code cleanup: use BLI math funcs for metaballs, also remove MB_POINT struct and just...
[blender.git] / source / blender / blenkernel / intern / mball.c
1 /*
2  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License
6  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
7  * of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  * GNU General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
16  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
17  *
18  * The Original Code is Copyright (C) 2001-2002 by NaN Holding BV.
19  * All rights reserved.
20  *
21  * Contributor(s): Jiri Hnidek <jiri.hnidek@vslib.cz>.
22  *
23  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
24  *
25  * MetaBalls are created from a single Object (with a name without number in it),
26  * here the DispList and BoundBox also is located.
27  * All objects with the same name (but with a number in it) are added to this.
28  *
29  * texture coordinates are patched within the displist
30  */
31
32 /** \file blender/blenkernel/intern/mball.c
33  *  \ingroup bke
34  */
35
36 #include <stdio.h>
37 #include <string.h>
38 #include <math.h>
39 #include <stdlib.h>
40 #include <ctype.h>
41 #include <float.h>
42 #include "MEM_guardedalloc.h"
43
44 #include "DNA_material_types.h"
45 #include "DNA_object_types.h"
46 #include "DNA_meta_types.h"
47 #include "DNA_scene_types.h"
48
49
50 #include "BLI_blenlib.h"
51 #include "BLI_math.h"
52 #include "BLI_utildefines.h"
53 #include "BLI_bpath.h"
54
55
56 #include "BKE_global.h"
57 #include "BKE_main.h"
58
59 /*  #include "BKE_object.h" */
60 #include "BKE_animsys.h"
61 #include "BKE_scene.h"
62 #include "BKE_library.h"
63 #include "BKE_displist.h"
64 #include "BKE_mball.h"
65 #include "BKE_object.h"
66 #include "BKE_material.h"
67
68 /* Data types */
69
70 typedef struct vertex {         /* surface vertex */
71         float co[3];  /* position and surface normal */
72         float no[3];
73 } VERTEX;
74
75 typedef struct vertices {       /* list of vertices in polygonization */
76         int count, max;             /* # vertices, max # allowed */
77         VERTEX *ptr;                /* dynamically allocated */
78 } VERTICES;
79
80 typedef struct corner {         /* corner of a cube */
81         int i, j, k;                /* (i, j, k) is index within lattice */
82         float co[3], value;       /* location and function value */
83         struct corner *next;
84 } CORNER;
85
86 typedef struct cube {           /* partitioning cell (cube) */
87         int i, j, k;                /* lattice location of cube */
88         CORNER *corners[8];         /* eight corners */
89 } CUBE;
90
91 typedef struct cubes {          /* linked list of cubes acting as stack */
92         CUBE cube;                  /* a single cube */
93         struct cubes *next;         /* remaining elements */
94 } CUBES;
95
96 typedef struct centerlist {     /* list of cube locations */
97         int i, j, k;                /* cube location */
98         struct centerlist *next;    /* remaining elements */
99 } CENTERLIST;
100
101 typedef struct edgelist {       /* list of edges */
102         int i1, j1, k1, i2, j2, k2; /* edge corner ids */
103         int vid;                    /* vertex id */
104         struct edgelist *next;      /* remaining elements */
105 } EDGELIST;
106
107 typedef struct intlist {        /* list of integers */
108         int i;                      /* an integer */
109         struct intlist *next;       /* remaining elements */
110 } INTLIST;
111
112 typedef struct intlists {       /* list of list of integers */
113         INTLIST *list;              /* a list of integers */
114         struct intlists *next;      /* remaining elements */
115 } INTLISTS;
116
117 typedef struct process {        /* parameters, function, storage */
118         /* what happens here? floats, I think. */
119         /*  float (*function)(void);     */     /* implicit surface function */
120         float (*function)(float, float, float);
121         float size, delta;          /* cube size, normal delta */
122         int bounds;                 /* cube range within lattice */
123         CUBES *cubes;               /* active cubes */
124         VERTICES vertices;          /* surface vertices */
125         CENTERLIST **centers;       /* cube center hash table */
126         CORNER **corners;           /* corner value hash table */
127         EDGELIST **edges;           /* edge and vertex id hash table */
128 } PROCESS;
129
130 /* dividing scene using octal tree makes polygonisation faster */
131 typedef struct ml_pointer {
132         struct ml_pointer *next, *prev;
133         struct MetaElem *ml;
134 } ml_pointer;
135
136 typedef struct octal_node {
137         struct octal_node *nodes[8];/* children of current node */
138         struct octal_node *parent;  /* parent of current node */
139         struct ListBase elems;      /* ListBase of MetaElem pointers (ml_pointer) */
140         float x_min, y_min, z_min;  /* 1st border point */
141         float x_max, y_max, z_max;  /* 7th border point */
142         float x, y, z;              /* center of node */
143         int pos, neg;               /* number of positive and negative MetaElements in the node */
144         int count;                  /* number of MetaElems, which belongs to the node */
145 } octal_node;
146
147 typedef struct octal_tree {
148         struct octal_node *first;   /* first node */
149         int pos, neg;               /* number of positive and negative MetaElements in the scene */
150         short depth;                /* number of scene subdivision */
151 } octal_tree;
152
153 struct pgn_elements {
154         struct pgn_elements *next, *prev;
155         char *data;
156 };
157
158 /* Forward declarations */
159 static int vertid(const CORNER *c1, const CORNER *c2, PROCESS *p, MetaBall *mb);
160 static int setcenter(CENTERLIST *table[], int i, int j, int k);
161 static CORNER *setcorner(PROCESS *p, int i, int j, int k);
162 static void converge(const float p1[3], const float p2[3], float v1, float v2,
163                      float (*function)(float, float, float), float p[3], MetaBall *mb, int f);
164
165 /* Global variables */
166
167 static float thresh = 0.6f;
168 static int totelem = 0;
169 static MetaElem **mainb;
170 static octal_tree *metaball_tree = NULL;
171 /* Functions */
172
173 void BKE_mball_unlink(MetaBall *mb)
174 {
175         int a;
176         
177         for (a = 0; a < mb->totcol; a++) {
178                 if (mb->mat[a]) mb->mat[a]->id.us--;
179                 mb->mat[a] = NULL;
180         }
181 }
182
183
184 /* do not free mball itself */
185 void BKE_mball_free(MetaBall *mb)
186 {
187         BKE_mball_unlink(mb);   
188         
189         if (mb->adt) {
190                 BKE_free_animdata((ID *)mb);
191                 mb->adt = NULL;
192         }
193         if (mb->mat) MEM_freeN(mb->mat);
194         if (mb->bb) MEM_freeN(mb->bb);
195         BLI_freelistN(&mb->elems);
196         if (mb->disp.first) BKE_displist_free(&mb->disp);
197 }
198
199 MetaBall *BKE_mball_add(const char *name)
200 {
201         MetaBall *mb;
202         
203         mb = BKE_libblock_alloc(&G.main->mball, ID_MB, name);
204         
205         mb->size[0] = mb->size[1] = mb->size[2] = 1.0;
206         mb->texflag = MB_AUTOSPACE;
207         
208         mb->wiresize = 0.4f;
209         mb->rendersize = 0.2f;
210         mb->thresh = 0.6f;
211         
212         return mb;
213 }
214
215 MetaBall *BKE_mball_copy(MetaBall *mb)
216 {
217         MetaBall *mbn;
218         int a;
219         
220         mbn = BKE_libblock_copy(&mb->id);
221
222         BLI_duplicatelist(&mbn->elems, &mb->elems);
223         
224         mbn->mat = MEM_dupallocN(mb->mat);
225         for (a = 0; a < mbn->totcol; a++) {
226                 id_us_plus((ID *)mbn->mat[a]);
227         }
228         mbn->bb = MEM_dupallocN(mb->bb);
229
230         mbn->editelems = NULL;
231         mbn->lastelem = NULL;
232         
233         return mbn;
234 }
235
236 static void extern_local_mball(MetaBall *mb)
237 {
238         if (mb->mat) {
239                 extern_local_matarar(mb->mat, mb->totcol);
240         }
241 }
242
243 void BKE_mball_make_local(MetaBall *mb)
244 {
245         Main *bmain = G.main;
246         Object *ob;
247         int is_local = FALSE, is_lib = FALSE;
248
249         /* - only lib users: do nothing
250          * - only local users: set flag
251          * - mixed: make copy
252          */
253         
254         if (mb->id.lib == NULL) return;
255         if (mb->id.us == 1) {
256                 id_clear_lib_data(bmain, &mb->id);
257                 extern_local_mball(mb);
258                 
259                 return;
260         }
261
262         for (ob = G.main->object.first; ob && ELEM(0, is_lib, is_local); ob = ob->id.next) {
263                 if (ob->data == mb) {
264                         if (ob->id.lib) is_lib = TRUE;
265                         else is_local = TRUE;
266                 }
267         }
268         
269         if (is_local && is_lib == FALSE) {
270                 id_clear_lib_data(bmain, &mb->id);
271                 extern_local_mball(mb);
272         }
273         else if (is_local && is_lib) {
274                 MetaBall *mb_new = BKE_mball_copy(mb);
275                 mb_new->id.us = 0;
276
277                 /* Remap paths of new ID using old library as base. */
278                 BKE_id_lib_local_paths(bmain, mb->id.lib, &mb_new->id);
279
280                 for (ob = G.main->object.first; ob; ob = ob->id.next) {
281                         if (ob->data == mb) {
282                                 if (ob->id.lib == NULL) {
283                                         ob->data = mb_new;
284                                         mb_new->id.us++;
285                                         mb->id.us--;
286                                 }
287                         }
288                 }
289         }
290 }
291
292 /* most simple meta-element adding function
293  * don't do context manipulation here (rna uses) */
294 MetaElem *BKE_mball_element_add(MetaBall *mb, const int type)
295 {
296         MetaElem *ml = MEM_callocN(sizeof(MetaElem), "metaelem");
297
298         unit_qt(ml->quat);
299
300         ml->rad = 2.0;
301         ml->s = 2.0;
302         ml->flag = MB_SCALE_RAD;
303
304         switch (type) {
305                 case MB_BALL:
306                         ml->type = MB_BALL;
307                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
308
309                         break;
310                 case MB_TUBE:
311                         ml->type = MB_TUBE;
312                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
313
314                         break;
315                 case MB_PLANE:
316                         ml->type = MB_PLANE;
317                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
318
319                         break;
320                 case MB_ELIPSOID:
321                         ml->type = MB_ELIPSOID;
322                         ml->expx = 1.2f;
323                         ml->expy = 0.8f;
324                         ml->expz = 1.0;
325
326                         break;
327                 case MB_CUBE:
328                         ml->type = MB_CUBE;
329                         ml->expx = ml->expy = ml->expz = 1.0;
330
331                         break;
332                 default:
333                         break;
334         }
335
336         BLI_addtail(&mb->elems, ml);
337
338         return ml;
339 }
340 /** Compute bounding box of all MetaElems/MetaBalls.
