a92497ffb9d6855321d97a7747ae26144666550c
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / mball.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  * Contributor(s): Jiri Hnidek <jiri.hnidek@vslib.cz>.
22  *
23  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
24  *
25  * MetaBalls are created from a single Object (with a name without number in it),
26  * here the DispList and BoundBox also is located.
27  * All objects with the same name (but with a number in it) are added to this.
28  *
29  * texture coordinates are patched within the displist
30  */
31
32 /** \file blender/blenkernel/intern/mball.c
33  *  \ingroup bke
34  */
35
36 #include <stdio.h>
37 #include <string.h>
38 #include <math.h>
39 #include <stdlib.h>
40 #include <ctype.h>
41 #include <float.h>
42 #include "MEM_guardedalloc.h"
43
44 #include "DNA_material_types.h"
45 #include "DNA_object_types.h"
46 #include "DNA_meta_types.h"
47 #include "DNA_scene_types.h"
48
49
50 #include "BLI_blenlib.h"
51 #include "BLI_math.h"
52 #include "BLI_utildefines.h"
53 #include "BLI_bpath.h"
54
55
56 #include "BKE_global.h"
57 #include "BKE_main.h"
58
59 /*  #include "BKE_object.h" */
60 #include "BKE_animsys.h"
61 #include "BKE_scene.h"
62 #include "BKE_library.h"
63 #include "BKE_displist.h"
64 #include "BKE_mball.h"
65 #include "BKE_object.h"
66 #include "BKE_material.h"
67
68 /* Data types */
69
70 typedef struct vertex {         /* surface vertex */
71         float co[3];  /* position and surface normal */
72         float no[3];
73 } VERTEX;
74
75 typedef struct vertices {       /* list of vertices in polygonization */
76         int count, max;             /* # vertices, max # allowed */
77         VERTEX *ptr;                /* dynamically allocated */
78 } VERTICES;
79
80 typedef struct corner {         /* corner of a cube */
81         int i, j, k;                /* (i, j, k) is index within lattice */
82         float co[3], value;       /* location and function value */
83         struct corner *next;
84 } CORNER;
85
86 typedef struct cube {           /* partitioning cell (cube) */
87         int i, j, k;                /* lattice location of cube */
88         CORNER *corners[8];         /* eight corners */
89 } CUBE;
90
91 typedef struct cubes {          /* linked list of cubes acting as stack */
92         CUBE cube;                  /* a single cube */
93         struct cubes *next;         /* remaining elements */
94 } CUBES;
95
96 typedef struct centerlist {     /* list of cube locations */
97         int i, j, k;                /* cube location */
98         struct centerlist *next;    /* remaining elements */
99 } CENTERLIST;
100
101 typedef struct edgelist {       /* list of edges */
102         int i1, j1, k1, i2, j2, k2; /* edge corner ids */
103         int vid;                    /* vertex id */
104         struct edgelist *next;      /* remaining elements */
105 } EDGELIST;
106
107 typedef struct intlist {        /* list of integers */
108         int i;                      /* an integer */
109         struct intlist *next;       /* remaining elements */
110 } INTLIST;
111
112 typedef struct intlists {       /* list of list of integers */
113         INTLIST *list;              /* a list of integers */
114         struct intlists *next;      /* remaining elements */
115 } INTLISTS;
116
117 typedef struct process {        /* parameters, function, storage */
118         /* what happens here? floats, I think. */
119         /*  float (*function)(void);     */     /* implicit surface function */
120         float (*function)(float, float, float);
121         float size, delta;          /* cube size, normal delta */
122         int bounds;                 /* cube range within lattice */
123         CUBES *cubes;               /* active cubes */
124         VERTICES vertices;          /* surface vertices */
125         CENTERLIST **centers;       /* cube center hash table */
126         CORNER **corners;           /* corner value hash table */
127         EDGELIST **edges;           /* edge and vertex id hash table */
128 } PROCESS;
129
130 /* dividing scene using octal tree makes polygonisation faster */
131 typedef struct ml_pointer {
132         struct ml_pointer *next, *prev;
133         struct MetaElem *ml;
134 } ml_pointer;
135
136 typedef struct octal_node {
137         struct octal_node *nodes[8];/* children of current node */
138         struct octal_node *parent;  /* parent of current node */
139         struct ListBase elems;      /* ListBase of MetaElem pointers (ml_pointer) */
140         float x_min, y_min, z_min;  /* 1st border point */
141         float x_max, y_max, z_max;  /* 7th border point */
142         float x, y, z;              /* center of node */
143         int pos, neg;               /* number of positive and negative MetaElements in the node */
144         int count;                  /* number of MetaElems, which belongs to the node */
145 } octal_node;
146
147 typedef struct octal_tree {
148         struct octal_node *first;   /* first node */
149         int pos, neg;               /* number of positive and negative MetaElements in the scene */
150         short depth;                /* number of scene subdivision */
151 } octal_tree;
152
153 struct pgn_elements {
154         struct pgn_elements *next, *prev;
155         char *data;
156 };
157
158 /* Forward declarations */
159 static int vertid(const CORNER *c1, const CORNER *c2, PROCESS *p, MetaBall *mb);
160 static int setcenter(CENTERLIST *table[], int i, int j, int k);
161 static CORNER *setcorner(PROCESS *p, int i, int j, int k);
162 static void converge(const float p1[3], const float p2[3], float v1, float v2,
163                      float (*function)(float, float, float), float p[3], MetaBall *mb, int f);
164
165 /* Global variables */
166
167 static float thresh = 0.6f;
168 static int totelem = 0;
169 static MetaElem **mainb;
170 static octal_tree *metaball_tree = NULL;
171 /* Functions */
172
173 void BKE_mball_unlink(MetaBall *mb)
174 {
175         int a;
176         
177         for (a = 0; a < mb->totcol; a++) {
178                 if (mb->mat[a]) mb->mat[a]->id.us--;
179                 mb->mat[a] = NULL;
180         }
181 }
182
183
184 /* do not free mball itself */
185 void BKE_mball_free(MetaBall *mb)
186 {
187         BKE_mball_unlink(mb);   
188         
189         if (mb->adt) {
190                 BKE_free_animdata((ID *)mb);
191                 mb->adt = NULL;
192         }
193         if (mb->mat) MEM_freeN(mb->mat);
194         if (mb->bb) MEM_freeN(mb->bb);
195         BLI_freelistN(&mb->elems);
196         if (mb->disp.first) BKE_displist_free(&mb->disp);
197 }
198
199 MetaBall *BKE_mball_add(const char *name)
200 {
201         MetaBall *mb;
202         
203         mb = BKE_libblock_alloc(&G.main->mball, ID_MB, name);
204         
205         mb->size[0] = mb->size[1] = mb->size[2] = 1.0;
206         mb->texflag = MB_AUTOSPACE;
207         
208         mb->wiresize = 0.4f;
209         mb->rendersize = 0.2f;
210         mb->thresh = 0.6f;
211         
212         return mb;
213 }
214
215 MetaBall *BKE_mball_copy(MetaBall *mb)
216 {
217         MetaBall *mbn;
218         int a;
219         
220         mbn = BKE_libblock_copy(&mb->id);
221
222         BLI_duplicatelist(&mbn->elems, &mb->elems);
223         
224         mbn->mat = MEM_dupallocN(mb->mat);
225         for (a = 0; a < mbn->totcol; a++) {
226                 id_us_plus((ID *)mbn->mat[a]);
227         }
228         mbn->bb = MEM_dupallocN(mb->bb);
229
230         mbn->editelems = NULL;
231         mbn->lastelem = NULL;
232         
233         return mbn;
234 }
235
236 static void extern_local_mball(MetaBall *mb)
237 {
238         if (mb->mat) {
239                 extern_local_matarar(mb->mat, mb->totcol);
240         }
241 }
242
243 void BKE_mball_make_local(MetaBall *mb)
244 {
245         Main *bmain = G.main;
246         Object *ob;
247         int is_local = FALSE, is_lib = FALSE;
248
249         /* - only lib users: do nothing
250          * - only local users: set flag
251          * - mixed: make copy
252          */
253         
254         if (mb->id.lib == NULL) return;
255         if (mb->id.us == 1) {
256                 id_clear_lib_data(bmain, &mb->id);
257                 extern_local_mball(mb);
258                 
259                 return;
260         }
261
262         for (ob = G.main->object.first; ob && ELEM(0, is_lib, is_local); ob = ob->id.next) {
263                 if (ob->data == mb) {
264                         if (ob->id.lib) is_lib = TRUE;
265                         else is_local = TRUE;
266                 }
267         }
268         
269         if (is_local && is_lib == FALSE) {
270                 id_clear_lib_data(bmain, &mb->id);
271                 extern_local_mball(mb);
272         }
273         else if (is_local && is_lib) {
274                 MetaBall *mb_new = BKE_mball_copy(mb);
275                 mb_new->id.us = 0;
276
277                 /* Remap paths of new ID using old library as base. */
278                 BKE_id_lib_local_paths(bmain, mb->id.lib, &mb_new->id);
279
280                 for (ob = G.main->object.first; ob; ob = ob->id.next) {
281                         if (ob->data == mb) {
282                                 if (ob->id.lib == NULL) {
283                                         ob->data = mb_new;
284                                         mb_new->id.us++;
285                                         mb->id.us--;
286                                 }
287                         }
288                 }
289         }
290 }
291
292 /* most simple meta-element adding function
293  * don't do context manipulation here (rna uses) */
294 MetaElem *BKE_mball_element_add(MetaBall *mb, const int type)
295 {
296         MetaElem *ml = MEM_callocN(sizeof(MetaElem), "metaelem");
297
298         unit_qt(ml->quat);
299
300         ml->rad = 2.0;
301         ml->s = 2.0;
302         ml->flag = MB_SCALE_RAD;
303
304         switch (type) {
305                 case MB_BALL:
306                         ml->type = MB_BALL;
307                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
308
309                         break;
310                 case MB_TUBE:
311                         ml->type = MB_TUBE;
312                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
313
314                         break;
315                 case MB_PLANE:
316                         ml->type = MB_PLANE;
317                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
318
319                         break;
320                 case MB_ELIPSOID:
321                         ml->type = MB_ELIPSOID;
322                         ml->expx = 1.2f;
323                         ml->expy = 0.8f;
324                         ml->expz = 1.0;
325
326                         break;
327                 case MB_CUBE:
328                         ml->type = MB_CUBE;
329                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
330
331                         break;
332                 default:
333                         break;
334         }
335
336         BLI_addtail(&mb->elems, ml);
337
338         return ml;
339 }
340 /** Compute bounding box of all MetaElems/MetaBalls.
341  *
342  * Bounding box is computed from polygonized surface. Object *ob is
343  * basic MetaBall (usually with name Meta). All other MetaBalls (with
344  * names Meta.001, Meta.002, etc) are included in this Bounding Box.
