Bevel vertex only (shortcut: control-shift-B) initial commit.
[blender.git] / source / blender / bmesh / tools / bmesh_bevel.c
1 /*
2  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
7  * of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
16  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
17  *
18  * Contributor(s):
19  *         Joseph Eagar,
20  *         Aleksandr Mokhov,
21  *         Howard Trickey,
22  *         Campbell Barton
23  *
24  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
25  */
26
27 /** \file blender/bmesh/tools/bmesh_bevel.c
28  *  \ingroup bmesh
29  */
30
31 #include "MEM_guardedalloc.h"
32
33 #include "BLI_array.h"
34 #include "BLI_math.h"
35 #include "BLI_memarena.h"
36
37 #include "BKE_customdata.h"
38
39 #include "bmesh.h"
40 #include "./intern/bmesh_private.h"
41
42
43
44 #define BEVEL_EPSILON  1e-6
45
46 /* for testing */
47 // #pragma GCC diagnostic error "-Wpadded"
48
49 /* Constructed vertex, sometimes later instantiated as BMVert */
50 typedef struct NewVert {
51         BMVert *v;
52         float co[3];
53 //      int _pad;
54 } NewVert;
55
56 struct BoundVert;
57
58 /* Data for one end of an edge involved in a bevel */
59 typedef struct EdgeHalf {
60         struct EdgeHalf *next, *prev;   /* in CCW order */
61         BMEdge *e;                  /* original mesh edge */
62         BMFace *fprev;              /* face between this edge and previous, if any */
63         BMFace *fnext;              /* face between this edge and next, if any */
64         struct BoundVert *leftv;    /* left boundary vert (looking along edge to end) */
65         struct BoundVert *rightv;   /* right boundary vert, if beveled */
66         short is_bev;               /* is this edge beveled? */
67         short is_rev;               /* is e->v2 the vertex at this end? */
68         int   seg;                  /* how many segments for the bevel */
69         float offset;               /* offset for this edge */
70 //      int _pad;
71 } EdgeHalf;
72
73 /* An element in a cyclic boundary of a Vertex Mesh (VMesh) */
74 typedef struct BoundVert {
75         struct BoundVert *next, *prev;  /* in CCW order */
76         NewVert nv;
77         EdgeHalf *efirst;   /* first of edges attached here: in CCW order */
78         EdgeHalf *elast;
79         EdgeHalf *ebev;     /* beveled edge whose left side is attached here, if any */
80         int index;          /* used for vmesh indexing */
81 //      int _pad;
82 } BoundVert;
83
84 /* Mesh structure replacing a vertex */
85 typedef struct VMesh {
86         NewVert *mesh;           /* allocated array - size and structure depends on kind */
87         BoundVert *boundstart;   /* start of boundary double-linked list */
88         int count;               /* number of vertices in the boundary */
89         int seg;                 /* common # of segments for segmented edges */
90         enum {
91                 M_NONE,         /* no polygon mesh needed */
92                 M_POLY,         /* a simple polygon */
93                 M_ADJ,          /* "adjacent edges" mesh pattern */
94                 M_ADJ_SUBDIV,   /* like M_ADJ, but using subdivision */
95                 M_TRI_FAN,      /* a simple polygon - fan filled */
96                 M_QUAD_STRIP,   /* a simple polygon - cut into paralelle strips */
97         } mesh_kind;
98 //      int _pad;
99 } VMesh;
100
101 /* Data for a vertex involved in a bevel */
102 typedef struct BevVert {
103         BMVert *v;          /* original mesh vertex */
104         int edgecount;          /* total number of edges around the vertex */
105         int selcount;           /* number of selected edges around the vertex */
106         EdgeHalf *edges;        /* array of size edgecount; CCW order from vertex normal side */
107         VMesh *vmesh;           /* mesh structure for replacing vertex */
108 } BevVert;
109
110 /* Bevel parameters and state */
111 typedef struct BevelParams {
112         /* hash of BevVert for each vertex involved in bevel
113          * GHash: (key=(BMVert *), value=(BevVert *)) */
114         GHash    *vert_hash;
115         MemArena *mem_arena;    /* use for all allocs while bevel runs, if we need to free we can switch to mempool */
116
117         float offset;           /* blender units to offset each side of a beveled edge */
118         int seg;                /* number of segments in beveled edge profile */
119         int vertex_only;        /* bevel vertices only */
120 } BevelParams;
121
122 // #pragma GCC diagnostic ignored "-Wpadded"
123
124 // #include "bevdebug.c"
125
126 /* Make a new BoundVert of the given kind, insert it at the end of the circular linked
127  * list with entry point bv->boundstart, and return it. */
128 static BoundVert *add_new_bound_vert(MemArena *mem_arena, VMesh *vm, const float co[3])
129 {
130         BoundVert *ans = (BoundVert *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, sizeof(BoundVert));
131
132         copy_v3_v3(ans->nv.co, co);
133         if (!vm->boundstart) {
134                 ans->index = 0;
135                 vm->boundstart = ans;
136                 ans->next = ans->prev = ans;
137         }
138         else {
139                 BoundVert *tail = vm->boundstart->prev;
140                 ans->index = tail->index + 1;
141                 ans->prev = tail;
142                 ans->next = vm->boundstart;
143                 tail->next = ans;
144                 vm->boundstart->prev = ans;
145         }
146         vm->count++;
147         return ans;
148 }
149
150 /* Mesh verts are indexed (i, j, k) where
151  * i = boundvert index (0 <= i < nv)
152  * j = ring index (0 <= j <= ns2)
153  * k = segment index (0 <= k <= ns)
154  * Not all of these are used, and some will share BMVerts */
155 static NewVert *mesh_vert(VMesh *vm, int i, int j, int k)
156 {
157         int nj = (vm->seg / 2) + 1;
158         int nk = vm->seg + 1;
159
160         return &vm->mesh[i * nk * nj  + j * nk + k];
161 }
162
163 static void create_mesh_bmvert(BMesh *bm, VMesh *vm, int i, int j, int k, BMVert *eg)
164 {
165         NewVert *nv = mesh_vert(vm, i, j, k);
166         nv->v = BM_vert_create(bm, nv->co, eg, 0);
167         BM_elem_flag_disable(nv->v, BM_ELEM_TAG);
168 }
169
170 static void copy_mesh_vert(VMesh *vm, int ito, int jto, int kto,
171                            int ifrom, int jfrom, int kfrom)
172 {
173         NewVert *nvto, *nvfrom;
174
175         nvto = mesh_vert(vm, ito, jto, kto);
176         nvfrom = mesh_vert(vm, ifrom, jfrom, kfrom);
177         nvto->v = nvfrom->v;
178         copy_v3_v3(nvto->co, nvfrom->co);
179 }
180
181 /* find the EdgeHalf in bv's array that has edge bme */
182 static EdgeHalf *find_edge_half(BevVert *bv, BMEdge *bme)
183 {
184         int i;
185
186         for (i = 0; i < bv->edgecount; i++) {
187                 if (bv->edges[i].e == bme)
188                         return &bv->edges[i];
189         }
190         return NULL;
191 }
192
193 /* Return the next EdgeHalf after from_e that is beveled.
194  * If from_e is NULL, find the first beveled edge. */
195 static EdgeHalf *next_bev(BevVert *bv, EdgeHalf *from_e)
196 {
197         EdgeHalf *e;
198
199         if (from_e == NULL)
200                 from_e = &bv->edges[bv->edgecount - 1];
201         e = from_e;
202         do {
203                 if (e->is_bev) {
204                         return e;
205                 }
206         } while ((e = e->next) != from_e);
207         return NULL;
208 }
209
210 /* find the BevVert corresponding to BMVert bmv */
211 static BevVert *find_bevvert(BevelParams *bp, BMVert *bmv)
212 {
213         return BLI_ghash_lookup(bp->vert_hash, bmv);
214 }
215
216 /* Return a good respresentative face (for materials, etc.) for faces
217  * created around/near BoundVert v */
218 static BMFace *boundvert_rep_face(BoundVert *v)
219 {
220         BMFace *fans = NULL;
221         BMFace *firstf = NULL;
222         BMEdge *e1, *e2;
223         BMFace *f1, *f2;
224         BMIter iter1, iter2;
225
226         BLI_assert(v->efirst != NULL && v->elast != NULL);
227         e1 = v->efirst->e;
228         e2 = v->elast->e;
229         BM_ITER_ELEM (f1, &iter1, e1, BM_FACES_OF_EDGE) {
230                 if (!firstf)
231                         firstf = f1;
232                 BM_ITER_ELEM (f2, &iter2, e2, BM_FACES_OF_EDGE) {
233                         if (f1 == f2) {
234                                 fans = f1;
235                                 break;
236                         }
237                 }
238         }
239         if (!fans)
240                 fans = firstf;
241
242         return fans;
243 }
244
245 /**
246  * Make ngon from verts alone.
247  * Make sure to properly copy face attributes and do custom data interpolation from
248  * example face, facerep.
249  *
250  * \note ALL face creation goes through this function, this is important to keep!
251  */
252 static BMFace *bev_create_ngon(BMesh *bm, BMVert **vert_arr, const int totv, BMFace *facerep)
253 {
254         BMIter iter;
255         BMLoop *l;
256         BMFace *f;
257
258         if (totv == 3) {
259                 f = BM_face_create_quad_tri_v(bm, vert_arr, 3, facerep, FALSE);
260         }
261         else if (totv == 4) {
262                 f = BM_face_create_quad_tri_v(bm, vert_arr, 4, facerep, FALSE);
263         }
264         else {
265                 int i;
266                 BMEdge **ee = BLI_array_alloca(ee, totv);
267
268                 for (i = 0; i < totv; i++) {
269                         ee[i] = BM_edge_create(bm, vert_arr[i], vert_arr[(i + 1) % totv], NULL, BM_CREATE_NO_DOUBLE);
270                 }
271 #if 0
272                 f = BM_face_create_ngon(bm, vert_arr[0], vert_arr[1], ee, totv, 0);
273 #else
274                 f = BM_face_create(bm, vert_arr, ee, totv, 0);
275 #endif
276         }
277         if (facerep && f) {
278                 int has_mdisps = CustomData_has_layer(&bm->ldata, CD_MDISPS);
279                 BM_elem_attrs_copy(bm, bm, facerep, f);
280                 BM_ITER_ELEM (l, &iter, f, BM_LOOPS_OF_FACE) {
281                         BM_loop_interp_from_face(bm, l, facerep, TRUE, TRUE);
282                         if (has_mdisps)
283                                 BM_loop_interp_multires(bm, l, facerep);
284                 }
285         }
286
287         /* not essential for bevels own internal logic,
288          * this is done so the operator can select newly created faces */
289         if (f) {
290                 BM_elem_flag_enable(f, BM_ELEM_TAG);
291         }
292
293         return f;
294 }
295
296 static BMFace *bev_create_quad_tri(BMesh *bm, BMVert *v1, BMVert *v2, BMVert *v3, BMVert *v4,
297                                    BMFace *facerep)
298 {
299         BMVert *varr[4] = {v1, v2, v3, v4};
300         return bev_create_ngon(bm, varr, v4 ? 4 : 3, facerep);
301 }
302
303 /*
304  * Calculate the meeting point between the offset edges for e1 and e2, putting answer in meetco.