341  *
342  * Bounding box is computed from polygonized surface. Object *ob is
343  * basic MetaBall (usually with name Meta). All other MetaBalls (with
344  * names Meta.001, Meta.002, etc) are included in this Bounding Box.
345  */
346 void BKE_mball_texspace_calc(Object *ob)
347 {
348         DispList *dl;
349         BoundBox *bb;
350         float *data, min[3], max[3] /*, loc[3], size[3] */;
351         int tot, do_it = FALSE;
352
353         if (ob->bb == NULL) ob->bb = MEM_callocN(sizeof(BoundBox), "mb boundbox");
354         bb = ob->bb;
355         
356         /* Weird one, this. */
357 /*      INIT_MINMAX(min, max); */
358         (min)[0] = (min)[1] = (min)[2] = 1.0e30f;
359         (max)[0] = (max)[1] = (max)[2] = -1.0e30f;
360
361         dl = ob->disp.first;
362         while (dl) {
363                 tot = dl->nr;
364                 if (tot) do_it = TRUE;
365                 data = dl->verts;
366                 while (tot--) {
367                         /* Also weird... but longer. From utildefines. */
368                         minmax_v3v3_v3(min, max, data);
369                         data += 3;
370                 }
371                 dl = dl->next;
372         }
373
374         if (!do_it) {
375                 min[0] = min[1] = min[2] = -1.0f;
376                 max[0] = max[1] = max[2] = 1.0f;
377         }
378 #if 0
379         loc[0] = (min[0] + max[0]) / 2.0f;
380         loc[1] = (min[1] + max[1]) / 2.0f;
381         loc[2] = (min[2] + max[2]) / 2.0f;
382
383         size[0] = (max[0] - min[0]) / 2.0f;
384         size[1] = (max[1] - min[1]) / 2.0f;
385         size[2] = (max[2] - min[2]) / 2.0f;
386 #endif
387         BKE_boundbox_init_from_minmax(bb, min, max);
388 }
389
390 float *BKE_mball_make_orco(Object *ob, ListBase *dispbase)
391 {
392         BoundBox *bb;
393         DispList *dl;
394         float *data, *orco, *orcodata;
395         float loc[3], size[3];
396         int a;
397
398         /* restore size and loc */
399         bb = ob->bb;
400         loc[0] = (bb->vec[0][0] + bb->vec[4][0]) / 2.0f;
401         size[0] = bb->vec[4][0] - loc[0];
402         loc[1] = (bb->vec[0][1] + bb->vec[2][1]) / 2.0f;
403         size[1] = bb->vec[2][1] - loc[1];
404         loc[2] = (bb->vec[0][2] + bb->vec[1][2]) / 2.0f;
405         size[2] = bb->vec[1][2] - loc[2];
406
407         dl = dispbase->first;
408         orcodata = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * dl->nr, "MballOrco");
409
410         data = dl->verts;
411         orco = orcodata;
412         a = dl->nr;
413         while (a--) {
414                 orco[0] = (data[0] - loc[0]) / size[0];
415                 orco[1] = (data[1] - loc[1]) / size[1];
416                 orco[2] = (data[2] - loc[2]) / size[2];
417
418                 data += 3;
419                 orco += 3;
420         }
421
422         return orcodata;
423 }
424
425 /* Note on mball basis stuff 2.5x (this is a can of worms)
426  * This really needs a rewrite/refactor its totally broken in anything other then basic cases
427  * Multiple Scenes + Set Scenes & mixing mball basis SHOULD work but fails to update the depsgraph on rename
428  * and linking into scenes or removal of basis mball. so take care when changing this code.
429  * 
430  * Main idiot thing here is that the system returns find_basis_mball() objects which fail a is_basis_mball() test.
431  *
432  * Not only that but the depsgraph and their areas depend on this behavior!, so making small fixes here isn't worth it.
433  * - Campbell
434  */
435
436
437 /** \brief Test, if Object *ob is basic MetaBall.
438  *
439  * It test last character of Object ID name. If last character
440  * is digit it return 0, else it return 1.
441  */
442 int BKE_mball_is_basis(Object *ob)
443 {
444         int len;
445         
446         /* just a quick test */
447         len = strlen(ob->id.name);
448         if (isdigit(ob->id.name[len - 1]) ) return 0;
449         return 1;
450 }
451
452 /* return nonzero if ob1 is a basis mball for ob */
453 int BKE_mball_is_basis_for(Object *ob1, Object *ob2)
454 {
455         int basis1nr, basis2nr;
456         char basis1name[MAX_ID_NAME], basis2name[MAX_ID_NAME];
457
458         BLI_split_name_num(basis1name, &basis1nr, ob1->id.name + 2, '.');
459         BLI_split_name_num(basis2name, &basis2nr, ob2->id.name + 2, '.');
460
461         if (!strcmp(basis1name, basis2name)) return BKE_mball_is_basis(ob1);
462         else return 0;
463 }
464
465 /* \brief copy some properties from object to other metaball object with same base name
466  *
467  * When some properties (wiresize, threshold, update flags) of metaball are changed, then this properties
468  * are copied to all metaballs in same "group" (metaballs with same base name: MBall,
469  * MBall.001, MBall.002, etc). The most important is to copy properties to the base metaball,
470  * because this metaball influence polygonisation of metaballs. */
471 void BKE_mball_properties_copy(Scene *scene, Object *active_object)
472 {
473         Scene *sce_iter = scene;
474         Base *base;
475         Object *ob;
476         MetaBall *active_mball = (MetaBall *)active_object->data;
477         int basisnr, obnr;
478         char basisname[MAX_ID_NAME], obname[MAX_ID_NAME];
479         
480         BLI_split_name_num(basisname, &basisnr, active_object->id.name + 2, '.');
481
482         /* XXX recursion check, see scene.c, just too simple code this BKE_scene_base_iter_next() */
483         if (F_ERROR == BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL))
484                 return;
485         
486         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &ob)) {
487                 if (ob->type == OB_MBALL) {
488                         if (ob != active_object) {
489                                 BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
490
491                                 /* Object ob has to be in same "group" ... it means, that it has to have
492                                  * same base of its name */
493                                 if (strcmp(obname, basisname) == 0) {
494                                         MetaBall *mb = ob->data;
495
496                                         /* Copy properties from selected/edited metaball */
497                                         mb->wiresize = active_mball->wiresize;
498                                         mb->rendersize = active_mball->rendersize;
499                                         mb->thresh = active_mball->thresh;
500                                         mb->flag = active_mball->flag;
501                                 }
502                         }
503                 }
504         }
505 }
506
507 /** \brief This function finds basic MetaBall.
508  *
509  * Basic MetaBall doesn't include any number at the end of
510  * its name. All MetaBalls with same base of name can be
511  * blended. MetaBalls with different basic name can't be
512  * blended.
513  *
514  * warning!, is_basis_mball() can fail on returned object, see long note above.
