002          * Want edges to be ordered so that they share faces.
2003          * There may be one or more chains of shared faces broken by
2004          * gaps where there are no faces.
2005          * TODO: make following work when more than one gap.
2006          */
2007
2008         first_bme = NULL;
2009         BM_ITER_ELEM (bme, &iter, v, BM_EDGES_OF_VERT) {
2010                 fcnt = BM_edge_face_count(bme);
2011                 if (BM_elem_flag_test(bme, BM_ELEM_TAG) && !bp->vertex_only) {
2012                         BLI_assert(fcnt == 2);
2013                         nsel++;
2014                         if (!first_bme)
2015                                 first_bme = bme;
2016                 }
2017                 if (fcnt == 1) {
2018                         /* good to start face chain from this edge */
2019                         first_bme = bme;
2020                 }
2021                 ntot++;
2022
2023                 BM_BEVEL_EDGE_TAG_DISABLE(bme);
2024         }
2025         if (!first_bme)
2026                 first_bme = v->e;
2027
2028         if ((nsel == 0 && !bp->vertex_only) || (ntot < 2 && bp->vertex_only)) {
2029                 /* signal this vert isn't being beveled */
2030                 BM_elem_flag_disable(v, BM_ELEM_TAG);
2031                 return;
2032         }
2033
2034         /* avoid calling BM_vert_edge_count since we loop over edges already */
2035         // ntot = BM_vert_edge_count(v);
2036         // BLI_assert(ntot == BM_vert_edge_count(v));
2037
2038         bv = (BevVert *)BLI_memarena_alloc(bp->mem_arena, (sizeof(BevVert)));
2039         bv->v = v;
2040         bv->edgecount = ntot;
2041         bv->selcount = nsel;
2042         bv->offset = bp->offset;
2043         bv->edges = (EdgeHalf *)BLI_memarena_alloc(bp->mem_arena, ntot * sizeof(EdgeHalf));
2044         bv->vmesh = (VMesh *)BLI_memarena_alloc(bp->mem_arena, sizeof(VMesh));
2045         bv->vmesh->seg = bp->seg;
2046         BLI_ghash_insert(bp->vert_hash, v, bv);
2047
2048         if (bp->vertex_only) {
2049                 /* if weighted, modify offset by weight */
2050                 if (bp->dvert != NULL && bp->vertex_group != -1) {
2051                         weight = defvert_find_weight(bp->dvert + BM_elem_index_get(v), bp->vertex_group);
2052                         if (weight <= 0.0f) {
2053                                 BM_elem_flag_disable(v, BM_ELEM_TAG);
2054                                 return;
2055                         }
2056                         bv->offset *= weight;
2057                 }
2058         }
2059
2060         /* add edges to bv->edges in order that keeps adjacent edges sharing
2061          * a face, if possible */
2062         i = 0;
2063
2064         bme = first_bme;
2065         BM_BEVEL_EDGE_TAG_ENABLE(bme);
2066         e = &bv->edges[0];
2067         e->e = bme;
2068         for (i = 0; i < ntot; i++) {
2069                 if (i > 0) {
2070                         /* find an unflagged edge bme2 that shares a face f with previous bme */
2071                         found_shared_face = 0;
2072                         unflagged_bme = NULL;
2073                         BM_ITER_ELEM (bme2, &iter, v, BM_EDGES_OF_VERT) {
2074                                 if (BM_BEVEL_EDGE_TAG_TEST(bme2))
2075                                         continue;
2076                                 if (!unflagged_bme)
2077                                         unflagged_bme = bme2;
2078                                 if (!bme->l)
2079                                         continue;
2080                                 BM_ITER_ELEM (f, &iter2, bme2, BM_FACES_OF_EDGE) {