345  */
346 void BKE_mball_texspace_calc(Object *ob)
347 {
348         DispList *dl;
349         BoundBox *bb;
350         float *data, min[3], max[3] /*, loc[3], size[3] */;
351         int tot, do_it = FALSE;
352
353         if (ob->bb == NULL) ob->bb = MEM_callocN(sizeof(BoundBox), "mb boundbox");
354         bb = ob->bb;
355         
356         /* Weird one, this. */
357 /*      INIT_MINMAX(min, max); */
358         (min)[0] = (min)[1] = (min)[2] = 1.0e30f;
359         (max)[0] = (max)[1] = (max)[2] = -1.0e30f;
360
361         dl = ob->disp.first;
362         while (dl) {
363                 tot = dl->nr;
364                 if (tot) do_it = TRUE;
365                 data = dl->verts;
366                 while (tot--) {
367                         /* Also weird... but longer. From utildefines. */
368                         minmax_v3v3_v3(min, max, data);
369                         data += 3;
370                 }
371                 dl = dl->next;
372         }
373
374         if (!do_it) {
375                 min[0] = min[1] = min[2] = -1.0f;
376                 max[0] = max[1] = max[2] = 1.0f;
377         }
378 #if 0
379         loc[0] = (min[0] + max[0]) / 2.0f;
380         loc[1] = (min[1] + max[1]) / 2.0f;
381         loc[2] = (min[2] + max[2]) / 2.0f;
382
383         size[0] = (max[0] - min[0]) / 2.0f;
384         size[1] = (max[1] - min[1]) / 2.0f;
385         size[2] = (max[2] - min[2]) / 2.0f;
386 #endif
387         BKE_boundbox_init_from_minmax(bb, min, max);
388 }
389
390 float *BKE_mball_make_orco(Object *ob, ListBase *dispbase)
391 {
392         BoundBox *bb;
393         DispList *dl;
394         float *data, *orco, *orcodata;
395         float loc[3], size[3];
396         int a;
397
398         /* restore size and loc */
399         bb = ob->bb;
400         loc[0] = (bb->vec[0][0] + bb->vec[4][0]) / 2.0f;
401         size[0] = bb->vec[4][0] - loc[0];
402         loc[1] = (bb->vec[0][1] + bb->vec[2][1]) / 2.0f;
403         size[1] = bb->vec[2][1] - loc[1];
404         loc[2] = (bb->vec[0][2] + bb->vec[1][2]) / 2.0f;
405         size[2] = bb->vec[1][2] - loc[2];
406
407         dl = dispbase->first;
408         orcodata = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * dl->nr, "MballOrco");
409
410         data = dl->verts;
411         orco = orcodata;
412         a = dl->nr;
413         while (a--) {
414                 orco[0] = (data[0] - loc[0]) / size[0];
415                 orco[1] = (data[1] - loc[1]) / size[1];
416                 orco[2] = (data[2] - loc[2]) / size[2];
417
418                 data += 3;
419                 orco += 3;
420         }
421
422         return orcodata;
423 }
424
425 /* Note on mball basis stuff 2.5x (this is a can of worms)
426  * This really needs a rewrite/refactor its totally broken in anything other then basic cases
427  * Multiple Scenes + Set Scenes & mixing mball basis SHOULD work but fails to update the depsgraph on rename
428  * and linking into scenes or removal of basis mball. so take care when changing this code.
429  * 
430  * Main idiot thing here is that the system returns find_basis_mball() objects which fail a is_basis_mball() test.
431  *
432  * Not only that but the depsgraph and their areas depend on this behavior!, so making small fixes here isn't worth it.
433  * - Campbell
434  */
435
436
437 /** \brief Test, if Object *ob is basic MetaBall.
438  *
439  * It test last character of Object ID name. If last character
440  * is digit it return 0, else it return 1.
441  */
442 int BKE_mball_is_basis(Object *ob)
443 {
444         int len;
445         
446         /* just a quick test */
447         len = strlen(ob->id.name);
448         if (isdigit(ob->id.name[len - 1]) ) return 0;
449         return 1;
450 }
451
452 /* return nonzero if ob1 is a basis mball for ob */
453 int BKE_mball_is_basis_for(Object *ob1, Object *ob2)
454 {
455         int basis1nr, basis2nr;
456         char basis1name[MAX_ID_NAME], basis2name[MAX_ID_NAME];
457
458         BLI_split_name_num(basis1name, &basis1nr, ob1->id.name + 2, '.');
459         BLI_split_name_num(basis2name, &basis2nr, ob2->id.name + 2, '.');
460
461         if (!strcmp(basis1name, basis2name)) return BKE_mball_is_basis(ob1);
462         else return 0;
463 }
464
465 /* \brief copy some properties from object to other metaball object with same base name
466  *
467  * When some properties (wiresize, threshold, update flags) of metaball are changed, then this properties
468  * are copied to all metaballs in same "group" (metaballs with same base name: MBall,
469  * MBall.001, MBall.002, etc). The most important is to copy properties to the base metaball,
470  * because this metaball influence polygonisation of metaballs. */
471 void BKE_mball_properties_copy(Scene *scene, Object *active_object)
472 {
473         Scene *sce_iter = scene;
474         Base *base;
475         Object *ob;
476         MetaBall *active_mball = (MetaBall *)active_object->data;
477         int basisnr, obnr;
478         char basisname[MAX_ID_NAME], obname[MAX_ID_NAME];
479         
480         BLI_split_name_num(basisname, &basisnr, active_object->id.name + 2, '.');
481
482         /* XXX recursion check, see scene.c, just too simple code this BKE_scene_base_iter_next() */
483         if (F_ERROR == BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL))
484                 return;
485         
486         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &ob)) {
487                 if (ob->type == OB_MBALL) {
488                         if (ob != active_object) {
489                                 BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
490
491                                 /* Object ob has to be in same "group" ... it means, that it has to have
492                                  * same base of its name */
493                                 if (strcmp(obname, basisname) == 0) {
494                                         MetaBall *mb = ob->data;
495
496                                         /* Copy properties from selected/edited metaball */
497                                         mb->wiresize = active_mball->wiresize;
498                                         mb->rendersize = active_mball->rendersize;
499                                         mb->thresh = active_mball->thresh;
500                                         mb->flag = active_mball->flag;
501                                 }
502                         }
503                 }
504         }
505 }
506
507 /** \brief This function finds basic MetaBall.
508  *
509  * Basic MetaBall doesn't include any number at the end of
510  * its name. All MetaBalls with same base of name can be
511  * blended. MetaBalls with different basic name can't be
512  * blended.
513  *
514  * warning!, is_basis_mball() can fail on returned object, see long note above.
515  */
516 Object *BKE_mball_basis_find(Scene *scene, Object *basis)
517 {
518         Scene *sce_iter = scene;
519         Base *base;
520         Object *ob, *bob = basis;
521         MetaElem *ml = NULL;
522         int basisnr, obnr;
523         char basisname[MAX_ID_NAME], obname[MAX_ID_NAME];
524
525         BLI_split_name_num(basisname, &basisnr, basis->id.name + 2, '.');
526         totelem = 0;
527
528         /* XXX recursion check, see scene.c, just too simple code this BKE_scene_base_iter_next() */
529         if (F_ERROR == BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL))
530                 return NULL;
531         
532         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &ob)) {
533                 
534                 if (ob->type == OB_MBALL) {
535                         if (ob == bob) {
536                                 MetaBall *mb = ob->data;
537                                 
538                                 /* if bob object is in edit mode, then dynamic list of all MetaElems
539                                  * is stored in editelems */
540                                 if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
541                                 /* if bob object is in object mode */
542                                 else ml = mb->elems.first;
543                         }
544                         else {
545                                 BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
546
547                                 /* object ob has to be in same "group" ... it means, that it has to have
548                                  * same base of its name */
549                                 if (strcmp(obname, basisname) == 0) {
550                                         MetaBall *mb = ob->data;
551                                         
552                                         /* if object is in edit mode, then dynamic list of all MetaElems
553                                          * is stored in editelems */
554                                         if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
555                                         /* if bob object is in object mode */
556                                         else ml = mb->elems.first;
557                                         
558                                         if (obnr < basisnr) {
559                                                 if (!(ob->flag & OB_FROMDUPLI)) {
560                                                         basis = ob;
561                                                         basisnr = obnr;
562                                                 }
563                                         }       
564                                 }
565                         }
566                         
567                         while (ml) {
568                                 if (!(ml->flag & MB_HIDE)) totelem++;
569                                 ml = ml->next;
570                         }
571                 }
572         }
573
574         return basis;
575 }
576
577
578 /* ******************** ARITH ************************* */
579
580 /* BASED AT CODE (but mostly rewritten) :
581  * C code from the article
582  * "An Implicit Surface Polygonizer"
583  * by Jules Bloomenthal, jbloom@beauty.gmu.edu
584  * in "Graphics Gems IV", Academic Press, 1994
585  *
586  * Authored by Jules Bloomenthal, Xerox PARC.
587  * Copyright (c) Xerox Corporation, 1991.  All rights reserved.