515  */
516 Object *BKE_mball_basis_find(Scene *scene, Object *basis)
517 {
518         Scene *sce_iter = scene;
519         Base *base;
520         Object *ob, *bob = basis;
521         MetaElem *ml = NULL;
522         int basisnr, obnr;
523         char basisname[MAX_ID_NAME], obname[MAX_ID_NAME];
524
525         BLI_split_name_num(basisname, &basisnr, basis->id.name + 2, '.');
526         totelem = 0;
527
528         /* XXX recursion check, see scene.c, just too simple code this BKE_scene_base_iter_next() */
529         if (F_ERROR == BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL))
530                 return NULL;
531         
532         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &ob)) {
533                 
534                 if (ob->type == OB_MBALL) {
535                         if (ob == bob) {
536                                 MetaBall *mb = ob->data;
537                                 
538                                 /* if bob object is in edit mode, then dynamic list of all MetaElems
539                                  * is stored in editelems */
540                                 if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
541                                 /* if bob object is in object mode */
542                                 else ml = mb->elems.first;
543                         }
544                         else {
545                                 BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
546
547                                 /* object ob has to be in same "group" ... it means, that it has to have
548                                  * same base of its name */
549                                 if (strcmp(obname, basisname) == 0) {
550                                         MetaBall *mb = ob->data;
551                                         
552                                         /* if object is in edit mode, then dynamic list of all MetaElems
553                                          * is stored in editelems */
554                                         if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
555                                         /* if bob object is in object mode */
556                                         else ml = mb->elems.first;
557                                         
558                                         if (obnr < basisnr) {
559                                                 if (!(ob->flag & OB_FROMDUPLI)) {
560                                                         basis = ob;
561                                                         basisnr = obnr;
562                                                 }
563                                         }       
564                                 }
565                         }
566                         
567                         while (ml) {
568                                 if (!(ml->flag & MB_HIDE)) totelem++;
569                                 ml = ml->next;
570                         }
571                 }
572         }
573
574         return basis;
575 }
576
577
578 /* ******************** ARITH ************************* */
579
580 /* BASED AT CODE (but mostly rewritten) :
581  * C code from the article
582  * "An Implicit Surface Polygonizer"
583  * by Jules Bloomenthal, jbloom@beauty.gmu.edu
584  * in "Graphics Gems IV", Academic Press, 1994
585  *
586  * Authored by Jules Bloomenthal, Xerox PARC.
587  * Copyright (c) Xerox Corporation, 1991.  All rights reserved.
588  * Permission is granted to reproduce, use and distribute this code for
589  * any and all purposes, provided that this notice appears in all copies. */
590
591 #define RES 12 /* # converge iterations    */
592
593 #define L   0  /* left direction:       -x, -i */
594 #define R   1  /* right direction:      +x, +i */
595 #define B   2  /* bottom direction: -y, -j */
596 #define T   3  /* top direction:        +y, +j */
597 #define N   4  /* near direction:       -z, -k */
598 #define F   5  /* far direction:        +z, +k */
599 #define LBN 0  /* left bottom near corner  */
600 #define LBF 1  /* left bottom far corner   */
601 #define LTN 2  /* left top near corner     */
602 #define LTF 3  /* left top far corner      */
603 #define RBN 4  /* right bottom near corner */
604 #define RBF 5  /* right bottom far corner  */
605 #define RTN 6  /* right top near corner    */
606 #define RTF 7  /* right top far corner     */
607
608 /* the LBN corner of cube (i, j, k), corresponds with location
609  * (i-0.5)*size, (j-0.5)*size, (k-0.5)*size) */
610
611 #define HASHBIT     (5)
612 #define HASHSIZE    (size_t)(1 << (3 * HASHBIT))   /*! < hash table size (32768) */
613
614 #define HASH(i, j, k) ((((( (i) & 31) << 5) | ( (j) & 31)) << 5) | ( (k) & 31) )
615
616 #define MB_BIT(i, bit) (((i) >> (bit)) & 1)
617 #define FLIP(i, bit) ((i) ^ 1 << (bit)) /* flip the given bit of i */
618
619
620 /* **************** POLYGONIZATION ************************ */
621
622 static void calc_mballco(MetaElem *ml, float vec[3])
623 {
624         if (ml->mat) {
625                 mul_m4_v3((float (*)[4])ml->mat, vec);
626         }
627 }
628
629 static float densfunc(MetaElem *ball, float x, float y, float z)
630 {
631         float dist2;
632         float dvec[3] = {x, y, z};
633
634         mul_m4_v3((float (*)[4])ball->imat, dvec);
635
636         if (ball->type == MB_BALL) {
637         }
638         else if (ball->type == MB_TUBEX) {
639                 if      (dvec[0] >  ball->len) dvec[0] -= ball->len;
640                 else if (dvec[0] < -ball->len) dvec[0] += ball->len;
641                 else                           dvec[0] = 0.0;
642         }
643         else if (ball->type == MB_TUBEY) {
644                 if      (dvec[1] >  ball->len) dvec[1] -= ball->len;
645                 else if (dvec[1] < -ball->len) dvec[1] += ball->len;
646                 else                           dvec[1] = 0.0;
647         }
648         else if (ball->type == MB_TUBEZ) {
649                 if      (dvec[2] >  ball->len) dvec[2] -= ball->len;
650                 else if (dvec[2] < -ball->len) dvec[2] += ball->len;
651                 else                           dvec[2] = 0.0;
652         }
653         else if (ball->type == MB_TUBE) {
654                 if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
655                 else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
656                 else                            dvec[0] = 0.0;
657         }
658         else if (ball->type == MB_PLANE) {
659                 if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
660                 else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
661                 else                            dvec[0] = 0.0;
662                 if      (dvec[1] >  ball->expy) dvec[1] -= ball->expy;
663                 else if (dvec[1] < -ball->expy) dvec[1] += ball->expy;
664                 else                            dvec[1] = 0.0;
665         }
666         else if (ball->type == MB_ELIPSOID) {
667                 dvec[0] *= 1 / ball->expx;
668                 dvec[1] *= 1 / ball->expy;
669                 dvec[2] *= 1 / ball->expz;
670         }
671         else if (ball->type == MB_CUBE) {
672                 if      (dvec[0] >  ball->expx) dvec[0] -= ball->expx;
673                 else if (dvec[0] < -ball->expx) dvec[0] += ball->expx;
674                 else                            dvec[0] = 0.0;
675                 if      (dvec[1] >  ball->expy) dvec[1] -= ball->expy;
676                 else if (dvec[1] < -ball->expy) dvec[1] += ball->expy;
677                 else                            dvec[1] = 0.0;
678                 if      (dvec[2] >  ball->expz) dvec[2] -= ball->expz;
679                 else if (dvec[2] < -ball->expz) dvec[2] += ball->expz;
680                 else                            dvec[2] = 0.0;
681         }
682
683         dist2 = len_v3(dvec);
684
685         if (ball->flag & MB_NEGATIVE) {
686                 dist2 = 1.0f - (dist2 / ball->rad2);
687                 if (dist2 < 0.0f) return 0.5f;
688
689                 return 0.5f - ball->s * dist2 * dist2 * dist2;
690         }
691         else {
692                 dist2 = 1.0f - (dist2 / ball->rad2);
693                 if (dist2 < 0.0f) return -0.5f;
694
695                 return ball->s * dist2 * dist2 * dist2 - 0.5f;
696         }
697 }
698
699 static octal_node *find_metaball_octal_node(octal_node *node, float x, float y, float z, short depth)
700 {
701         if (!depth) return node;
702         
703         if (z < node->z) {
704                 if (y < node->y) {
705                         if (x < node->x) {
706                                 if (node->nodes[0])
707                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[0], x, y, z, depth--);
708                                 else
709                                         return node;
710                         }
711                         else {
712                                 if (node->nodes[1])
713                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[1], x, y, z, depth--);
714                                 else
715                                         return node;
716                         }
717                 }
718                 else {
719                         if (x < node->x) {
720                                 if (node->nodes[3])
721                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[3], x, y, z, depth--);
722                                 else
723                                         return node;
724                         }
725                         else {
726                                 if (node->nodes[2])
727                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[2], x, y, z, depth--);
728                                 else
729                                         return node;
730                         }               
731                 }
732         }
733         else {
734                 if (y < node->y) {
735                         if (x < node->x) {
736                                 if (node->nodes[4])
737                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[4], x, y, z, depth--);
738                                 else
739                                         return node;
740                         }
741                         else {
742                                 if (node->nodes[5])
743                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[5], x, y, z, depth--);
744                                 else
745                                         return node;
746                         }
747                 }
748                 else {
749                         if (x < node->x) {
750                                 if (node->nodes[7])
751                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[7], x, y, z, depth--);
752                                 else
753                                         return node;
754                         }
755                         else {
756                                 if (node->nodes[6])
757                                         return find_metaball_octal_node(node->nodes[6], x, y, z, depth--);
758                                 else
759                                         return node;
760                         }               
761                 }
762         }
763         
764         return node;
765 }
766
767 static float metaball(float x, float y, float z)
768 /*  float x, y, z; */
769 {
770         struct octal_node *node;
771         struct ml_pointer *ml_p;
772         float dens = 0;
773         int a;
774         
775         if (totelem > 1) {
776                 node = find_metaball_octal_node(metaball_tree->first, x, y, z, metaball_tree->depth);
777                 if (node) {
778                         ml_p = node->elems.first;
779
780                         while (ml_p) {
781                                 dens += densfunc(ml_p->ml, x, y, z);
782                                 ml_p = ml_p->next;
783                         }
784
785                         dens += -0.5f * (metaball_tree->pos - node->pos);
786                         dens += 0.5f * (metaball_tree->neg - node->neg);
787                 }
788                 else {
789                         for (a = 0; a < totelem; a++) {
790                                 dens += densfunc(mainb[a], x, y, z);
791                         }
792                 }
793         }
794         else {
795                 dens += densfunc(mainb[0], x, y, z);
796         }
797
798         return thresh - dens;
799 }
800
801 /* ******************************************** */
802
803 static int *indices = NULL;
804 static int totindex, curindex;
805
806
807 static void accum_mballfaces(int i1, int i2, int i3, int i4)
808 {
809         int *newi, *cur;
810         /* static int i = 0; I would like to delete altogether, but I don't dare to, yet */
811
812         if (totindex == curindex) {
813                 totindex += 256;
814                 newi = MEM_mallocN(4 * sizeof(int) * totindex, "vertindex");
815                 
816                 if (indices) {
817                         memcpy(newi, indices, 4 * sizeof(int) * (totindex - 256));
818                         MEM_freeN(indices);
819                 }
820                 indices = newi;
821         }
822         
823         cur = indices + 4 * curindex;
824
825         /* displists now support array drawing, we treat tri's as fake quad */
826         
827         cur[0] = i1;
828         cur[1] = i2;
829         cur[2] = i3;
830         if (i4 == 0)
831                 cur[3] = i3;
832         else 
833                 cur[3] = i4;
834         
835         curindex++;
836
837 }
838
839 /* ******************* MEMORY MANAGEMENT *********************** */
840 static void *new_pgn_element(int size)
841 {
842         /* during polygonize 1000s of elements are allocated
843          * and never freed in between. Freeing only done at the end.
