Fix #33113: cycles not rendering motion blur correct with dying particles.
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / anim.c
1 /*
2  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
7  * of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
16  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
17  *
18  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
19  * All rights reserved.
20  *
21  * The Original Code is: all of this file.
22  *
23  * Contributor(s): none yet.
24  *
25  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
26  */
27
28 /** \file blender/blenkernel/intern/anim.c
29  *  \ingroup bke
30  */
31
32 #include <stdio.h>
33 #include <math.h>
34 #include <string.h>
35
36 #include "MEM_guardedalloc.h"
37
38 #include "BLI_blenlib.h"
39 #include "BLI_math.h"
40 #include "BLI_rand.h"
41 #include "BLI_utildefines.h"
42
43 #include "BLF_translation.h"
44
45 #include "DNA_anim_types.h"
46 #include "DNA_armature_types.h"
47 #include "DNA_group_types.h"
48 #include "DNA_key_types.h"
49 #include "DNA_mesh_types.h"
50 #include "DNA_meshdata_types.h"
51 #include "DNA_scene_types.h"
52 #include "DNA_vfont_types.h"
53
54 #include "BKE_animsys.h"
55 #include "BKE_curve.h"
56 #include "BKE_DerivedMesh.h"
57 #include "BKE_depsgraph.h"
58 #include "BKE_font.h"
59 #include "BKE_group.h"
60 #include "BKE_global.h"
61 #include "BKE_key.h"
62 #include "BKE_lattice.h"
63 #include "BKE_main.h"
64 #include "BKE_mesh.h"
65 #include "BKE_object.h"
66 #include "BKE_particle.h"
67 #include "BKE_scene.h"
68 #include "BKE_tessmesh.h"
69 #include "BKE_depsgraph.h"
70 #include "BKE_anim.h"
71 #include "BKE_report.h"
72
73
74 // XXX bad level call...
75
76 /* --------------------- */
77 /* forward declarations */
78
79 static void object_duplilist_recursive(ID *id, Scene *scene, Object *ob, ListBase *duplilist, float par_space_mat[][4],
80                                        int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, short flag);
81
82 /* ******************************************************************** */
83 /* Animation Visualization */
84
85 /* Initialize the default settings for animation visualization */
86 void animviz_settings_init(bAnimVizSettings *avs)
87 {
88         /* sanity check */
89         if (avs == NULL)
90                 return;
91
92         /* ghosting settings */
93         avs->ghost_bc = avs->ghost_ac = 10;
94
95         avs->ghost_sf = 1; /* xxx - take from scene instead? */
96         avs->ghost_ef = 250; /* xxx - take from scene instead? */
97
98         avs->ghost_step = 1;
99
100
101         /* path settings */
102         avs->path_bc = avs->path_ac = 10;
103
104         avs->path_sf = 1; /* xxx - take from scene instead? */
105         avs->path_ef = 250; /* xxx - take from scene instead? */
106
107         avs->path_viewflag = (MOTIONPATH_VIEW_KFRAS | MOTIONPATH_VIEW_KFNOS);
108
109         avs->path_step = 1;
110 }
111
112 /* ------------------- */
113
114 /* Free the given motion path's cache */
115 void animviz_free_motionpath_cache(bMotionPath *mpath) 
116 {
117         /* sanity check */
118         if (mpath == NULL) 
119                 return;
120                 
121         /* free the path if necessary */
122         if (mpath->points)
123                 MEM_freeN(mpath->points);
124         
125         /* reset the relevant parameters */
126         mpath->points = NULL;
127         mpath->length = 0;
128 }
129
130 /* Free the given motion path instance and its data 
131  * NOTE: this frees the motion path given!
132  */
133 void animviz_free_motionpath(bMotionPath *mpath)
134 {
135         /* sanity check */
136         if (mpath == NULL)
137                 return;
138         
139         /* free the cache first */
140         animviz_free_motionpath_cache(mpath);
141         
142         /* now the instance itself */
143         MEM_freeN(mpath);
144 }
145
146 /* ------------------- */
147
148 /* Setup motion paths for the given data
149  * - Only used when explicitly calculating paths on bones which may/may not be consider already
150  *
151  * < scene: current scene (for frame ranges, etc.)
152  * < ob: object to add paths for (must be provided)
153  * < pchan: posechannel to add paths for (optional; if not provided, object-paths are assumed)
154  */
155 bMotionPath *animviz_verify_motionpaths(ReportList *reports, Scene *scene, Object *ob, bPoseChannel *pchan)
156 {
157         bAnimVizSettings *avs;
158         bMotionPath *mpath, **dst;
159         
160         /* sanity checks */
161         if (ELEM(NULL, scene, ob))
162                 return NULL;
163                 
164         /* get destination data */
165         if (pchan) {
166                 /* paths for posechannel - assume that posechannel belongs to the object */
167                 avs = &ob->pose->avs;
168                 dst = &pchan->mpath;
169         }
170         else {
171                 /* paths for object */
172                 avs = &ob->avs;
173                 dst = &ob->mpath;
174         }
175
176         /* avoid 0 size allocs */
177         if (avs->path_sf >= avs->path_ef) {
178                 BKE_reportf(reports, RPT_ERROR,
179                             "Motion path frame extents invalid for %s (%d to %d)%s",
180                             (pchan) ? pchan->name : ob->id.name,
181                             avs->path_sf, avs->path_ef,
182                             (avs->path_sf == avs->path_ef) ? TIP_(", cannot have single-frame paths") : "");
183                 return NULL;
184         }
185
186         /* if there is already a motionpath, just return that,
187          * provided it's settings are ok (saves extra free+alloc)
188          */
189         if (*dst != NULL) {
190                 int expected_length = avs->path_ef - avs->path_sf;
191                 
192                 mpath = *dst;
193                 
194                 /* path is "valid" if length is valid, but must also be of the same length as is being requested */
195                 if ((mpath->start_frame != mpath->end_frame) && (mpath->length > 0)) {
196                         /* outer check ensures that we have some curve data for this path */
197                         if (mpath->length == expected_length) {
198                                 /* return/use this as it is already valid length */
199                                 return mpath;
200                         }
201                         else {
202                                 /* clear the existing path (as the range has changed), and reallocate below */
203                                 animviz_free_motionpath_cache(mpath);
204                         }
205                 }
206         }
207         else {
208                 /* create a new motionpath, and assign it */
209                 mpath = MEM_callocN(sizeof(bMotionPath), "bMotionPath");
210                 *dst = mpath;
211         }
212         
213         /* set settings from the viz settings */
214         mpath->start_frame = avs->path_sf;
215         mpath->end_frame = avs->path_ef;
216         
217         mpath->length = mpath->end_frame - mpath->start_frame;
218         
219         if (avs->path_bakeflag & MOTIONPATH_BAKE_HEADS)
220                 mpath->flag |= MOTIONPATH_FLAG_BHEAD;
221         else
222                 mpath->flag &= ~MOTIONPATH_FLAG_BHEAD;
223         
224         /* allocate a cache */
225         mpath->points = MEM_callocN(sizeof(bMotionPathVert) * mpath->length, "bMotionPathVerts");
226         
227         /* tag viz settings as currently having some path(s) which use it */
228         avs->path_bakeflag |= MOTIONPATH_BAKE_HAS_PATHS;
229         
230         /* return it */
231         return mpath;
232 }
233
234 /* ------------------- */
235
236 /* Motion path needing to be baked (mpt) */
237 typedef struct MPathTarget {
238         struct MPathTarget *next, *prev;
239         
240         bMotionPath *mpath;         /* motion path in question */
241         
242         Object *ob;                 /* source object */
243         bPoseChannel *pchan;        /* source posechannel (if applicable) */
244 } MPathTarget;
245
246 /* ........ */
247
248 /* get list of motion paths to be baked for the given object
249  *  - assumes the given list is ready to be used
250  */
251 /* TODO: it would be nice in future to be able to update objects dependent on these bones too? */
252 void animviz_get_object_motionpaths(Object *ob, ListBase *targets)
253 {
254         MPathTarget *mpt;
255         
256         /* object itself first */
257         if ((ob->avs.recalc & ANIMVIZ_RECALC_PATHS) && (ob->mpath)) {
258                 /* new target for object */
259                 mpt = MEM_callocN(sizeof(MPathTarget), "MPathTarget Ob");
260                 BLI_addtail(targets, mpt);
261                 
262                 mpt->mpath = ob->mpath;
263                 mpt->ob = ob;
264         }
265         
266         /* bones */
267         if ((ob->pose) && (ob->pose->avs.recalc & ANIMVIZ_RECALC_PATHS)) {
268                 bArmature *arm = ob->data;
269                 bPoseChannel *pchan;