588  * Permission is granted to reproduce, use and distribute this code for
589  * any and all purposes, provided that this notice appears in all copies. */
590
591 #define RES 12 /* # converge iterations    */
592
593 #define L   0  /* left direction:       -x, -i */
594 #define R   1  /* right direction:      +x, +i */
595 #define B   2  /* bottom direction: -y, -j */
596 #define T   3  /* top direction:        +y, +j */
597 #define N   4  /* near direction:       -z, -k */
598 #define F   5  /* far direction:        +z, +k */
599 #define LBN 0  /* left bottom near corner  */
600 #define LBF 1  /* left bottom far corner   */
601 #define LTN 2  /* left top near corner     */
602 #define LTF 3  /* left top far corner      */
603 #define RBN 4  /* right bottom near corner */
604 #define RBF 5  /* right bottom far corner  */
605 #define RTN 6  /* right top near corner    */
606 #define RTF 7  /* right top far corner     */
607
608 /* the LBN corner of cube (i, j, k), corresponds with location
609  * (i-0.5)*size, (j-0.5)*size, (k-0.5)*size) */
610
611 #define HASHBIT     (5)
612 #define HASHSIZE    (size_t)(1 << (3 * HASHBIT))   /*! < hash table size (32768) */
613
614 #define HASH(i, j, k) ((((( (i) & 31) << 5) | ( (j) & 31)) << 5) | ( (k) & 31) )
615
616 #define MB_BIT(i, bit) (((i) >> (bit)) & 1)
617 #define FLIP(i, bit) ((i) ^ 1 << (bit)) /* flip the given bit of i */
618
619
620 /* **************** POLYGONIZATION ************************ */
621
622 static void calc_mballco(MetaElem *ml, float vec[3])
623 {
624         if (ml->mat) {
625                 mul_m4_v3((float (*)[4])ml->mat, vec);
626         }
627 }
628
629 static float densfunc(MetaElem *ball, float x, float y, float z)
630 {
631         float dist2;
632         float dvec[3] = {x, y, z};
633
634         mul_m4_v3((float (*)[4])ball->imat, dvec);
635
636         switch (ball->type) {
637                 case MB_BALL:
638                         /* do nothing */
639                         break;
640                 case MB_TUBEX:
641                         if      (dvec[0] >  ball->len) dvec[0] -= ball->len;
642                         else if (dvec[0] < -ball->len) dvec[0] += ball->len;
643                         else                           dvec[0] = 0.0;
644                         break;
645                 case MB_TUBEY:
646                         if      (dvec[1] >  ball->len) dvec[1] -= ball->len;
647                         else if (dvec[1] < -ball->len) dvec[1] += ball->len;
648                         else                           dvec[1] = 0.0;
649                         break;
650                 case MB_TUBEZ:
651                         if      (dvec[2] >  ball->len) dvec[2] -= ball->len;
652                         else if (dvec[2] < -ball->len) dvec[2] += ball->len;
653                         else                           dvec[2] = 0.0;
654                         break;
655                 case MB_TUBE:
656                         if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
657                         else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
658                         else                            dvec[0] = 0.0;
659                         break;
660                 case MB_PLANE:
661                         if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
662                         else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
663                         else                            dvec[0] = 0.0;
664                         if      (dvec[1] >  ball->expy) dvec[1] -= ball->expy;
665                         else if (dvec[1] < -ball->expy) dvec[1] += ball->expy;
666                         else                            dvec[1] = 0.0;
667                         break;
668                 case MB_ELIPSOID:
669                         dvec[0] /= ball->expx;
670                         dvec[1] /= ball->expy;
671                         dvec[2] /= ball->expz;
672                         break;
673                 case MB_CUBE:
674                         if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
675                         else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
676                         else                            dvec[0] = 0.0;
677
678                         if      (dvec[1] >  ball->expy) dvec[1] -= ball->expy;
679                         else if (dvec[1] < -ball->expy) dvec[1] += ball->expy;
680                         else                            dvec[1] = 0.0;
681
682                         if      (dvec[2] >  ball->expz) dvec[2] -= ball->expz;
683                         else if (dvec[2] < -ball->expz) dvec[2] += ball->expz;
684                         else                            dvec[2] = 0.0;
685                         break;
686         }
687
688         dist2 = 1.0f - (len_v3(dvec) / ball->rad2);
689
690         if ((ball->flag & MB_NEGATIVE) == 0) {
691                 return (dist2 < 0.0f) ? -0.5f : (ball->s * dist2 * dist2 * dist2) - 0.5f;
692         }
693         else {
694                 return (dist2 < 0.0f) ? 0.5f : 0.5f - (ball->s * dist2 * dist2 * dist2);
695         }
696 }
697
698 static octal_node *find_metaball_octal_node(octal_node *node, float x, float y, float z, short depth)
699 {
700         if (!depth) return node;
701         
702         if (z < node->z) {
703                 if (y < node->y) {
704                         if (x < node->x) {
705                                 if (node->nodes[0])
706                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[0], x, y, z, depth--);
707                                 else
708                                         return node;
709                         }
710                         else {
711                                 if (node->nodes[1])
712                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[1], x, y, z, depth--);
713                                 else
714                                         return node;
715                         }
716                 }
717                 else {
718                         if (x < node->x) {
719                                 if (node->nodes[3])
720                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[3], x, y, z, depth--);
721                                 else
722                                         return node;
723                         }
724                         else {
725                                 if (node->nodes[2])
726                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[2], x, y, z, depth--);
727                                 else
728                                         return node;
729                         }               
730                 }
731         }
732         else {
733                 if (y < node->y) {
734                         if (x < node->x) {
735                                 if (node->nodes[4])
736                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[4], x, y, z, depth--);
737                                 else
738                                         return node;
739                         }
740                         else {
741                                 if (node->nodes[5])
742                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[5], x, y, z, depth--);
743                                 else
744                                         return node;
745                         }
746                 }
747                 else {
748                         if (x < node->x) {
749                                 if (node->nodes[7])
750                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[7], x, y, z, depth--);
751                                 else
752                                         return node;
753                         }
754                         else {
755                                 if (node->nodes[6])
756                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[6], x, y, z, depth--);
757                                 else
758                                         return node;
759                         }               
760                 }
761         }
762         
763         return node;
764 }
765
766 static float metaball(float x, float y, float z)
767 /*  float x, y, z; */
768 {
769         struct octal_node *node;
770         struct ml_pointer *ml_p;
771         float dens = 0;
772         int a;
773         
774         if (totelem > 1) {
775                 node = find_metaball_octal_node(metaball_tree->first, x, y, z, metaball_tree->depth);
776                 if (node) {
777                         for (ml_p = node->elems.first; ml_p; ml_p = ml_p->next) {
778                                 dens += densfunc(ml_p->ml, x, y, z);
779                         }
780
781                         dens += -0.5f * (metaball_tree->pos - node->pos);
782                         dens +=  0.5f * (metaball_tree->neg - node->neg);
783                 }
784                 else {
785                         for (a = 0; a < totelem; a++) {
786                                 dens += densfunc(mainb[a], x, y, z);
787                         }
788                 }
789         }
790         else {
791                 dens += densfunc(mainb[0], x, y, z);
792         }
793
794         return thresh - dens;
795 }
796
797 /* ******************************************** */
798
799 static int *indices = NULL;
800 static int totindex, curindex;
801
802
803 static void accum_mballfaces(int i1, int i2, int i3, int i4)
804 {
805         int *newi, *cur;
806         /* static int i = 0; I would like to delete altogether, but I don't dare to, yet */
807
808         if (totindex == curindex) {
809                 totindex += 256;
810                 newi = MEM_mallocN(4 * sizeof(int) * totindex, "vertindex");
811                 
812                 if (indices) {
813                         memcpy(newi, indices, 4 * sizeof(int) * (totindex - 256));
814                         MEM_freeN(indices);
815                 }
816                 indices = newi;
817         }
818         
819         cur = indices + 4 * curindex;
820
821         /* displists now support array drawing, we treat tri's as fake quad */
822         
823         cur[0] = i1;
824         cur[1] = i2;
825         cur[2] = i3;
826         if (i4 == 0)
827                 cur[3] = i3;
828         else 
829                 cur[3] = i4;
830         
831         curindex++;
832
833 }
834
835 /* ******************* MEMORY MANAGEMENT *********************** */
836 static void *new_pgn_element(int size)
837 {
838         /* during polygonize 1000s of elements are allocated
839          * and never freed in between. Freeing only done at the end.
840          */
841         int blocksize = 16384;
842         static int offs = 0;     /* the current free address */
843         static struct pgn_elements *cur = NULL;
844         static ListBase lb = {NULL, NULL};
845         void *adr;
846         
847         if (size > 10000 || size == 0) {
848                 printf("incorrect use of new_pgn_element\n");
849         }
850         else if (size == -1) {
851                 cur = lb.first;
852                 while (cur) {
853                         MEM_freeN(cur->data);
854                         cur = cur->next;
855                 }
856                 BLI_freelistN(&lb);
857                 
858                 return NULL;    
859         }
860         
861         size = 4 * ( (size + 3) / 4);
862         
863         if (cur) {
864                 if (size + offs < blocksize) {
865                         adr = (void *) (cur->data + offs);
866                         offs += size;
867                         return adr;
868                 }
869         }
870         
871         cur = MEM_callocN(sizeof(struct pgn_elements), "newpgn");
872         cur->data = MEM_callocN(blocksize, "newpgn");
873         BLI_addtail(&lb, cur);
874         
875         offs = size;
876         return cur->data;
877 }
878
879 static void freepolygonize(PROCESS *p)
880 {
881         MEM_freeN(p->corners);
882         MEM_freeN(p->edges);
883         MEM_freeN(p->centers);
884
885         new_pgn_element(-1);
886         
887         if (p->vertices.ptr) MEM_freeN(p->vertices.ptr);
888 }
889
890 /**** Cubical Polygonization (optional) ****/
891
892 #define LB  0  /* left bottom edge      */
893 #define LT  1  /* left top edge */
894 #define LN  2  /* left near edge        */
895 #define LF  3  /* left far edge */
896 #define RB  4  /* right bottom edge */
897 #define RT  5  /* right top edge        */
898 #define RN  6  /* right near edge       */
899 #define RF  7  /* right far edge        */
900 #define BN  8  /* bottom near edge      */
901 #define BF  9  /* bottom far edge       */
902 #define TN  10 /* top near edge */
903 #define TF  11 /* top far edge  */
904
905 static INTLISTS *cubetable[256];
906
907 /* edge: LB, LT, LN, LF, RB, RT, RN, RF, BN, BF, TN, TF */
908 static int corner1[12] = {
909         LBN, LTN, LBN, LBF, RBN, RTN, RBN, RBF, LBN, LBF, LTN, LTF
910 };
911 static int corner2[12] = {
912         LBF, LTF, LTN, LTF, RBF, RTF, RTN, RTF, RBN, RBF, RTN, RTF
913 };
914 static int leftface[12] = {
915         B,  L,  L,  F,  R,  T,  N,  R,  N,  B,  T,  F
916 };
917 /* face on left when going corner1 to corner2 */
918 static int rightface[12] = {
919         L,  T,  N,  L,  B,  R,  R,  F,  B,  F,  N,  T
920 };
921 /* face on right when going corner1 to corner2 */
922
923
924 /* docube: triangulate the cube directly, without decomposition */
925
926 static void docube(CUBE *cube, PROCESS *p, MetaBall *mb)
927 {
928         INTLISTS *polys;
929         CORNER *c1, *c2;
