SimpleDeform modifications:
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / simple_deform.c
1 /**
2  * deform_simple.c
3  *
4  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
9  * of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
18  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
19  *
20  * The Original Code is Copyright (C) Blender Foundation.
21  * All rights reserved.
22  *
23  * The Original Code is: all of this file.
24  *
25  * Contributor(s): AndrĂ© Pinto
26  *
27  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
28  */
29 #include "DNA_object_types.h"
30 #include "DNA_modifier_types.h"
31 #include "DNA_meshdata_types.h"
32
33 #include "BKE_simple_deform.h"
34 #include "BKE_DerivedMesh.h"
35 #include "BKE_deform.h"
36 #include "BKE_utildefines.h"
37 #include "BLI_arithb.h"
38
39 #include <string.h>
40 #include <math.h>
41
42
43 //Clamps/Limits the given coordinate to:  limits[0] <= co[axis] <= limits[1]
44 //The ammount of clamp is saved on dcut
45 static void axis_limit(int axis, const float limits[2], float co[3], float dcut[3])
46 {
47         float val = co[axis];
48         if(limits[0] > val) val = limits[0];
49         if(limits[1] < val) val = limits[1];
50
51         dcut[axis] = co[axis] - val;
52         co[axis] = val;
53 }
54
55 static void simpleDeform_taper(const float factor, const float dcut[3], float *co)
56 {
57         float x = co[0], y = co[1], z = co[2];
58         float scale = z*factor;
59
60         co[0] = x + x*scale;
61         co[1] = y + y*scale;
62         co[2] = z;
63
64         if(dcut)
65         {
66                 co[0] += dcut[0];
67                 co[1] += dcut[1];
68                 co[2] += dcut[2];
69         }
70 }
71
72 static void simpleDeform_stretch(const float factor, const float dcut[3], float *co)
73 {
74         float x = co[0], y = co[1], z = co[2];
75         float scale;
76
77         scale = (z*z*factor-factor + 1.0);
78
79         co[0] = x*scale;
80         co[1] = y*scale;
81         co[2] = z*(1.0+factor);
82
83
84         if(dcut)
85         {
86                 co[0] += dcut[0];
87                 co[1] += dcut[1];
88                 co[2] += dcut[2]; 
89         }
90 }
91
92 static void simpleDeform_twist(const float factor, const float *dcut, float *co)
93 {
94         float x = co[0], y = co[1], z = co[2];
95         float theta, sint, cost;
96
97         theta = z*factor;
98         sint  = sin(theta);
99         cost  = cos(theta);
100
101         co[0] = x*cost - y*sint;
102         co[1] = x*sint + y*cost;
103         co[2] = z;
104
105         if(dcut)
106         {
107                 co[0] += dcut[0];
108                 co[1] += dcut[1];
109                 co[2] += dcut[2];
110         }
111 }
112
113 static void simpleDeform_bend(const float factor, const float dcut[3], float *co)
114 {
115         float x = co[0], y = co[1], z = co[2];
116         float theta, sint, cost;
117
118         theta = x*factor;
119         sint = sin(theta);
120         cost = cos(theta);
121
122         if(fabs(factor) > 1e-7f)
123         {
124                 co[0] = -(y-1.0f/factor)*sint;
125                 co[1] =  (y-1.0f/factor)*cost + 1.0f/factor;
126                 co[2] = z;
127         }
128
129
130         if(dcut)
131         {
132                 co[0] += cost*dcut[0];
133                 co[1] += sint*dcut[0];
134                 co[2] += dcut[2]; 
135         }
136
137 }
138
139
140 /* simple deform modifier */
141 void SimpleDeformModifier_do(SimpleDeformModifierData *smd, struct Object *ob, struct DerivedMesh *dm, float (*vertexCos)[3], int numVerts)
142 {
143         int i;
144         float (*ob2mod)[4] = NULL, (*mod2ob)[4] = NULL;
145         float tmp_matrix[2][4][4];
146         static const float lock_axis[2] = {0.0f, 0.0f};
147
148         int vgroup = get_named_vertexgroup_num(ob, smd->vgroup_name);
149
150         MDeformVert *dvert = NULL;
151
152         //Calculate matrixs do convert between coordinate spaces
153         if(smd->origin)
154         {
155                 //inverse is outdated
156                 Mat4Invert(smd->origin->imat, smd->origin->obmat);
157                 Mat4Invert(ob->imat, ob->obmat);
158
159                 ob2mod = tmp_matrix[0];
160                 mod2ob = tmp_matrix[1];
161                 Mat4MulSerie(ob2mod, smd->origin->imat, ob->obmat, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
162                 Mat4Invert(mod2ob, ob2mod);
163         }
164
165
166         if(dm)
167                 dvert   = dm->getVertDataArray(dm, CD_MDEFORMVERT);
168
169         for(i=0; i<numVerts; i++)
170         {
171                 float co[3], dcut[3];
172                 float weight = vertexgroup_get_vertex_weight(dvert, i, vgroup);
173                 float factor = smd->factor;
174
175                 if(weight == 0) continue;
176
177                 if(ob2mod)
178                         Mat4MulVecfl(ob2mod, vertexCos[i]);
179
180                 VECCOPY(co, vertexCos[i]);
181
182                 dcut[0] = dcut[1] = dcut[2] = 0.0f;
183                 if(smd->axis & MOD_SIMPLEDEFORM_LOCK_AXIS_X) axis_limit(0, lock_axis, co, dcut);
184                 if(smd->axis & MOD_SIMPLEDEFORM_LOCK_AXIS_Y) axis_limit(1, lock_axis, co, dcut);
185
186                 switch(smd->mode)
187                 {
188                         case MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_TWIST:
189                                 axis_limit(2, smd->limit, co, dcut);
190                                 simpleDeform_twist(factor, dcut, co);
191                         break;
192
193                         case MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_BEND:
194                                 axis_limit(0, smd->limit, co, dcut);
195                                 simpleDeform_bend(factor, dcut, co);
196                         break;
197
198                         case MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_TAPER:
199                                 axis_limit(2, smd->limit, co, dcut);
200                                 simpleDeform_taper(factor, dcut, co);
201                         break;
202
203
204                         case MOD_SIMPLEDEFORM_MODE_STRETCH:
205                                 axis_limit(2, smd->limit, co, dcut);
206                                 simpleDeform_stretch(factor, dcut, co);
207                         break;
208                 }
209
210                 //linear interpolation
211                 VecLerpf(vertexCos[i], vertexCos[i], co, weight);
212
213                 if(mod2ob)
214                         Mat4MulVecfl(mod2ob, vertexCos[i]);
215         }
216 }
217
218