270                 
271                 for (pchan = ob->pose->chanbase.first; pchan; pchan = pchan->next) {
272                         if ((pchan->bone) && (arm->layer & pchan->bone->layer) && (pchan->mpath)) {
273                                 /* new target for bone */
274                                 mpt = MEM_callocN(sizeof(MPathTarget), "MPathTarget PoseBone");
275                                 BLI_addtail(targets, mpt);
276                                 
277                                 mpt->mpath = pchan->mpath;
278                                 mpt->ob = ob;
279                                 mpt->pchan = pchan;
280                         }
281                 }
282         }
283 }
284
285 /* ........ */
286
287 /* Note on evaluation optimizations:
288  * Optimisations currently used here play tricks with the depsgraph in order to try and 
289  * evaluate as few objects as strictly necessary to get nicer performance under standard
290  * production conditions. For those people who really need the accurate version, 
291  * disable the ifdef (i.e. 1 -> 0) and comment out the call to motionpaths_calc_optimise_depsgraph()
292  */
293
294 /* tweak the object ordering to trick depsgraph into making MotionPath calculations run faster */
295 static void motionpaths_calc_optimise_depsgraph(Scene *scene, ListBase *targets)
296 {
297         Base *base, *baseNext;
298         MPathTarget *mpt;
299         
300         /* make sure our temp-tag isn't already in use */
301         for (base = scene->base.first; base; base = base->next)
302                 base->object->flag &= ~BA_TEMP_TAG;
303         
304         /* for each target, dump its object to the start of the list if it wasn't moved already */
305         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
306                 for (base = scene->base.first; base; base = baseNext) {
307                         baseNext = base->next;
308                         
309                         if ((base->object == mpt->ob) && !(mpt->ob->flag & BA_TEMP_TAG)) {
310                                 BLI_remlink(&scene->base, base);
311                                 BLI_addhead(&scene->base, base);
312                                 
313                                 mpt->ob->flag |= BA_TEMP_TAG;
314
315                                 /* we really don't need to continue anymore once this happens, but this line might really 'break' */
316                                 break;
317                         }
318                 }
319         }
320         
321         /* "brew me a list that's sorted a bit faster now depsy" */
322         DAG_scene_sort(G.main, scene);
323 }
324
325 /* update scene for current frame */
326 static void motionpaths_calc_update_scene(Scene *scene)
327 {
328 #if 1 // 'production' optimizations always on
329         Base *base, *last = NULL;
330         
331         /* only stuff that moves or needs display still */
332         DAG_scene_update_flags(G.main, scene, scene->lay, TRUE);
333         
334         /* find the last object with the tag 
335          * - all those afterwards are assumed to not be relevant for our calculations
336          */
337         /* optimize further by moving out... */
338         for (base = scene->base.first; base; base = base->next) {
339                 if (base->object->flag & BA_TEMP_TAG)
340                         last = base;
341         }
342         
343         /* perform updates for tagged objects */
344         /* XXX: this will break if rigs depend on scene or other data that
345          * is animated but not attached to/updatable from objects */
346         for (base = scene->base.first; base; base = base->next) {
347                 /* update this object */
348                 BKE_object_handle_update(scene, base->object);
349                 
350                 /* if this is the last one we need to update, let's stop to save some time */
351                 if (base == last)
352                         break;
353         }
354 #else // original, 'always correct' version
355           /* do all updates
356            *  - if this is too slow, resort to using a more efficient way
357            *    that doesn't force complete update, but for now, this is the
358            *    most accurate way!
359            */
360         BKE_scene_update_for_newframe(G.main, scene, scene->lay); /* XXX this is the best way we can get anything moving */
361 #endif
362 }
363
364 /* ........ */
365
366 /* perform baking for the targets on the current frame */
367 static void motionpaths_calc_bake_targets(Scene *scene, ListBase *targets)
368 {
369         MPathTarget *mpt;
370         
371         /* for each target, check if it can be baked on the current frame */
372         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
373                 bMotionPath *mpath = mpt->mpath;
374                 bMotionPathVert *mpv;
375                 
376                 /* current frame must be within the range the cache works for 
377                  *      - is inclusive of the first frame, but not the last otherwise we get buffer overruns
378                  */
379                 if ((CFRA < mpath->start_frame) || (CFRA >= mpath->end_frame))
380                         continue;
381                 
382                 /* get the relevant cache vert to write to */
383                 mpv = mpath->points + (CFRA - mpath->start_frame);
384                 
385                 /* pose-channel or object path baking? */
386                 if (mpt->pchan) {
387                         /* heads or tails */
388                         if (mpath->flag & MOTIONPATH_FLAG_BHEAD) {
389                                 copy_v3_v3(mpv->co, mpt->pchan->pose_head);
390                         }
391                         else {
392                                 copy_v3_v3(mpv->co, mpt->pchan->pose_tail);
393                         }
394                         
395                         /* result must be in worldspace */
396                         mul_m4_v3(mpt->ob->obmat, mpv->co);
397                 }
398                 else {
399                         /* worldspace object location */
400                         copy_v3_v3(mpv->co, mpt->ob->obmat[3]);
401                 }
402         }
403 }
404
405 /* Perform baking of the given object's and/or its bones' transforms to motion paths 
406  *      - scene: current scene
407  *      - ob: object whose flagged motionpaths should get calculated
408  *      - recalc: whether we need to
409  */
410 /* TODO: include reports pointer? */
411 void animviz_calc_motionpaths(Scene *scene, ListBase *targets)
412 {
413         MPathTarget *mpt;
414         int sfra, efra;
415         int cfra;
416         
417         /* sanity check */
418         if (ELEM(NULL, targets, targets->first))
419                 return;
420         
421         /* set frame values */
422         cfra = CFRA;
423         sfra = efra = cfra;
424         
425         /* TODO: this method could be improved...
426          * 1) max range for standard baking
427          * 2) minimum range for recalc baking (i.e. between keyframes, but how?) */
428         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
429                 /* try to increase area to do (only as much as needed) */
430                 sfra = MIN2(sfra, mpt->mpath->start_frame);
431                 efra = MAX2(efra, mpt->mpath->end_frame);
432         }
433         if (efra <= sfra) return;
434         
435         /* optimize the depsgraph for faster updates */
436         /* TODO: whether this is used should depend on some setting for the level of optimizations used */
437         motionpaths_calc_optimise_depsgraph(scene, targets);
438         
439         /* calculate path over requested range */
440         for (CFRA = sfra; CFRA <= efra; CFRA++) {
441                 /* update relevant data for new frame */
442                 motionpaths_calc_update_scene(scene);
443                 
444                 /* perform baking for targets */
445                 motionpaths_calc_bake_targets(scene, targets);
446         }
447         
448         /* reset original environment */
449         CFRA = cfra;
450         motionpaths_calc_update_scene(scene);
451         
452         /* clear recalc flags from targets */
453         for (mpt = targets->first; mpt; mpt = mpt->next) {
454                 bAnimVizSettings *avs;
455                 
456                 /* get pointer to animviz settings for each target */
457                 if (mpt->pchan)
458                         avs = &mpt->ob->pose->avs;
459                 else
460                         avs = &mpt->ob->avs;
461                 
462                 /* clear the flag requesting recalculation of targets */
463                 avs->recalc &= ~ANIMVIZ_RECALC_PATHS;
464         }
465 }
466
467 /* ******************************************************************** */
468 /* Curve Paths - for curve deforms and/or curve following */
469
470 /* free curve path data 
471  * NOTE: frees the path itself!