930         int i, index = 0, count, indexar[8];
931         
932         for (i = 0; i < 8; i++) if (cube->corners[i]->value > 0.0f) index += (1 << i);
933         
934         for (polys = cubetable[index]; polys; polys = polys->next) {
935                 INTLIST *edges;
936                 
937                 count = 0;
938                 
939                 for (edges = polys->list; edges; edges = edges->next) {
940                         c1 = cube->corners[corner1[edges->i]];
941                         c2 = cube->corners[corner2[edges->i]];
942                         
943                         indexar[count] = vertid(c1, c2, p, mb);
944                         count++;
945                 }
946                 if (count > 2) {
947                         switch (count) {
948                                 case 3:
949                                         accum_mballfaces(indexar[2], indexar[1], indexar[0], 0);
950                                         break;
951                                 case 4:
952                                         if (indexar[0] == 0) accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
953                                         else accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
954                                         break;
955                                 case 5:
956                                         if (indexar[0] == 0) accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
957                                         else accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
958                                 
959                                         accum_mballfaces(indexar[4], indexar[3], indexar[0], 0);
960                                         break;
961                                 case 6:
962                                         if (indexar[0] == 0) {
963                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
964                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[5], indexar[4], indexar[3]);
965                                         }
966                                         else {
967                                                 accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
968                                                 accum_mballfaces(indexar[5], indexar[4], indexar[3], indexar[0]);
969                                         }
970                                         break;
971                                 case 7:
972                                         if (indexar[0] == 0) {
973                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
974                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[5], indexar[4], indexar[3]);
975                                         }
976                                         else {
977                                                 accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
978                                                 accum_mballfaces(indexar[5], indexar[4], indexar[3], indexar[0]);
979                                         }
980                                 
981                                         accum_mballfaces(indexar[6], indexar[5], indexar[0], 0);
982
983                                         break;
984                         }
985                 }
986         }
987 }
988
989
990 /* testface: given cube at lattice (i, j, k), and four corners of face,
991  * if surface crosses face, compute other four corners of adjacent cube
992  * and add new cube to cube stack */
993
994 static void testface(int i, int j, int k, CUBE *old, int bit, int c1, int c2, int c3, int c4, PROCESS *p)
995 {
996         CUBE newc;
997         CUBES *oldcubes = p->cubes;
998         CORNER *corn1, *corn2, *corn3, *corn4;
999         int n, pos;
1000
1001         corn1 = old->corners[c1];
1002         corn2 = old->corners[c2];
1003         corn3 = old->corners[c3];
1004         corn4 = old->corners[c4];
1005         
1006         pos = corn1->value > 0.0f ? 1 : 0;
1007
1008         /* test if no surface crossing */
1009         if ( (corn2->value > 0) == pos && (corn3->value > 0) == pos && (corn4->value > 0) == pos) return;
1010         /* test if cube out of bounds */
1011         /*if ( abs(i) > p->bounds || abs(j) > p->bounds || abs(k) > p->bounds) return;*/
1012         /* test if already visited (always as last) */
1013         if (setcenter(p->centers, i, j, k)) return;
1014
1015
1016         /* create new cube and add cube to top of stack: */
1017         p->cubes = (CUBES *) new_pgn_element(sizeof(CUBES));
1018         p->cubes->next = oldcubes;
1019         
1020         newc.i = i;
1021         newc.j = j;
1022         newc.k = k;
1023         for (n = 0; n < 8; n++) newc.corners[n] = NULL;
1024         
1025         newc.corners[FLIP(c1, bit)] = corn1;
1026         newc.corners[FLIP(c2, bit)] = corn2;
1027         newc.corners[FLIP(c3, bit)] = corn3;
1028         newc.corners[FLIP(c4, bit)] = corn4;
1029
1030         if (newc.corners[0] == NULL) newc.corners[0] = setcorner(p, i, j, k);
1031         if (newc.corners[1] == NULL) newc.corners[1] = setcorner(p, i, j, k + 1);
1032         if (newc.corners[2] == NULL) newc.corners[2] = setcorner(p, i, j + 1, k);
1033         if (newc.corners[3] == NULL) newc.corners[3] = setcorner(p, i, j + 1, k + 1);
1034         if (newc.corners[4] == NULL) newc.corners[4] = setcorner(p, i + 1, j, k);
1035         if (newc.corners[5] == NULL) newc.corners[5] = setcorner(p, i + 1, j, k + 1);
1036         if (newc.corners[6] == NULL) newc.corners[6] = setcorner(p, i + 1, j + 1, k);
1037         if (newc.corners[7] == NULL) newc.corners[7] = setcorner(p, i + 1, j + 1, k + 1);
1038
1039         p->cubes->cube = newc;
1040 }
1041
1042 /* setcorner: return corner with the given lattice location
1043  * set (and cache) its function value */
1044
1045 static CORNER *setcorner(PROCESS *p, int i, int j, int k)
1046 {
1047         /* for speed, do corner value caching here */
1048         CORNER *c;
1049         int index;
1050
1051         /* does corner exist? */
1052         index = HASH(i, j, k);
1053         c = p->corners[index];
1054         
1055         for (; c != NULL; c = c->next) {
1056                 if (c->i == i && c->j == j && c->k == k) {
1057                         return c;
1058                 }
1059         }
1060
1061         c = (CORNER *) new_pgn_element(sizeof(CORNER));
1062
1063         c->i = i; 
1064         c->co[0] = ((float)i - 0.5f) * p->size;
1065         c->j = j; 
1066         c->co[1] = ((float)j - 0.5f) * p->size;
1067         c->k = k; 
1068         c->co[2] = ((float)k - 0.5f) * p->size;
1069         c->value = p->function(c->co[0], c->co[1], c->co[2]);
1070         
1071         c->next = p->corners[index];
1072         p->corners[index] = c;
1073         
1074         return c;
1075 }
1076
1077
1078 /* nextcwedge: return next clockwise edge from given edge around given face */
1079
1080 static int nextcwedge(int edge, int face)
1081 {
1082         switch (edge) {
1083                 case LB:
1084                         return (face == L) ? LF : BN;
1085                 case LT:
1086                         return (face == L) ? LN : TF;
1087                 case LN:
1088                         return (face == L) ? LB : TN;
1089                 case LF:
1090                         return (face == L) ? LT : BF;
1091                 case RB:
1092                         return (face == R) ? RN : BF;
1093                 case RT:
1094                         return (face == R) ? RF : TN;
1095                 case RN:
1096                         return (face == R) ? RT : BN;
1097                 case RF:
1098                         return (face == R) ? RB : TF;
1099                 case BN:
1100                         return (face == B) ? RB : LN;
1101                 case BF:
1102                         return (face == B) ? LB : RF;
1103                 case TN:
1104                         return (face == T) ? LT : RN;
1105                 case TF:
1106                         return (face == T) ? RT : LF;
1107         }
1108         return 0;
1109 }
1110
1111
1112 /* otherface: return face adjoining edge that is not the given face */
1113
1114 static int otherface(int edge, int face)
1115 {
1116         int other = leftface[edge];
1117         return face == other ? rightface[edge] : other;
1118 }
1119
1120
1121 /* makecubetable: create the 256 entry table for cubical polygonization */
1122
1123 static void makecubetable(void)
1124 {
1125         static int is_done = FALSE;
1126         int i, e, c, done[12], pos[8];
1127
1128         if (is_done) return;
1129         is_done = TRUE;
1130
1131         for (i = 0; i < 256; i++) {
1132                 for (e = 0; e < 12; e++) done[e] = 0;
1133                 for (c = 0; c < 8; c++) pos[c] = MB_BIT(i, c);
1134                 for (e = 0; e < 12; e++)
1135                         if (!done[e] && (pos[corner1[e]] != pos[corner2[e]])) {
1136                                 INTLIST *ints = NULL;
1137                                 INTLISTS *lists = (INTLISTS *) MEM_callocN(sizeof(INTLISTS), "mball_intlist");
1138                                 int start = e, edge = e;
1139                                 
1140                                 /* get face that is to right of edge from pos to neg corner: */
1141                                 int face = pos[corner1[e]] ? rightface[e] : leftface[e];
1142                                 
1143                                 while (1) {
1144                                         edge = nextcwedge(edge, face);
1145                                         done[edge] = 1;
1146                                         if (pos[corner1[edge]] != pos[corner2[edge]]) {
1147                                                 INTLIST *tmp = ints;
1148                                                 
1149                                                 ints = (INTLIST *) MEM_callocN(sizeof(INTLIST), "mball_intlist");
1150                                                 ints->i = edge;
1151                                                 ints->next = tmp; /* add edge to head of list */
1152                                                 
1153                                                 if (edge == start) break;
1154                                                 face = otherface(edge, face);
1155                                         }
1156                                 }
1157                                 lists->list = ints; /* add ints to head of table entry */
1158                                 lists->next = cubetable[i];
1159                                 cubetable[i] = lists;
1160                         }
1161         }
1162 }
1163
1164 void BKE_mball_cubeTable_free(void)
1165 {
1166         int i;
1167         INTLISTS *lists, *nlists;
1168         INTLIST *ints, *nints;
1169
1170         for (i = 0; i < 256; i++) {
1171                 lists = cubetable[i];
1172                 while (lists) {
1173                         nlists = lists->next;
1174                         
1175                         ints = lists->list;
1176                         while (ints) {
1177                                 nints = ints->next;
1178                                 MEM_freeN(ints);
1179                                 ints = nints;
1180                         }
1181                         
1182                         MEM_freeN(lists);
1183                         lists = nlists;
1184                 }
1185                 cubetable[i] = NULL;
1186         }
1187 }
1188
1189 /**** Storage ****/
1190
1191 /* setcenter: set (i, j, k) entry of table[]
1192  * return 1 if already set; otherwise, set and return 0 */
1193
1194 static int setcenter(CENTERLIST *table[], const int i, const int j, const int k)
1195 {
1196         int index;
1197         CENTERLIST *newc, *l, *q;
1198
1199         index = HASH(i, j, k);
1200         q = table[index];
1201
1202         for (l = q; l != NULL; l = l->next) {
1203                 if (l->i == i && l->j == j && l->k == k) return 1;
1204         }
1205         
1206         newc = (CENTERLIST *) new_pgn_element(sizeof(CENTERLIST));
1207         newc->i = i; 
1208         newc->j = j; 
1209         newc->k = k; 
1210         newc->next = q;
1211         table[index] = newc;
1212         
1213         return 0;
1214 }
1215
1216
1217 /* setedge: set vertex id for edge */
1218
1219 static void setedge(EDGELIST *table[],
1220                     int i1, int j1,
1221                     int k1, int i2,
1222                     int j2, int k2,
1223                     int vid)
1224 {
1225         unsigned int index;
1226         EDGELIST *newe;
1227         
1228         if (i1 > i2 || (i1 == i2 && (j1 > j2 || (j1 == j2 && k1 > k2)))) {
1229                 int t = i1;
1230                 i1 = i2;
1231                 i2 = t;
1232                 t = j1;
1233                 j1 = j2;
1234                 j2 = t;
1235                 t = k1;
1236                 k1 = k2;
1237                 k2 = t;
1238         }
1239         index = HASH(i1, j1, k1) + HASH(i2, j2, k2);
1240         newe = (EDGELIST *) new_pgn_element(sizeof(EDGELIST));
1241         newe->i1 = i1; 
1242         newe->j1 = j1; 
1243         newe->k1 = k1;
1244         newe->i2 = i2; 
1245         newe->j2 = j2; 
1246         newe->k2 = k2;
1247         newe->vid = vid;
1248         newe->next = table[index];
1249         table[index] = newe;
1250 }
1251
1252
1253 /* getedge: return vertex id for edge; return -1 if not set */
1254
1255 static int getedge(EDGELIST *table[],
1256                    int i1, int j1, int k1,