305  * e1 and e2 share vertex v and face f (may be NULL) and viewed from the normal side of
306  * the bevel vertex,  e1 precedes e2 in CCW order.
307  * If on_right is true, offset edge is on right of both edges, where e1 enters v and
308  * e2 leave it. If on_right is false, then the offset edge is on the left.
309  * When offsets are equal, the new point is on the edge bisector, with length offset/sin(angle/2),
310  * but if the offsets are not equal (allowing for this, as bevel modifier has edge weights that may
311  * lead to different offsets) then meeting point can be found be intersecting offset lines.
312  */
313 static void offset_meet(EdgeHalf *e1, EdgeHalf *e2, BMVert *v, BMFace *f,
314                         int on_right, float meetco[3])
315 {
316         float dir1[3], dir2[3], norm_v[3], norm_perp1[3], norm_perp2[3],
317               off1a[3], off1b[3], off2a[3], off2b[3], isect2[3];
318
319         /* get direction vectors for two offset lines */
320         sub_v3_v3v3(dir1, v->co, BM_edge_other_vert(e1->e, v)->co);
321         sub_v3_v3v3(dir2, BM_edge_other_vert(e2->e, v)->co, v->co);
322
323         if (angle_v3v3(dir1, dir2) < 100.0f * (float)BEVEL_EPSILON) {
324                 /* special case: e1 and e2 are parallel; put offset point perp to both, from v.
325                  * need to find a suitable plane.
326                  * if offsets are different, we're out of luck: just use e1->offset */
327                 if (f)
328                         copy_v3_v3(norm_v, f->no);
329                 else
330                         copy_v3_v3(norm_v, v->no);
331                 cross_v3_v3v3(norm_perp1, dir1, norm_v);
332                 normalize_v3(norm_perp1);
333                 copy_v3_v3(off1a, v->co);
334                 madd_v3_v3fl(off1a, norm_perp1, e1->offset);
335                 copy_v3_v3(meetco, off1a);
336         }
337         else {
338                 /* get normal to plane where meet point should be */
339                 cross_v3_v3v3(norm_v, dir2, dir1);
340                 normalize_v3(norm_v);
341                 if (!on_right)
342                         negate_v3(norm_v);
343
344                 /* get vectors perp to each edge, perp to norm_v, and pointing into face */
345                 if (f) {
346                         copy_v3_v3(norm_v, f->no);
347                 }
348                 cross_v3_v3v3(norm_perp1, dir1, norm_v);
349                 cross_v3_v3v3(norm_perp2, dir2, norm_v);
350                 normalize_v3(norm_perp1);
351                 normalize_v3(norm_perp2);
352
353                 /* get points that are offset distances from each line, then another point on each line */
354                 copy_v3_v3(off1a, v->co);
355                 madd_v3_v3fl(off1a, norm_perp1, e1->offset);
356                 add_v3_v3v3(off1b, off1a, dir1);
357                 copy_v3_v3(off2a, v->co);
358                 madd_v3_v3fl(off2a, norm_perp2, e2->offset);
359                 add_v3_v3v3(off2b, off2a, dir2);
360
361                 /* intersect the lines; by construction they should be on the same plane and not parallel */
362                 if (!isect_line_line_v3(off1a, off1b, off2a, off2b, meetco, isect2)) {
363                         BLI_assert(!"offset_meet failure");
364                         copy_v3_v3(meetco, off1a);  /* just to do something */
365                 }
366         }
367 }
368
369 /* Like offset_meet, but here f1 and f2 must not be NULL and give the
370  * planes in which to run the offset lines.
371  * They may not meet exactly: the offsets for the edges may be different
372  * or both the planes and the lines may be angled so that they can't meet.
373  * In that case, pick a close point on emid, which should be the dividing
374  * edge between the two planes.
375  * TODO: should have a global 'offset consistency' prepass to adjust offset
376  * widths so that all edges have the same offset at both ends. */
377 static void offset_in_two_planes(EdgeHalf *e1, EdgeHalf *e2, EdgeHalf *emid,
378                                  BMVert *v, BMFace *f1, BMFace *f2, float meetco[3])
379 {
380         float dir1[3], dir2[3], dirmid[3], norm_perp1[3], norm_perp2[3],
381               off1a[3], off1b[3], off2a[3], off2b[3], isect2[3], co[3],
382               f1no[3], f2no[3];
383         int iret;
384
385         BLI_assert(f1 != NULL && f2 != NULL);
386
387         /* get direction vectors for two offset lines */
388         sub_v3_v3v3(dir1, v->co, BM_edge_other_vert(e1->e, v)->co);
389         sub_v3_v3v3(dir2, BM_edge_other_vert(e2->e, v)->co, v->co);
390         sub_v3_v3v3(dirmid, BM_edge_other_vert(emid->e, v)->co, v->co);
391
392         /* get directions into offset planes */
393         /* calculate face normals at corner in case faces are nonplanar */
394         cross_v3_v3v3(f1no, dirmid, dir1);
395         cross_v3_v3v3(f2no, dirmid, dir2);
396         cross_v3_v3v3(norm_perp1, dir1, f1no);
397         normalize_v3(norm_perp1);
398         cross_v3_v3v3(norm_perp2, dir2, f2no);
399         normalize_v3(norm_perp2);
400
401         /* get points that are offset distances from each line, then another point on each line */
402         copy_v3_v3(off1a, v->co);
403         madd_v3_v3fl(off1a, norm_perp1, e1->offset);
404         sub_v3_v3v3(off1b, off1a, dir1);
405         copy_v3_v3(off2a, v->co);
406         madd_v3_v3fl(off2a, norm_perp2, e2->offset);
407         add_v3_v3v3(off2b, off2a, dir2);
408
409         if (angle_v3v3(dir1, dir2) < 100.0f * (float)BEVEL_EPSILON) {
410                 /* lines are parallel; off1a is a good meet point */
411                 copy_v3_v3(meetco, off1a);
412         }
413         else {
414                 iret = isect_line_line_v3(off1a, off1b, off2a, off2b, meetco, isect2);
415                 if (iret == 0) {
416                         /* lines colinear: another test says they are parallel. so shouldn't happen */
417                         copy_v3_v3(meetco, off1a);
418                 }
419                 else if (iret == 2) {
420                         /* lines are not coplanar; meetco and isect2 are nearest to first and second lines */
421                         if (len_v3v3(meetco, isect2) > 100.0f * (float)BEVEL_EPSILON) {
422                                 /* offset lines don't meet: project average onto emid; this is not ideal (see TODO above) */
423                                 mid_v3_v3v3(co, meetco, isect2);
424                                 closest_to_line_v3(meetco, co, v->co, BM_edge_other_vert(emid->e, v)->co);
425                         }
426                 }
427                 /* else iret == 1 and the lines are coplanar so meetco has the intersection */
428         }
429 }
430
431 /* Offset by e->offset in plane with normal plane_no, on left if left==TRUE,
432  * else on right.  If no is NULL, choose an arbitrary plane different
433  * from eh's direction. */
434 static void offset_in_plane(EdgeHalf *e, const float plane_no[3], int left, float r[3])
435 {
436         float dir[3], no[3], fdir[3];
437         BMVert *v;
438
439         v = e->is_rev ? e->e->v2 : e->e->v1;
440
441         sub_v3_v3v3(dir, BM_edge_other_vert(e->e, v)->co, v->co);
442         normalize_v3(dir);
443         if (plane_no) {
444                 copy_v3_v3(no, plane_no);
445         }
446         else {
447                 zero_v3(no);
448                 if (fabs(dir[0]) < fabs(dir[1]))
449                         no[0] = 1.0f;
450                 else
451                         no[1] = 1.0f;
452         }
453         if (left)
454                 cross_v3_v3v3(fdir, dir, no);
455         else
456                 cross_v3_v3v3(fdir, no, dir);
457         normalize_v3(fdir);
458         copy_v3_v3(r, v->co);
459         madd_v3_v3fl(r, fdir, e->offset);
460 }
461
462 /* Calculate coordinates of a point a distance d from v on e->e and return it in slideco */
463 static void slide_dist(EdgeHalf *e, BMVert *v, float d, float slideco[3])
464 {
465         float dir[3], len;
466
467         sub_v3_v3v3(dir, v->co, BM_edge_other_vert(e->e, v)->co);
468         len = normalize_v3(dir);
469         if (d > len)
470                 d = len - (float)(50.0 * BEVEL_EPSILON);
471         copy_v3_v3(slideco, v->co);
472         madd_v3_v3fl(slideco, dir, -d);
473 }
474
475 /* Calculate the point on e where line (co_a, co_b) comes closest to and return it in projco */
476 static void project_to_edge(BMEdge *e, const float co_a[3], const float co_b[3], float projco[3])
477 {
478         float otherco[3];
479
480         if (!isect_line_line_v3(e->v1->co, e->v2->co, co_a, co_b, projco, otherco)) {
481                 BLI_assert(!"project meet failure");
482                 copy_v3_v3(projco, e->v1->co);
483         }
484 }
485
486 /* return 1 if a and b are in CCW order on the normal side of f,
487  * and -1 if they are reversed, and 0 if there is no shared face f */
488 static int bev_ccw_test(BMEdge *a, BMEdge *b, BMFace *f)
489 {
490         BMLoop *la, *lb;
491
492         if (!f)
493                 return 0;
494         la = BM_face_edge_share_loop(f, a);
495         lb = BM_face_edge_share_loop(f, b);
496         if (!la || !lb)
497                 return 0;
498         return lb->next == la ? 1 : -1;
499 }
500
501 /* Fill matrix r_mat so that a point in the sheared parallelogram with corners
502  * va, vmid, vb (and the 4th that is implied by it being a parallelogram)
503  * is transformed to the unit square by multiplication with r_mat.
504  * If it can't be done because the parallelogram is degenerate, return FALSE
505  * else return TRUE.
506  * Method:
507  * Find vo, the origin of the parallelogram with other three points va, vmid, vb.
508  * Also find vd, which is in direction normal to parallelogram and 1 unit away
509  * from the origin.
510  * The quarter circle in first quadrant of unit square will be mapped to the
511  * quadrant of a sheared ellipse in the parallelgram, using a matrix.
512  * The matrix mat is calculated to map:
513  *    (0,1,0) -> va
514  *    (1,1,0) -> vmid
515  *    (1,0,0) -> vb
516  *    (0,1,1) -> vd
517  * We want M to make M*A=B where A has the left side above, as columns
518  * and B has the right side as columns - both extended into homogeneous coords.
519  * So M = B*(Ainverse).  Doing Ainverse by hand gives the code below.