472  * NOTE: this is increasingly inaccurate with non-uniform BevPoint subdivisions [#24633]
473  */
474 void free_path(Path *path)
475 {
476         if (path->data) MEM_freeN(path->data);
477         MEM_freeN(path);
478 }
479
480 /* calculate a curve-deform path for a curve 
481  *  - only called from displist.c -> do_makeDispListCurveTypes
482  */
483 void calc_curvepath(Object *ob)
484 {
485         BevList *bl;
486         BevPoint *bevp, *bevpn, *bevpfirst, *bevplast;
487         PathPoint *pp;
488         Curve *cu;
489         Nurb *nu;
490         Path *path;
491         float *fp, *dist, *maxdist, xyz[3];
492         float fac, d = 0, fac1, fac2;
493         int a, tot, cycl = 0;
494         ListBase *nurbs;
495         
496         /* in a path vertices are with equal differences: path->len = number of verts */
497         /* NOW WITH BEVELCURVE!!! */
498         
499         if (ob == NULL || ob->type != OB_CURVE) {
500                 return;
501         }
502         cu = ob->data;
503
504         if (cu->path) free_path(cu->path);
505         cu->path = NULL;
506         
507         /* weak! can only use first curve */
508         bl = cu->bev.first;
509         if (bl == NULL || !bl->nr) {
510                 return;
511         }
512
513         nurbs = BKE_curve_nurbs_get(cu);
514         nu = nurbs->first;
515
516         cu->path = path = MEM_callocN(sizeof(Path), "calc_curvepath");
517         
518         /* if POLY: last vertice != first vertice */
519         cycl = (bl->poly != -1);
520         
521         tot = cycl ? bl->nr : bl->nr - 1;
522         
523         path->len = tot + 1;
524         /* exception: vector handle paths and polygon paths should be subdivided at least a factor resolu */
525         if (path->len < nu->resolu * SEGMENTSU(nu)) {
526                 path->len = nu->resolu * SEGMENTSU(nu);
527         }
528         
529         dist = (float *)MEM_mallocN((tot + 1) * 4, "calcpathdist");
530
531         /* all lengths in *dist */
532         bevp = bevpfirst = (BevPoint *)(bl + 1);
533         fp = dist;
534         *fp = 0.0f;
535         for (a = 0; a < tot; a++) {
536                 fp++;
537                 if (cycl && a == tot - 1)
538                         sub_v3_v3v3(xyz, bevpfirst->vec, bevp->vec);
539                 else
540                         sub_v3_v3v3(xyz, (bevp + 1)->vec, bevp->vec);
541                 
542                 *fp = *(fp - 1) + len_v3(xyz);
543                 bevp++;
544         }
545         
546         path->totdist = *fp;
547         
548         /* the path verts  in path->data */
549         /* now also with TILT value */
550         pp = path->data = (PathPoint *)MEM_callocN(sizeof(PathPoint) * path->len, "pathdata");
551
552         bevp = bevpfirst;
553         bevpn = bevp + 1;
554         bevplast = bevpfirst + (bl->nr - 1);
555         fp = dist + 1;
556         maxdist = dist + tot;
557         fac = 1.0f / ((float)path->len - 1.0f);
558         fac = fac * path->totdist;
559         
560         for (a = 0; a < path->len; a++) {
561                 
562                 d = ((float)a) * fac;
563                 
564                 /* we're looking for location (distance) 'd' in the array */
565                 while ((d >= *fp) && fp < maxdist) {
566                         fp++;
567                         if (bevp < bevplast) bevp++;
568                         bevpn = bevp + 1;
569                         if (UNLIKELY(bevpn > bevplast)) {
570                                 bevpn = cycl ? bevpfirst : bevplast;
571                         }
572                 }
573                 
574                 fac1 = (*(fp) - d) / (*(fp) - *(fp - 1));
575                 fac2 = 1.0f - fac1;
576
577                 interp_v3_v3v3(pp->vec, bevp->vec, bevpn->vec, fac2);
578                 pp->vec[3] = fac1 * bevp->alfa   + fac2 * bevpn->alfa;
579                 pp->radius = fac1 * bevp->radius + fac2 * bevpn->radius;
580                 pp->weight = fac1 * bevp->weight + fac2 * bevpn->weight;
581                 interp_qt_qtqt(pp->quat, bevp->quat, bevpn->quat, fac2);
582                 normalize_qt(pp->quat);
583                 
584                 pp++;
585         }
586         
587         MEM_freeN(dist);
588 }
589
590 static int interval_test(const int min, const int max, int p1, const int cycl)
591 {
592         if (cycl) {
593                 if      (p1 < min) p1 = ((p1 - min) % (max - min + 1)) + max + 1;
594                 else if (p1 > max) p1 = ((p1 - min) % (max - min + 1)) + min;
595         }
596         else {
597                 if      (p1 < min) p1 = min;
598                 else if (p1 > max) p1 = max;
599         }
600         return p1;
601 }
602
603
604 /* calculate the deformation implied by the curve path at a given parametric position,
605  * and returns whether this operation succeeded.
606  *
607  * note: ctime is normalized range <0-1>
608  *
609  * returns OK: 1/0
610  */
611 int where_on_path(Object *ob, float ctime, float vec[4], float dir[3], float quat[4], float *radius, float *weight)
612 {
613         Curve *cu;
614         Nurb *nu;
615         BevList *bl;
616         Path *path;
617         PathPoint *pp, *p0, *p1, *p2, *p3;
618         float fac;
619         float data[4];
620         int cycl = 0, s0, s1, s2, s3;
621
622         if (ob == NULL || ob->type != OB_CURVE) return 0;
623         cu = ob->data;
624         if (cu->path == NULL || cu->path->data == NULL) {
625                 printf("no path!\n");
626                 return 0;
627         }
628         path = cu->path;
629         pp = path->data;
630         
631         /* test for cyclic */
632         bl = cu->bev.first;
633         if (!bl) return 0;
634         if (!bl->nr) return 0;
635         if (bl->poly > -1) cycl = 1;
636
637         ctime *= (path->len - 1);
638         
639         s1 = (int)floor(ctime);
640         fac = (float)(s1 + 1) - ctime;
641
642         /* path->len is corected for cyclic */
643         s0 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 - 1, cycl);
644         s1 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1, cycl);
645         s2 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 + 1, cycl);
646         s3 = interval_test(0, path->len - 1 - cycl, s1 + 2, cycl);
647
648         p0 = pp + s0;
649         p1 = pp + s1;
650         p2 = pp + s2;
651         p3 = pp + s3;
652
653         /* note, commented out for follow constraint */
654         //if (cu->flag & CU_FOLLOW) {
655
656         key_curve_tangent_weights(1.0f - fac, data, KEY_BSPLINE);
657
658         interp_v3_v3v3v3v3(dir, p0->vec, p1->vec, p2->vec, p3->vec, data);
659
660         /* make compatible with vectoquat */
661         negate_v3(dir);
662         //}
663         
664         nu = cu->nurb.first;
665
666         /* make sure that first and last frame are included in the vectors here  */
667         if (nu->type == CU_POLY) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_LINEAR);
668         else if (nu->type == CU_BEZIER) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_LINEAR);
669         else if (s0 == s1 || p2 == p3) key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_CARDINAL);
670         else key_curve_position_weights(1.0f - fac, data, KEY_BSPLINE);
671
672         vec[0] = data[0] * p0->vec[0] + data[1] * p1->vec[0] + data[2] * p2->vec[0] + data[3] * p3->vec[0]; /* X */
673         vec[1] = data[0] * p0->vec[1] + data[1] * p1->vec[1] + data[2] * p2->vec[1] + data[3] * p3->vec[1]; /* Y */
674         vec[2] = data[0] * p0->vec[2] + data[1] * p1->vec[2] + data[2] * p2->vec[2] + data[3] * p3->vec[2]; /* Z */
675         vec[3] = data[0] * p0->vec[3] + data[1] * p1->vec[3] + data[2] * p2->vec[3] + data[3] * p3->vec[3]; /* Tilt, should not be needed since we have quat still used */
676
677         if (quat) {
678                 float totfac, q1[4], q2[4];
679
680                 totfac = data[0] + data[3];
681                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(q1, p0->quat, p3->quat, data[3] / totfac);
682                 else copy_qt_qt(q1, p1->quat);
683
684                 totfac = data[1] + data[2];
685                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(q2, p1->quat, p2->quat, data[2] / totfac);
686                 else copy_qt_qt(q2, p3->quat);
687
688                 totfac = data[0] + data[1] + data[2] + data[3];
689                 if (totfac > FLT_EPSILON) interp_qt_qtqt(quat, q1, q2, (data[1] + data[2]) / totfac);
690                 else copy_qt_qt(quat, q2);
691         }
692
693         if (radius)
694                 *radius = data[0] * p0->radius + data[1] * p1->radius + data[2] * p2->radius + data[3] * p3->radius;
695
696         if (weight)
697                 *weight = data[0] * p0->weight + data[1] * p1->weight + data[2] * p2->weight + data[3] * p3->weight;
698
699         return 1;
700 }
701
702 /* ******************************************************************** */
703 /* Dupli-Geometry */
704
705 #define DUPLILIST_DO_UPDATE             1
706 #define DUPLILIST_FOR_RENDER    2
707 #define DUPLILIST_ANIMATED              4
708
709 static DupliObject *new_dupli_object(ListBase *lb, Object *ob, float mat[][4], int lay,
710                                      int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, int type, short flag)
711 {
712         DupliObject *dob = MEM_callocN(sizeof(DupliObject), "dupliobject");
713         int i;
714
715         BLI_addtail(lb, dob);
716         dob->ob = ob;
717         copy_m4_m4(dob->mat, mat);
718         copy_m4_m4(dob->omat, ob->obmat);
719         dob->origlay = ob->lay;
720         dob->type = type;
721         dob->animated = (type == OB_DUPLIGROUP) && (flag & DUPLILIST_ANIMATED);
722         ob->lay = lay;
723
724         /* set persistent id, which is an array with a persistent index for each level
725          * (particle number, vertex number, ..). by comparing this we can find the same
726          * dupli object between frames, which is needed for motion blur. last level
727          * goes first in the array. */
728         dob->persistent_id[0] = index;
729         for(i = 1; i < level; i++)
730                 dob->persistent_id[i] = persistent_id[level-1-i];