2081                                         if (BM_face_edge_share_loop(f, bme)) {
2082                                                 found_shared_face = 1;
2083                                                 break;
2084                                         }
2085                                 }
2086                                 if (found_shared_face)
2087                                         break;
2088                         }
2089                         e = &bv->edges[i];
2090                         if (found_shared_face) {
2091                                 e->e = bme2;
2092                                 e->fprev = f;
2093                                 bv->edges[i - 1].fnext = f;
2094                         }
2095                         else {
2096                                 e->e = unflagged_bme;
2097                         }
2098                 }
2099                 bme = e->e;
2100                 BM_BEVEL_EDGE_TAG_ENABLE(bme);
2101                 if (BM_elem_flag_test(bme, BM_ELEM_TAG) && !bp->vertex_only) {
2102                         e->is_bev = TRUE;
2103                         e->seg = bp->seg;
2104                 }
2105                 else {
2106                         e->is_bev = FALSE;
2107                         e->seg = 0;
2108                 }
2109                 e->is_rev = (bme->v2 == v);
2110         }
2111         /* find wrap-around shared face */
2112         BM_ITER_ELEM (f, &iter2, bme, BM_FACES_OF_EDGE) {
2113                 if (bv->edges[0].e->l && BM_face_edge_share_loop(f, bv->edges[0].e)) {
2114                         if (bv->edges[0].fnext == f)
2115                                 continue;   /* if two shared faces, want the other one now */
2116                         bv->edges[ntot - 1].fnext = f;
2117                         bv->edges[0].fprev = f;
2118                         break;
2119                 }
2120         }
2121
2122         /* if edge array doesn't go CCW around vertex from average normal side,
2123          * reverse the array, being careful to reverse face pointers too */
2124         if (ntot > 1) {
2125                 ccw_test_sum = 0;
2126                 for (i = 0; i < ntot; i++)
2127                         ccw_test_sum += bev_ccw_test(bv->edges[i].e, bv->edges[(i + 1) % ntot].e,
2128                                                      bv->edges[i].fnext);
2129                 if (ccw_test_sum < 0) {
2130                         for (i = 0; i <= (ntot / 2) - 1; i++) {
2131                                 SWAP(EdgeHalf, bv->edges[i], bv->edges[ntot - i - 1]);
2132                                 SWAP(BMFace *, bv->edges[i].fprev, bv->edges[i].fnext);
2133                                 SWAP(BMFace *, bv->edges[ntot - i - 1].fprev, bv->edges[ntot - i - 1].fnext);
2134                         }
2135                         if (ntot % 2 == 1) {
2136                                 i = ntot / 2;
2137                                 SWAP(BMFace *, bv->edges[i].fprev,  bv->edges[i].fnext);
2138                         }
2139                 }
2140         }
2141
2142         for (i = 0, e = bv->edges; i < ntot; i++, e++) {
2143                 e->next = &bv->edges[(i + 1) % ntot];
2144                 e->prev = &bv->edges[(i + ntot - 1) % ntot];
2145
2146                 /* set offsets  */
2147                 if (e->is_bev) {
2148                         /* Convert distance as specified by user into offsets along
2149                          * faces on left side and right side of this edgehalf.
2150                          * Except for percent method, offset will be same on each side.