1257                    int i2, int j2, int k2)
1258 {
1259         EDGELIST *q;
1260         
1261         if (i1 > i2 || (i1 == i2 && (j1 > j2 || (j1 == j2 && k1 > k2)))) {
1262                 int t = i1;
1263                 i1 = i2;
1264                 i2 = t;
1265                 t = j1;
1266                 j1 = j2;
1267                 j2 = t;
1268                 t = k1;
1269                 k1 = k2;
1270                 k2 = t;
1271         }
1272         q = table[HASH(i1, j1, k1) + HASH(i2, j2, k2)];
1273         for (; q != NULL; q = q->next) {
1274                 if (q->i1 == i1 && q->j1 == j1 && q->k1 == k1 &&
1275                     q->i2 == i2 && q->j2 == j2 && q->k2 == k2)
1276                 {
1277                         return q->vid;
1278                 }
1279         }
1280         return -1;
1281 }
1282
1283
1284 /**** Vertices ****/
1285
1286 #undef R
1287
1288
1289
1290 /* vertid: return index for vertex on edge:
1291  * c1->value and c2->value are presumed of different sign
1292  * return saved index if any; else compute vertex and save */
1293
1294 /* addtovertices: add v to sequence of vertices */
1295
1296 static void addtovertices(VERTICES *vertices, VERTEX v)
1297 {
1298         if (vertices->count == vertices->max) {
1299                 int i;
1300                 VERTEX *newv;
1301                 vertices->max = vertices->count == 0 ? 10 : 2 * vertices->count;
1302                 newv = (VERTEX *) MEM_callocN(vertices->max * sizeof(VERTEX), "addtovertices");
1303                 
1304                 for (i = 0; i < vertices->count; i++) newv[i] = vertices->ptr[i];
1305                 
1306                 if (vertices->ptr != NULL) MEM_freeN(vertices->ptr);
1307                 vertices->ptr = newv;
1308         }
1309         vertices->ptr[vertices->count++] = v;
1310 }
1311
1312 /* vnormal: compute unit length surface normal at point */
1313
1314 static void vnormal(const float point[3], PROCESS *p, float r_no[3])
1315 {
1316         float delta = 0.2f * p->delta;
1317         float f = p->function(point[0], point[1], point[2]);
1318
1319         r_no[0] = p->function(point[0] + delta, point[1], point[2]) - f;
1320         r_no[1] = p->function(point[0], point[1] + delta, point[2]) - f;
1321         r_no[2] = p->function(point[0], point[1], point[2] + delta) - f;
1322         f = normalize_v3(r_no);
1323         
1324         if (0) {
1325                 float tvec[3];
1326                 
1327                 delta *= 2.0f;
1328                 
1329                 f = p->function(point[0], point[1], point[2]);
1330         
1331                 tvec[0] = p->function(point[0] + delta, point[1], point[2]) - f;
1332                 tvec[1] = p->function(point[0], point[1] + delta, point[2]) - f;
1333                 tvec[2] = p->function(point[0], point[1], point[2] + delta) - f;
1334         
1335                 if (normalize_v3(tvec) != 0.0f) {
1336                         add_v3_v3(r_no, tvec);
1337                         normalize_v3(r_no);
1338                 }
1339         }
1340 }
1341
1342
1343 static int vertid(const CORNER *c1, const CORNER *c2, PROCESS *p, MetaBall *mb)
1344 {
1345         VERTEX v;
1346         int vid = getedge(p->edges, c1->i, c1->j, c1->k, c2->i, c2->j, c2->k);
1347
1348         if (vid != -1) {
1349                 return vid;  /* previously computed */
1350         }
1351
1352         converge(c1->co, c2->co, c1->value, c2->value, p->function, v.co, mb, 1); /* position */
1353         vnormal(v.co, p, v.no);
1354
1355         addtovertices(&p->vertices, v);            /* save vertex */
1356         vid = p->vertices.count - 1;
1357         setedge(p->edges, c1->i, c1->j, c1->k, c2->i, c2->j, c2->k, vid);
1358         
1359         return vid;
1360 }
1361
1362
1363
1364
1365 /* converge: from two points of differing sign, converge to zero crossing */
1366 /* watch it: p1 and p2 are used to calculate */
1367 static void converge(const float p1[3], const float p2[3], float v1, float v2,
1368                      float (*function)(float, float, float), float p[3], MetaBall *mb, int f)
1369 {
1370         int i = 0;
1371         float pos[3], neg[3];
1372         float positive = 0.0f, negative = 0.0f;
1373         float dvec[3];
1374         
1375         if (v1 < 0) {
1376                 copy_v3_v3(pos, p2);
1377                 copy_v3_v3(neg, p1);
1378                 positive = v2;
1379                 negative = v1;
1380         }
1381         else {
1382                 copy_v3_v3(pos, p1);
1383                 copy_v3_v3(neg, p2);
1384                 positive = v1;
1385                 negative = v2;
1386         }
1387
1388         sub_v3_v3v3(dvec, pos, neg);
1389
1390 /* Approximation by linear interpolation is faster then binary subdivision,
1391  * but it results sometimes (mb->thresh < 0.2) into the strange results */
1392         if ((mb->thresh > 0.2f) && (f == 1)) {
1393                 if ((dvec[1] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1394                         p[0] = neg[0] - negative * dvec[0] / (positive - negative);
1395                         p[1] = neg[1];
1396                         p[2] = neg[2];
1397                         return;
1398                 }
1399                 if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1400                         p[0] = neg[0];
1401                         p[1] = neg[1] - negative * dvec[1] / (positive - negative);
1402                         p[2] = neg[2];
1403                         return;
1404                 }
1405                 if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[1] == 0.0f)) {
1406                         p[0] = neg[0];
1407                         p[1] = neg[1];
1408                         p[2] = neg[2] - negative * dvec[2] / (positive - negative);
1409                         return;
1410                 }
1411         }
1412
1413         if ((dvec[1] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1414                 p[1] = neg[1];
1415                 p[2] = neg[2];
1416                 while (1) {
1417                         if (i++ == RES) return;
1418                         p[0] = 0.5f * (pos[0] + neg[0]);
1419                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[0] = p[0]; else neg[0] = p[0];
1420                 }
1421         }
1422
1423         if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1424                 p[0] = neg[0];
1425                 p[2] = neg[2];
1426                 while (1) {
1427                         if (i++ == RES) return;
1428                         p[1] = 0.5f * (pos[1] + neg[1]);
1429                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[1] = p[1]; else neg[1] = p[1];
1430                 }
1431         }
1432
1433         if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[1] == 0.0f)) {
1434                 p[0] = neg[0];
1435                 p[1] = neg[1];
1436                 while (1) {
1437                         if (i++ == RES) return;
1438                         p[2] = 0.5f * (pos[2] + neg[2]);
1439                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[2] = p[2]; else neg[2] = p[2];
1440                 }
1441         }
1442
1443         /* This is necessary to find start point */
1444         while (1) {
1445                 mid_v3_v3v3(&p[0], pos, neg);
1446
1447                 if (i++ == RES) {
1448                         return;
1449                 }
1450
1451                 if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) {
1452                         copy_v3_v3(pos, &p[0]);
1453                 }
1454                 else {
1455                         copy_v3_v3(neg, &p[0]);
1456                 }
1457         }
1458 }
1459
1460 /* ************************************** */
1461 static void add_cube(PROCESS *mbproc, int i, int j, int k, int count)
1462 {
1463         CUBES *ncube;
1464         int n;
1465         int a, b, c;
1466
1467         /* hmmm, not only one, but eight cube will be added on the stack 
1468          * ... */
1469         for (a = i - 1; a < i + count; a++)
1470                 for (b = j - 1; b < j + count; b++)
1471                         for (c = k - 1; c < k + count; c++) {
1472                                 /* test if cube has been found before */
1473                                 if (setcenter(mbproc->centers, a, b, c) == 0) {
1474                                         /* push cube on stack: */
1475                                         ncube = (CUBES *) new_pgn_element(sizeof(CUBES));
1476                                         ncube->next = mbproc->cubes;
1477                                         mbproc->cubes = ncube;
1478
1479                                         ncube->cube.i = a;
1480                                         ncube->cube.j = b;
1481                                         ncube->cube.k = c;
1482
1483                                         /* set corners of initial cube: */
1484                                         for (n = 0; n < 8; n++)
1485                                                 ncube->cube.corners[n] = setcorner(mbproc, a + MB_BIT(n, 2), b + MB_BIT(n, 1), c + MB_BIT(n, 0));
1486                                 }
1487                         }
1488 }
1489
1490
1491 static void find_first_points(PROCESS *mbproc, MetaBall *mb, int a)
1492 {
1493         MetaElem *ml;
1494         float f = 0.0f;
1495
1496         ml = mainb[a];
1497         f = 1.0 - (mb->thresh / ml->s);
1498
1499         /* Skip, when Stiffness of MetaElement is too small ... MetaElement can't be
1500          * visible alone ... but still can influence others MetaElements :-) */
1501         if (f > 0.0f) {
1502                 float IN[3] = {0.0f}, OUT[3] = {0.0f}, in[3] = {0.0f}, out[3];
1503                 int i, j, k, c_i, c_j, c_k;
1504                 int index[3] = {1, 0, -1};
1505                 float in_v /*, out_v*/;
1506                 float workp[3];
1507                 float dvec[3];
1508                 float tmp_v, workp_v, max_len, len, nx, ny, nz, MAXN;
1509
1510                 calc_mballco(ml, in);
1511                 in_v = mbproc->function(in[0], in[1], in[2]);
1512
1513                 for (i = 0; i < 3; i++) {
1514                         switch (ml->type) {
1515                                 case MB_BALL:
1516                                         OUT[0] = out[0] = IN[0] + index[i] * ml->rad;
1517                                         break;
1518                                 case MB_TUBE:
1519                                 case MB_PLANE:
1520                                 case MB_ELIPSOID:
1521                                 case MB_CUBE:
1522                                         OUT[0] = out[0] = IN[0] + index[i] * (ml->expx + ml->rad);
1523                                         break;
1524                         }
1525
1526                         for (j = 0; j < 3; j++) {
1527                                 switch (ml->type) {
1528                                         case MB_BALL:
1529                                                 OUT[1] = out[1] = IN[1] + index[j] * ml->rad;
1530                                                 break;
1531                                         case MB_TUBE:
1532                                         case MB_PLANE:
1533                                         case MB_ELIPSOID:
1534                                         case MB_CUBE:
1535                                                 OUT[1] = out[1] = IN[1] + index[j] * (ml->expy + ml->rad);
1536                                                 break;
1537                                 }
1538                         
1539                                 for (k = 0; k < 3; k++) {
1540                                         out[0] = OUT[0];
1541                                         out[1] = OUT[1];
1542                                         switch (ml->type) {
1543                                                 case MB_BALL:
1544                                                 case MB_TUBE:
1545                                                 case MB_PLANE:
1546                                                         out[2] = IN[2] + index[k] * ml->rad;
1547                                                         break;
1548                                                 case MB_ELIPSOID:
1549                                                 case MB_CUBE:
1550                                                         out[2] = IN[2] + index[k] * (ml->expz + ml->rad);
1551                                                         break;
1552                                         }
1553
1554                                         calc_mballco(ml, out);
1555
1556                                         /*out_v = mbproc->function(out[0], out[1], out[2]);*/ /*UNUSED*/
1557
1558                                         /* find "first points" on Implicit Surface of MetaElemnt ml */
1559                                         copy_v3_v3(workp, in);
1560                                         workp_v = in_v;
1561                                         max_len = len_v3v3(out, in);
1562
1563                                         nx = abs((out[0] - in[0]) / mbproc->size);
1564                                         ny = abs((out[1] - in[1]) / mbproc->size);
1565                                         nz = abs((out[2] - in[2]) / mbproc->size);
1566                                         
1567                                         MAXN = MAX3(nx, ny, nz);
1568                                         if (MAXN != 0.0f) {
1569                                                 dvec[0] = (out[0] - in[0]) / MAXN;