731         
732         return dob;
733 }
734
735 static void group_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *ob, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
736                             int level, short flag)
737 {
738         DupliObject *dob;
739         Group *group;
740         GroupObject *go;
741         float mat[4][4], tmat[4][4], id;
742         
743         if (ob->dup_group == NULL) return;
744         group = ob->dup_group;
745         
746         /* simple preventing of too deep nested groups */
747         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
748         
749         /* handles animated groups, and */
750
751         /* we need to check update for objects that are not in scene... */
752         if (flag & DUPLILIST_DO_UPDATE) {
753                 /* note: update is optional because we don't always need object
754                  * transformations to be correct. Also fixes bug [#29616]. */
755                 group_handle_recalc_and_update(scene, ob, group);
756         }
757
758         if (group_is_animated(ob, group))
759                 flag |= DUPLILIST_ANIMATED;
760         
761         for (go = group->gobject.first, id = 0; go; go = go->next, id++) {
762                 /* note, if you check on layer here, render goes wrong... it still deforms verts and uses parent imat */
763                 if (go->ob != ob) {
764                         
765                         /* group dupli offset, should apply after everything else */
766                         if (!is_zero_v3(group->dupli_ofs)) {
767                                 copy_m4_m4(tmat, go->ob->obmat);
768                                 sub_v3_v3v3(tmat[3], tmat[3], group->dupli_ofs);
769                                 mult_m4_m4m4(mat, ob->obmat, tmat);
770                         }
771                         else {
772                                 mult_m4_m4m4(mat, ob->obmat, go->ob->obmat);
773                         }
774                         
775                         dob = new_dupli_object(lb, go->ob, mat, ob->lay, persistent_id, level, id, OB_DUPLIGROUP, flag);
776
777                         /* check the group instance and object layers match, also that the object visible flags are ok. */
778                         if ((dob->origlay & group->layer) == 0 ||
779                             ((G.is_rendering == FALSE) && dob->ob->restrictflag & OB_RESTRICT_VIEW) ||
780                             ((G.is_rendering == TRUE)  && dob->ob->restrictflag & OB_RESTRICT_RENDER))
781                         {
782                                 dob->no_draw = TRUE;
783                         }
784                         else {
785                                 dob->no_draw = FALSE;
786                         }
787
788                         if (go->ob->transflag & OB_DUPLI) {
789                                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->mat);
790                                 object_duplilist_recursive(&group->id, scene, go->ob, lb, ob->obmat, persistent_id, level + 1, id, flag);
791                                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->omat);
792                         }
793                 }
794         }
795 }
796
797 static void frames_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *ob, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, short flag)
798 {
799         extern int enable_cu_speed; /* object.c */
800         Object copyob;
801         int cfrao = scene->r.cfra;
802         int dupend = ob->dupend;
803         
804         /* simple prevention of too deep nested groups */
805         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
806         
807         /* if we don't have any data/settings which will lead to object movement,
808          * don't waste time trying, as it will all look the same...
809          */
810         if (ob->parent == NULL && ob->constraints.first == NULL && ob->adt == NULL)
811                 return;
812         
813         /* make a copy of the object's original data (before any dupli-data overwrites it) 
814          * as we'll need this to keep track of unkeyed data
815          *      - this doesn't take into account other data that can be reached from the object,
816          *        for example it's shapekeys or bones, hence the need for an update flush at the end
817          */
818         copyob = *ob;
819         
820         /* duplicate over the required range */
821         if (ob->transflag & OB_DUPLINOSPEED) enable_cu_speed = 0;
822         
823         for (scene->r.cfra = ob->dupsta; scene->r.cfra <= dupend; scene->r.cfra++) {
824                 short ok = 1;
825                 
826                 /* - dupoff = how often a frames within the range shouldn't be made into duplis
827                  * - dupon = the length of each "skipping" block in frames
828                  */
829                 if (ob->dupoff) {
830                         ok = scene->r.cfra - ob->dupsta;
831                         ok = ok % (ob->dupon + ob->dupoff);
832                         ok = (ok < ob->dupon);
833                 }
834                 
835                 if (ok) {
836                         DupliObject *dob;
837                         
838                         /* WARNING: doing animation updates in this way is not terribly accurate, as the dependencies
839                          * and/or other objects which may affect this object's transforms are not updated either.
840                          * However, this has always been the way that this worked (i.e. pre 2.5), so I guess that it'll be fine!
841                          */
842                         BKE_animsys_evaluate_animdata(scene, &ob->id, ob->adt, (float)scene->r.cfra, ADT_RECALC_ANIM); /* ob-eval will do drivers, so we don't need to do them */
843                         BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, (float)scene->r.cfra);
844                         
845                         dob = new_dupli_object(lb, ob, ob->obmat, ob->lay, persistent_id, level, scene->r.cfra, OB_DUPLIFRAMES, flag);
846                         copy_m4_m4(dob->omat, copyob.obmat);
847                 }
848         }
849
850         enable_cu_speed = 1;
851         
852         /* reset frame to original frame, then re-evaluate animation as above 
853          * as 2.5 animation data may have far-reaching consequences
854          */
855         scene->r.cfra = cfrao;
856         
857         BKE_animsys_evaluate_animdata(scene, &ob->id, ob->adt, (float)scene->r.cfra, ADT_RECALC_ANIM); /* ob-eval will do drivers, so we don't need to do them */
858         BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, (float)scene->r.cfra);
859         
860         /* but, to make sure unkeyed object transforms are still sane, 
861          * let's copy object's original data back over
862          */
863         *ob = copyob;
864 }
865
866 typedef struct VertexDupliData {
867         ID *id; /* scene or group, for recursive loops */
868         int level;
869         short flag;
870         ListBase *lb;
871         float pmat[4][4];
872         float obmat[4][4]; /* Only used for dupliverts inside dupligroups, where the ob->obmat is modified */
873         Scene *scene;
874         Object *ob, *par;
875         float (*orco)[3];
876         int *persistent_id;
877 } VertexDupliData;
878
879 /* ------------- */
880
881 static void vertex_dupli__mapFunc(void *userData, int index, const float co[3],
882                                   const float no_f[3], const short no_s[3])
883 {
884         DupliObject *dob;
885         VertexDupliData *vdd = userData;
886         float vec[3], q2[4], mat[3][3], tmat[4][4], obmat[4][4];
887         int origlay;
888         
889         mul_v3_m4v3(vec, vdd->pmat, co);
890         sub_v3_v3(vec, vdd->pmat[3]);
891         add_v3_v3(vec, vdd->obmat[3]);
892         
893         copy_m4_m4(obmat, vdd->obmat);
894         copy_v3_v3(obmat[3], vec);
895         
896         if (vdd->par->transflag & OB_DUPLIROT) {
897                 if (no_f) {
898                         vec[0] = -no_f[0]; vec[1] = -no_f[1]; vec[2] = -no_f[2];
899                 }
900                 else if (no_s) {
901                         vec[0] = -no_s[0]; vec[1] = -no_s[1]; vec[2] = -no_s[2];
902                 }
903                 
904                 vec_to_quat(q2, vec, vdd->ob->trackflag, vdd->ob->upflag);
905                 
906                 quat_to_mat3(mat, q2);
907                 copy_m4_m4(tmat, obmat);
908                 mul_m4_m4m3(obmat, tmat, mat);
909         }
910
911         origlay = vdd->ob->lay;
912         
913         dob = new_dupli_object(vdd->lb, vdd->ob, obmat, vdd->par->lay, vdd->persistent_id, vdd->level, index, OB_DUPLIVERTS, vdd->flag);
914
915         /* restore the original layer so that each dupli will have proper dob->origlay */
916         vdd->ob->lay = origlay;
917
918         if (vdd->orco)
919                 copy_v3_v3(dob->orco, vdd->orco[index]);
920         
921         if (vdd->ob->transflag & OB_DUPLI) {
922                 float tmpmat[4][4];
923                 copy_m4_m4(tmpmat, vdd->ob->obmat);
924                 copy_m4_m4(vdd->ob->obmat, obmat); /* pretend we are really this mat */
925                 object_duplilist_recursive((ID *)vdd->id, vdd->scene, vdd->ob, vdd->lb, obmat, vdd->persistent_id, vdd->level + 1, index, vdd->flag);
926                 copy_m4_m4(vdd->ob->obmat, tmpmat);
927         }
928 }
929
930 static void vertex_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
931                              int level, short flag)
932 {
933         Object *ob, *ob_iter;
934         Mesh *me = par->data;
935         Base *base = NULL;
936         DerivedMesh *dm;
937         VertexDupliData vdd;
938         Scene *sce = NULL;
939         Group *group = NULL;
940         GroupObject *go = NULL;
941         BMEditMesh *em;
942         float vec[3], no[3], pmat[4][4];
943         int totvert, a, oblay;
944         unsigned int lay;
945         
946         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
947         
948         /* simple preventing of too deep nested groups */