2151                          *
2152                          * First check to see if other end has had construction made,
2153                          * because offset may have been forced to another number
2154                          * (but for percent method all 4 widths can be different). */
2155
2156                         eother = find_other_end_edge_half(bp, e);
2157                         if (eother && bp->offset_type != BEVEL_AMT_PERCENT) {
2158                                 e->offset_l = eother->offset_r;
2159                                 e->offset_r = eother->offset_l;
2160                         }
2161                         else {
2162                                 switch (bp->offset_type) {
2163                                 case BEVEL_AMT_OFFSET:
2164                                         e->offset_l = bp->offset;
2165                                         break;
2166                                 case BEVEL_AMT_WIDTH:
2167                                         z = fabs(2.0f * sinf(edge_face_angle(e) / 2.0f));
2168                                         if (z < BEVEL_EPSILON)
2169                                                 e->offset_l = 0.01f * bp->offset; /* undefined behavior, so tiny bevel */
2170                                         else
2171                                                 e->offset_l = bp->offset / z;
2172                                         break;
2173                                 case BEVEL_AMT_DEPTH:
2174                                         z = fabs(cosf(edge_face_angle(e) / 2.0f));
2175                                         if (z < BEVEL_EPSILON)
2176                                                 e->offset_l = 0.01f * bp->offset; /* undefined behavior, so tiny bevel */
2177                                         else
2178                                                 e->offset_l = bp->offset / z;
2179                                         break;
2180                                 case BEVEL_AMT_PERCENT:
2181                                         e->offset_l = BM_edge_calc_length(e->prev->e) * bp->offset / 100.0f;
2182                                         e->offset_r = BM_edge_calc_length(e->next->e) * bp->offset / 100.0f;
2183                                         break;
2184                                 default:
2185                                         BLI_assert(!"bad bevel offset kind");
2186                                         e->offset_l = bp->offset;
2187                                 }
2188                                 if (bp->offset_type != BEVEL_AMT_PERCENT)
2189                                         e->offset_r = e->offset_l;
2190                                 if (bp->use_weights) {
2191                                         weight = BM_elem_float_data_get(&bm->edata, e->e, CD_BWEIGHT);
2192                                         e->offset_l *= weight;
2193                                         e->offset_r *= weight;
2194                                 }
2195                         }
2196                 }
2197                 else {
2198                         e->offset_l = e->offset_r = 0.0f;
2199                 }
2200
2201                 BM_BEVEL_EDGE_TAG_DISABLE(e->e);
2202                 if (e->fprev && e->fnext)
2203                         e->is_seam = !contig_ldata_across_edge(bm, e->e, e->fprev, e->fnext);
2204                 else
2205                         e->is_seam = true;
2206         }
2207
2208         build_boundary(bp, bv);
2209         build_vmesh(bp, bm, bv);
2210 }
2211
2212 /* Face f has at least one beveled vertex.  Rebuild f */
2213 static int bev_rebuild_polygon(BMesh *bm, BevelParams *bp, BMFace *f)
2214 {
2215         BMIter liter;
2216         BMLoop *l, *lprev;
2217         BevVert *bv;
2218         BoundVert *v, *vstart, *vend;
2219         EdgeHalf *e, *eprev;
2220         VMesh *vm;
2221         int i, k;
2222         int do_rebuild = FALSE;
2223         BMVert *bmv;
2224         BMVert **vv = NULL;
2225         BMVert **vv_fix = NULL;
2226         BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
2227         BLI_array_staticdeclare(vv_fix, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
2228
2229         BM_ITER_ELEM (l, &liter, f, BM_LOOPS_OF_FACE) {
2230                 if (BM_elem_flag_test(l->v, BM_ELEM_TAG)) {
2231                         lprev = l->prev;
2232                         bv = find_bevvert(bp, l->v);
2233                         e = find_edge_half(bv, l->e);
2234                         eprev = find_edge_half(bv, lprev->e);
2235                         BLI_assert(e != NULL && eprev != NULL);
2236                         vstart = eprev->leftv;
2237                         if (e->is_bev)
2238                                 vend = e->rightv;