520 */
521 static int make_unit_square_map(const float va[3], const float vmid[3], const float vb[3],
522                                 float r_mat[4][4])
523 {
524         float vo[3], vd[3], vb_vmid[3], va_vmid[3], vddir[3];
525
526         sub_v3_v3v3(va_vmid, vmid, va);
527         sub_v3_v3v3(vb_vmid, vmid, vb);
528         if (fabsf(angle_v3v3(va_vmid, vb_vmid) - (float)M_PI) > 100.f *(float)BEVEL_EPSILON) {
529                 sub_v3_v3v3(vo, va, vb_vmid);
530                 cross_v3_v3v3(vddir, vb_vmid, va_vmid);
531                 normalize_v3(vddir);
532                 add_v3_v3v3(vd, vo, vddir);
533
534                 /* The cols of m are: {vmid - va, vmid - vb, vmid + vd - va -vb, va + vb - vmid;
535                  * blender transform matrices are stored such that m[i][*] is ith column;
536                  * the last elements of each col remain as they are in unity matrix */
537                 sub_v3_v3v3(&r_mat[0][0], vmid, va);
538                 r_mat[0][3] = 0.0f;
539                 sub_v3_v3v3(&r_mat[1][0], vmid, vb);
540                 r_mat[1][3] = 0.0f;
541                 add_v3_v3v3(&r_mat[2][0], vmid, vd);
542                 sub_v3_v3(&r_mat[2][0], va);
543                 sub_v3_v3(&r_mat[2][0], vb);
544                 r_mat[2][3] = 0.0f;
545                 add_v3_v3v3(&r_mat[3][0], va, vb);
546                 sub_v3_v3(&r_mat[3][0], vmid);
547                 r_mat[3][3] = 1.0f;
548
549                 return TRUE;
550         }
551         else
552                 return FALSE;
553 }
554
555 /*
556  * Find the point (/n) of the way around the round profile for e,
557  * where start point is va, midarc point is vmid, and end point is vb.
558  * Return the answer in profileco.
559  * If va -- vmid -- vb is approximately a straight line, just
560  * interpolate along the line.
561  */
562 static void get_point_on_round_edge(EdgeHalf *e, int k,
563                                     const float va[3], const float vmid[3], const float vb[3],
564                                     float r_co[3])
565 {
566         float p[3], angle;
567         float m[4][4];
568         int n = e->seg;
569
570         if (make_unit_square_map(va, vmid, vb, m)) {
571                 /* Find point k/(e->seg) along quarter circle from (0,1,0) to (1,0,0) */
572                 angle = (float)M_PI * (float)k / (2.0f * (float)n);  /* angle from y axis */
573                 p[0] = sinf(angle);
574                 p[1] = cosf(angle);
575                 p[2] = 0.0f;
576                 mul_v3_m4v3(r_co, m, p);
577         }
578         else {
579                 /* degenerate case: profile is a line */
580                 interp_v3_v3v3(r_co, va, vb, (float)k / (float)n);
581         }
582 }
583
584 /* Calculate a snapped point to the transformed profile of edge e, extended as
585  * in a cylinder-like surface in the direction of e.
586  * co is the point to snap and is modified in place.
587  * va and vb are the limits of the profile (with peak on e). */
588 static void snap_to_edge_profile(EdgeHalf *e, const float va[3], const float vb[3],
589                                  float co[3])
590 {
591         float m[4][4], minv[4][4];
592         float edir[3], va0[3], vb0[3], vmid0[3], p[3], snap[3];
593
594         sub_v3_v3v3(edir, e->e->v1->co, e->e->v2->co);
595         normalize_v3(edir);
596
597         /* project va and vb onto plane P, with normal edir and containing co */
598         closest_to_plane_v3(va0, co, edir, va);
599         closest_to_plane_v3(vb0, co, edir, vb);
600         project_to_edge(e->e, va0, vb0, vmid0);
601         if (make_unit_square_map(va0, vmid0, vb0, m)) {
602                 /* Transform co and project it onto the unit circle.
603                  * Projecting is in fact just normalizing the transformed co */
604                 if (!invert_m4_m4(minv, m)) {
605                         /* shouldn't happen, by angle test and construction of vd */
606                         BLI_assert(!"failed inverse during profile snap");
607                         return;
608                 }
609                 mul_v3_m4v3(p, minv, co);
610                 normalize_v3(p);
611                 mul_v3_m4v3(snap, m, p);
612                 copy_v3_v3(co, snap);
613         }
614         else {
615                 /* planar case: just snap to line va--vb */
616                 closest_to_line_segment_v3(p, co, va, vb);
617                 copy_v3_v3(co, p);
618         }
619 }
620
621 /* Make a circular list of BoundVerts for bv, each of which has the coordinates
622  * of a vertex on the the boundary of the beveled vertex bv->v.
623  * Also decide on the mesh pattern that will be used inside the boundary.
624  * Doesn't make the actual BMVerts */
625 static void build_boundary(BevelParams *bp, BevVert *bv)
626 {
627         MemArena *mem_arena = bp->mem_arena;
628         EdgeHalf *efirst, *e;
629         BoundVert *v;
630         VMesh *vm;
631         float co[3];
632         const float  *no;
633         float lastd;
634
635         vm = bv->vmesh;
636
637         if (bp->vertex_only)
638                 e = efirst = &bv->edges[0];
639         else
640                 e = efirst = next_bev(bv, NULL);
641
642         BLI_assert(bv->edgecount >= 2);  /* since bevel edges incident to 2 faces */
643
644         if (bv->edgecount == 2 && bv->selcount == 1) {
645                 /* special case: beveled edge meets non-beveled one at valence 2 vert */
646                 no = e->fprev ? e->fprev->no : (e->fnext ? e->fnext->no : NULL);
647                 offset_in_plane(e, no, TRUE, co);
648                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
649                 v->efirst = v->elast = v->ebev = e;
650                 e->leftv = v;
651                 no = e->fnext ? e->fnext->no : (e->fprev ? e->fprev->no : NULL);
652                 offset_in_plane(e, no, FALSE, co);
653                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
654                 v->efirst = v->elast = e;
655                 e->rightv = v;
656                 /* make artifical extra point along unbeveled edge, and form triangle */
657                 slide_dist(e->next, bv->v, e->offset, co);
658                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
659                 v->efirst = v->elast = e->next;
660                 e->next->leftv = e->next->rightv = v;
661                 /* could use M_POLY too, but tri-fan looks nicer)*/
662                 vm->mesh_kind = M_TRI_FAN;
663                 return;
664         }
665
666         lastd = bp->vertex_only ? bp->offset : e->offset;
667         vm->boundstart = NULL;
668         do {
669                 if (e->is_bev) {
670                         /* handle only left side of beveled edge e here: next iteration should do right side */
671                         if (e->prev->is_bev) {
672                                 BLI_assert(e->prev != e);  /* see: wire edge special case */
673                                 offset_meet(e->prev, e, bv->v, e->fprev, TRUE, co);
674                                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
675                                 v->efirst = e->prev;
676                                 v->elast = v->ebev = e;
677                                 e->leftv = v;
678                                 e->prev->rightv = v;
679                         }
680                         else {
681                                 /* e->prev is not beveled */
682                                 if (e->prev->prev->is_bev) {
683                                         BLI_assert(e->prev->prev != e); /* see: edgecount 2, selcount 1 case */
684                                         /* find meet point between e->prev->prev and e and attach e->prev there */
685                                         offset_in_two_planes(e->prev->prev, e, e->prev, bv->v,
686                                                              e->prev->prev->fnext, e->fprev, co);
687                                         v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
688                                         v->efirst = e->prev->prev;
689                                         v->elast = v->ebev = e;
690                                         e->leftv = v;
691                                         e->prev->leftv = v;
692                                         e->prev->prev->rightv = v;
693                                 }
694                                 else {
695                                         /* neither e->prev nor e->prev->prev are beveled: make on-edge on e->prev */
696                                         offset_meet(e->prev, e, bv->v, e->fprev, TRUE, co);
697                                         v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
698                                         v->efirst = e->prev;
699                                         v->elast = v->ebev = e;
700                                         e->leftv = v;
701                                         e->prev->leftv = v;
702                                 }
703                         }
704                         lastd = len_v3v3(bv->v->co, v->nv.co);
705                 }
706                 else {
707                         /* e is not beveled */
708                         if (e->next->is_bev) {
709                                 /* next iteration will place e between beveled previous and next edges */
710                                 /* do nothing... */
711                         }
712                         else if (e->prev->is_bev) {
713                                 /* on-edge meet between e->prev and e */
714                                 offset_meet(e->prev, e, bv->v, e->fprev, TRUE, co);
715                                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
716                                 v->efirst = e->prev;
717                                 v->elast = e;
718                                 e->leftv = v;
719                                 e->prev->rightv = v;
720                         }
721                         else {
722                                 /* None of e->prev, e, e->next are beveled.
723                                  * could either leave alone or add slide points to make
724                                  * one polygon around bv->v.  For now, we choose latter.
725                                  * Could slide to make an even bevel plane but for now will
726                                  * just use last distance a meet point moved from bv->v. */
727                                 slide_dist(e, bv->v, lastd, co);
728                                 v = add_new_bound_vert(mem_arena, vm, co);
729                                 v->efirst = v->elast = e;
730                                 e->leftv = v;
731                         }
732                 }
733         } while ((e = e->next) != efirst);
734
735         BLI_assert(vm->count >= 2);
736         if (bp->vertex_only) {
737                 vm->mesh_kind = bp->seg > 1 ? M_ADJ_SUBDIV : M_POLY;
738         }
739         else if (vm->count == 2 && bv->edgecount == 3) {
740                 vm->mesh_kind = M_NONE;
741         }
742         else if (bv->selcount == 2) {
743                 vm->mesh_kind = M_QUAD_STRIP;
744         }
745         else if (efirst->seg == 1 || bv->selcount == 1) {
746                 if (vm->count == 3 && bv->selcount == 1) {
747                         vm->mesh_kind = M_TRI_FAN;
748                 }
749                 else {
750                         vm->mesh_kind = M_POLY;
751                 }
752         }
753         else {
754                 vm->mesh_kind = M_ADJ;
755         }
756 }
757
758 /*
759  * Given that the boundary is built and the boundary BMVerts have been made,
760  * calculate the positions of the interior mesh points for the M_ADJ pattern,
761  * then make the BMVerts and the new faces. */
762 static void bevel_build_rings(BMesh *bm, BevVert *bv)
763 {
764         int k, ring, i, n, ns, ns2, nn;
765         VMesh *vm = bv->vmesh;
766         BoundVert *v, *vprev, *vnext;
767         NewVert *nv, *nvprev, *nvnext;
768         EdgeHalf *e1, *e2, *epipe;
769         BMVert *bmv, *bmv1, *bmv2, *bmv3, *bmv4;
770         BMFace *f;
771         float co[3], coa[3], cob[3], midco[3];
772         float va_pipe[3], vb_pipe[3];
773
774         n = vm->count;
775         ns = vm->seg;
776         ns2 = ns / 2;
777         BLI_assert(n > 2 && ns > 1);
778
779         /* special case: two beveled edges are in line and share a face, making a "pipe" */
780         epipe = NULL;
781         if (bv->selcount > 2) {
782                 for (e1 = &bv->edges[0]; epipe == NULL && e1 != &bv->edges[bv->edgecount]; e1++) {
783                         if (e1->is_bev) {
784                                 for (e2 = &bv->edges[0]; e2 != &bv->edges[bv->edgecount]; e2++) {
785                                         if (e1 != e2 && e2->is_bev) {
786                                                 if ((e1->fnext == e2->fprev) || (e1->fprev == e2->fnext)) {
787                                                         float dir1[3], dir2[3];
788                                                         sub_v3_v3v3(dir1, bv->v->co, BM_edge_other_vert(e1->e, bv->v)->co);
789                                                         sub_v3_v3v3(dir2, BM_edge_other_vert(e2->e, bv->v)->co, bv->v->co);
790                                                         if (angle_v3v3(dir1, dir2) < 100.0f * (float)BEVEL_EPSILON) {
791                                                                 epipe = e1;
792                                                                 break;
793                                                         }
794                                                 }
795                                         }
796                                 }
797                         }
798                 }
799         }
800
801         /* Make initial rings, going between points on neighbors.