949         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
950         
951         em = BMEdit_FromObject(par);
952         
953         if (em) {
954                 dm = editbmesh_get_derived_cage(scene, par, em, CD_MASK_BAREMESH);
955         }
956         else
957                 dm = mesh_get_derived_deform(scene, par, CD_MASK_BAREMESH);
958         
959         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
960                 vdd.orco = (float(*)[3])BKE_mesh_orco_verts_get(par);
961                 BKE_mesh_orco_verts_transform(me, vdd.orco, me->totvert, 0);
962         }
963         else
964                 vdd.orco = NULL;
965         
966         totvert = dm->getNumVerts(dm);
967
968         /* having to loop on scene OR group objects is NOT FUN */
969         if (GS(id->name) == ID_SCE) {
970                 sce = (Scene *)id;
971                 lay = sce->lay;
972                 base = sce->base.first;
973         }
974         else {
975                 group = (Group *)id;
976                 lay = group->layer;
977                 go = group->gobject.first;
978         }
979         
980         /* Start looping on Scene OR Group objects */
981         while (base || go) {
982                 if (sce) {
983                         ob_iter = base->object;
984                         oblay = base->lay;
985                 }
986                 else {
987                         ob_iter = go->ob;
988                         oblay = ob_iter->lay;
989                 }
990                 
991                 if (lay & oblay && scene->obedit != ob_iter) {
992                         ob = ob_iter->parent;
993                         while (ob) {
994                                 if (ob == par) {
995                                         ob = ob_iter;
996                                         /* End Scene/Group object loop, below is generic */
997                                         
998                                         
999                                         /* par_space_mat - only used for groups so we can modify the space dupli's are in
1000                                          * when par_space_mat is NULL ob->obmat can be used instead of ob__obmat
1001                                          */
1002                                         if (par_space_mat)
1003                                                 mult_m4_m4m4(vdd.obmat, par_space_mat, ob->obmat);
1004                                         else
1005                                                 copy_m4_m4(vdd.obmat, ob->obmat);
1006
1007                                         vdd.id = id;
1008                                         vdd.level = level;
1009                                         vdd.flag = flag;
1010                                         vdd.lb = lb;
1011                                         vdd.ob = ob;
1012                                         vdd.scene = scene;
1013                                         vdd.par = par;
1014                                         copy_m4_m4(vdd.pmat, pmat);
1015                                         vdd.persistent_id = persistent_id;
1016                                         
1017                                         /* mballs have a different dupli handling */
1018                                         if (ob->type != OB_MBALL) ob->flag |= OB_DONE;  /* doesnt render */
1019
1020                                         if (me->edit_btmesh) {
1021                                                 dm->foreachMappedVert(dm, vertex_dupli__mapFunc, (void *) &vdd);
1022                                         }
1023                                         else {
1024                                                 for (a = 0; a < totvert; a++) {
1025                                                         dm->getVertCo(dm, a, vec);
1026                                                         dm->getVertNo(dm, a, no);
1027                                                         
1028                                                         vertex_dupli__mapFunc(&vdd, a, vec, no, NULL);
1029                                                 }
1030                                         }
1031                                         if (sce) {
1032                                                 /* Set proper layer in case of scene looping,
1033                                                  * in case of groups the object layer will be
1034                                                  * changed when it's duplicated due to the
1035                                                  * group duplication.
1036                                                  */
1037                                                 ob->lay = vdd.par->lay;
1038                                         }
1039                                         
1040                                         break;
1041                                 }
1042                                 ob = ob->parent;
1043                         }
1044                 }
1045                 if (sce) base = base->next;     /* scene loop */
1046                 else go = go->next;             /* group loop */
1047         }
1048
1049         if (vdd.orco)
1050                 MEM_freeN(vdd.orco);
1051         dm->release(dm);
1052 }
1053
1054 static void face_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR],
1055                            int level, short flag)
1056 {
1057         Object *ob, *ob_iter;
1058         Base *base = NULL;
1059         DupliObject *dob;
1060         DerivedMesh *dm;
1061         Mesh *me = par->data;
1062         MLoopUV *mloopuv;
1063         MPoly *mpoly, *mp;
1064         MLoop *mloop;
1065         MVert *mvert;
1066         float pmat[4][4], imat[3][3], (*orco)[3] = NULL, w;
1067         int lay, oblay, totface, a;
1068         Scene *sce = NULL;
1069         Group *group = NULL;
1070         GroupObject *go = NULL;
1071         BMEditMesh *em;
1072         float ob__obmat[4][4]; /* needed for groups where the object matrix needs to be modified */
1073         
1074         /* simple preventing of too deep nested groups */
1075         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1076         
1077         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
1078         em = BMEdit_FromObject(par);
1079
1080         if (em) {
1081                 dm = editbmesh_get_derived_cage(scene, par, em, CD_MASK_BAREMESH);
1082         }
1083         else {
1084                 dm = mesh_get_derived_deform(scene, par, CD_MASK_BAREMESH);
1085         }
1086
1087         totface = dm->getNumPolys(dm);
1088         mpoly = dm->getPolyArray(dm);
1089         mloop = dm->getLoopArray(dm);
1090         mvert = dm->getVertArray(dm);
1091
1092         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
1093                 orco = (float(*)[3])BKE_mesh_orco_verts_get(par);
1094                 BKE_mesh_orco_verts_transform(me, orco, me->totvert, 0);
1095                 mloopuv = me->mloopuv;
1096         }
1097         else {
1098                 orco = NULL;
1099                 mloopuv = NULL;
1100         }
1101         
1102         /* having to loop on scene OR group objects is NOT FUN */
1103         if (GS(id->name) == ID_SCE) {
1104                 sce = (Scene *)id;
1105                 lay = sce->lay;
1106                 base = sce->base.first;
1107         }
1108         else {
1109                 group = (Group *)id;
1110                 lay = group->layer;
1111                 go = group->gobject.first;
1112         }
1113         
1114         /* Start looping on Scene OR Group objects */
1115         while (base || go) {
1116                 if (sce) {
1117                         ob_iter = base->object;
1118                         oblay = base->lay;
1119                 }
1120                 else {
1121                         ob_iter = go->ob;
1122                         oblay = ob_iter->lay;
1123                 }
1124                 
1125                 if (lay & oblay && scene->obedit != ob_iter) {
1126                         ob = ob_iter->parent;
1127                         while (ob) {
1128                                 if (ob == par) {
1129                                         ob = ob_iter;
1130                                         /* End Scene/Group object loop, below is generic */
1131                                         
1132                                         /* par_space_mat - only used for groups so we can modify the space dupli's are in
1133                                          * when par_space_mat is NULL ob->obmat can be used instead of ob__obmat
1134                                          */
1135                                         if (par_space_mat)
1136                                                 mult_m4_m4m4(ob__obmat, par_space_mat, ob->obmat);
1137                                         else
1138                                                 copy_m4_m4(ob__obmat, ob->obmat);
1139                                         
1140                                         copy_m3_m4(imat, ob->parentinv);
1141                                                 
1142                                         /* mballs have a different dupli handling */
1143                                         if (ob->type != OB_MBALL) ob->flag |= OB_DONE;  /* doesnt render */
1144
1145                                         for (a = 0, mp = mpoly; a < totface; a++, mp++) {
1146                                                 int mv1;
1147                                                 int mv2;
1148                                                 int mv3;
1149                                                 /* int mv4; */ /* UNUSED */
1150                                                 float *v1;
1151                                                 float *v2;
1152                                                 float *v3;
1153                                                 /* float *v4; */ /* UNUSED */
1154                                                 float cent[3], quat[4], mat[3][3], mat3[3][3], tmat[4][4], obmat[4][4];
1155                                                 float f_no[3];