2239                         else
2240                                 vend = e->leftv;
2241                         v = vstart;
2242                         vm = bv->vmesh;
2243                         BLI_array_append(vv, v->nv.v);
2244                         while (v != vend) {
2245                                 if (vm->mesh_kind == M_NONE && v->ebev && v->ebev->seg > 1 && v->ebev != e && v->ebev != eprev) {
2246                                         /* case of 3rd face opposite a beveled edge, with no vmesh */
2247                                         i = v->index;
2248                                         e = v->ebev;
2249                                         for (k = 1; k < e->seg; k++) {
2250                                                 bmv = mesh_vert(vm, i, 0, k)->v;
2251                                                 BLI_array_append(vv, bmv);
2252                                                 /* may want to merge UVs of these later */
2253                                                 if (!e->is_seam)
2254                                                         BLI_array_append(vv_fix, bmv);
2255                                         }
2256                                 }
2257                                 else if (bp->vertex_only && vm->mesh_kind == M_ADJ_SUBDIV && vm->seg > 1) {
2258                                         BLI_assert(v->prev == vend);
2259                                         i = vend->index;
2260                                         for (k = vm->seg - 1; k > 0; k--) {
2261                                                 bmv = mesh_vert(vm, i, 0, k)->v;
2262                                                 BLI_array_append(vv, bmv);
2263                                         }
2264                                 }
2265                                 v = v->prev;
2266                                 BLI_array_append(vv, v->nv.v);
2267                         }
2268
2269                         do_rebuild = TRUE;
2270                 }
2271                 else {
2272                         BLI_array_append(vv, l->v);
2273                 }
2274         }
2275         if (do_rebuild) {
2276                 BMFace *f_new = bev_create_ngon(bm, vv, BLI_array_count(vv), NULL, f, true);
2277
2278                 for (k = 0; k < BLI_array_count(vv_fix); k++) {
2279                         bev_merge_uvs(bm, vv_fix[k]);
2280                 }
2281
2282                 /* don't select newly created boundary faces... */
2283                 if (f_new) {
2284                         BM_elem_flag_disable(f_new, BM_ELEM_TAG);
2285                 }
2286         }
2287
2288         BLI_array_free(vv);
2289         return do_rebuild;
2290 }
2291
2292 /* All polygons touching v need rebuilding because beveling v has made new vertices */
2293 static void bevel_rebuild_existing_polygons(BMesh *bm, BevelParams *bp, BMVert *v)
2294 {
2295         void    *faces_stack[BM_DEFAULT_ITER_STACK_SIZE];
2296         int      faces_len, f_index;
2297         BMFace **faces = BM_iter_as_arrayN(bm, BM_FACES_OF_VERT, v, &faces_len,
2298                                            faces_stack, BM_DEFAULT_ITER_STACK_SIZE);
2299
2300         if (LIKELY(faces != NULL)) {
2301                 for (f_index = 0; f_index < faces_len; f_index++) {
2302                         BMFace *f = faces[f_index];
2303                         if (bev_rebuild_polygon(bm, bp, f)) {
2304                                 BM_face_kill(bm, f);
2305                         }
2306                 }
2307
2308                 if (faces != (BMFace **)faces_stack) {
2309                         MEM_freeN(faces);
2310                 }
2311         }
2312 }
2313
2314 static void bev_merge_end_uvs(BMesh *bm, BevVert *bv, EdgeHalf *e)
2315 {
2316         VMesh *vm = bv->vmesh;
2317         int i, k, nseg;
2318
2319         nseg = e->seg;
2320         i = e->leftv->index;
2321         for (k = 1; k < nseg; k++) {
2322                 bev_merge_uvs(bm, mesh_vert(vm, i, 0, k)->v);
2323         }
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Build the polygons along the selected Edge
2328  */
2329 static void bevel_build_edge_polygons(BMesh *bm, BevelParams *bp, BMEdge *bme)
2330 {
2331         BevVert *bv1, *bv2;
2332         BMVert *bmv1, *bmv2, *bmv3, *bmv4, *bmv1i, *bmv2i, *bmv3i, *bmv4i;
2333         VMesh *vm1, *vm2;
2334         EdgeHalf *e1, *e2;
2335         BMEdge *bme1, *bme2;
2336         BMFace *f1, *f2, *f;
2337         int k, nseg, i1, i2, odd, mid;
2338
2339         if (!BM_edge_is_manifold(bme))
2340                 return;
2341
2342         bv1 = find_bevvert(bp, bme->v1);
2343         bv2 = find_bevvert(bp, bme->v2);
2344
2345         BLI_assert(bv1 && bv2);
2346
2347         e1 = find_edge_half(bv1, bme);
2348         e2 = find_edge_half(bv2, bme);