802          * After this loop, will have coords for all (i, r, k) where
803          * BoundVert for i has a bevel, 0 <= r <= ns2, 0 <= k <= ns */
804         for (ring = 1; ring <= ns2; ring++) {
805                 v = vm->boundstart;
806
807                 do {
808                         i = v->index;
809                         if (v->ebev) {
810                                 /* get points coords of points a and b, on outer rings
811                                  * of prev and next edges, k away from this edge */
812                                 vprev = v->prev;
813                                 vnext = v->next;
814
815                                 if (vprev->ebev)
816                                         nvprev = mesh_vert(vm, vprev->index, 0, ns - ring);
817                                 else
818                                         nvprev = mesh_vert(vm, vprev->index, 0, ns);
819                                 copy_v3_v3(coa, nvprev->co);
820                                 nv = mesh_vert(vm, i, ring, 0);
821                                 copy_v3_v3(nv->co, coa);
822                                 nv->v = nvprev->v;
823
824                                 if (vnext->ebev)
825                                         nvnext = mesh_vert(vm, vnext->index, 0, ring);
826                                 else
827                                         nvnext = mesh_vert(vm, vnext->index, 0, 0);
828                                 copy_v3_v3(cob, nvnext->co);
829                                 nv = mesh_vert(vm, i, ring, ns);
830                                 copy_v3_v3(nv->co, cob);
831                                 nv->v = nvnext->v;
832
833                                 /* TODO: better calculation of new midarc point? */
834                                 project_to_edge(v->ebev->e, coa, cob, midco);
835
836                                 for (k = 1; k < ns; k++) {
837                                         get_point_on_round_edge(v->ebev, k, coa, midco, cob, co);
838                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm, i, ring, k)->co, co);
839                                 }
840
841                                 if (v->ebev == epipe) {
842                                         /* save profile extremes for later snapping */
843                                         copy_v3_v3(va_pipe, mesh_vert(vm, i, 0, 0)->co);
844                                         copy_v3_v3(vb_pipe, mesh_vert(vm, i, 0, ns)->co);
845                                 }
846                         }
847                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
848         }
849
850         /* Now make sure cross points of rings share coordinates and vertices.
851          * After this loop, will have BMVerts for all (i, r, k) where
852          * i is for a BoundVert that is beveled and has either a predecessor or
853          * successor BoundVert beveled too, and
854          * for odd ns: 0 <= r <= ns2, 0 <= k <= ns
855          * for even ns: 0 <= r < ns2, 0 <= k <= ns except k=ns2 */
856         v = vm->boundstart;
857         do {
858                 i = v->index;
859                 if (v->ebev) {
860                         vprev = v->prev;
861                         vnext = v->next;
862                         if (vprev->ebev) {
863                                 for (ring = 1; ring <= ns2; ring++) {
864                                         for (k = 1; k <= ns2; k++) {
865                                                 if (ns % 2 == 0 && (k == ns2 || ring == ns2))
866                                                         continue;  /* center line is special case: do after the rest are done */
867                                                 nv = mesh_vert(vm, i, ring, k);
868                                                 nvprev = mesh_vert(vm, vprev->index, k, ns - ring);
869                                                 mid_v3_v3v3(co, nv->co, nvprev->co);
870                                                 if (epipe)
871                                                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, co);
872
873                                                 copy_v3_v3(nv->co, co);
874                                                 BLI_assert(nv->v == NULL && nvprev->v == NULL);
875                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, ring, k, bv->v);
876                                                 copy_mesh_vert(vm, vprev->index, k, ns - ring, i, ring, k);
877                                         }
878                                 }
879                                 if (!vprev->prev->ebev) {
880                                         for (ring = 1; ring <= ns2; ring++) {
881                                                 for (k = 1; k <= ns2; k++) {
882                                                         if (ns % 2 == 0 && (k == ns2 || ring == ns2))
883                                                                 continue;
884                                                         create_mesh_bmvert(bm, vm, vprev->index, ring, k, bv->v);
885                                                 }
886                                         }
887                                 }
888                                 if (!vnext->ebev) {
889                                         for (ring = 1; ring <= ns2; ring++) {
890                                                 for (k = ns - ns2; k < ns; k++) {
891                                                         if (ns % 2 == 0 && (k == ns2 || ring == ns2))
892                                                                 continue;
893                                                         create_mesh_bmvert(bm, vm, i, ring, k, bv->v);
894                                                 }
895                                         }
896                                 }
897                         }
898                 }
899         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
900
901         if (ns % 2 == 0) {
902                 /* Do special case center lines.
903                  * This loop makes verts for (i, ns2, k) for 1 <= k <= ns-1, k!=ns2
904                  * and for (i, r, ns2) for 1 <= r <= ns2-1,
905                  * whenever i is in a sequence of at least two beveled verts */
906                 v = vm->boundstart;
907                 do {
908                         i = v->index;
909                         if (v->ebev) {
910                                 vprev = v->prev;
911                                 vnext = v->next;
912                                 for (k = 1; k < ns2; k++) {
913                                         nv = mesh_vert(vm, i, k, ns2);
914                                         if (vprev->ebev)
915                                                 nvprev = mesh_vert(vm, vprev->index, ns2, ns - k);
916                                         if (vnext->ebev)
917                                                 nvnext = mesh_vert(vm, vnext->index, ns2, k);
918                                         if (vprev->ebev && vnext->ebev) {
919                                                 mid_v3_v3v3v3(co, nvprev->co, nv->co, nvnext->co);
920                                                 if (epipe)
921                                                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, co);
922                                                 copy_v3_v3(nv->co, co);
923                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, k, ns2, bv->v);
924                                                 copy_mesh_vert(vm, vprev->index, ns2, ns - k, i, k, ns2);
925                                                 copy_mesh_vert(vm, vnext->index, ns2, k, i, k, ns2);
926
927                                         }
928                                         else if (vprev->ebev) {
929                                                 mid_v3_v3v3(co, nvprev->co, nv->co);
930                                                 if (epipe)
931                                                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, co);
932                                                 copy_v3_v3(nv->co, co);
933                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, k, ns2, bv->v);
934                                                 copy_mesh_vert(vm, vprev->index, ns2, ns - k, i, k, ns2);
935
936                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, ns2, ns - k, bv->v);
937                                         }
938                                         else if (vnext->ebev) {
939                                                 mid_v3_v3v3(co, nv->co, nvnext->co);
940                                                 if (epipe)
941                                                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, co);
942                                                 copy_v3_v3(nv->co, co);
943                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, k, ns2, bv->v);
944                                                 copy_mesh_vert(vm, vnext->index, ns2, k, i, k, ns2);
945
946                                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, ns2, k, bv->v);
947                                         }
948                                 }
949                         }
950                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
951
952                 /* center point need to be average of all centers of rings */
953                 /* TODO: this is wrong if not all verts have ebev: could have
954                  * several disconnected sections of mesh. */
955                 zero_v3(midco);
956                 nn = 0;
957                 v = vm->boundstart;
958                 do {
959                         i = v->index;
960                         if (v->ebev) {
961                                 nv = mesh_vert(vm, i, ns2, ns2);
962                                 add_v3_v3(midco, nv->co);
963                                 nn++;
964                         }
965                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
966                 mul_v3_fl(midco, 1.0f / nn);
967                 if (epipe)
968                         snap_to_edge_profile(epipe, va_pipe, vb_pipe, midco);
969                 bmv = BM_vert_create(bm, midco, NULL, 0);
970                 v = vm->boundstart;
971                 do {
972                         i = v->index;
973                         if (v->ebev) {
974                                 nv = mesh_vert(vm, i, ns2, ns2);
975                                 copy_v3_v3(nv->co, midco);
976                                 nv->v = bmv;
977                         }
978                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
979         }
980
981         /* Make the ring quads */
982         for (ring = 0; ring < ns2; ring++) {
983                 v = vm->boundstart;
984                 do {
985                         i = v->index;
986                         f = boundvert_rep_face(v);
987                         if (v->ebev && (v->prev->ebev || v->next->ebev)) {
988                                 for (k = 0; k < ns2 + (ns % 2); k++) {
989                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, ring, k)->v;
990                                         bmv2 = mesh_vert(vm, i, ring, k + 1)->v;
991                                         bmv3 = mesh_vert(vm, i, ring + 1, k + 1)->v;
992                                         bmv4 = mesh_vert(vm, i, ring + 1, k)->v;
993                                         BLI_assert(bmv1 && bmv2 && bmv3 && bmv4);
994                                         if (bmv3 == bmv4 || bmv1 == bmv4)
995                                                 bmv4 = NULL;
996                                         bev_create_quad_tri(bm, bmv1, bmv2, bmv3, bmv4, f);
997                                 }
998                         }
999                         else if (v->prev->ebev && v->prev->prev->ebev) {
1000                                 /* finish off a sequence of beveled edges */
1001                                 i = v->prev->index;
1002                                 f = boundvert_rep_face(v->prev);
1003                                 for (k = ns2 + (ns % 2); k < ns; k++) {
1004                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, ring, k)->v;
1005                                         bmv2 = mesh_vert(vm, i, ring, k + 1)->v;
1006                                         bmv3 = mesh_vert(vm, i, ring + 1, k + 1)->v;
1007                                         bmv4 = mesh_vert(vm, i, ring + 1, k)->v;
1008                                         BLI_assert(bmv1 && bmv2 && bmv3 && bmv4);
1009                                         if (bmv2 == bmv3) {
1010                                                 bmv3 = bmv4;
1011                                                 bmv4 = NULL;
1012                                         }
1013                                         bev_create_quad_tri(bm, bmv1, bmv2, bmv3, bmv4, f);
1014                                 }
1015                         }
1016                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1017         }
1018
1019         /* Make center ngon if odd number of segments and fully beveled */
1020         if (ns % 2 == 1 && vm->count == bv->selcount) {
1021                 BMVert **vv = NULL;
1022                 BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1023
1024                 v = vm->boundstart;
1025                 do {
1026                         i = v->index;
1027                         BLI_assert(v->ebev);
1028                         BLI_array_append(vv, mesh_vert(vm, i, ns2, ns2)->v);
1029                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1030                 f = boundvert_rep_face(vm->boundstart);
1031                 bev_create_ngon(bm, vv, BLI_array_count(vv), f);
1032
1033                 BLI_array_free(vv);
1034         }
1035
1036         /* Make 'rest-of-vmesh' polygon if not fully beveled */
1037         if (vm->count > bv->selcount) {
1038                 int j;
1039                 BMVert **vv = NULL;
1040                 BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1041
1042                 v = vm->boundstart;
1043                 f = boundvert_rep_face(v);
1044                 j = 0;
1045                 do {
1046                         i = v->index;
1047                         if (v->ebev) {
1048                                 if (!v->prev->ebev) {
1049                                         for (k = 0; k < ns2; k++) {
1050                                                 bmv1 = mesh_vert(vm, i, ns2, k)->v;
1051                                                 if (!bmv1)
1052                                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, 0, k)->v;
1053                                                 if (!(j > 0 && bmv1 == vv[j - 1])) {
1054                                                         BLI_assert(bmv1 != NULL);
1055                                                         BLI_array_append(vv, bmv1);
1056                                                         j++;
1057                                                 }
1058                                         }
1059                                 }
1060                                 bmv1 = mesh_vert(vm, i, ns2, ns2)->v;
1061                                 if (!bmv1)
1062                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, 0, ns2)->v;
1063                                 if (!(j > 0 && bmv1 == vv[j - 1])) {
1064                                         BLI_assert(bmv1 != NULL);
1065                                         BLI_array_append(vv, bmv1);
1066                                         j++;
1067                                 }
1068                                 if (!v->next->ebev) {
1069                                         for (k = ns - ns2; k < ns; k++) {
1070                                                 bmv1 = mesh_vert(vm, i, ns2, k)->v;
1071                                                 if (!bmv1)
1072                                                         bmv1 = mesh_vert(vm, i, 0, k)->v;
1073                                                 if (!(j > 0 && bmv1 == vv[j - 1])) {
1074                                                         BLI_assert(bmv1 != NULL);
1075                                                         BLI_array_append(vv, bmv1);
1076                                                         j++;
1077                                                 }
1078                                         }
1079                                 }
1080                         }
1081                         else {
1082                                 BLI_assert(mesh_vert(vm, i, 0, 0)->v != NULL);
1083                                 BLI_array_append(vv, mesh_vert(vm, i, 0, 0)->v);
1084                                 j++;
1085                         }
1086                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1087                 if (vv[0] == vv[j - 1])
1088                         j--;
1089                 bev_create_ngon(bm, vv, j, f);
1090
1091                 BLI_array_free(vv);
1092         }
1093 }
1094
1095 static VMesh* new_adj_subdiv_vmesh(MemArena *mem_arena, int count, int seg)
1096 {
1097         VMesh *vm;
1098
1099         vm = (VMesh *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, sizeof(VMesh));
1100         vm->count = count;
1101         vm->seg = seg;
1102         vm->mesh = (NewVert *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, count * (1 + seg/2) * (1 + seg) * sizeof(NewVert));
1103         vm->mesh_kind = M_ADJ_SUBDIV;
1104         return vm;
1105 }
1106
1107 /* VMesh verts for vertex i have data for (i, 0 <= j <= ns2, 0 <= k <= ns), where ns2 = floor(nseg / 2).