1156                                                 MLoop *loopstart = mloop + mp->loopstart;
1157
1158                                                 if (UNLIKELY(mp->totloop < 3)) {
1159                                                         continue;
1160                                                 }
1161                                                 else {
1162                                                         BKE_mesh_calc_poly_normal(mp, mloop + mp->loopstart, mvert, f_no);
1163                                                         v1 = mvert[(mv1 = loopstart[0].v)].co;
1164                                                         v2 = mvert[(mv2 = loopstart[1].v)].co;
1165                                                         v3 = mvert[(mv3 = loopstart[2].v)].co;
1166                                                 }
1167
1168                                                 /* translation */
1169                                                 BKE_mesh_calc_poly_center(mp, loopstart, mvert, cent);
1170
1171                                                 mul_m4_v3(pmat, cent);
1172                                                 
1173                                                 sub_v3_v3v3(cent, cent, pmat[3]);
1174                                                 add_v3_v3(cent, ob__obmat[3]);
1175                                                 
1176                                                 copy_m4_m4(obmat, ob__obmat);
1177                                                 
1178                                                 copy_v3_v3(obmat[3], cent);
1179                                                 
1180                                                 /* rotation */
1181                                                 tri_to_quat_ex(quat, v1, v2, v3, f_no);
1182                                                 quat_to_mat3(mat, quat);
1183                                                 
1184                                                 /* scale */
1185                                                 if (par->transflag & OB_DUPLIFACES_SCALE) {
1186                                                         float size = BKE_mesh_calc_poly_area(mp, loopstart, mvert, f_no);
1187                                                         size = sqrtf(size) * par->dupfacesca;
1188                                                         mul_m3_fl(mat, size);
1189                                                 }
1190                                                 
1191                                                 copy_m3_m3(mat3, mat);
1192                                                 mul_m3_m3m3(mat, imat, mat3);
1193                                                 
1194                                                 copy_m4_m4(tmat, obmat);
1195                                                 mul_m4_m4m3(obmat, tmat, mat);
1196                                                 
1197                                                 dob = new_dupli_object(lb, ob, obmat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIFACES, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1198                                                 if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER) {
1199                                                         w = 1.0f / (float)mp->totloop;
1200
1201                                                         if (orco) {
1202                                                                 int j;
1203                                                                 for (j = 0; j < mpoly->totloop; j++) {
1204                                                                         madd_v3_v3fl(dob->orco, orco[loopstart[j].v], w);
1205                                                                 }
1206                                                         }
1207
1208                                                         if (mloopuv) {
1209                                                                 int j;
1210                                                                 for (j = 0; j < mpoly->totloop; j++) {
1211                                                                         madd_v2_v2fl(dob->orco, mloopuv[loopstart[j].v].uv, w);
1212                                                                 }
1213                                                         }
1214                                                 }
1215                                                 
1216                                                 if (ob->transflag & OB_DUPLI) {
1217                                                         float tmpmat[4][4];
1218                                                         copy_m4_m4(tmpmat, ob->obmat);
1219                                                         copy_m4_m4(ob->obmat, obmat); /* pretend we are really this mat */
1220                                                         object_duplilist_recursive((ID *)id, scene, ob, lb, ob->obmat, persistent_id, level + 1, a, flag);
1221                                                         copy_m4_m4(ob->obmat, tmpmat);
1222                                                 }
1223                                         }
1224                                         
1225                                         break;
1226                                 }
1227                                 ob = ob->parent;
1228                         }
1229                 }
1230                 if (sce) base = base->next;     /* scene loop */
1231                 else go = go->next;             /* group loop */
1232         }
1233
1234         if (orco)
1235                 MEM_freeN(orco);
1236         
1237         dm->release(dm);
1238 }
1239
1240 static void new_particle_duplilist(ListBase *lb, ID *id, Scene *scene, Object *par, float par_space_mat[][4], int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], ParticleSystem *psys,
1241                                    int level, short flag)
1242 {
1243         GroupObject *go;
1244         Object *ob = NULL, **oblist = NULL, obcopy, *obcopylist = NULL;
1245         DupliObject *dob;
1246         ParticleDupliWeight *dw;
1247         ParticleSettings *part;
1248         ParticleData *pa;
1249         ChildParticle *cpa = NULL;
1250         ParticleKey state;
1251         ParticleCacheKey *cache;
1252         float ctime, pa_time, scale = 1.0f;
1253         float tmat[4][4], mat[4][4], pamat[4][4], vec[3], size = 0.0;
1254         float (*obmat)[4], (*oldobmat)[4];
1255         int a, b, hair = 0;
1256         int totpart, totchild, totgroup = 0 /*, pa_num */;
1257
1258         int no_draw_flag = PARS_UNEXIST;
1259
1260         if (psys == NULL) return;
1261         
1262         /* simple preventing of too deep nested groups */
1263         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1264         
1265         part = psys->part;
1266
1267         if (part == NULL)
1268                 return;
1269
1270         if (!psys_check_enabled(par, psys))
1271                 return;
1272
1273         if (G.is_rendering == FALSE)
1274                 no_draw_flag |= PARS_NO_DISP;
1275         
1276         ctime = BKE_scene_frame_get(scene); /* NOTE: in old animsys, used parent object's timeoffset... */
1277
1278         totpart = psys->totpart;
1279         totchild = psys->totchild;
1280
1281         BLI_srandom(31415926 + psys->seed);
1282
1283         if ((psys->renderdata || part->draw_as == PART_DRAW_REND) && ELEM(part->ren_as, PART_DRAW_OB, PART_DRAW_GR)) {
1284                 ParticleSimulationData sim = {NULL};
1285                 sim.scene = scene;
1286                 sim.ob = par;
1287                 sim.psys = psys;
1288                 sim.psmd = psys_get_modifier(par, psys);
1289                 /* make sure emitter imat is in global coordinates instead of render view coordinates */
1290                 invert_m4_m4(par->imat, par->obmat);
1291
1292                 /* first check for loops (particle system object used as dupli object) */
1293                 if (part->ren_as == PART_DRAW_OB) {
1294                         if (ELEM(part->dup_ob, NULL, par))
1295                                 return;
1296                 }
1297                 else { /*PART_DRAW_GR */
1298                         if (part->dup_group == NULL || part->dup_group->gobject.first == NULL)
1299                                 return;
1300
1301                         if (BLI_findptr(&part->dup_group->gobject, par, offsetof(GroupObject, ob))) {
1302                                 return;
1303                         }
1304                 }
1305
1306                 /* if we have a hair particle system, use the path cache */
1307                 if (part->type == PART_HAIR) {
1308                         if (psys->flag & PSYS_HAIR_DONE)
1309                                 hair = (totchild == 0 || psys->childcache) && psys->pathcache;
1310                         if (!hair)
1311                                 return;
1312                         
1313                         /* we use cache, update totchild according to cached data */
1314                         totchild = psys->totchildcache;
1315                         totpart = psys->totcached;
1316                 }
1317
1318                 psys_check_group_weights(part);
1319
1320                 psys->lattice = psys_get_lattice(&sim);
1321
1322                 /* gather list of objects or single object */
1323                 if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1324                         if (flag & DUPLILIST_DO_UPDATE) {
1325                                 group_handle_recalc_and_update(scene, par, part->dup_group);
1326                         }
1327
1328                         if (part->draw & PART_DRAW_COUNT_GR) {
1329                                 for (dw = part->dupliweights.first; dw; dw = dw->next)
1330                                         totgroup += dw->count;
1331                         }
1332                         else {
1333                                 for (go = part->dup_group->gobject.first; go; go = go->next)
1334                                         totgroup++;
1335                         }
1336