1570                                                 dvec[1] = (out[1] - in[1]) / MAXN;
1571                                                 dvec[2] = (out[2] - in[2]) / MAXN;
1572
1573                                                 len = 0.0;
1574                                                 while (len <= max_len) {
1575                                                         workp[0] += dvec[0];
1576                                                         workp[1] += dvec[1];
1577                                                         workp[2] += dvec[2];
1578                                                         /* compute value of implicite function */
1579                                                         tmp_v = mbproc->function(workp[0], workp[1], workp[2]);
1580                                                         /* add cube to the stack, when value of implicite function crosses zero value */
1581                                                         if ((tmp_v < 0.0f && workp_v >= 0.0f) || (tmp_v > 0.0f && workp_v <= 0.0f)) {
1582
1583                                                                 /* indexes of CUBE, which includes "first point" */
1584                                                                 c_i = (int)floor(workp[0] / mbproc->size);
1585                                                                 c_j = (int)floor(workp[1] / mbproc->size);
1586                                                                 c_k = (int)floor(workp[2] / mbproc->size);
1587                                                                 
1588                                                                 /* add CUBE (with indexes c_i, c_j, c_k) to the stack,
1589                                                                  * this cube includes found point of Implicit Surface */
1590                                                                 if ((ml->flag & MB_NEGATIVE) == 0) {
1591                                                                         add_cube(mbproc, c_i, c_j, c_k, 1);
1592                                                                 }
1593                                                                 else {
1594                                                                         add_cube(mbproc, c_i, c_j, c_k, 2);
1595                                                                 }
1596                                                         }
1597                                                         len = len_v3v3(workp, in);
1598                                                         workp_v = tmp_v;
1599
1600                                                 }
1601                                         }
1602                                 }
1603                         }
1604                 }
1605         }
1606 }
1607
1608 static void polygonize(PROCESS *mbproc, MetaBall *mb)
1609 {
1610         CUBE c;
1611         int a;
1612
1613         mbproc->vertices.count = mbproc->vertices.max = 0;
1614         mbproc->vertices.ptr = NULL;
1615
1616         /* allocate hash tables and build cube polygon table: */
1617         mbproc->centers = MEM_callocN(HASHSIZE * sizeof(CENTERLIST *), "mbproc->centers");
1618         mbproc->corners = MEM_callocN(HASHSIZE * sizeof(CORNER *), "mbproc->corners");
1619         mbproc->edges = MEM_callocN(2 * HASHSIZE * sizeof(EDGELIST *), "mbproc->edges");
1620         makecubetable();
1621
1622         for (a = 0; a < totelem; a++) {
1623
1624                 /* try to find 8 points on the surface for each MetaElem */
1625                 find_first_points(mbproc, mb, a);       
1626         }
1627
1628         /* polygonize all MetaElems of current MetaBall */
1629         while (mbproc->cubes != NULL) { /* process active cubes till none left */
1630                 c = mbproc->cubes->cube;
1631
1632                 /* polygonize the cube directly: */
1633                 docube(&c, mbproc, mb);
1634                 
1635                 /* pop current cube from stack */
1636                 mbproc->cubes = mbproc->cubes->next;
1637                 
1638                 /* test six face directions, maybe add to stack: */
1639                 testface(c.i - 1, c.j, c.k, &c, 2, LBN, LBF, LTN, LTF, mbproc);
1640                 testface(c.i + 1, c.j, c.k, &c, 2, RBN, RBF, RTN, RTF, mbproc);
1641                 testface(c.i, c.j - 1, c.k, &c, 1, LBN, LBF, RBN, RBF, mbproc);
1642                 testface(c.i, c.j + 1, c.k, &c, 1, LTN, LTF, RTN, RTF, mbproc);
1643                 testface(c.i, c.j, c.k - 1, &c, 0, LBN, LTN, RBN, RTN, mbproc);
1644                 testface(c.i, c.j, c.k + 1, &c, 0, LBF, LTF, RBF, RTF, mbproc);
1645         }
1646 }
1647
1648 static float init_meta(Scene *scene, Object *ob)    /* return totsize */
1649 {
1650         Scene *sce_iter = scene;
1651         Base *base;
1652         Object *bob;
1653         MetaBall *mb;
1654         MetaElem *ml;
1655         float size, totsize, obinv[4][4], obmat[4][4], vec[3];
1656         //float max = 0.0f;
1657         int a, obnr, zero_size = 0;
1658         char obname[MAX_ID_NAME];
1659         
1660         copy_m4_m4(obmat, ob->obmat);   /* to cope with duplicators from BKE_scene_base_iter_next */
1661         invert_m4_m4(obinv, ob->obmat);
1662         a = 0;
1663         
1664         BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
1665         
1666         /* make main array */
1667         BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL);
1668         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &bob)) {
1669
1670                 if (bob->type == OB_MBALL) {
1671                         zero_size = 0;
1672                         ml = NULL;
1673
1674                         if (bob == ob && (base->flag & OB_FROMDUPLI) == 0) {
1675                                 mb = ob->data;
1676         
1677                                 if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
1678                                 else ml = mb->elems.first;
1679                         }
1680                         else {
1681                                 char name[MAX_ID_NAME];
1682                                 int nr;
1683                                 
1684                                 BLI_split_name_num(name, &nr, bob->id.name + 2, '.');
1685                                 if (strcmp(obname, name) == 0) {
1686                                         mb = bob->data;
1687                                         
1688                                         if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
1689                                         else ml = mb->elems.first;
1690                                 }
1691                         }
1692
1693                         /* when metaball object has zero scale, then MetaElem to this MetaBall
1694                          * will not be put to mainb array */
1695                         if (bob->size[0] == 0.0f || bob->size[1] == 0.0f || bob->size[2] == 0.0f) {
1696                                 zero_size = 1;
1697                         }
1698                         else if (bob->parent) {
1699                                 struct Object *pob = bob->parent;
1700                                 while (pob) {
1701                                         if (pob->size[0] == 0.0f || pob->size[1] == 0.0f || pob->size[2] == 0.0f) {
1702                                                 zero_size = 1;
1703                                                 break;
1704                                         }
1705                                         pob = pob->parent;
1706                                 }
1707                         }
1708
1709                         if (zero_size) {
1710                                 unsigned int ml_count = 0;
1711                                 while (ml) {
1712                                         ml_count++;
1713                                         ml = ml->next;
1714                                 }
1715                                 totelem -= ml_count;
1716                         }
1717                         else {
1718                                 while (ml) {
1719                                         if (!(ml->flag & MB_HIDE)) {
1720                                                 int i;
1721                                                 float temp1[4][4], temp2[4][4], temp3[4][4];
1722                                                 float (*mat)[4] = NULL, (*imat)[4] = NULL;
1723                                                 float max_x, max_y, max_z, min_x, min_y, min_z;
1724
1725                                                 max_x = max_y = max_z = -3.4e38;
1726                                                 min_x = min_y = min_z =  3.4e38;
1727
1728                                                 /* too big stiffness seems only ugly due to linear interpolation
1729                                                  * no need to have possibility for too big stiffness */
1730                                                 if (ml->s > 10.0f) ml->s = 10.0f;
1731
1732                                                 /* Rotation of MetaElem is stored in quat */
1733                                                 quat_to_mat4(temp3, ml->quat);
1734
1735                                                 /* Translation of MetaElem */
1736                                                 unit_m4(temp2);
1737                                                 temp2[3][0] = ml->x;
1738                                                 temp2[3][1] = ml->y;
1739                                                 temp2[3][2] = ml->z;
1740
1741                                                 mult_m4_m4m4(temp1, temp2, temp3);
1742
1743                                                 /* make a copy because of duplicates */
1744                                                 mainb[a] = new_pgn_element(sizeof(MetaElem));
1745                                                 *(mainb[a]) = *ml;
1746                                                 mainb[a]->bb = new_pgn_element(sizeof(BoundBox));
1747
1748                                                 mat = new_pgn_element(4 * 4 * sizeof(float));
1749                                                 imat = new_pgn_element(4 * 4 * sizeof(float));
1750
1751                                                 /* mat is the matrix to transform from mball into the basis-mball */
1752                                                 invert_m4_m4(obinv, obmat);
1753                                                 mult_m4_m4m4(temp2, obinv, bob->obmat);
1754                                                 /* MetaBall transformation */
1755                                                 mult_m4_m4m4(mat, temp2, temp1);
1756
1757                                                 invert_m4_m4(imat, mat);
1758
1759                                                 mainb[a]->rad2 = ml->rad * ml->rad;
1760
1761                                                 mainb[a]->mat = (float *) mat;
1762                                                 mainb[a]->imat = (float *) imat;
1763
1764                                                 /* untransformed Bounding Box of MetaElem */
1765                                                 /* 0 */
1766                                                 mainb[a]->bb->vec[0][0] = -ml->expx;
1767                                                 mainb[a]->bb->vec[0][1] = -ml->expy;
1768                                                 mainb[a]->bb->vec[0][2] = -ml->expz;
1769                                                 /* 1 */
1770                                                 mainb[a]->bb->vec[1][0] =  ml->expx;
1771                                                 mainb[a]->bb->vec[1][1] = -ml->expy;
1772                                                 mainb[a]->bb->vec[1][2] = -ml->expz;
1773                                                 /* 2 */
1774                                                 mainb[a]->bb->vec[2][0] =  ml->expx;
1775                                                 mainb[a]->bb->vec[2][1] =  ml->expy;
1776                                                 mainb[a]->bb->vec[2][2] = -ml->expz;
1777                                                 /* 3 */
1778                                                 mainb[a]->bb->vec[3][0] = -ml->expx;
1779                                                 mainb[a]->bb->vec[3][1] =  ml->expy;
1780                                                 mainb[a]->bb->vec[3][2] = -ml->expz;
1781                                                 /* 4 */
1782                                                 mainb[a]->bb->vec[4][0] = -ml->expx;
1783                                                 mainb[a]->bb->vec[4][1] = -ml->expy;
1784                                                 mainb[a]->bb->vec[4][2] =  ml->expz;
1785                                                 /* 5 */
1786                                                 mainb[a]->bb->vec[5][0] =  ml->expx;
1787                                                 mainb[a]->bb->vec[5][1] = -ml->expy;
1788                                                 mainb[a]->bb->vec[5][2] =  ml->expz;
1789                                                 /* 6 */
1790                                                 mainb[a]->bb->vec[6][0] =  ml->expx;
1791                                                 mainb[a]->bb->vec[6][1] =  ml->expy;
1792                                                 mainb[a]->bb->vec[6][2] =  ml->expz;
1793                                                 /* 7 */