2349
2350         BLI_assert(e1 && e2);
2351
2352         /*   v4             v3
2353          *    \            /
2354          *     e->v1 - e->v2
2355          *    /            \
2356          *   v1             v2
2357          */
2358         nseg = e1->seg;
2359         BLI_assert(nseg > 0 && nseg == e2->seg);
2360
2361         bmv1 = e1->leftv->nv.v;
2362         bmv4 = e1->rightv->nv.v;
2363         bmv2 = e2->rightv->nv.v;
2364         bmv3 = e2->leftv->nv.v;
2365
2366         BLI_assert(bmv1 && bmv2 && bmv3 && bmv4);
2367
2368         f1 = e1->fprev;
2369         f2 = e1->fnext;
2370
2371         if (nseg == 1) {
2372                 bev_create_quad_straddle(bm, bmv1, bmv2, bmv3, bmv4, f1, f2, e1->is_seam);
2373         }
2374         else {
2375                 i1 = e1->leftv->index;
2376                 i2 = e2->leftv->index;
2377                 vm1 = bv1->vmesh;
2378                 vm2 = bv2->vmesh;
2379                 bmv1i = bmv1;
2380                 bmv2i = bmv2;
2381                 odd = nseg % 2;
2382                 mid = nseg / 2;
2383                 for (k = 1; k <= nseg; k++) {
2384                         bmv4i = mesh_vert(vm1, i1, 0, k)->v;
2385                         bmv3i = mesh_vert(vm2, i2, 0, nseg - k)->v;
2386                         if (odd && k == mid + 1) {
2387                                 bev_create_quad_straddle(bm, bmv1i, bmv2i, bmv3i, bmv4i, f1, f2, e1->is_seam);
2388                         }
2389                         else {
2390                                 f = (k <= mid) ? f1 : f2;
2391                                 bev_create_quad_tri(bm, bmv1i, bmv2i, bmv3i, bmv4i, f, true);
2392                         }
2393                         bmv1i = bmv4i;
2394                         bmv2i = bmv3i;
2395                 }
2396                 if (!odd && !e1->is_seam) {
2397                         bev_merge_uvs(bm, mesh_vert(vm1, i1, 0, mid)->v);
2398                         bev_merge_uvs(bm, mesh_vert(vm2, i2, 0, mid)->v);
2399                 }
2400         }
2401
2402         /* Fix UVs along end edge joints.  A nop unless other side built already. */
2403         if (!e1->is_seam && bv1->vmesh->mesh_kind == M_NONE)
2404                 bev_merge_end_uvs(bm, bv1, e1);
2405         if (!e2->is_seam && bv2->vmesh->mesh_kind == M_NONE)
2406                 bev_merge_end_uvs(bm, bv2, e2);
2407
2408         /* Copy edge data to first and last edge */
2409         bme1 = BM_edge_exists(bmv1, bmv2);
2410         bme2 = BM_edge_exists(bmv3, bmv4);
2411         BLI_assert(bme1 && bme2);
2412         BM_elem_attrs_copy(bm, bm, bme, bme1);
2413         BM_elem_attrs_copy(bm, bm, bme, bme2);
2414 }
2415
2416 /*
2417  * Calculate and return an offset that is the lesser of the current
2418  * bp.offset and the maximum possible offset before geometry
2419  * collisions happen.
2420  * Currently this is a quick and dirty estimate of the max
2421  * possible: half the minimum edge length of any vertex involved
2422  * in a bevel. This is usually conservative.
2423  * The correct calculation is quite complicated.
2424  * TODO: implement this correctly.
2425  */
2426 static float bevel_limit_offset(BMesh *bm, BevelParams *bp)
2427 {
2428         BMVert *v;
2429         BMEdge *e;
2430         BMIter v_iter, e_iter;
2431         float limited_offset, half_elen;
2432         bool vbeveled;
2433
2434         limited_offset = bp->offset;
2435         BM_ITER_MESH (v, &v_iter, bm, BM_VERTS_OF_MESH) {
2436                 if (BM_elem_flag_test(v, BM_ELEM_TAG)) {
2437                         if (bp->vertex_only) {
2438                                 vbeveled = true;
2439                         }
2440                         else {
2441                                 vbeveled = false;
2442                                 BM_ITER_ELEM (e, &e_iter, v, BM_EDGES_OF_VERT) {
2443                                         if (BM_elem_flag_test(BM_edge_other_vert(e, v), BM_ELEM_TAG)) {
2444                                                 vbeveled = true;
2445                                                 break;
2446                                         }
2447                                 }
2448                         }
2449                         if (vbeveled) {
2450                                 BM_ITER_ELEM (e, &e_iter, v, BM_EDGES_OF_VERT) {
2451                                         half_elen = 0.5f * BM_edge_calc_length(e);
2452                                         if (half_elen < limited_offset)
2453                                                 limited_offset = half_elen;
2454                                 }
2455                         }
2456                 }
2457         }
2458         return limited_offset;
2459 }
2460
2461 /**
2462  * - Currently only bevels BM_ELEM_TAG'd verts and edges.