844          */
845         int blocksize = 16384;
846         static int offs = 0;     /* the current free address */
847         static struct pgn_elements *cur = NULL;
848         static ListBase lb = {NULL, NULL};
849         void *adr;
850         
851         if (size > 10000 || size == 0) {
852                 printf("incorrect use of new_pgn_element\n");
853         }
854         else if (size == -1) {
855                 cur = lb.first;
856                 while (cur) {
857                         MEM_freeN(cur->data);
858                         cur = cur->next;
859                 }
860                 BLI_freelistN(&lb);
861                 
862                 return NULL;    
863         }
864         
865         size = 4 * ( (size + 3) / 4);
866         
867         if (cur) {
868                 if (size + offs < blocksize) {
869                         adr = (void *) (cur->data + offs);
870                         offs += size;
871                         return adr;
872                 }
873         }
874         
875         cur = MEM_callocN(sizeof(struct pgn_elements), "newpgn");
876         cur->data = MEM_callocN(blocksize, "newpgn");
877         BLI_addtail(&lb, cur);
878         
879         offs = size;
880         return cur->data;
881 }
882
883 static void freepolygonize(PROCESS *p)
884 {
885         MEM_freeN(p->corners);
886         MEM_freeN(p->edges);
887         MEM_freeN(p->centers);
888
889         new_pgn_element(-1);
890         
891         if (p->vertices.ptr) MEM_freeN(p->vertices.ptr);
892 }
893
894 /**** Cubical Polygonization (optional) ****/
895
896 #define LB  0  /* left bottom edge      */
897 #define LT  1  /* left top edge */
898 #define LN  2  /* left near edge        */
899 #define LF  3  /* left far edge */
900 #define RB  4  /* right bottom edge */
901 #define RT  5  /* right top edge        */
902 #define RN  6  /* right near edge       */
903 #define RF  7  /* right far edge        */
904 #define BN  8  /* bottom near edge      */
905 #define BF  9  /* bottom far edge       */
906 #define TN  10 /* top near edge */
907 #define TF  11 /* top far edge  */
908
909 static INTLISTS *cubetable[256];
910
911 /* edge: LB, LT, LN, LF, RB, RT, RN, RF, BN, BF, TN, TF */
912 static int corner1[12] = {
913         LBN, LTN, LBN, LBF, RBN, RTN, RBN, RBF, LBN, LBF, LTN, LTF
914 };
915 static int corner2[12] = {
916         LBF, LTF, LTN, LTF, RBF, RTF, RTN, RTF, RBN, RBF, RTN, RTF
917 };
918 static int leftface[12] = {
919         B,  L,  L,  F,  R,  T,  N,  R,  N,  B,  T,  F
920 };
921 /* face on left when going corner1 to corner2 */
922 static int rightface[12] = {
923         L,  T,  N,  L,  B,  R,  R,  F,  B,  F,  N,  T
924 };
925 /* face on right when going corner1 to corner2 */
926
927
928 /* docube: triangulate the cube directly, without decomposition */
929
930 static void docube(CUBE *cube, PROCESS *p, MetaBall *mb)
931 {
932         INTLISTS *polys;
933         CORNER *c1, *c2;
934         int i, index = 0, count, indexar[8];
935         
936         for (i = 0; i < 8; i++) if (cube->corners[i]->value > 0.0f) index += (1 << i);
937         
938         for (polys = cubetable[index]; polys; polys = polys->next) {
939                 INTLIST *edges;
940                 
941                 count = 0;
942                 
943                 for (edges = polys->list; edges; edges = edges->next) {
944                         c1 = cube->corners[corner1[edges->i]];
945                         c2 = cube->corners[corner2[edges->i]];
946                         
947                         indexar[count] = vertid(c1, c2, p, mb);
948                         count++;
949                 }
950                 if (count > 2) {
951                         switch (count) {
952                                 case 3:
953                                         accum_mballfaces(indexar[2], indexar[1], indexar[0], 0);
954                                         break;
955                                 case 4:
956                                         if (indexar[0] == 0) accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
957                                         else accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
958                                         break;
959                                 case 5:
960                                         if (indexar[0] == 0) accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
961                                         else accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
962                                 
963                                         accum_mballfaces(indexar[4], indexar[3], indexar[0], 0);
964                                         break;
965                                 case 6:
966                                         if (indexar[0] == 0) {
967                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
968                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[5], indexar[4], indexar[3]);
969                                         }
970                                         else {
971                                                 accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
972                                                 accum_mballfaces(indexar[5], indexar[4], indexar[3], indexar[0]);
973                                         }
974                                         break;
975                                 case 7:
976                                         if (indexar[0] == 0) {
977                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[3], indexar[2], indexar[1]);
978                                                 accum_mballfaces(indexar[0], indexar[5], indexar[4], indexar[3]);
979                                         }
980                                         else {
981                                                 accum_mballfaces(indexar[3], indexar[2], indexar[1], indexar[0]);
982                                                 accum_mballfaces(indexar[5], indexar[4], indexar[3], indexar[0]);
983                                         }
984                                 
985                                         accum_mballfaces(indexar[6], indexar[5], indexar[0], 0);
986
987                                         break;
988                         }
989                 }
990         }
991 }
992
993
994 /* testface: given cube at lattice (i, j, k), and four corners of face,
995  * if surface crosses face, compute other four corners of adjacent cube
996  * and add new cube to cube stack */
997
998 static void testface(int i, int j, int k, CUBE *old, int bit, int c1, int c2, int c3, int c4, PROCESS *p)
999 {
1000         CUBE newc;
1001         CUBES *oldcubes = p->cubes;
1002         CORNER *corn1, *corn2, *corn3, *corn4;
1003         int n, pos;
1004
1005         corn1 = old->corners[c1];
1006         corn2 = old->corners[c2];
1007         corn3 = old->corners[c3];
1008         corn4 = old->corners[c4];
1009         
1010         pos = corn1->value > 0.0f ? 1 : 0;
1011
1012         /* test if no surface crossing */
1013         if ( (corn2->value > 0) == pos && (corn3->value > 0) == pos && (corn4->value > 0) == pos) return;
1014         /* test if cube out of bounds */
1015         /*if ( abs(i) > p->bounds || abs(j) > p->bounds || abs(k) > p->bounds) return;*/
1016         /* test if already visited (always as last) */
1017         if (setcenter(p->centers, i, j, k)) return;
1018
1019
1020         /* create new cube and add cube to top of stack: */
1021         p->cubes = (CUBES *) new_pgn_element(sizeof(CUBES));
1022         p->cubes->next = oldcubes;
1023         
1024         newc.i = i;
1025         newc.j = j;
1026         newc.k = k;
1027         for (n = 0; n < 8; n++) newc.corners[n] = NULL;
1028         
1029         newc.corners[FLIP(c1, bit)] = corn1;
1030         newc.corners[FLIP(c2, bit)] = corn2;
1031         newc.corners[FLIP(c3, bit)] = corn3;
1032         newc.corners[FLIP(c4, bit)] = corn4;
1033
1034         if (newc.corners[0] == NULL) newc.corners[0] = setcorner(p, i, j, k);
1035         if (newc.corners[1] == NULL) newc.corners[1] = setcorner(p, i, j, k + 1);
1036         if (newc.corners[2] == NULL) newc.corners[2] = setcorner(p, i, j + 1, k);
1037         if (newc.corners[3] == NULL) newc.corners[3] = setcorner(p, i, j + 1, k + 1);
1038         if (newc.corners[4] == NULL) newc.corners[4] = setcorner(p, i + 1, j, k);
1039         if (newc.corners[5] == NULL) newc.corners[5] = setcorner(p, i + 1, j, k + 1);
1040         if (newc.corners[6] == NULL) newc.corners[6] = setcorner(p, i + 1, j + 1, k);
1041         if (newc.corners[7] == NULL) newc.corners[7] = setcorner(p, i + 1, j + 1, k + 1);
1042
1043         p->cubes->cube = newc;
1044 }
1045
1046 /* setcorner: return corner with the given lattice location
1047  * set (and cache) its function value */
1048
1049 static CORNER *setcorner(PROCESS *p, int i, int j, int k)
1050 {
1051         /* for speed, do corner value caching here */
1052         CORNER *c;
1053         int index;
1054
1055         /* does corner exist? */
1056         index = HASH(i, j, k);
1057         c = p->corners[index];
1058         
1059         for (; c != NULL; c = c->next) {
1060                 if (c->i == i && c->j == j && c->k == k) {
1061                         return c;
1062                 }
1063         }
1064
1065         c = (CORNER *) new_pgn_element(sizeof(CORNER));
1066
1067         c->i = i; 
1068         c->co[0] = ((float)i - 0.5f) * p->size;
1069         c->j = j; 
1070         c->co[1] = ((float)j - 0.5f) * p->size;
1071         c->k = k; 
1072         c->co[2] = ((float)k - 0.5f) * p->size;
1073         c->value = p->function(c->co[0], c->co[1], c->co[2]);
1074         
1075         c->next = p->corners[index];
1076         p->corners[index] = c;
1077         
1078         return c;
1079 }
1080
1081
1082 /* nextcwedge: return next clockwise edge from given edge around given face */
1083
1084 static int nextcwedge(int edge, int face)
1085 {
1086         switch (edge) {
1087                 case LB:
1088                         return (face == L) ? LF : BN;
1089                 case LT:
1090                         return (face == L) ? LN : TF;
1091                 case LN:
1092                         return (face == L) ? LB : TN;
1093                 case LF:
1094                         return (face == L) ? LT : BF;
1095                 case RB:
1096                         return (face == R) ? RN : BF;
1097                 case RT:
1098                         return (face == R) ? RF : TN;
1099                 case RN:
1100                         return (face == R) ? RT : BN;
1101                 case RF:
1102                         return (face == R) ? RB : TF;
1103                 case BN:
1104                         return (face == B) ? RB : LN;
1105                 case BF:
1106                         return (face == B) ? LB : RF;
1107                 case TN:
1108                         return (face == T) ? LT : RN;
1109                 case TF:
1110                         return (face == T) ? RT : LF;
1111         }
1112         return 0;
1113 }
1114
1115
1116 /* otherface: return face adjoining edge that is not the given face */
1117
1118 static int otherface(int edge, int face)
1119 {
1120         int other = leftface[edge];
1121         return face == other ? rightface[edge] : other;
1122 }
1123
1124
1125 /* makecubetable: create the 256 entry table for cubical polygonization */
1126
1127 static void makecubetable(void)
1128 {
1129         static int is_done = FALSE;
1130         int i, e, c, done[12], pos[8];
1131
1132         if (is_done) return;
1133         is_done = TRUE;
1134
1135         for (i = 0; i < 256; i++) {
1136                 for (e = 0; e < 12; e++) done[e] = 0;
1137                 for (c = 0; c < 8; c++) pos[c] = MB_BIT(i, c);
1138                 for (e = 0; e < 12; e++)
1139                         if (!done[e] && (pos[corner1[e]] != pos[corner2[e]])) {
1140                                 INTLIST *ints = NULL;
1141                                 INTLISTS *lists = (INTLISTS *) MEM_callocN(sizeof(INTLISTS), "mball_intlist");
1142                                 int start = e, edge = e;
1143                                 
1144                                 /* get face that is to right of edge from pos to neg corner: */
1145                                 int face = pos[corner1[e]] ? rightface[e] : leftface[e];
1146                                 
1147                                 while (1) {
1148                                         edge = nextcwedge(edge, face);
1149                                         done[edge] = 1;
1150                                         if (pos[corner1[edge]] != pos[corner2[edge]]) {
1151                                                 INTLIST *tmp = ints;
1152                                                 
1153                                                 ints = (INTLIST *) MEM_callocN(sizeof(INTLIST), "mball_intlist");
1154                                                 ints->i = edge;
1155                                                 ints->next = tmp; /* add edge to head of list */
1156                                                 
1157                                                 if (edge == start) break;
1158                                                 face = otherface(edge, face);
1159                                         }
1160                                 }
1161                                 lists->list = ints; /* add ints to head of table entry */
1162                                 lists->next = cubetable[i];
1163                                 cubetable[i] = lists;
1164                         }
1165         }
1166 }
1167
1168 void BKE_mball_cubeTable_free(void)
1169 {
1170         int i;
1171         INTLISTS *lists, *nlists;
1172         INTLIST *ints, *nints;
1173
1174         for (i = 0; i < 256; i++) {
1175                 lists = cubetable[i];
1176                 while (lists) {
1177                         nlists = lists->next;
1178                         
1179                         ints = lists->list;
1180                         while (ints) {
1181                                 nints = ints->next;
1182                                 MEM_freeN(ints);
1183                                 ints = nints;
1184                         }
1185                         
1186                         MEM_freeN(lists);
1187                         lists = nlists;
1188                 }
1189                 cubetable[i] = NULL;
1190         }
1191 }
1192
1193 /**** Storage ****/
1194
1195 /* setcenter: set (i, j, k) entry of table[]
1196  * return 1 if already set; otherwise, set and return 0 */
1197
1198 static int setcenter(CENTERLIST *table[], const int i, const int j, const int k)
1199 {
1200         int index;
1201         CENTERLIST *newc, *l, *q;
1202
1203         index = HASH(i, j, k);
1204         q = table[index];
1205
1206         for (l = q; l != NULL; l = l->next) {
1207                 if (l->i == i && l->j == j && l->k == k) return 1;
1208         }
1209         
1210         newc = (CENTERLIST *) new_pgn_element(sizeof(CENTERLIST));
1211         newc->i = i; 
1212         newc->j = j; 
1213         newc->k = k; 
1214         newc->next = q;
1215         table[index] = newc;
1216         
1217         return 0;
1218 }
1219
1220
1221 /* setedge: set vertex id for edge */
1222
1223 static void setedge(EDGELIST *table[],
1224                     int i1, int j1,
1225                     int k1, int i2,
1226                     int j2, int k2,
1227                     int vid)
1228 {
1229         unsigned int index;
1230         EDGELIST *newe;
1231         
1232         if (i1 > i2 || (i1 == i2 && (j1 > j2 || (j1 == j2 && k1 > k2)))) {
1233                 int t = i1;
1234                 i1 = i2;
1235                 i2 = t;
1236                 t = j1;
1237                 j1 = j2;
1238                 j2 = t;
1239                 t = k1;
1240                 k1 = k2;
1241                 k2 = t;
1242         }
1243         index = HASH(i1, j1, k1) + HASH(i2, j2, k2);
1244         newe = (EDGELIST *) new_pgn_element(sizeof(EDGELIST));
1245         newe->i1 = i1; 
1246         newe->j1 = j1; 
1247         newe->k1 = k1;
1248         newe->i2 = i2; 
1249         newe->j2 = j2; 
1250         newe->k2 = k2;
1251         newe->vid = vid;
1252         newe->next = table[index];
1253         table[index] = newe;
1254 }
1255
1256
1257 /* getedge: return vertex id for edge; return -1 if not set */
1258
1259 static int getedge(EDGELIST *table[],
1260                    int i1, int j1, int k1,
1261                    int i2, int j2, int k2)
1262 {
1263         EDGELIST *q;
1264         
1265         if (i1 > i2 || (i1 == i2 && (j1 > j2 || (j1 == j2 && k1 > k2)))) {
1266                 int t = i1;
1267                 i1 = i2;
1268                 i2 = t;
1269                 t = j1;
1270                 j1 = j2;
1271                 j2 = t;
1272                 t = k1;
1273                 k1 = k2;
1274                 k2 = t;
1275         }
1276         q = table[HASH(i1, j1, k1) + HASH(i2, j2, k2)];
1277         for (; q != NULL; q = q->next) {
1278                 if (q->i1 == i1 && q->j1 == j1 && q->k1 == k1 &&
1279                     q->i2 == i2 && q->j2 == j2 && q->k2 == k2)
1280                 {
1281                         return q->vid;
1282                 }
1283         }
1284         return -1;
1285 }
1286
1287
1288 /**** Vertices ****/
1289
1290 #undef R
1291
1292
1293
1294 /* vertid: return index for vertex on edge:
1295  * c1->value and c2->value are presumed of different sign
1296  * return saved index if any; else compute vertex and save */
1297
1298 /* addtovertices: add v to sequence of vertices */
1299
1300 static void addtovertices(VERTICES *vertices, VERTEX v)
1301 {
1302         if (vertices->count == vertices->max) {
1303                 int i;
1304                 VERTEX *newv;
1305                 vertices->max = vertices->count == 0 ? 10 : 2 * vertices->count;
1306                 newv = (VERTEX *) MEM_callocN(vertices->max * sizeof(VERTEX), "addtovertices");
1307                 
1308                 for (i = 0; i < vertices->count; i++) newv[i] = vertices->ptr[i];
1309                 
1310                 if (vertices->ptr != NULL) MEM_freeN(vertices->ptr);
1311                 vertices->ptr = newv;
1312         }
1313         vertices->ptr[vertices->count++] = v;
1314 }
1315
1316 /* vnormal: compute unit length surface normal at point */
1317
1318 static void vnormal(const float point[3], PROCESS *p, float r_no[3])
1319 {
1320         float delta = 0.2f * p->delta;
1321         float f = p->function(point[0], point[1], point[2]);
1322
1323         r_no[0] = p->function(point[0] + delta, point[1], point[2]) - f;
1324         r_no[1] = p->function(point[0], point[1] + delta, point[2]) - f;
1325         r_no[2] = p->function(point[0], point[1], point[2] + delta) - f;
1326         f = normalize_v3(r_no);
1327         
1328         if (0) {
1329                 float tvec[3];
1330                 
1331                 delta *= 2.0f;
1332                 
1333                 f = p->function(point[0], point[1], point[2]);
1334         
1335                 tvec[0] = p->function(point[0] + delta, point[1], point[2]) - f;
1336                 tvec[1] = p->function(point[0], point[1] + delta, point[2]) - f;
1337                 tvec[2] = p->function(point[0], point[1], point[2] + delta) - f;
1338         
1339                 if (normalize_v3(tvec) != 0.0f) {
1340                         add_v3_v3(r_no, tvec);
1341                         normalize_v3(r_no);
1342                 }
1343         }
1344 }
1345
1346
1347 static int vertid(const CORNER *c1, const CORNER *c2, PROCESS *p, MetaBall *mb)
1348 {
1349         VERTEX v;
1350         int vid = getedge(p->edges, c1->i, c1->j, c1->k, c2->i, c2->j, c2->k);
1351
1352         if (vid != -1) {
1353                 return vid;  /* previously computed */
1354         }
1355
1356         converge(c1->co, c2->co, c1->value, c2->value, p->function, v.co, mb, 1); /* position */
1357         vnormal(v.co, p, v.no);
1358
1359         addtovertices(&p->vertices, v);            /* save vertex */
1360         vid = p->vertices.count - 1;
1361         setedge(p->edges, c1->i, c1->j, c1->k, c2->i, c2->j, c2->k, vid);
1362         
1363         return vid;
1364 }
1365
1366
1367
1368
1369 /* converge: from two points of differing sign, converge to zero crossing */
1370 /* watch it: p1 and p2 are used to calculate */
1371 static void converge(const float p1[3], const float p2[3], float v1, float v2,
1372                      float (*function)(float, float, float), float p[3], MetaBall *mb, int f)
1373 {
1374         int i = 0;
1375         float pos[3], neg[3];
1376         float positive = 0.0f, negative = 0.0f;
1377         float dvec[3];
1378         