1337                         /* we also copy the actual objects to restore afterwards, since
1338                          * BKE_object_where_is_calc_time will change the object which breaks transform */
1339                         oblist = MEM_callocN(totgroup * sizeof(Object *), "dupgroup object list");
1340                         obcopylist = MEM_callocN(totgroup * sizeof(Object), "dupgroup copy list");
1341
1342                         
1343                         if (part->draw & PART_DRAW_COUNT_GR && totgroup) {
1344                                 dw = part->dupliweights.first;
1345
1346                                 for (a = 0; a < totgroup; dw = dw->next) {
1347                                         for (b = 0; b < dw->count; b++, a++) {
1348                                                 oblist[a] = dw->ob;
1349                                                 obcopylist[a] = *dw->ob;
1350                                         }
1351                                 }
1352                         }
1353                         else {
1354                                 go = part->dup_group->gobject.first;
1355                                 for (a = 0; a < totgroup; a++, go = go->next) {
1356                                         oblist[a] = go->ob;
1357                                         obcopylist[a] = *go->ob;
1358                                 }
1359                         }
1360                 }
1361                 else {
1362                         ob = part->dup_ob;
1363                         obcopy = *ob;
1364                 }
1365
1366                 if (totchild == 0 || part->draw & PART_DRAW_PARENT)
1367                         a = 0;
1368                 else
1369                         a = totpart;
1370
1371                 for (pa = psys->particles; a < totpart + totchild; a++, pa++) {
1372                         if (a < totpart) {
1373                                 /* handle parent particle */
1374                                 if (pa->flag & no_draw_flag)
1375                                         continue;
1376
1377                                 /* pa_num = pa->num; */ /* UNUSED */
1378                                 pa_time = pa->time;
1379                                 size = pa->size;
1380                         }
1381                         else {
1382                                 /* handle child particle */
1383                                 cpa = &psys->child[a - totpart];
1384
1385                                 /* pa_num = a; */ /* UNUSED */
1386                                 pa_time = psys->particles[cpa->parent].time;
1387                                 size = psys_get_child_size(psys, cpa, ctime, NULL);
1388                         }
1389
1390                         /* some hair paths might be non-existent so they can't be used for duplication */
1391                         if (hair &&
1392                             ((a < totpart && psys->pathcache[a]->steps < 0) ||
1393                              (a >= totpart && psys->childcache[a - totpart]->steps < 0)))
1394                         {
1395                                 continue;
1396                         }
1397
1398                         if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1399                                 /* prevent divide by zero below [#28336] */
1400                                 if (totgroup == 0)
1401                                         continue;
1402
1403                                 /* for groups, pick the object based on settings */
1404                                 if (part->draw & PART_DRAW_RAND_GR)
1405                                         b = BLI_rand() % totgroup;
1406                                 else
1407                                         b = a % totgroup;
1408
1409                                 ob = oblist[b];
1410                                 obmat = oblist[b]->obmat;
1411                                 oldobmat = obcopylist[b].obmat;
1412                         }
1413                         else {
1414                                 obmat = ob->obmat;
1415                                 oldobmat = obcopy.obmat;
1416                         }
1417
1418                         if (hair) {
1419                                 /* hair we handle separate and compute transform based on hair keys */
1420                                 if (a < totpart) {
1421                                         cache = psys->pathcache[a];
1422                                         psys_get_dupli_path_transform(&sim, pa, NULL, cache, pamat, &scale);
1423                                 }
1424                                 else {
1425                                         cache = psys->childcache[a - totpart];
1426                                         psys_get_dupli_path_transform(&sim, NULL, cpa, cache, pamat, &scale);
1427                                 }
1428
1429                                 copy_v3_v3(pamat[3], cache->co);
1430                                 pamat[3][3] = 1.0f;
1431                                 
1432                         }
1433                         else {
1434                                 /* first key */
1435                                 state.time = ctime;
1436                                 if (psys_get_particle_state(&sim, a, &state, 0) == 0) {
1437                                         continue;
1438                                 }
1439                                 else {
1440                                         float tquat[4];
1441                                         normalize_qt_qt(tquat, state.rot);
1442                                         quat_to_mat4(pamat, tquat);
1443                                         copy_v3_v3(pamat[3], state.co);
1444                                         pamat[3][3] = 1.0f;
1445                                 }
1446                         }
1447
1448                         if (part->ren_as == PART_DRAW_GR && psys->part->draw & PART_DRAW_WHOLE_GR) {
1449                                 for (go = part->dup_group->gobject.first, b = 0; go; go = go->next, b++) {
1450
1451                                         copy_m4_m4(tmat, oblist[b]->obmat);
1452                                         /* apply particle scale */
1453                                         mul_mat3_m4_fl(tmat, size * scale);
1454                                         mul_v3_fl(tmat[3], size * scale);
1455                                         /* group dupli offset, should apply after everything else */
1456                                         if (!is_zero_v3(part->dup_group->dupli_ofs))
1457                                                 sub_v3_v3v3(tmat[3], tmat[3], part->dup_group->dupli_ofs);
1458                                         /* individual particle transform */
1459                                         mult_m4_m4m4(tmat, pamat, tmat);
1460
1461                                         if (par_space_mat)
1462                                                 mult_m4_m4m4(mat, par_space_mat, tmat);
1463                                         else
1464                                                 copy_m4_m4(mat, tmat);
1465
1466                                         dob = new_dupli_object(lb, go->ob, mat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIPARTS, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1467                                         dob->particle_system = psys;
1468                                         copy_m4_m4(dob->omat, obcopylist[b].obmat);
1469                                         if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1470                                                 psys_get_dupli_texture(psys, part, sim.psmd, pa, cpa, dob->uv, dob->orco);
1471                                 }
1472                         }
1473                         else {
1474                                 /* to give ipos in object correct offset */
1475                                 BKE_object_where_is_calc_time(scene, ob, ctime - pa_time);
1476
1477                                 copy_v3_v3(vec, obmat[3]);
1478                                 obmat[3][0] = obmat[3][1] = obmat[3][2] = 0.0f;
1479
1480                                 /* particle rotation uses x-axis as the aligned axis, so pre-rotate the object accordingly */
1481                                 if ((part->draw & PART_DRAW_ROTATE_OB) == 0) {
1482                                         float xvec[3], q[4], size_mat[4][4], original_size[3];
1483
1484                                         mat4_to_size(original_size, obmat);
1485                                         size_to_mat4(size_mat, original_size);
1486
1487                                         xvec[0] = -1.f;
1488                                         xvec[1] = xvec[2] = 0;
1489                                         vec_to_quat(q, xvec, ob->trackflag, ob->upflag);
1490                                         quat_to_mat4(obmat, q);
1491                                         obmat[3][3] = 1.0f;
1492                                         
1493                                         /* add scaling if requested */
1494                                         if ((part->draw & PART_DRAW_NO_SCALE_OB) == 0)
1495                                                 mult_m4_m4m4(obmat, obmat, size_mat);
1496                                 }
1497                                 else if (part->draw & PART_DRAW_NO_SCALE_OB) {
1498                                         /* remove scaling */
1499                                         float size_mat[4][4], original_size[3];
1500
1501                                         mat4_to_size(original_size, obmat);
1502                                         size_to_mat4(size_mat, original_size);
1503                                         invert_m4(size_mat);
1504
1505                                         mult_m4_m4m4(obmat, obmat, size_mat);
1506                                 }
1507                                 
1508                                 /* Normal particles and cached hair live in global space so we need to
1509                                  * remove the real emitter's transformation before 2nd order duplication.