1108  * But these overlap data from previous and next i: there are some forced equivalences.
1109  * Let's call these indices the canonical ones: we will just calculate data for these
1110  *    0 <= j <= ns2, 0 <= k < ns2  (for odd ns2)
1111  *    0 <= j < ns2, 0 <= k <= ns2  (for even ns2)
1112  *        also (j=ns2, k=ns2) at i=0 (for even ns2)
1113  * This function returns the canonical one for any i, j, k in [0,n],[0,ns],[0,ns] */
1114 static NewVert* mesh_vert_canon(VMesh *vm, int i, int j, int k)
1115 {
1116         int n, ns, ns2, odd;
1117         NewVert *ans;
1118
1119         n = vm->count;
1120         ns = vm->seg;
1121         ns2 = ns / 2;
1122         odd = ns % 2;
1123         BLI_assert(0 <= i && i <= n && 0 <= j && j <= ns && 0 <= k && k <= ns);
1124
1125         if (!odd && j == ns2 && k == ns2)
1126                 ans = mesh_vert(vm, 0, j, k);
1127         else if (j <= ns2 - 1 + odd && k <= ns2)
1128                 ans = mesh_vert(vm, i, j, k);
1129         else if (k <= ns2)
1130                 ans = mesh_vert(vm, (i + n - 1) % n, k, ns - j);
1131         else
1132                 ans = mesh_vert(vm, (i + 1) % n, ns - k, j);
1133         return ans;
1134 }
1135
1136 static int is_canon(VMesh *vm, int i, int j, int k)
1137 {
1138         int ns2 = vm->seg / 2;
1139         if (vm->seg % 2 == 1)
1140                 return (j <= ns2 && k <= ns2);
1141         else
1142                 return ((j < ns2 && k <= ns2) || (j == ns2 && k == ns2 && i == 0));
1143 }
1144
1145 /* Copy the vertex data to all of vm verts from canonical ones */
1146 static void vmesh_copy_equiv_verts(VMesh *vm)
1147 {
1148         int n, ns, ns2, i, j, k;
1149         NewVert *v0, *v1;
1150
1151         n = vm->count;
1152         ns = vm->seg;
1153         ns2 = ns / 2;
1154         for (i = 0; i < n; i++) {
1155                 for (j = 0; j <= ns2; j++) {
1156                         for (k = 0; k <= ns; k++) {
1157                                 if (is_canon(vm, i, j, k))
1158                                         continue;
1159                                 v1 = mesh_vert(vm, i, j, k);
1160                                 v0 = mesh_vert_canon(vm, i, j, k);
1161                                 copy_v3_v3(v1->co, v0->co);
1162                                 v1->v = v0->v;
1163                         }
1164                 }
1165         }
1166 }
1167
1168 /* Calculate and return in r_cent the centroid of the center poly */
1169 static void vmesh_center(VMesh *vm, float r_cent[3])
1170 {
1171         int n, ns2, i;
1172
1173         n = vm->count;
1174         ns2 = vm->seg / 2;
1175         if (vm->seg % 2) {
1176                 zero_v3(r_cent);
1177                 for (i = 0; i < n; i++) {
1178                         add_v3_v3(r_cent, mesh_vert(vm, i, ns2, ns2)->co);
1179                 }
1180                 mul_v3_fl(r_cent, 1.0f / (float) n);
1181         }
1182         else {
1183                 copy_v3_v3(r_cent, mesh_vert(vm, 0, ns2, ns2)->co);
1184         }
1185 }
1186
1187 /* Do one step of quadratic subdivision (Doo-Sabin), with special rules at boundaries.
1188  * For now, this is written assuming vm0->nseg is odd.
1189  * See Hwang-Chuang 2003 paper: "N-sided hole filling and vertex blending using subdivision surfaces"  */
1190 static VMesh* quadratic_subdiv(MemArena *mem_arena, VMesh *vm0)
1191 {
1192         int n, ns0, ns20, ns1, ns21, i, j, k, j1, k1;
1193         VMesh *vm1;
1194         float co[3], co1[3], co2[3], co3[3], co4[3];
1195         float co11[3], co21[3], co31[3], co41[3];
1196         float denom;
1197         const float wcorner[4] = {0.25f, 0.25f, 0.25f, 0.25f};
1198         const float wboundary[4] = {0.375f, 0.375f, 0.125f, 0.125f};  /* {3, 3, 1, 1}/8 */
1199         const float winterior[4] = {0.5625f, 0.1875f, 0.1875f, 0.0625f}; /* {9, 3, 3, 1}/16 */
1200
1201         n = vm0->count;
1202         ns0 = vm0->seg;
1203         ns20 = ns0 / 2;
1204         BLI_assert(ns0 % 2 == 1);
1205
1206         ns1 = 2 * ns0 - 1;
1207         ns21 = ns1 / 2;
1208         vm1 = new_adj_subdiv_vmesh(mem_arena, n, ns1);
1209
1210         for (i = 0; i < n; i ++) {
1211                 /* For handle vm0 polys with lower left corner at (i,j,k) for
1212                  * j in [0, ns20], k in [0, ns20]; then the center ngon.
1213                  * but only fill in data for canonical verts of v1. */
1214                 for (j = 0; j <= ns20; j++) {
1215                         for (k = 0; k <= ns20; k++) {
1216                                 if (j == ns20 && k == ns20)
1217                                         continue;  /* center ngon is special */
1218                                 copy_v3_v3(co1, mesh_vert_canon(vm0, i, j, k)->co);
1219                                 copy_v3_v3(co2, mesh_vert_canon(vm0, i, j, k + 1)->co);
1220                                 copy_v3_v3(co3, mesh_vert_canon(vm0, i, j + 1, k + 1)->co);
1221                                 copy_v3_v3(co4, mesh_vert_canon(vm0, i, j + 1, k)->co);
1222                                 if (j == 0 && k == 0) {
1223                                         /* corner */
1224                                         copy_v3_v3(co11, co1);
1225                                         interp_v3_v3v3(co21, co1, co2, 0.5f);
1226                                         interp_v3_v3v3v3v3(co31, co1, co2, co3, co4, wcorner);
1227                                         interp_v3_v3v3(co41, co1, co4, 0.5f);
1228                                 }
1229                                 else if (j == 0) {
1230                                         /* ring 0 boundary */
1231                                         interp_v3_v3v3(co11, co1, co2, 0.25f);
1232                                         interp_v3_v3v3(co21, co1, co2, 0.75f);
1233                                         interp_v3_v3v3v3v3(co31, co2, co3, co1, co4, wboundary);
1234                                         interp_v3_v3v3v3v3(co41, co1, co4, co2, co3, wboundary);
1235                                 }
1236                                 else if (k == 0) {
1237                                         /* ring-starts boundary */
1238                                         interp_v3_v3v3(co11, co1, co4, 0.25f);
1239                                         interp_v3_v3v3v3v3(co21, co1, co2, co3, co4, wboundary);
1240                                         interp_v3_v3v3v3v3(co31, co3, co4, co1, co2, wboundary);
1241                                         interp_v3_v3v3(co41, co1, co4, 0.75f);
1242                                 }
1243                                 else {
1244                                         /* interior */
1245                                         interp_v3_v3v3v3v3(co11, co1, co2, co4, co3, winterior);
1246                                         interp_v3_v3v3v3v3(co21, co2, co1, co3, co4, winterior);
1247                                         interp_v3_v3v3v3v3(co31, co3, co2, co4, co1, winterior);
1248                                         interp_v3_v3v3v3v3(co41, co4, co1, co3, co2, winterior);
1249                                 }
1250                                 j1 = 2 * j;
1251                                 k1 = 2 * k;
1252                                 if (is_canon(vm1, i, j1, k1))
1253                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j1, k1)->co, co11);
1254                                 if (is_canon(vm1, i, j1, k1 + 1))
1255                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j1, k1 + 1)->co, co21);
1256                                 if (is_canon(vm1, i, j1 + 1, k1 + 1))
1257                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j1 + 1, k1 + 1)->co, co31);
1258                                 if (is_canon(vm1, i, j1 + 1, k1))
1259                                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j1 + 1, k1)->co, co41);
1260                         }
1261                 }
1262
1263                 /* center ngon */
1264                 denom = 8.0f * (float) n;
1265                 zero_v3(co);
1266                 for (j = 0; j < n; j++) {
1267                         copy_v3_v3(co1, mesh_vert(vm0, j, ns20, ns20)->co);
1268                         if (i == j)
1269                                 madd_v3_v3fl(co, co1, (4.0f * (float) n + 2.0f) / denom);
1270                         else if ((i + 1) % n == j || (i + n - 1) % n == j)
1271                                 madd_v3_v3fl(co, co1, ((float) n + 2.0f) / denom);
1272                         else
1273                                 madd_v3_v3fl(co, co1, 2.0f / denom);
1274                 }
1275                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, 2 * ns20, 2 * ns20)->co, co);
1276         }
1277
1278         vmesh_copy_equiv_verts(vm1);
1279         return vm1;
1280 }
1281
1282 /* Fill frac with fractions of way along ring 0 for vertex i, for use with interp_range function */
1283 static void fill_vmesh_fracs(VMesh *vm, float *frac, int i)
1284 {
1285         int k, ns;
1286         float total = 0.0f;
1287
1288         ns = vm->seg;
1289         frac[0] = 0.0f;
1290         for (k = 0; k < ns; k++) {
1291                 total += len_v3v3(mesh_vert(vm, i, 0, k)->co, mesh_vert(vm, i, 0, k + 1)->co);
1292                 frac[k + 1] = total;
1293         }
1294         if (total > BEVEL_EPSILON) {
1295                 for (k = 1; k <= ns; k++)
1296                         frac[k] /= total;
1297         }
1298 }
1299
1300 /* Return i such that frac[i] <= f <= frac[i + 1], where frac[n] == 1.0
1301  * and put fraction of rest of way between frac[i] and frac[i + 1] into r_rest */
1302 static int interp_range(const float *frac, int n, const float f, float *r_rest)
1303 {
1304         int i;
1305         float rest;
1306
1307         /* could binary search in frac, but expect n to be reasonably small */
1308         for (i = 0; i < n; i++) {
1309                 if (f <= frac[i + 1]) {
1310                         rest = f - frac[i];
1311                         if (rest == 0)
1312                                 *r_rest = 0.0f;
1313                         else
1314                                 *r_rest = rest / (frac[i + 1] - frac[i]);
1315                         return i;
1316                 }
1317         }
1318         *r_rest = 0.0f;
1319         return n;
1320 }
1321
1322 /* Interpolate given vmesh to make one with target nseg and evenly spaced border vertices */
1323 static VMesh* interp_vmesh(MemArena *mem_arena, VMesh *vm0, int nseg)
1324 {
1325         int n, ns0, nseg2, odd, i, j, k, j0, k0;
1326         float *prev_frac, *frac, f, restj, restk;
1327         float quad[4][3], co[3], center[3];
1328         VMesh *vm1;