1379         if (v1 < 0) {
1380                 copy_v3_v3(pos, p2);
1381                 copy_v3_v3(neg, p1);
1382                 positive = v2;
1383                 negative = v1;
1384         }
1385         else {
1386                 copy_v3_v3(pos, p1);
1387                 copy_v3_v3(neg, p2);
1388                 positive = v1;
1389                 negative = v2;
1390         }
1391
1392         sub_v3_v3v3(dvec, pos, neg);
1393
1394 /* Approximation by linear interpolation is faster then binary subdivision,
1395  * but it results sometimes (mb->thresh < 0.2) into the strange results */
1396         if ((mb->thresh > 0.2f) && (f == 1)) {
1397                 if ((dvec[1] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1398                         p[0] = neg[0] - negative * dvec[0] / (positive - negative);
1399                         p[1] = neg[1];
1400                         p[2] = neg[2];
1401                         return;
1402                 }
1403                 if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1404                         p[0] = neg[0];
1405                         p[1] = neg[1] - negative * dvec[1] / (positive - negative);
1406                         p[2] = neg[2];
1407                         return;
1408                 }
1409                 if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[1] == 0.0f)) {
1410                         p[0] = neg[0];
1411                         p[1] = neg[1];
1412                         p[2] = neg[2] - negative * dvec[2] / (positive - negative);
1413                         return;
1414                 }
1415         }
1416
1417         if ((dvec[1] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1418                 p[1] = neg[1];
1419                 p[2] = neg[2];
1420                 while (1) {
1421                         if (i++ == RES) return;
1422                         p[0] = 0.5f * (pos[0] + neg[0]);
1423                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[0] = p[0]; else neg[0] = p[0];
1424                 }
1425         }
1426
1427         if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[2] == 0.0f)) {
1428                 p[0] = neg[0];
1429                 p[2] = neg[2];
1430                 while (1) {
1431                         if (i++ == RES) return;
1432                         p[1] = 0.5f * (pos[1] + neg[1]);
1433                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[1] = p[1]; else neg[1] = p[1];
1434                 }
1435         }
1436
1437         if ((dvec[0] == 0.0f) && (dvec[1] == 0.0f)) {
1438                 p[0] = neg[0];
1439                 p[1] = neg[1];
1440                 while (1) {
1441                         if (i++ == RES) return;
1442                         p[2] = 0.5f * (pos[2] + neg[2]);
1443                         if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) pos[2] = p[2]; else neg[2] = p[2];
1444                 }
1445         }
1446
1447         /* This is necessary to find start point */
1448         while (1) {
1449                 mid_v3_v3v3(&p[0], pos, neg);
1450
1451                 if (i++ == RES) {
1452                         return;
1453                 }
1454
1455                 if ((function(p[0], p[1], p[2])) > 0.0f) {
1456                         copy_v3_v3(pos, &p[0]);
1457                 }
1458                 else {
1459                         copy_v3_v3(neg, &p[0]);
1460                 }
1461         }
1462 }
1463
1464 /* ************************************** */
1465 static void add_cube(PROCESS *mbproc, int i, int j, int k, int count)
1466 {
1467         CUBES *ncube;
1468         int n;
1469         int a, b, c;
1470
1471         /* hmmm, not only one, but eight cube will be added on the stack 
1472          * ... */
1473         for (a = i - 1; a < i + count; a++)
1474                 for (b = j - 1; b < j + count; b++)
1475                         for (c = k - 1; c < k + count; c++) {
1476                                 /* test if cube has been found before */
1477                                 if (setcenter(mbproc->centers, a, b, c) == 0) {
1478                                         /* push cube on stack: */
1479                                         ncube = (CUBES *) new_pgn_element(sizeof(CUBES));
1480                                         ncube->next = mbproc->cubes;
1481                                         mbproc->cubes = ncube;
1482
1483                                         ncube->cube.i = a;
1484                                         ncube->cube.j = b;
1485                                         ncube->cube.k = c;
1486
1487                                         /* set corners of initial cube: */
1488                                         for (n = 0; n < 8; n++)
1489                                                 ncube->cube.corners[n] = setcorner(mbproc, a + MB_BIT(n, 2), b + MB_BIT(n, 1), c + MB_BIT(n, 0));
1490                                 }
1491                         }
1492 }
1493
1494
1495 static void find_first_points(PROCESS *mbproc, MetaBall *mb, int a)
1496 {
1497         MetaElem *ml;
1498         float f = 0.0f;
1499
1500         ml = mainb[a];
1501         f = 1.0 - (mb->thresh / ml->s);
1502
1503         /* Skip, when Stiffness of MetaElement is too small ... MetaElement can't be
1504          * visible alone ... but still can influence others MetaElements :-) */
1505         if (f > 0.0f) {
1506                 float IN[3] = {0.0f}, OUT[3] = {0.0f}, in[3] = {0.0f}, out[3];
1507                 int i, j, k, c_i, c_j, c_k;
1508                 int index[3] = {1, 0, -1};
1509                 float in_v /*, out_v*/;
1510                 float workp[3];
1511                 float dvec[3];
1512                 float tmp_v, workp_v, max_len, len, nx, ny, nz, MAXN;
1513
1514                 calc_mballco(ml, in);
1515                 in_v = mbproc->function(in[0], in[1], in[2]);
1516
1517                 for (i = 0; i < 3; i++) {
1518                         switch (ml->type) {
1519                                 case MB_BALL:
1520                                         OUT[0] = out[0] = IN[0] + index[i] * ml->rad;
1521                                         break;
1522                                 case MB_TUBE:
1523                                 case MB_PLANE:
1524                                 case MB_ELIPSOID:
1525                                 case MB_CUBE:
1526                                         OUT[0] = out[0] = IN[0] + index[i] * (ml->expx + ml->rad);
1527                                         break;
1528                         }
1529
1530                         for (j = 0; j < 3; j++) {
1531                                 switch (ml->type) {
1532                                         case MB_BALL:
1533                                                 OUT[1] = out[1] = IN[1] + index[j] * ml->rad;
1534                                                 break;
1535                                         case MB_TUBE:
1536                                         case MB_PLANE:
1537                                         case MB_ELIPSOID:
1538                                         case MB_CUBE:
1539                                                 OUT[1] = out[1] = IN[1] + index[j] * (ml->expy + ml->rad);
1540                                                 break;
1541                                 }
1542                         
1543                                 for (k = 0; k < 3; k++) {
1544                                         out[0] = OUT[0];
1545                                         out[1] = OUT[1];
1546                                         switch (ml->type) {
1547                                                 case MB_BALL:
1548                                                 case MB_TUBE:
1549                                                 case MB_PLANE:
1550                                                         out[2] = IN[2] + index[k] * ml->rad;
1551                                                         break;
1552                                                 case MB_ELIPSOID:
1553                                                 case MB_CUBE:
1554                                                         out[2] = IN[2] + index[k] * (ml->expz + ml->rad);
1555                                                         break;
1556                                         }
1557
1558                                         calc_mballco(ml, out);
1559
1560                                         /*out_v = mbproc->function(out[0], out[1], out[2]);*/ /*UNUSED*/
1561
1562                                         /* find "first points" on Implicit Surface of MetaElemnt ml */
1563                                         copy_v3_v3(workp, in);
1564                                         workp_v = in_v;
1565                                         max_len = len_v3v3(out, in);
1566
1567                                         nx = abs((out[0] - in[0]) / mbproc->size);
1568                                         ny = abs((out[1] - in[1]) / mbproc->size);
1569                                         nz = abs((out[2] - in[2]) / mbproc->size);
1570                                         
1571                                         MAXN = MAX3(nx, ny, nz);
1572                                         if (MAXN != 0.0f) {
1573                                                 dvec[0] = (out[0] - in[0]) / MAXN;
1574                                                 dvec[1] = (out[1] - in[1]) / MAXN;
1575                                                 dvec[2] = (out[2] - in[2]) / MAXN;
1576
1577                                                 len = 0.0;
1578                                                 while (len <= max_len) {
1579                                                         workp[0] += dvec[0];
1580                                                         workp[1] += dvec[1];
1581                                                         workp[2] += dvec[2];
1582                                                         /* compute value of implicite function */
1583                                                         tmp_v = mbproc->function(workp[0], workp[1], workp[2]);
1584                                                         /* add cube to the stack, when value of implicite function crosses zero value */
1585                                                         if ((tmp_v < 0.0f && workp_v >= 0.0f) || (tmp_v > 0.0f && workp_v <= 0.0f)) {
1586