1794                                                 mainb[a]->bb->vec[7][0] = -ml->expx;
1795                                                 mainb[a]->bb->vec[7][1] =  ml->expy;
1796                                                 mainb[a]->bb->vec[7][2] =  ml->expz;
1797
1798                                                 /* transformation of Metalem bb */
1799                                                 for (i = 0; i < 8; i++)
1800                                                         mul_m4_v3((float (*)[4])mat, mainb[a]->bb->vec[i]);
1801
1802                                                 /* find max and min of transformed bb */
1803                                                 for (i = 0; i < 8; i++) {
1804                                                         /* find maximums */
1805                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][0] > max_x) max_x = mainb[a]->bb->vec[i][0];
1806                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][1] > max_y) max_y = mainb[a]->bb->vec[i][1];
1807                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][2] > max_z) max_z = mainb[a]->bb->vec[i][2];
1808                                                         /* find  minimums */
1809                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][0] < min_x) min_x = mainb[a]->bb->vec[i][0];
1810                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][1] < min_y) min_y = mainb[a]->bb->vec[i][1];
1811                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][2] < min_z) min_z = mainb[a]->bb->vec[i][2];
1812                                                 }
1813                                         
1814                                                 /* create "new" bb, only point 0 and 6, which are
1815                                                  * necessary for octal tree filling */
1816                                                 mainb[a]->bb->vec[0][0] = min_x - ml->rad;
1817                                                 mainb[a]->bb->vec[0][1] = min_y - ml->rad;
1818                                                 mainb[a]->bb->vec[0][2] = min_z - ml->rad;
1819
1820                                                 mainb[a]->bb->vec[6][0] = max_x + ml->rad;
1821                                                 mainb[a]->bb->vec[6][1] = max_y + ml->rad;
1822                                                 mainb[a]->bb->vec[6][2] = max_z + ml->rad;
1823
1824                                                 a++;
1825                                         }
1826                                         ml = ml->next;
1827                                 }
1828                         }
1829                 }
1830         }
1831
1832         
1833         /* totsize (= 'manhattan' radius) */
1834         totsize = 0.0;
1835         for (a = 0; a < totelem; a++) {
1836                 
1837                 vec[0] = mainb[a]->x + mainb[a]->rad + mainb[a]->expx;
1838                 vec[1] = mainb[a]->y + mainb[a]->rad + mainb[a]->expy;
1839                 vec[2] = mainb[a]->z + mainb[a]->rad + mainb[a]->expz;
1840
1841                 calc_mballco(mainb[a], vec);
1842         
1843                 size = fabsf(vec[0]);
1844                 if (size > totsize) totsize = size;
1845                 size = fabsf(vec[1]);
1846                 if (size > totsize) totsize = size;
1847                 size = fabsf(vec[2]);
1848                 if (size > totsize) totsize = size;
1849
1850                 vec[0] = mainb[a]->x - mainb[a]->rad;
1851                 vec[1] = mainb[a]->y - mainb[a]->rad;
1852                 vec[2] = mainb[a]->z - mainb[a]->rad;
1853                                 
1854                 calc_mballco(mainb[a], vec);
1855         
1856                 size = fabsf(vec[0]);
1857                 if (size > totsize) totsize = size;
1858                 size = fabsf(vec[1]);
1859                 if (size > totsize) totsize = size;
1860                 size = fabsf(vec[2]);
1861                 if (size > totsize) totsize = size;
1862         }
1863
1864         for (a = 0; a < totelem; a++) {
1865                 thresh += densfunc(mainb[a], 2.0f * totsize, 2.0f * totsize, 2.0f * totsize);
1866         }
1867
1868         return totsize;
1869 }
1870
1871 /* if MetaElem lies in node, then node includes MetaElem pointer (ml_p)
1872  * pointing at MetaElem (ml)
1873  */
1874 static void fill_metaball_octal_node(octal_node *node, MetaElem *ml, short i)
1875 {
1876         ml_pointer *ml_p;
1877
1878         ml_p = MEM_mallocN(sizeof(ml_pointer), "ml_pointer");
1879         ml_p->ml = ml;
1880         BLI_addtail(&(node->nodes[i]->elems), ml_p);
1881         node->count++;
1882         
1883         if ((ml->flag & MB_NEGATIVE) == 0) {
1884                 node->nodes[i]->pos++;
1885         }
1886         else {
1887                 node->nodes[i]->neg++;
1888         }
1889 }
1890
1891 /* Node is subdivided as is illustrated on the following figure:
1892  * 
1893  *      +------+------+
1894  *     /      /      /|
1895  *    +------+------+ |
1896  *   /      /      /| +
1897  *  +------+------+ |/|
1898  *  |      |      | + |
1899  *  |      |      |/| +
1900  *  +------+------+ |/
1901  *  |      |      | +
1902  *  |      |      |/
1903  *  +------+------+
1904  *  
1905  */
1906 static void subdivide_metaball_octal_node(octal_node *node, float size_x, float size_y, float size_z, short depth)
1907 {
1908         MetaElem *ml;
1909         ml_pointer *ml_p;
1910         float x, y, z;
1911         int a, i;
1912
1913         /* create new nodes */
1914         for (a = 0; a < 8; a++) {
1915                 node->nodes[a] = MEM_mallocN(sizeof(octal_node), "octal_node");
1916                 for (i = 0; i < 8; i++)
1917                         node->nodes[a]->nodes[i] = NULL;
1918                 node->nodes[a]->parent = node;
1919                 node->nodes[a]->elems.first = NULL;
1920                 node->nodes[a]->elems.last = NULL;
1921                 node->nodes[a]->count = 0;
1922                 node->nodes[a]->neg = 0;
1923                 node->nodes[a]->pos = 0;
1924         }
1925
1926         size_x /= 2;
1927         size_y /= 2;
1928         size_z /= 2;
1929         
1930         /* center of node */
1931         node->x = x = node->x_min + size_x;
1932         node->y = y = node->y_min + size_y;
1933         node->z = z = node->z_min + size_z;
1934
1935         /* setting up of border points of new nodes */
1936         node->nodes[0]->x_min = node->x_min;
1937         node->nodes[0]->y_min = node->y_min;
1938         node->nodes[0]->z_min = node->z_min;
1939         node->nodes[0]->x = node->nodes[0]->x_min + size_x / 2;
1940         node->nodes[0]->y = node->nodes[0]->y_min + size_y / 2;
1941         node->nodes[0]->z = node->nodes[0]->z_min + size_z / 2;
1942         
1943         node->nodes[1]->x_min = x;
1944         node->nodes[1]->y_min = node->y_min;
1945         node->nodes[1]->z_min = node->z_min;
1946         node->nodes[1]->x = node->nodes[1]->x_min + size_x / 2;
1947         node->nodes[1]->y = node->nodes[1]->y_min + size_y / 2;
1948         node->nodes[1]->z = node->nodes[1]->z_min + size_z / 2;
1949
1950         node->nodes[2]->x_min = x;
1951         node->nodes[2]->y_min = y;
1952         node->nodes[2]->z_min = node->z_min;
1953         node->nodes[2]->x = node->nodes[2]->x_min + size_x / 2;
1954         node->nodes[2]->y = node->nodes[2]->y_min + size_y / 2;
1955         node->nodes[2]->z = node->nodes[2]->z_min + size_z / 2;
1956
1957         node->nodes[3]->x_min = node->x_min;
1958         node->nodes[3]->y_min = y;
1959         node->nodes[3]->z_min = node->z_min;
1960         node->nodes[3]->x = node->nodes[3]->x_min + size_x / 2;
1961         node->nodes[3]->y = node->nodes[3]->y_min + size_y / 2;
1962         node->nodes[3]->z = node->nodes[3]->z_min + size_z / 2;
1963
1964         node->nodes[4]->x_min = node->x_min;
1965         node->nodes[4]->y_min = node->y_min;
1966         node->nodes[4]->z_min = z;
1967         node->nodes[4]->x = node->nodes[4]->x_min + size_x / 2;
1968         node->nodes[4]->y = node->nodes[4]->y_min + size_y / 2;
1969         node->nodes[4]->z = node->nodes[4]->z_min + size_z / 2;
1970         
1971         node->nodes[5]->x_min = x;
1972         node->nodes[5]->y_min = node->y_min;
1973         node->nodes[5]->z_min = z;
1974         node->nodes[5]->x = node->nodes[5]->x_min + size_x / 2;
1975         node->nodes[5]->y = node->nodes[5]->y_min + size_y / 2;
1976         node->nodes[5]->z = node->nodes[5]->z_min + size_z / 2;
1977
1978         node->nodes[6]->x_min = x;
1979         node->nodes[6]->y_min = y;
1980         node->nodes[6]->z_min = z;
1981         node->nodes[6]->x = node->nodes[6]->x_min + size_x / 2;
1982         node->nodes[6]->y = node->nodes[6]->y_min + size_y / 2;
1983         node->nodes[6]->z = node->nodes[6]->z_min + size_z / 2;
1984
1985         node->nodes[7]->x_min = node->x_min;
1986         node->nodes[7]->y_min = y;
1987         node->nodes[7]->z_min = z;
1988         node->nodes[7]->x = node->nodes[7]->x_min + size_x / 2;
1989         node->nodes[7]->y = node->nodes[7]->y_min + size_y / 2;
1990         node->nodes[7]->z = node->nodes[7]->z_min + size_z / 2;
1991
1992         ml_p = node->elems.first;
1993         
1994         /* setting up references of MetaElems for new nodes */
1995         while (ml_p) {
1996                 ml = ml_p->ml;
1997                 if (ml->bb->vec[0][2] < z) {
1998                         if (ml->bb->vec[0][1] < y) {
1999                                 /* vec[0][0] lies in first octant */
2000                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2001                                         /* ml belongs to the (0)1st node */
2002                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 0);
2003
2004                                         /* ml belongs to the (3)4th node */
2005                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2006                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 3);
2007
2008                                                 /* ml belongs to the (7)8th node */
2009                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2010                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2011                                                 }
2012                                         }
2013         
2014                                         /* ml belongs to the (1)2nd node */
2015                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2016                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 1);
2017
2018                                                 /* ml belongs to the (5)6th node */
2019                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2020                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2021                                                 }
2022                                         }
2023
2024                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2025                                         if ((ml->bb->vec[6][0] >= x) && (ml->bb->vec[6][1] >= y)) {
2026                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2027                                                 
2028                                                 /* ml belong to the (6)7th node */
2029                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2030                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2031                                                 }
2032                                                 
2033                                         }
2034                         
2035                                         /* ml belongs to the (4)5th node too */ 
2036                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2037                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 4);
2038                                         }
2039
2040                                         
2041                                         
2042                                 }
2043                                 /* vec[0][0] is in the (1)second octant */
2044                                 else {
2045                                         /* ml belong to the (1)2nd node */
2046                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 1);
2047
2048                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2049                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2050                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2051
2052                                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2053                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2054                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2055                                                 }
2056                                                 
2057                                         }
2058                                         
2059                                         /* ml belongs to the (5)6th node */
2060                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2061                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2062                                         }
2063                                 }
2064                         }
2065                         else {
2066                                 /* vec[0][0] is in the (3)4th octant */
2067                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2068                                         /* ml belongs to the (3)4nd node */