1329
1330         n = vm0->count;
1331         ns0 = vm0->seg;
1332         nseg2 = nseg / 2;
1333         odd = nseg % 2;
1334         vm1 = new_adj_subdiv_vmesh(mem_arena, n, nseg);
1335         prev_frac = (float *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, (ns0 + 1 ) *sizeof(float));
1336         frac = (float *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, (ns0 + 1 ) *sizeof(float));
1337
1338         fill_vmesh_fracs(vm0, prev_frac, n - 1);
1339         fill_vmesh_fracs(vm0, frac, 0);
1340         for (i = 0; i < n; i++) {
1341                 for (j = 0; j <= nseg2 -1 + odd; j++) {
1342                         for (k = 0; k <= nseg2; k++) {
1343                                 f = (float) k / (float) nseg;
1344                                 k0 = interp_range(frac, ns0, f, &restk);
1345                                 f = 1.0f - (float) j / (float) nseg;
1346                                 j0 = interp_range(prev_frac, ns0, f, &restj);
1347                                 if (restj < BEVEL_EPSILON) {
1348                                         j0 = ns0 - j0;
1349                                         restj = 0.0f;
1350                                 }
1351                                 else {
1352                                         j0 = ns0 - j0 - 1;
1353                                         restj = 1.0f - restj;
1354                                 }
1355                                 /* Use bilinear interpolation within the source quad; could be smarter here */
1356                                 if (restj < BEVEL_EPSILON && restk < BEVEL_EPSILON) {
1357                                         copy_v3_v3(co, mesh_vert_canon(vm0, i, j0, k0)->co);
1358                                 }
1359                                 else {
1360                                         copy_v3_v3(quad[0], mesh_vert_canon(vm0, i, j0, k0)->co);
1361                                         copy_v3_v3(quad[1], mesh_vert_canon(vm0, i, j0, k0 + 1)->co);
1362                                         copy_v3_v3(quad[2], mesh_vert_canon(vm0, i, j0 + 1, k0 + 1)->co);
1363                                         copy_v3_v3(quad[3], mesh_vert_canon(vm0, i, j0 + 1, k0)->co);
1364                                         interp_bilinear_quad_v3(quad, restk, restj, co);
1365                                 }
1366                                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, i, j, k)->co, co);
1367                         }
1368                 }
1369         }
1370         if (!odd) {
1371                 vmesh_center(vm0, center);
1372                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm1, 0, nseg2, nseg2)->co, center);
1373         }
1374         vmesh_copy_equiv_verts(vm1);
1375         return vm1;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Given that the boundary is built and the boundary BMVerts have been made,
1380  * calculate the positions of the interior mesh points for the M_ADJ_SUBDIV pattern,
1381  * then make the BMVerts and the new faces. */
1382 static void bevel_build_rings_subdiv(BevelParams *bp, BMesh *bm, BevVert *bv)
1383 {
1384         int n, ns, ns2, odd, i, j, k;
1385         VMesh *vm0, *vm1, *vm;
1386         float coa[3], cob[3], coc[3];
1387         BoundVert *v;
1388         BMVert *bmv1, *bmv2, *bmv3, *bmv4;
1389         BMFace *f;
1390         MemArena *mem_arena = bp->mem_arena;
1391         const float fullness = 0.5f;
1392
1393         n = bv->edgecount;
1394         ns = bv->vmesh->seg;
1395         ns2 = ns / 2;
1396         odd = ns % 2;
1397         BLI_assert(n >= 3 && ns > 1);
1398
1399         /* First construct an initial control mesh, with nseg==3 */
1400         vm0 = new_adj_subdiv_vmesh(mem_arena, n, 3);
1401
1402         for (i = 0; i < n; i++) {
1403                 /* Boundaries just divide input polygon edges into 3 even segments */
1404                 copy_v3_v3(coa, mesh_vert(bv->vmesh, i, 0, 0)->co);
1405                 copy_v3_v3(cob, mesh_vert(bv->vmesh, (i + 1) % n, 0, 0)->co);
1406                 copy_v3_v3(coc, mesh_vert(bv->vmesh, (i + n -1) % n, 0, 0)->co);
1407                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm0, i, 0, 0)->co, coa);
1408                 interp_v3_v3v3(mesh_vert(vm0, i, 0, 1)->co, coa, cob, 1.0f/3.0f);
1409                 interp_v3_v3v3(mesh_vert(vm0, i, 1, 0)->co, coa, coc, 1.0f/3.0f);
1410                 interp_v3_v3v3(mesh_vert(vm0, i, 1, 1)->co, coa, bv->v->co, fullness);
1411         }
1412         vmesh_copy_equiv_verts(vm0);
1413
1414         vm1 = vm0;
1415         do {
1416                 vm1 = quadratic_subdiv(mem_arena, vm1);
1417                 /* TODO: readjust vertex positions to make better cross-tangents */
1418         } while (vm1->seg < ns);
1419         vm1 = interp_vmesh(mem_arena, vm1, ns);
1420
1421         /* copy final vmesh into bv->vmesh, make BMVerts and BMFaces */
1422         vm = bv->vmesh;
1423         for (i = 0; i < n; i ++) {
1424                 for (j = 0; j <= ns2; j++) {
1425                         for (k = 0; k <= ns; k++) {
1426                                 if (j == 0 && (k == 0 || k == ns))
1427                                         continue;  /* boundary corners already made */
1428                                 if (!is_canon(vm, i, j, k))
1429                                         continue;
1430                                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm, i, j, k)->co, mesh_vert(vm1, i, j, k)->co);
1431                                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, j, k, bv->v);
1432                         }
1433                 }
1434         }
1435         vmesh_copy_equiv_verts(vm);
1436         /* make the polygons */
1437         v = vm->boundstart;
1438         do {
1439                 i = v->index;
1440                 f = boundvert_rep_face(v);
1441                 /* For odd ns, make polys with lower left corner at (i,j,k) for
1442                  *    j in [0, ns2-1], k in [0, ns2].  And then the center ngon.
1443                  * For even ns,
1444                  *    j in [0, ns2-1], k in [0, ns2-1] */
1445                  for (j = 0; j < ns2; j++) {
1446                         for (k = 0; k < ns2 + odd; k++) {
1447                                 bmv1 = mesh_vert(vm, i, j, k)->v;
1448                                 bmv2 = mesh_vert(vm, i, j, k + 1)->v;
1449                                 bmv3 = mesh_vert(vm, i, j + 1, k + 1)->v;
1450                                 bmv4 = mesh_vert(vm, i, j + 1, k)->v;
1451                                 BLI_assert(bmv1 && bmv2 && bmv3 && bmv4);
1452                                 bev_create_quad_tri(bm, bmv1, bmv2, bmv3, bmv4, f);
1453                         }
1454                  }
1455         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1456
1457         /* center ngon */
1458         if (odd) {
1459                 BMVert **vv = NULL;
1460                 BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1461
1462                 v = vm->boundstart;
1463                 do {
1464                         i = v->index;
1465                         BLI_array_append(vv, mesh_vert(vm, i, ns2, ns2)->v);
1466                 } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1467                 f = boundvert_rep_face(vm->boundstart);
1468                 bev_create_ngon(bm, vv, BLI_array_count(vv), f);
1469
1470                 BLI_array_free(vv);
1471         }
1472 }
1473
1474 static BMFace *bevel_build_poly_ex(BMesh *bm, BevVert *bv)
1475 {
1476         BMFace *f;
1477         int n, k;
1478         VMesh *vm = bv->vmesh;
1479         BoundVert *v;
1480         BMVert **vv = NULL;
1481         BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1482
1483         v = vm->boundstart;
1484         n = 0;
1485         do {
1486                 /* accumulate vertices for vertex ngon */
1487                 BLI_array_append(vv, v->nv.v);
1488                 n++;
1489                 if (v->ebev && v->ebev->seg > 1) {
1490                         for (k = 1; k < v->ebev->seg; k++) {
1491                                 BLI_array_append(vv, mesh_vert(vm, v->index, 0, k)->v);
1492                                 n++;
1493                         }
1494                 }
1495         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1496         if (n > 2) {
1497                 f = bev_create_ngon(bm, vv, n, boundvert_rep_face(v));
1498         }
1499         else {
1500                 f = NULL;
1501         }
1502         BLI_array_free(vv);
1503         return f;
1504 }
1505
1506 static void bevel_build_poly(BMesh *bm, BevVert *bv)
1507 {
1508         bevel_build_poly_ex(bm, bv);
1509 }
1510
1511 static void bevel_build_trifan(BMesh *bm, BevVert *bv)
1512 {
1513         BMFace *f;
1514         BLI_assert(next_bev(bv, NULL)->seg == 1 || bv->selcount == 1);
1515
1516         f = bevel_build_poly_ex(bm, bv);
1517
1518         if (f) {
1519                 /* we have a polygon which we know starts at the previous vertex, make it into a fan */
1520                 BMLoop *l_fan = BM_FACE_FIRST_LOOP(f)->prev;
1521                 BMVert *v_fan = l_fan->v;
1522
1523                 while (f->len > 3) {
1524                         BMLoop *l_new;
1525                         BMFace *f_new;
1526                         BLI_assert(v_fan == l_fan->v);
1527                         f_new = BM_face_split(bm, f, l_fan->v, l_fan->next->next->v, &l_new, NULL, FALSE);
1528
1529                         if (f_new->len > f->len) {
1530                                 f = f_new;
1531                                 if      (l_new->v       == v_fan) { l_fan = l_new; }
1532                                 else if (l_new->next->v == v_fan) { l_fan = l_new->next; }
1533                                 else if (l_new->prev->v == v_fan) { l_fan = l_new->prev; }
1534                                 else { BLI_assert(0); }
1535                         }
1536                         else {
1537                                 if      (l_fan->v       == v_fan) { /* l_fan = l_fan; */ }
1538                                 else if (l_fan->next->v == v_fan) { l_fan = l_fan->next; }
1539                                 else if (l_fan->prev->v == v_fan) { l_fan = l_fan->prev; }
1540                                 else { BLI_assert(0); }
1541                         }
1542                 }
1543         }
1544 }
1545
1546 static void bevel_build_quadstrip(BMesh *bm, BevVert *bv)
1547 {
1548         BMFace *f;
1549         BLI_assert(bv->selcount == 2);
1550
1551         f = bevel_build_poly_ex(bm, bv);
1552
1553         if (f) {