1587                                                                 /* indexes of CUBE, which includes "first point" */
1588                                                                 c_i = (int)floor(workp[0] / mbproc->size);
1589                                                                 c_j = (int)floor(workp[1] / mbproc->size);
1590                                                                 c_k = (int)floor(workp[2] / mbproc->size);
1591                                                                 
1592                                                                 /* add CUBE (with indexes c_i, c_j, c_k) to the stack,
1593                                                                  * this cube includes found point of Implicit Surface */
1594                                                                 if (ml->flag & MB_NEGATIVE)
1595                                                                         add_cube(mbproc, c_i, c_j, c_k, 2);
1596                                                                 else
1597                                                                         add_cube(mbproc, c_i, c_j, c_k, 1);
1598                                                         }
1599                                                         len = len_v3v3(workp, in);
1600                                                         workp_v = tmp_v;
1601
1602                                                 }
1603                                         }
1604                                 }
1605                         }
1606                 }
1607         }
1608 }
1609
1610 static void polygonize(PROCESS *mbproc, MetaBall *mb)
1611 {
1612         CUBE c;
1613         int a;
1614
1615         mbproc->vertices.count = mbproc->vertices.max = 0;
1616         mbproc->vertices.ptr = NULL;
1617
1618         /* allocate hash tables and build cube polygon table: */
1619         mbproc->centers = MEM_callocN(HASHSIZE * sizeof(CENTERLIST *), "mbproc->centers");
1620         mbproc->corners = MEM_callocN(HASHSIZE * sizeof(CORNER *), "mbproc->corners");
1621         mbproc->edges = MEM_callocN(2 * HASHSIZE * sizeof(EDGELIST *), "mbproc->edges");
1622         makecubetable();
1623
1624         for (a = 0; a < totelem; a++) {
1625
1626                 /* try to find 8 points on the surface for each MetaElem */
1627                 find_first_points(mbproc, mb, a);       
1628         }
1629
1630         /* polygonize all MetaElems of current MetaBall */
1631         while (mbproc->cubes != NULL) { /* process active cubes till none left */
1632                 c = mbproc->cubes->cube;
1633
1634                 /* polygonize the cube directly: */
1635                 docube(&c, mbproc, mb);
1636                 
1637                 /* pop current cube from stack */
1638                 mbproc->cubes = mbproc->cubes->next;
1639                 
1640                 /* test six face directions, maybe add to stack: */
1641                 testface(c.i - 1, c.j, c.k, &c, 2, LBN, LBF, LTN, LTF, mbproc);
1642                 testface(c.i + 1, c.j, c.k, &c, 2, RBN, RBF, RTN, RTF, mbproc);
1643                 testface(c.i, c.j - 1, c.k, &c, 1, LBN, LBF, RBN, RBF, mbproc);
1644                 testface(c.i, c.j + 1, c.k, &c, 1, LTN, LTF, RTN, RTF, mbproc);
1645                 testface(c.i, c.j, c.k - 1, &c, 0, LBN, LTN, RBN, RTN, mbproc);
1646                 testface(c.i, c.j, c.k + 1, &c, 0, LBF, LTF, RBF, RTF, mbproc);
1647         }
1648 }
1649
1650 static float init_meta(Scene *scene, Object *ob)    /* return totsize */
1651 {
1652         Scene *sce_iter = scene;
1653         Base *base;
1654         Object *bob;
1655         MetaBall *mb;
1656         MetaElem *ml;
1657         float size, totsize, obinv[4][4], obmat[4][4], vec[3];
1658         //float max = 0.0f;
1659         int a, obnr, zero_size = 0;
1660         char obname[MAX_ID_NAME];
1661         
1662         copy_m4_m4(obmat, ob->obmat);   /* to cope with duplicators from BKE_scene_base_iter_next */
1663         invert_m4_m4(obinv, ob->obmat);
1664         a = 0;
1665         
1666         BLI_split_name_num(obname, &obnr, ob->id.name + 2, '.');
1667         
1668         /* make main array */
1669         BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 0, NULL, NULL);
1670         while (BKE_scene_base_iter_next(&sce_iter, 1, &base, &bob)) {
1671
1672                 if (bob->type == OB_MBALL) {
1673                         zero_size = 0;
1674                         ml = NULL;
1675
1676                         if (bob == ob && (base->flag & OB_FROMDUPLI) == 0) {
1677                                 mb = ob->data;
1678         
1679                                 if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
1680                                 else ml = mb->elems.first;
1681                         }
1682                         else {
1683                                 char name[MAX_ID_NAME];
1684                                 int nr;
1685                                 
1686                                 BLI_split_name_num(name, &nr, bob->id.name + 2, '.');
1687                                 if (strcmp(obname, name) == 0) {
1688                                         mb = bob->data;
1689                                         
1690                                         if (mb->editelems) ml = mb->editelems->first;
1691                                         else ml = mb->elems.first;
1692                                 }
1693                         }
1694
1695                         /* when metaball object has zero scale, then MetaElem to this MetaBall
1696                          * will not be put to mainb array */
1697                         if (bob->size[0] == 0.0f || bob->size[1] == 0.0f || bob->size[2] == 0.0f) {
1698                                 zero_size = 1;
1699                         }
1700                         else if (bob->parent) {
1701                                 struct Object *pob = bob->parent;
1702                                 while (pob) {
1703                                         if (pob->size[0] == 0.0f || pob->size[1] == 0.0f || pob->size[2] == 0.0f) {
1704                                                 zero_size = 1;
1705                                                 break;
1706                                         }
1707                                         pob = pob->parent;
1708                                 }
1709                         }
1710
1711                         if (zero_size) {
1712                                 unsigned int ml_count = 0;
1713                                 while (ml) {
1714                                         ml_count++;
1715                                         ml = ml->next;
1716                                 }
1717                                 totelem -= ml_count;
1718                         }
1719                         else {
1720                                 while (ml) {
1721                                         if (!(ml->flag & MB_HIDE)) {
1722                                                 int i;
1723                                                 float temp1[4][4], temp2[4][4], temp3[4][4];
1724                                                 float (*mat)[4] = NULL, (*imat)[4] = NULL;
1725                                                 float max_x, max_y, max_z, min_x, min_y, min_z;
1726
1727                                                 max_x = max_y = max_z = -3.4e38;
1728                                                 min_x = min_y = min_z =  3.4e38;
1729
1730                                                 /* too big stiffness seems only ugly due to linear interpolation
1731                                                  * no need to have possibility for too big stiffness */
1732                                                 if (ml->s > 10.0f) ml->s = 10.0f;
1733
1734                                                 /* Rotation of MetaElem is stored in quat */
1735                                                 quat_to_mat4(temp3, ml->quat);
1736
1737                                                 /* Translation of MetaElem */
1738                                                 unit_m4(temp2);
1739                                                 temp2[3][0] = ml->x;
1740                                                 temp2[3][1] = ml->y;
1741                                                 temp2[3][2] = ml->z;
1742
1743                                                 mult_m4_m4m4(temp1, temp2, temp3);
1744
1745                                                 /* make a copy because of duplicates */
1746                                                 mainb[a] = new_pgn_element(sizeof(MetaElem));
1747                                                 *(mainb[a]) = *ml;
1748                                                 mainb[a]->bb = new_pgn_element(sizeof(BoundBox));
1749
1750                                                 mat = new_pgn_element(4 * 4 * sizeof(float));
1751                                                 imat = new_pgn_element(4 * 4 * sizeof(float));
1752
1753                                                 /* mat is the matrix to transform from mball into the basis-mball */
1754                                                 invert_m4_m4(obinv, obmat);
1755                                                 mult_m4_m4m4(temp2, obinv, bob->obmat);
1756                                                 /* MetaBall transformation */
1757                                                 mult_m4_m4m4(mat, temp2, temp1);
1758
1759                                                 invert_m4_m4(imat, mat);
1760
1761                                                 mainb[a]->rad2 = ml->rad * ml->rad;
1762
1763                                                 mainb[a]->mat = (float *) mat;
1764                                                 mainb[a]->imat = (float *) imat;
1765
1766                                                 /* untransformed Bounding Box of MetaElem */
1767                                                 /* 0 */
1768                                                 mainb[a]->bb->vec[0][0] = -ml->expx;
1769                                                 mainb[a]->bb->vec[0][1] = -ml->expy;
1770                                                 mainb[a]->bb->vec[0][2] = -ml->expz;
1771                                                 /* 1 */
1772                                                 mainb[a]->bb->vec[1][0] =  ml->expx;