2463  *
2464  * - Newly created faces are BM_ELEM_TAG'd too,
2465  *   the caller needs to ensure this is cleared before calling
2466  *   if its going to use this face tag.
2467  *
2468  * - If limit_offset is set, adjusts offset down if necessary
2469  *   to avoid geometry collisions.
2470  *
2471  * \warning all tagged edges _must_ be manifold.
2472  */
2473 void BM_mesh_bevel(BMesh *bm, const float offset, const int offset_type, const float segments,
2474                    const bool vertex_only, const bool use_weights, const bool limit_offset,
2475                    const struct MDeformVert *dvert, const int vertex_group)
2476 {
2477         BMIter iter;
2478         BMVert *v, *v_next;
2479         BMEdge *e;
2480         BevelParams bp = {NULL};
2481
2482         bp.offset = offset;
2483         bp.offset_type = offset_type;
2484         bp.seg    = segments;
2485         bp.vertex_only = vertex_only;
2486         bp.use_weights = use_weights;
2487         bp.preserve_widths = false;
2488         bp.dvert = dvert;
2489         bp.vertex_group = vertex_group;
2490
2491         if (bp.offset > 0) {
2492                 /* primary alloc */
2493                 bp.vert_hash = BLI_ghash_ptr_new(__func__);
2494                 bp.mem_arena = BLI_memarena_new(MEM_SIZE_OPTIMAL(1 << 16), __func__);
2495                 BLI_memarena_use_calloc(bp.mem_arena);
2496
2497                 if (limit_offset)
2498                         bp.offset = bevel_limit_offset(bm, &bp);
2499
2500                 /* Analyze input vertices and build vertex meshes */
2501                 BM_ITER_MESH (v, &iter, bm, BM_VERTS_OF_MESH) {
2502                         if (BM_elem_flag_test(v, BM_ELEM_TAG)) {
2503                                 bevel_vert_construct(bm, &bp, v);
2504                         }
2505                 }
2506
2507                 /* Build polygons for edges */
2508                 if (!bp.vertex_only) {
2509                         BM_ITER_MESH (e, &iter, bm, BM_EDGES_OF_MESH) {
2510                                 if (BM_elem_flag_test(e, BM_ELEM_TAG)) {
2511                                         bevel_build_edge_polygons(bm, &bp, e);
2512                                 }
2513                         }
2514                 }
2515
2516                 /* Rebuild face polygons around affected vertices */
2517                 BM_ITER_MESH (v, &iter, bm, BM_VERTS_OF_MESH) {
2518                         if (BM_elem_flag_test(v, BM_ELEM_TAG)) {
2519                                 bevel_rebuild_existing_polygons(bm, &bp, v);
2520                         }
2521                 }
2522
2523                 BM_ITER_MESH_MUTABLE (v, v_next, &iter, bm, BM_VERTS_OF_MESH) {
2524                         if (BM_elem_flag_test(v, BM_ELEM_TAG)) {
2525                                 BLI_assert(find_bevvert(&bp, v) != NULL);
2526                                 BM_vert_kill(bm, v);
2527                         }
2528                 }
2529
2530                 /* primary free */
2531                 BLI_ghash_free(bp.vert_hash, NULL, NULL);
2532                 BLI_memarena_free(bp.mem_arena);
2533         }
2534 }