1554                 /* we have a polygon which we know starts at this vertex, make it into strips */
1555                 EdgeHalf *eh_a = bv->vmesh->boundstart->elast;
1556                 EdgeHalf *eh_b = next_bev(bv, eh_a->next);  /* since (selcount == 2) we know this is valid */
1557                 BMLoop *l_a = BM_face_vert_share_loop(f, eh_a->rightv->nv.v);
1558                 BMLoop *l_b = BM_face_vert_share_loop(f, eh_b->leftv->nv.v);
1559                 int split_count = bv->vmesh->seg + 1;  /* ensure we don't walk past the segments */
1560
1561                 while (f->len > 4 && split_count > 0) {
1562                         BMLoop *l_new;
1563                         BLI_assert(l_a->f == f);
1564                         BLI_assert(l_b->f == f);
1565
1566                         if (l_a-> v == l_b->v || l_a->next == l_b) {
1567                                 /* l_a->v and l_b->v can be the same or such that we'd make a 2-vertex poly */
1568                                 l_a = l_a->prev;
1569                                 l_b = l_b->next;
1570                         }
1571                         else {
1572                                 BM_face_split(bm, f, l_a->v, l_b->v, &l_new, NULL, FALSE);
1573                                 f = l_new->f;
1574
1575                                 /* walk around the new face to get the next verts to split */
1576                                 l_a = l_new->prev;
1577                                 l_b = l_new->next->next;
1578                         }
1579                         split_count--;
1580                 }
1581         }
1582 }
1583
1584 /* Given that the boundary is built, now make the actual BMVerts
1585  * for the boundary and the interior of the vertex mesh. */
1586 static void build_vmesh(BevelParams *bp, BMesh *bm, BevVert *bv)
1587 {
1588         MemArena *mem_arena = bp->mem_arena;
1589         VMesh *vm = bv->vmesh;
1590         BoundVert *v, *weld1, *weld2;
1591         int n, ns, ns2, i, k, weld;
1592         float *va, *vb, co[3];
1593         float midco[3];
1594
1595         n = vm->count;
1596         ns = vm->seg;
1597         ns2 = ns / 2;
1598
1599         vm->mesh = (NewVert *)BLI_memarena_alloc(mem_arena, n * (ns2 + 1) * (ns + 1) * sizeof(NewVert));
1600
1601         /* special case: two beveled ends welded together */
1602         weld = (bv->selcount == 2) && (vm->count == 2);
1603         weld1 = weld2 = NULL;   /* will hold two BoundVerts involved in weld */
1604
1605         /* make (i, 0, 0) mesh verts for all i */
1606         v = vm->boundstart;
1607         do {
1608                 i = v->index;
1609                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm, i, 0, 0)->co, v->nv.co);
1610                 create_mesh_bmvert(bm, vm, i, 0, 0, bv->v);
1611                 v->nv.v = mesh_vert(vm, i, 0, 0)->v;
1612                 if (weld && v->ebev) {
1613                         if (!weld1)
1614                                 weld1 = v;
1615                         else
1616                                 weld2 = v;
1617                 }
1618         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1619
1620         /* copy other ends to (i, 0, ns) for all i, and fill in profiles for beveled edges */
1621         v = vm->boundstart;
1622         do {
1623                 i = v->index;
1624                 copy_mesh_vert(vm, i, 0, ns, v->next->index, 0, 0);
1625                 if (v->ebev) {
1626                         va = mesh_vert(vm, i, 0, 0)->co;
1627                         vb = mesh_vert(vm, i, 0, ns)->co;
1628                         project_to_edge(v->ebev->e, va, vb, midco);
1629                         for (k = 1; k < ns; k++) {
1630                                 get_point_on_round_edge(v->ebev, k, va, midco, vb, co);
1631                                 copy_v3_v3(mesh_vert(vm, i, 0, k)->co, co);
1632                                 if (!weld)
1633                                         create_mesh_bmvert(bm, vm, i, 0, k, bv->v);
1634                         }
1635                 }
1636         } while ((v = v->next) != vm->boundstart);
1637
1638         if (weld) {
1639                 vm->mesh_kind = M_NONE;
1640                 for (k = 1; k < ns; k++) {
1641                         va = mesh_vert(vm, weld1->index, 0, k)->co;
1642                         vb = mesh_vert(vm, weld2->index, 0, ns - k)->co;
1643                         mid_v3_v3v3(co, va, vb);
1644                         copy_v3_v3(mesh_vert(vm, weld1->index, 0, k)->co, co);
1645                         create_mesh_bmvert(bm, vm, weld1->index, 0, k, bv->v);
1646                 }
1647                 for (k = 1; k < ns; k++)
1648                         copy_mesh_vert(vm, weld2->index, 0, ns - k, weld1->index, 0, k);
1649         }
1650
1651         switch (vm->mesh_kind) {
1652                 case M_NONE:
1653                         /* do nothing */
1654                         break;
1655                 case M_POLY:
1656                         bevel_build_poly(bm, bv);
1657                         break;
1658                 case M_ADJ:
1659                         bevel_build_rings(bm, bv);
1660                         break;
1661                 case M_ADJ_SUBDIV:
1662                         bevel_build_rings_subdiv(bp, bm, bv);
1663                         break;
1664                 case M_TRI_FAN:
1665                         bevel_build_trifan(bm, bv);
1666                         break;
1667                 case M_QUAD_STRIP:
1668                         bevel_build_quadstrip(bm, bv);
1669                         break;
1670         }
1671 }
1672
1673 /* take care, this flag isn't cleared before use, it just so happens that its not set */
1674 #define BM_BEVEL_EDGE_TAG_ENABLE(bme)  BM_ELEM_API_FLAG_ENABLE(  (bme), _FLAG_OVERLAP)
1675 #define BM_BEVEL_EDGE_TAG_DISABLE(bme) BM_ELEM_API_FLAG_DISABLE( (bme), _FLAG_OVERLAP)
1676 #define BM_BEVEL_EDGE_TAG_TEST(bme)    BM_ELEM_API_FLAG_TEST(    (bme), _FLAG_OVERLAP)
1677
1678 /*
1679  * Construction around the vertex
1680  */
1681 static void bevel_vert_construct(BMesh *bm, BevelParams *bp, BMVert *v)
1682 {
1683         BMEdge *bme;
1684         BevVert *bv;
1685         BMEdge *bme2, *unflagged_bme, *first_bme;
1686         BMFace *f;
1687         BMIter iter, iter2;
1688         EdgeHalf *e;
1689         int i, found_shared_face, ccw_test_sum;
1690         int nsel = 0;
1691         int ntot = 0;
1692
1693         /* Gather input selected edges.
1694          * Only bevel selected edges that have exactly two incident faces.
1695          */
1696
1697         if (bp->vertex_only)
1698                 first_bme = v->e;
1699         else
1700                 first_bme = NULL;
1701         BM_ITER_ELEM (bme, &iter, v, BM_EDGES_OF_VERT) {
1702                 if (BM_elem_flag_test(bme, BM_ELEM_TAG) && !bp->vertex_only) {
1703                         BLI_assert(BM_edge_is_manifold(bme));
1704                         nsel++;
1705                         if (!first_bme)
1706                                 first_bme = bme;
1707                 }
1708                 ntot++;
1709
1710                 BM_BEVEL_EDGE_TAG_DISABLE(bme);
1711         }
1712
1713         if ((nsel == 0 && !bp->vertex_only) || (ntot < 3 && bp->vertex_only)) {
1714                 /* signal this vert isn't being beveled */
1715                 BM_elem_flag_disable(v, BM_ELEM_TAG);
1716                 return;
1717         }
1718
1719         /* avoid calling BM_vert_edge_count since we loop over edges already */
1720         // ntot = BM_vert_edge_count(v);
1721         // BLI_assert(ntot == BM_vert_edge_count(v));
1722
1723         bv = (BevVert *)BLI_memarena_alloc(bp->mem_arena, (sizeof(BevVert)));
1724         bv->v = v;
1725         bv->edgecount = ntot;
1726         bv->selcount = nsel;
1727         bv->edges = (EdgeHalf *)BLI_memarena_alloc(bp->mem_arena, ntot * sizeof(EdgeHalf));
1728         bv->vmesh = (VMesh *)BLI_memarena_alloc(bp->mem_arena, sizeof(VMesh));
1729         bv->vmesh->seg = bp->seg;
1730         BLI_ghash_insert(bp->vert_hash, v, bv);
1731
1732         /* add edges to bv->edges in order that keeps adjacent edges sharing
1733          * a face, if possible */
1734         i = 0;
1735
1736         bme = first_bme;
1737         BM_BEVEL_EDGE_TAG_ENABLE(bme);
1738         e = &bv->edges[0];
1739         e->e = bme;
1740         for (i = 0; i < ntot; i++) {
1741                 if (i > 0) {
1742                         /* find an unflagged edge bme2 that shares a face f with previous bme */
1743                         found_shared_face = 0;
1744                         unflagged_bme = NULL;
1745                         BM_ITER_ELEM (bme2, &iter, v, BM_EDGES_OF_VERT) {
1746                                 if (BM_BEVEL_EDGE_TAG_TEST(bme2))
1747                                         continue;
1748                                 if (!unflagged_bme)
1749                                         unflagged_bme = bme2;
1750                                 if (!bme->l)
1751                                         continue;
1752                                 BM_ITER_ELEM (f, &iter2, bme2, BM_FACES_OF_EDGE) {
1753                                         if (BM_face_edge_share_loop(f, bme)) {
1754                                                 found_shared_face = 1;
1755                                                 break;
1756                                         }
1757                                 }
1758                                 if (found_shared_face)
1759                                         break;
1760                         }
1761                         e = &bv->edges[i];
1762                         if (found_shared_face) {
1763                                 e->e = bme2;
1764                                 e->fprev = f;
1765                                 bv->edges[i - 1].fnext = f;
1766                         }
1767                         else {
1768                                 e->e = unflagged_bme;
1769                         }
1770                 }
1771                 bme = e->e;
1772                 BM_BEVEL_EDGE_TAG_ENABLE(bme);
1773                 if (BM_elem_flag_test(bme, BM_ELEM_TAG) && !bp->vertex_only) {
1774                         e->is_bev = TRUE;
1775                         e->seg = bp->seg;
1776                 }
1777                 else {
1778                         e->is_bev = FALSE;
1779                         e->seg = 0;
1780                 }
1781                 e->is_rev = (bme->v2 == v);
1782                 e->offset = e->is_bev ? bp->offset : 0.0f;
1783         }
1784         /* find wrap-around shared face */
1785         BM_ITER_ELEM (f, &iter2, bme, BM_FACES_OF_EDGE) {