1510                                  */
1511                                 if (par_space_mat && GS(id->name) != ID_GR)
1512                                         mult_m4_m4m4(mat, psys->imat, pamat);
1513                                 else
1514                                         copy_m4_m4(mat, pamat);
1515
1516                                 mult_m4_m4m4(tmat, mat, obmat);
1517                                 mul_mat3_m4_fl(tmat, size * scale);
1518
1519                                 if (par_space_mat)
1520                                         mult_m4_m4m4(mat, par_space_mat, tmat);
1521                                 else
1522                                         copy_m4_m4(mat, tmat);
1523
1524                                 if (part->draw & PART_DRAW_GLOBAL_OB)
1525                                         add_v3_v3v3(mat[3], mat[3], vec);
1526
1527                                 dob = new_dupli_object(lb, ob, mat, ob->lay, persistent_id, level, a, GS(id->name) == ID_GR ? OB_DUPLIGROUP : OB_DUPLIPARTS, (flag & DUPLILIST_ANIMATED));
1528                                 dob->particle_system = psys;
1529                                 copy_m4_m4(dob->omat, oldobmat);
1530                                 if (flag & DUPLILIST_FOR_RENDER)
1531                                         psys_get_dupli_texture(psys, part, sim.psmd, pa, cpa, dob->uv, dob->orco);
1532                         }
1533                 }
1534
1535                 /* restore objects since they were changed in BKE_object_where_is_calc_time */
1536                 if (part->ren_as == PART_DRAW_GR) {
1537                         for (a = 0; a < totgroup; a++)
1538                                 *(oblist[a]) = obcopylist[a];
1539                 }
1540                 else
1541                         *ob = obcopy;
1542         }
1543
1544         /* clean up */
1545         if (oblist)
1546                 MEM_freeN(oblist);
1547         if (obcopylist)
1548                 MEM_freeN(obcopylist);
1549
1550         if (psys->lattice) {
1551                 end_latt_deform(psys->lattice);
1552                 psys->lattice = NULL;
1553         }
1554 }
1555
1556 static Object *find_family_object(Object **obar, char *family, char ch)
1557 {
1558         Object *ob;
1559         int flen;
1560         
1561         if (obar[(int)ch]) return obar[(int)ch];
1562         
1563         flen = strlen(family);
1564         
1565         ob = G.main->object.first;
1566         while (ob) {
1567                 if (ob->id.name[flen + 2] == ch) {
1568                         if (strncmp(ob->id.name + 2, family, flen) == 0) break;
1569                 }
1570                 ob = ob->id.next;
1571         }
1572         
1573         obar[(int)ch] = ob;
1574         
1575         return ob;
1576 }
1577
1578
1579 static void font_duplilist(ListBase *lb, Scene *scene, Object *par, int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, short flag)
1580 {
1581         Object *ob, *obar[256] = {NULL};
1582         Curve *cu;
1583         struct CharTrans *ct, *chartransdata;
1584         float vec[3], obmat[4][4], pmat[4][4], fsize, xof, yof;
1585         int slen, a;
1586         
1587         /* simple preventing of too deep nested groups */
1588         if (level > MAX_DUPLI_RECUR) return;
1589         
1590         copy_m4_m4(pmat, par->obmat);
1591         
1592         /* in par the family name is stored, use this to find the other objects */
1593         
1594         chartransdata = BKE_vfont_to_curve(G.main, scene, par, FO_DUPLI);
1595         if (chartransdata == NULL) return;
1596
1597         cu = par->data;
1598         slen = strlen(cu->str);
1599         fsize = cu->fsize;
1600         xof = cu->xof;
1601         yof = cu->yof;
1602         
1603         ct = chartransdata;
1604         
1605         for (a = 0; a < slen; a++, ct++) {
1606                 
1607                 ob = find_family_object(obar, cu->family, cu->str[a]);
1608                 if (ob) {
1609                         vec[0] = fsize * (ct->xof - xof);
1610                         vec[1] = fsize * (ct->yof - yof);
1611                         vec[2] = 0.0;
1612                         
1613                         mul_m4_v3(pmat, vec);
1614                         
1615                         copy_m4_m4(obmat, par->obmat);
1616                         copy_v3_v3(obmat[3], vec);
1617                         
1618                         new_dupli_object(lb, ob, obmat, par->lay, persistent_id, level, a, OB_DUPLIVERTS, flag);
1619                 }
1620         }
1621         
1622         MEM_freeN(chartransdata);
1623 }
1624
1625 /* ------------- */
1626
1627 static void object_duplilist_recursive(ID *id, Scene *scene, Object *ob, ListBase *duplilist, float par_space_mat[][4],
1628                                        int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR], int level, int index, short flag)
1629 {       
1630         if ((ob->transflag & OB_DUPLI) == 0)
1631                 return;
1632         
1633         /* Should the dupli's be generated for this object? - Respect restrict flags */
1634         if (G.is_rendering) {
1635                 if (ob->restrictflag & OB_RESTRICT_RENDER) {
1636                         return;
1637                 }
1638         }
1639         else {
1640                 if (ob->restrictflag & OB_RESTRICT_VIEW) {
1641                         return;
1642                 }
1643         }
1644
1645         /* keep track of persistent id */
1646         if(level > 0)
1647                 persistent_id[level-1] = index;
1648
1649         if (ob->transflag & OB_DUPLIPARTS) {
1650                 ParticleSystem *psys = ob->particlesystem.first;
1651                 int psysid = 0;
1652
1653                 /* particle system take up one level in id, the particles another */
1654                 for (; psys; psys = psys->next, psysid++) {
1655                         persistent_id[level] = psysid;
1656                         new_particle_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, psys, level + 2, flag);
1657                 }
1658
1659                 persistent_id[level] = 0;
1660         }
1661         else if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1662                 if (ob->type == OB_MESH) {
1663                         vertex_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, level + 1, flag);
1664                 }
1665                 else if (ob->type == OB_FONT) {
1666                         if (GS(id->name) == ID_SCE) { /* TODO - support dupligroups */
1667                                 font_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag);
1668                         }
1669                 }
1670         }
1671         else if (ob->transflag & OB_DUPLIFACES) {
1672                 if (ob->type == OB_MESH)
1673                         face_duplilist(duplilist, id, scene, ob, par_space_mat, persistent_id, level + 1, flag);
1674         }
1675         else if (ob->transflag & OB_DUPLIFRAMES) {
1676                 if (GS(id->name) == ID_SCE) { /* TODO - support dupligroups */
1677                         frames_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag);
1678                 }
1679         }
1680         else if (ob->transflag & OB_DUPLIGROUP) {
1681                 DupliObject *dob;
1682                 
1683                 group_duplilist(duplilist, scene, ob, persistent_id, level + 1, flag); /* now recursive */
1684
1685                 if (level == 0) {
1686                         for (dob = duplilist->first; dob; dob = dob->next)
1687                                 if (dob->type == OB_DUPLIGROUP)
1688                                         copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->mat);
1689                 }
1690         }
1691
1692         /* clear persistent id */
1693         if(level > 0)
1694                 persistent_id[level-1] = 0;
1695 }
1696
1697 /* Returns a list of DupliObject
1698  * note; group dupli's already set transform matrix. see note in group_duplilist() */
1699 ListBase *object_duplilist_ex(Scene *sce, Object *ob, int update, int for_render)
1700 {
1701         ListBase *duplilist = MEM_mallocN(sizeof(ListBase), "duplilist");
1702         int persistent_id[MAX_DUPLI_RECUR] = {0};
1703         int flag = 0;
1704
1705         if (update)     flag |= DUPLILIST_DO_UPDATE;
1706         if (for_render) flag |= DUPLILIST_FOR_RENDER;
1707
1708         duplilist->first = duplilist->last = NULL;
1709         object_duplilist_recursive((ID *)sce, sce, ob, duplilist, NULL, persistent_id, 0, 0, flag);
1710         return duplilist;
1711 }
1712
1713 /* note: previously updating was always done, this is why it defaults to be on
1714  * but there are likely places it can be called without updating */
1715 ListBase *object_duplilist(Scene *sce, Object *ob, int for_render)
1716 {
1717         return object_duplilist_ex(sce, ob, TRUE, for_render);
1718 }
1719
1720
1721 void free_object_duplilist(ListBase *lb)
1722 {
1723         DupliObject *dob;
1724         
1725         /* loop in reverse order, if object is instanced multiple times
1726          * the original layer may not really be original otherwise, proper
1727          * solution is more complicated */
1728         for (dob = lb->last; dob; dob = dob->prev) {
1729                 dob->ob->lay = dob->origlay;
1730                 copy_m4_m4(dob->ob->obmat, dob->omat);
1731         }
1732         
1733         BLI_freelistN(lb);
1734         MEM_freeN(lb);
1735 }
1736
1737 int count_duplilist(Object *ob)
1738 {
1739         if (ob->transflag & OB_DUPLI) {
1740                 if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1741                         if (ob->type == OB_MESH) {
1742                                 if (ob->transflag & OB_DUPLIVERTS) {
1743                                         ParticleSystem *psys = ob->particlesystem.first;
1744                                         int pdup = 0;
1745
1746                                         for (; psys; psys = psys->next)
1747                                                 pdup += psys->totpart;
1748
1749                                         if (pdup == 0) {
1750                                                 Mesh *me = ob->data;
1751                                                 return me->totvert;
1752                                         }
1753                                         else
1754                                                 return pdup;
1755                                 }
1756                         }
1757                 }
1758                 else if (ob->transflag & OB_DUPLIFRAMES) {
1759                         int tot = ob->dupend - ob->dupsta;
1760                         tot /= (ob->dupon + ob->dupoff);
1761                         return tot * ob->dupon;
1762                 }
1763         }
1764         return 1;
1765 }