2069                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 3);
2070                                         
2071                                         /* ml belongs to the (7)8th node */
2072                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2073                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2074                                         }
2075                                 
2076
2077                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2078                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2079                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2080                                         
2081                                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2082                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2083                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2084                                                 }
2085                                         }
2086                                 }
2087
2088                         }
2089
2090                         /* vec[0][0] is in the (2)3th octant */
2091                         if ((ml->bb->vec[0][0] >= x) && (ml->bb->vec[0][1] >= y)) {
2092                                 /* ml belongs to the (2)3th node */
2093                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2094                                 
2095                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2096                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2097                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2098                                 }
2099                         }
2100                 }
2101                 else {
2102                         if (ml->bb->vec[0][1] < y) {
2103                                 /* vec[0][0] lies in (4)5th octant */
2104                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2105                                         /* ml belongs to the (4)5th node */
2106                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 4);
2107
2108                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2109                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2110                                         }
2111
2112                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2113                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2114                                         }
2115                                         
2116                                         if ((ml->bb->vec[6][0] >= x) && (ml->bb->vec[6][1] >= y)) {
2117                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2118                                         }
2119                                 }
2120                                 /* vec[0][0] lies in (5)6th octant */
2121                                 else {
2122                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2123
2124                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2125                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2126                                         }
2127                                 }
2128                         }
2129                         else {
2130                                 /* vec[0][0] lies in (7)8th octant */
2131                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2132                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2133
2134                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2135                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2136                                         }
2137                                 }
2138
2139                         }
2140                         
2141                         /* vec[0][0] lies in (6)7th octant */
2142                         if ((ml->bb->vec[0][0] >= x) && (ml->bb->vec[0][1] >= y)) {
2143                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2144                         }
2145                 }
2146                 ml_p = ml_p->next;
2147         }
2148
2149         /* free references of MetaElems for curent node (it is not needed anymore) */
2150         BLI_freelistN(&node->elems);
2151
2152         depth--;
2153         
2154         if (depth > 0) {
2155                 for (a = 0; a < 8; a++) {
2156                         if (node->nodes[a]->count > 0) /* if node is not empty, then it is subdivided */
2157                                 subdivide_metaball_octal_node(node->nodes[a], size_x, size_y, size_z, depth);
2158                 }
2159         }
2160 }
2161
2162 /* free all octal nodes recursively */
2163 static void free_metaball_octal_node(octal_node *node)
2164 {
2165         int a;
2166         for (a = 0; a < 8; a++) {
2167                 if (node->nodes[a] != NULL) free_metaball_octal_node(node->nodes[a]);
2168         }
2169         BLI_freelistN(&node->elems);
2170         MEM_freeN(node);
2171 }
2172
2173 /* If scene include more then one MetaElem, then octree is used */
2174 static void init_metaball_octal_tree(int depth)
2175 {
2176         struct octal_node *node;
2177         ml_pointer *ml_p;
2178         float size[3];
2179         int a;
2180         
2181         metaball_tree = MEM_mallocN(sizeof(octal_tree), "metaball_octal_tree");
2182         metaball_tree->first = node = MEM_mallocN(sizeof(octal_node), "metaball_octal_node");
2183         /* maximal depth of octree */
2184         metaball_tree->depth = depth;
2185
2186         metaball_tree->neg = node->neg = 0;
2187         metaball_tree->pos = node->pos = 0;
2188         
2189         node->elems.first = NULL;
2190         node->elems.last = NULL;
2191         node->count = 0;
2192
2193         for (a = 0; a < 8; a++)
2194                 node->nodes[a] = NULL;
2195
2196         node->x_min = node->y_min = node->z_min = FLT_MAX;
2197         node->x_max = node->y_max = node->z_max = -FLT_MAX;
2198
2199         /* size of octal tree scene */
2200         for (a = 0; a < totelem; a++) {
2201                 if (mainb[a]->bb->vec[0][0] < node->x_min) node->x_min = mainb[a]->bb->vec[0][0];
2202                 if (mainb[a]->bb->vec[0][1] < node->y_min) node->y_min = mainb[a]->bb->vec[0][1];
2203                 if (mainb[a]->bb->vec[0][2] < node->z_min) node->z_min = mainb[a]->bb->vec[0][2];
2204
2205                 if (mainb[a]->bb->vec[6][0] > node->x_max) node->x_max = mainb[a]->bb->vec[6][0];
2206                 if (mainb[a]->bb->vec[6][1] > node->y_max) node->y_max = mainb[a]->bb->vec[6][1];
2207                 if (mainb[a]->bb->vec[6][2] > node->z_max) node->z_max = mainb[a]->bb->vec[6][2];
2208
2209                 ml_p = MEM_mallocN(sizeof(ml_pointer), "ml_pointer");
2210                 ml_p->ml = mainb[a];
2211                 BLI_addtail(&node->elems, ml_p);
2212
2213                 if ((mainb[a]->flag & MB_NEGATIVE) == 0) {
2214                         /* number of positive MetaElem in scene */
2215                         metaball_tree->pos++;
2216                 }
2217                 else {
2218                         /* number of negative MetaElem in scene */
2219                         metaball_tree->neg++;
2220                 }
2221         }
2222
2223         /* size of first node */        
2224         size[0] = node->x_max - node->x_min;
2225         size[1] = node->y_max - node->y_min;
2226         size[2] = node->z_max - node->z_min;
2227
2228         /* first node is subdivided recursively */
2229         subdivide_metaball_octal_node(node, size[0], size[1], size[2], metaball_tree->depth);
2230 }
2231
2232 void BKE_mball_polygonize(Scene *scene, Object *ob, ListBase *dispbase)
2233 {
2234         PROCESS mbproc;
2235         MetaBall *mb;
2236         DispList *dl;
2237         int a, nr_cubes;
2238         float *co, *no, totsize, width;
2239
2240         mb = ob->data;
2241
2242         if (totelem == 0) return;
2243         if ((G.is_rendering == FALSE) && (mb->flag == MB_UPDATE_NEVER)) return;
2244         if (G.moving && mb->flag == MB_UPDATE_FAST) return;
2245
2246         curindex = totindex = 0;
2247         indices = NULL;
2248         thresh = mb->thresh;
2249
2250         /* total number of MetaElems (totelem) is precomputed in find_basis_mball() function */
2251         mainb = MEM_mallocN(sizeof(void *) * totelem, "mainb");
2252         
2253         /* initialize all mainb (MetaElems) */
2254         totsize = init_meta(scene, ob);
2255
2256         if (metaball_tree) {
2257                 free_metaball_octal_node(metaball_tree->first);
2258                 MEM_freeN(metaball_tree);
2259                 metaball_tree = NULL;
2260         }
2261
2262         /* if scene includes more then one MetaElem, then octal tree optimization is used */
2263         if ((totelem >    1) && (totelem <=   64)) init_metaball_octal_tree(1);
2264         if ((totelem >   64) && (totelem <=  128)) init_metaball_octal_tree(2);
2265         if ((totelem >  128) && (totelem <=  512)) init_metaball_octal_tree(3);
2266         if ((totelem >  512) && (totelem <= 1024)) init_metaball_octal_tree(4);
2267         if (totelem  > 1024)                       init_metaball_octal_tree(5);
2268
2269         /* don't polygonize metaballs with too high resolution (base mball to small)
2270          * note: Eps was 0.0001f but this was giving problems for blood animation for durian, using 0.00001f */
2271         if (metaball_tree) {
2272                 if (ob->size[0] <= 0.00001f * (metaball_tree->first->x_max - metaball_tree->first->x_min) ||
2273                     ob->size[1] <= 0.00001f * (metaball_tree->first->y_max - metaball_tree->first->y_min) ||
2274                     ob->size[2] <= 0.00001f * (metaball_tree->first->z_max - metaball_tree->first->z_min))
2275                 {
2276                         new_pgn_element(-1); /* free values created by init_meta */
2277
2278                         MEM_freeN(mainb);
2279
2280                         /* free tree */
2281                         free_metaball_octal_node(metaball_tree->first);
2282                         MEM_freeN(metaball_tree);
2283                         metaball_tree = NULL;
2284
2285                         return;
2286                 }
2287         }
2288
2289         /* width is size per polygonize cube */
2290         if (G.is_rendering) width = mb->rendersize;
2291         else {
2292                 width = mb->wiresize;
2293                 if (G.moving && mb->flag == MB_UPDATE_HALFRES) width *= 2;
2294         }
2295         /* nr_cubes is just for safety, minimum is totsize */
2296         nr_cubes = (int)(0.5f + totsize / width);
2297
2298         /* init process */
2299         mbproc.function = metaball;
2300         mbproc.size = width;
2301         mbproc.bounds = nr_cubes;
2302         mbproc.cubes = NULL;
2303         mbproc.delta = width / (float)(RES * RES);
2304
2305         polygonize(&mbproc, mb);
2306         
2307         MEM_freeN(mainb);
2308
2309         /* free octal tree */
2310         if (totelem > 1) {
2311                 free_metaball_octal_node(metaball_tree->first);
2312                 MEM_freeN(metaball_tree);
2313                 metaball_tree = NULL;
2314         }
2315
2316         if (curindex) {
2317                 VERTEX *ptr = mbproc.vertices.ptr;
2318
2319                 dl = MEM_callocN(sizeof(DispList), "mbaldisp");
2320                 BLI_addtail(dispbase, dl);
2321                 dl->type = DL_INDEX4;
2322                 dl->nr = mbproc.vertices.count;
2323                 dl->parts = curindex;
2324
2325                 dl->index = indices;
2326                 indices = NULL;
2327
2328                 a = mbproc.vertices.count;
2329                 dl->verts = co = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * a, "mballverts");
2330                 dl->nors = no = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * a, "mballnors");
2331
2332                 for (a = 0; a < mbproc.vertices.count; ptr++, a++, no += 3, co += 3) {
2333                         copy_v3_v3(co, ptr->co);
2334                         copy_v3_v3(no, ptr->no);
2335                 }
2336         }
2337
2338         freepolygonize(&mbproc);
2339 }
2340
2341 /* basic vertex data functions */
2342 int BKE_mball_minmax(MetaBall *mb, float min[3], float max[3])
2343 {
2344         MetaElem *ml;
2345
2346         INIT_MINMAX(min, max);
2347
2348         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2349                 minmax_v3v3_v3(min, max, &ml->x);
2350         }
2351
2352         return (mb->elems.first != NULL);
2353 }
2354
2355 int BKE_mball_center_median(MetaBall *mb, float r_cent[3])
2356 {
2357         MetaElem *ml;
2358         int total = 0;
2359
2360         zero_v3(r_cent);
2361
2362         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2363                 add_v3_v3(r_cent, &ml->x);
2364         }
2365
2366         if (total) {
2367                 mul_v3_fl(r_cent, 1.0f / (float)total);
2368         }
2369
2370         return (total != 0);
2371 }
2372
2373 int BKE_mball_center_bounds(MetaBall *mb, float r_cent[3])
2374 {
2375         float min[3], max[3];
2376
2377         if (BKE_mball_minmax(mb, min, max)) {
2378                 mid_v3_v3v3(r_cent, min, max);
2379                 return 1;
2380         }
2381
2382         return 0;
2383 }
2384
2385 void BKE_mball_translate(MetaBall *mb, float offset[3])
2386 {
2387         MetaElem *ml;
2388
2389         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2390                 add_v3_v3(&ml->x, offset);
2391         }
2392 }