1786                 if (bv->edges[0].e->l && BM_face_edge_share_loop(f, bv->edges[0].e)) {
1787                         if (bv->edges[0].fnext == f)
1788                                 continue;   /* if two shared faces, want the other one now */
1789                         bv->edges[ntot - 1].fnext = f;
1790                         bv->edges[0].fprev = f;
1791                         break;
1792                 }
1793         }
1794
1795         /* do later when we loop over edges */
1796 #if 0
1797         /* clear BEVEL_EDGE_TAG now that we are finished with it*/
1798         for (i = 0; i < ntot; i++) {
1799                 BM_BEVEL_EDGE_TAG_DISABLE(bv->edges[i].e);
1800         }
1801 #endif
1802
1803         /* if edge array doesn't go CCW around vertex from average normal side,
1804          * reverse the array, being careful to reverse face pointers too */
1805         if (ntot > 1) {
1806                 ccw_test_sum = 0;
1807                 for (i = 0; i < ntot; i++)
1808                         ccw_test_sum += bev_ccw_test(bv->edges[i].e, bv->edges[(i + 1) % ntot].e,
1809                                                      bv->edges[i].fnext);
1810                 if (ccw_test_sum < 0) {
1811                         for (i = 0; i <= (ntot / 2) - 1; i++) {
1812                                 SWAP(EdgeHalf, bv->edges[i], bv->edges[ntot - i - 1]);
1813                                 SWAP(BMFace *, bv->edges[i].fprev, bv->edges[i].fnext);
1814                                 SWAP(BMFace *, bv->edges[ntot - i - 1].fprev, bv->edges[ntot - i - 1].fnext);
1815                         }
1816                         if (ntot % 2 == 1) {
1817                                 i = ntot / 2;
1818                                 SWAP(BMFace *, bv->edges[i].fprev,  bv->edges[i].fnext);
1819                         }
1820                 }
1821         }
1822
1823         for (i = 0, e = bv->edges; i < ntot; i++, e++) {
1824                 e->next = &bv->edges[(i + 1) % ntot];
1825                 e->prev = &bv->edges[(i + ntot - 1) % ntot];
1826                 BM_BEVEL_EDGE_TAG_DISABLE(e->e);
1827         }
1828
1829         build_boundary(bp, bv);
1830         build_vmesh(bp, bm, bv);
1831 }
1832
1833 /* Face f has at least one beveled vertex.  Rebuild f */
1834 static int bev_rebuild_polygon(BMesh *bm, BevelParams *bp, BMFace *f)
1835 {
1836         BMIter liter;
1837         BMLoop *l, *lprev;
1838         BevVert *bv;
1839         BoundVert *v, *vstart, *vend;
1840         EdgeHalf *e, *eprev;
1841         VMesh *vm;
1842         int i, k;
1843         int do_rebuild = FALSE;
1844         BMVert *bmv;
1845         BMVert **vv = NULL;
1846         BLI_array_staticdeclare(vv, BM_DEFAULT_NGON_STACK_SIZE);
1847
1848         BM_ITER_ELEM (l, &liter, f, BM_LOOPS_OF_FACE) {
1849                 if (BM_elem_flag_test(l->v, BM_ELEM_TAG)) {
1850                         lprev = l->prev;
1851                         bv = find_bevvert(bp, l->v);
1852                         e = find_edge_half(bv, l->e);
1853                         eprev = find_edge_half(bv, lprev->e);
1854                         BLI_assert(e != NULL && eprev != NULL);
1855                         vstart = eprev->leftv;
1856                         if (e->is_bev)
1857                                 vend = e->rightv;
1858                         else
1859                                 vend = e->leftv;
1860                         v = vstart;
1861                         vm = bv->vmesh;
1862                         BLI_array_append(vv, v->nv.v);
1863                         while (v != vend) {
1864                                 if (vm->mesh_kind == M_NONE && v->ebev && v->ebev->seg > 1 && v->ebev != e && v->ebev != eprev) {
1865                                         /* case of 3rd face opposite a beveled edge, with no vmesh */
1866                                         i = v->index;
1867                                         e = v->ebev;
1868                                         for (k = 1; k < e->seg; k++) {
1869                                                 bmv = mesh_vert(vm, i, 0, k)->v;
1870                                                 BLI_array_append(vv, bmv);
1871                                         }
1872                                 }
1873                                 v = v->prev;
1874                                 BLI_array_append(vv, v->nv.v);
1875                         }
1876
1877                         do_rebuild = TRUE;
1878                 }
1879                 else {
1880                         BLI_array_append(vv, l->v);
1881                 }
1882         }
1883         if (do_rebuild) {
1884                 BMFace *f_new = bev_create_ngon(bm, vv, BLI_array_count(vv), f);
1885
1886                 /* don't select newly created boundary faces... */
1887                 if (f_new) {
1888                         BM_elem_flag_disable(f_new, BM_ELEM_TAG);
1889                 }
1890         }
1891
1892         BLI_array_free(vv);
1893         return do_rebuild;
1894 }
1895
1896 /* All polygons touching v need rebuilding because beveling v has made new vertices */
1897 static void bevel_rebuild_existing_polygons(BMesh *bm, BevelParams *bp, BMVert *v)
1898 {
1899         void    *faces_stack[BM_DEFAULT_ITER_STACK_SIZE];
1900         int      faces_len, f_index;
1901         BMFace **faces = BM_iter_as_arrayN(bm, BM_FACES_OF_VERT, v, &faces_len,
1902                                            faces_stack, BM_DEFAULT_ITER_STACK_SIZE);
1903
1904         if (LIKELY(faces != NULL)) {
1905                 for (f_index = 0; f_index < faces_len; f_index++) {
1906                         BMFace *f = faces[f_index];
1907                         if (bev_rebuild_polygon(bm, bp, f)) {
1908                                 BM_face_kill(bm, f);
1909                         }
1910                 }
1911
1912                 if (faces != (BMFace **)faces_stack) {
1913                         MEM_freeN(faces);
1914                 }
1915         }
1916 }
1917
1918
1919 /*
1920  * Build the polygons along the selected Edge
1921  */
1922 static void bevel_build_edge_polygons(BMesh *bm, BevelParams *bp, BMEdge *bme)
1923 {
1924         BevVert *bv1, *bv2;
1925         BMVert *bmv1, *bmv2, *bmv3, *bmv4, *bmv1i, *bmv2i, *bmv3i, *bmv4i;
1926         VMesh *vm1, *vm2;
1927         EdgeHalf *e1, *e2;
1928         BMFace *f1, *f2, *f;
1929         int k, nseg, i1, i2;
1930
1931         if (!BM_edge_is_manifold(bme))
1932                 return;
1933
1934         bv1 = find_bevvert(bp, bme->v1);
1935         bv2 = find_bevvert(bp, bme->v2);
1936
1937         BLI_assert(bv1 && bv2);
1938
1939         e1 = find_edge_half(bv1, bme);
1940         e2 = find_edge_half(bv2, bme);
1941
1942         BLI_assert(e1 && e2);
1943
1944         /*   v4             v3
1945          *    \            /
1946          *     e->v1 - e->v2
1947          *    /            \
1948          *   v1             v2
1949          */
1950         nseg = e1->seg;
1951         BLI_assert(nseg > 0 && nseg == e2->seg);
1952
1953         bmv1 = e1->leftv->nv.v;
1954         bmv4 = e1->rightv->nv.v;
1955         bmv2 = e2->rightv->nv.v;
1956         bmv3 = e2->leftv->nv.v;
1957
1958         BLI_assert(bmv1 && bmv2 && bmv3 && bmv4);
1959
1960         f1 = boundvert_rep_face(e1->leftv);
1961         f2 = boundvert_rep_face(e1->rightv);
1962
1963         if (nseg == 1) {
1964                 bev_create_quad_tri(bm, bmv1, bmv2, bmv3, bmv4, f1);
1965         }
1966         else {
1967                 i1 = e1->leftv->index;
1968                 i2 = e2->leftv->index;
1969                 vm1 = bv1->vmesh;
1970                 vm2 = bv2->vmesh;
1971                 bmv1i = bmv1;
1972                 bmv2i = bmv2;
1973                 for (k = 1; k <= nseg; k++) {
1974                         bmv4i = mesh_vert(vm1, i1, 0, k)->v;
1975                         bmv3i = mesh_vert(vm2, i2, 0, nseg - k)->v;
1976                         f = (k <= nseg / 2 + (nseg % 2)) ? f1 : f2;
1977                         bev_create_quad_tri(bm, bmv1i, bmv2i, bmv3i, bmv4i, f);
1978                         bmv1i = bmv4i;
1979                         bmv2i = bmv3i;
1980                 }
1981         }
1982 }
1983
1984 /**
1985  * - Currently only bevels BM_ELEM_TAG'd verts and edges.
1986  *
1987  * - Newly created faces are BM_ELEM_TAG'd too,
1988  *   the caller needs to ensure this is cleared before calling
1989  *   if its going to use this face tag.
1990  *
1991  * \warning all tagged edges _must_ be manifold.
1992  */
1993 void BM_mesh_bevel(BMesh *bm, const float offset, const float segments, const int vertex_only)
1994 {
1995         BMIter iter;
1996         BMVert *v;
1997         BMEdge *e;
1998         BevelParams bp = {NULL};
1999
2000         bp.offset = offset;
2001         bp.seg    = segments;
2002         bp.vertex_only = vertex_only;
2003
2004         if (bp.offset > 0) {
2005                 /* primary alloc */
2006                 bp.vert_hash = BLI_ghash_ptr_new(__func__);
2007                 bp.mem_arena = BLI_memarena_new((1 << 16), __func__);
2008                 BLI_memarena_use_calloc(bp.mem_arena);
2009
2010                 /* The analysis of the input vertices and execution additional constructions */
2011                 BM_ITER_MESH (v, &iter, bm, BM_VERTS_OF_MESH) {
2012                         if (BM_elem_flag_test(v, BM_ELEM_TAG)) {
2013                                 bevel_vert_construct(bm, &bp, v);
2014                         }
2015                 }
2016
2017                 /* Build polygons for edges */
2018                 if (!bp.vertex_only) {
2019                         BM_ITER_MESH (e, &iter, bm, BM_EDGES_OF_MESH) {
2020                                 if (BM_elem_flag_test(e, BM_ELEM_TAG)) {
2021                                         bevel_build_edge_polygons(bm, &bp, e);
2022                                 }
2023                         }
2024                 }
2025
2026                 BM_ITER_MESH (v, &iter, bm, BM_VERTS_OF_MESH) {
2027                         if (BM_elem_flag_test(v, BM_ELEM_TAG)) {
2028                                 bevel_rebuild_existing_polygons(bm, &bp, v);
2029                         }
2030                 }
2031
2032                 BM_ITER_MESH (v, &iter, bm, BM_VERTS_OF_MESH) {
2033                         if (BM_elem_flag_test(v, BM_ELEM_TAG)) {
2034                                 BLI_assert(find_bevvert(&bp, v) != NULL);
2035                                 BM_vert_kill(bm, v);
2036                         }
2037                 }
2038
2039                 /* primary free */
2040                 BLI_ghash_free(bp.vert_hash, NULL, NULL);
2041                 BLI_memarena_free(bp.mem_arena);
2042         }
2043 }