1773                                                 mainb[a]->bb->vec[1][1] = -ml->expy;
1774                                                 mainb[a]->bb->vec[1][2] = -ml->expz;
1775                                                 /* 2 */
1776                                                 mainb[a]->bb->vec[2][0] =  ml->expx;
1777                                                 mainb[a]->bb->vec[2][1] =  ml->expy;
1778                                                 mainb[a]->bb->vec[2][2] = -ml->expz;
1779                                                 /* 3 */
1780                                                 mainb[a]->bb->vec[3][0] = -ml->expx;
1781                                                 mainb[a]->bb->vec[3][1] =  ml->expy;
1782                                                 mainb[a]->bb->vec[3][2] = -ml->expz;
1783                                                 /* 4 */
1784                                                 mainb[a]->bb->vec[4][0] = -ml->expx;
1785                                                 mainb[a]->bb->vec[4][1] = -ml->expy;
1786                                                 mainb[a]->bb->vec[4][2] =  ml->expz;
1787                                                 /* 5 */
1788                                                 mainb[a]->bb->vec[5][0] =  ml->expx;
1789                                                 mainb[a]->bb->vec[5][1] = -ml->expy;
1790                                                 mainb[a]->bb->vec[5][2] =  ml->expz;
1791                                                 /* 6 */
1792                                                 mainb[a]->bb->vec[6][0] =  ml->expx;
1793                                                 mainb[a]->bb->vec[6][1] =  ml->expy;
1794                                                 mainb[a]->bb->vec[6][2] =  ml->expz;
1795                                                 /* 7 */
1796                                                 mainb[a]->bb->vec[7][0] = -ml->expx;
1797                                                 mainb[a]->bb->vec[7][1] =  ml->expy;
1798                                                 mainb[a]->bb->vec[7][2] =  ml->expz;
1799
1800                                                 /* transformation of Metalem bb */
1801                                                 for (i = 0; i < 8; i++)
1802                                                         mul_m4_v3((float (*)[4])mat, mainb[a]->bb->vec[i]);
1803
1804                                                 /* find max and min of transformed bb */
1805                                                 for (i = 0; i < 8; i++) {
1806                                                         /* find maximums */
1807                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][0] > max_x) max_x = mainb[a]->bb->vec[i][0];
1808                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][1] > max_y) max_y = mainb[a]->bb->vec[i][1];
1809                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][2] > max_z) max_z = mainb[a]->bb->vec[i][2];
1810                                                         /* find  minimums */
1811                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][0] < min_x) min_x = mainb[a]->bb->vec[i][0];
1812                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][1] < min_y) min_y = mainb[a]->bb->vec[i][1];
1813                                                         if (mainb[a]->bb->vec[i][2] < min_z) min_z = mainb[a]->bb->vec[i][2];
1814                                                 }
1815                                         
1816                                                 /* create "new" bb, only point 0 and 6, which are
1817                                                  * necessary for octal tree filling */
1818                                                 mainb[a]->bb->vec[0][0] = min_x - ml->rad;
1819                                                 mainb[a]->bb->vec[0][1] = min_y - ml->rad;
1820                                                 mainb[a]->bb->vec[0][2] = min_z - ml->rad;
1821
1822                                                 mainb[a]->bb->vec[6][0] = max_x + ml->rad;
1823                                                 mainb[a]->bb->vec[6][1] = max_y + ml->rad;
1824                                                 mainb[a]->bb->vec[6][2] = max_z + ml->rad;
1825
1826                                                 a++;
1827                                         }
1828                                         ml = ml->next;
1829                                 }
1830                         }
1831                 }
1832         }
1833
1834         
1835         /* totsize (= 'manhattan' radius) */
1836         totsize = 0.0;
1837         for (a = 0; a < totelem; a++) {
1838                 
1839                 vec[0] = mainb[a]->x + mainb[a]->rad + mainb[a]->expx;
1840                 vec[1] = mainb[a]->y + mainb[a]->rad + mainb[a]->expy;
1841                 vec[2] = mainb[a]->z + mainb[a]->rad + mainb[a]->expz;
1842
1843                 calc_mballco(mainb[a], vec);
1844         
1845                 size = fabsf(vec[0]);
1846                 if (size > totsize) totsize = size;
1847                 size = fabsf(vec[1]);
1848                 if (size > totsize) totsize = size;
1849                 size = fabsf(vec[2]);
1850                 if (size > totsize) totsize = size;
1851
1852                 vec[0] = mainb[a]->x - mainb[a]->rad;
1853                 vec[1] = mainb[a]->y - mainb[a]->rad;
1854                 vec[2] = mainb[a]->z - mainb[a]->rad;
1855                                 
1856                 calc_mballco(mainb[a], vec);
1857         
1858                 size = fabsf(vec[0]);
1859                 if (size > totsize) totsize = size;
1860                 size = fabsf(vec[1]);
1861                 if (size > totsize) totsize = size;
1862                 size = fabsf(vec[2]);
1863                 if (size > totsize) totsize = size;
1864         }
1865
1866         for (a = 0; a < totelem; a++) {
1867                 thresh += densfunc(mainb[a], 2.0f * totsize, 2.0f * totsize, 2.0f * totsize);
1868         }
1869
1870         return totsize;
1871 }
1872
1873 /* if MetaElem lies in node, then node includes MetaElem pointer (ml_p)
1874  * pointing at MetaElem (ml)
1875  */
1876 static void fill_metaball_octal_node(octal_node *node, MetaElem *ml, short i)
1877 {
1878         ml_pointer *ml_p;
1879
1880         ml_p = MEM_mallocN(sizeof(ml_pointer), "ml_pointer");
1881         ml_p->ml = ml;
1882         BLI_addtail(&(node->nodes[i]->elems), ml_p);
1883         node->count++;
1884         
1885         if (ml->flag & MB_NEGATIVE) {
1886                 node->nodes[i]->neg++;
1887         }
1888         else {
1889                 node->nodes[i]->pos++;
1890         }
1891 }
1892
1893 /* Node is subdivided as is illustrated on the following figure:
1894  * 
1895  *      +------+------+
1896  *     /      /      /|
1897  *    +------+------+ |
1898  *   /      /      /| +
1899  *  +------+------+ |/|
1900  *  |      |      | + |
1901  *  |      |      |/| +
1902  *  +------+------+ |/
1903  *  |      |      | +
1904  *  |      |      |/
1905  *  +------+------+
1906  *  
1907  */
1908 static void subdivide_metaball_octal_node(octal_node *node, float size_x, float size_y, float size_z, short depth)
1909 {
1910         MetaElem *ml;
1911         ml_pointer *ml_p;
1912         float x, y, z;
1913         int a, i;
1914
1915         /* create new nodes */
1916         for (a = 0; a < 8; a++) {
1917                 node->nodes[a] = MEM_mallocN(sizeof(octal_node), "octal_node");
1918                 for (i = 0; i < 8; i++)
1919                         node->nodes[a]->nodes[i] = NULL;
1920                 node->nodes[a]->parent = node;
1921                 node->nodes[a]->elems.first = NULL;
1922                 node->nodes[a]->elems.last = NULL;
1923                 node->nodes[a]->count = 0;
1924                 node->nodes[a]->neg = 0;
1925                 node->nodes[a]->pos = 0;
1926         }
1927
1928         size_x /= 2;
1929         size_y /= 2;
1930         size_z /= 2;
1931         
1932         /* center of node */
1933         node->x = x = node->x_min + size_x;
1934         node->y = y = node->y_min + size_y;
1935         node->z = z = node->z_min + size_z;
1936
1937         /* setting up of border points of new nodes */
1938         node->nodes[0]->x_min = node->x_min;
1939         node->nodes[0]->y_min = node->y_min;
1940         node->nodes[0]->z_min = node->z_min;
1941         node->nodes[0]->x = node->nodes[0]->x_min + size_x / 2;
1942         node->nodes[0]->y = node->nodes[0]->y_min + size_y / 2;
1943         node->nodes[0]->z = node->nodes[0]->z_min + size_z / 2;
1944         
1945         node->nodes[1]->x_min = x;
1946         node->nodes[1]->y_min = node->y_min;
1947         node->nodes[1]->z_min = node->z_min;
1948         node->nodes[1]->x = node->nodes[1]->x_min + size_x / 2;
1949         node->nodes[1]->y = node->nodes[1]->y_min + size_y / 2;
1950         node->nodes[1]->z = node->nodes[1]->z_min + size_z / 2;
1951
1952         node->nodes[2]->x_min = x;
1953         node->nodes[2]->y_min = y;
1954         node->nodes[2]->z_min = node->z_min;
1955         node->nodes[2]->x = node->nodes[2]->x_min + size_x / 2;
1956         node->nodes[2]->y = node->nodes[2]->y_min + size_y / 2;
1957         node->nodes[2]->z = node->nodes[2]->z_min + size_z / 2;
1958
1959         node->nodes[3]->x_min = node->x_min;
1960         node->nodes[3]->y_min = y;
1961         node->nodes[3]->z_min = node->z_min;
1962         node->nodes[3]->x = node->nodes[3]->x_min + size_x / 2;
1963         node->nodes[3]->y = node->nodes[3]->y_min + size_y / 2;
1964         node->nodes[3]->z = node->nodes[3]->z_min + size_z / 2;
1965
1966         node->nodes[4]->x_min = node->x_min;
1967         node->nodes[4]->y_min = node->y_min;
1968         node->nodes[4]->z_min = z;
1969         node->nodes[4]->x = node->nodes[4]->x_min + size_x / 2;
1970         node->nodes[4]->y = node->nodes[4]->y_min + size_y / 2;
1971         node->nodes[4]->z = node->nodes[4]->z_min + size_z / 2;
1972         
1973         node->nodes[5]->x_min = x;
1974         node->nodes[5]->y_min = node->y_min;
1975         node->nodes[5]->z_min = z;
1976         node->nodes[5]->x = node->nodes[5]->x_min + size_x / 2;
1977         node->nodes[5]->y = node->nodes[5]->y_min + size_y / 2;
1978         node->nodes[5]->z = node->nodes[5]->z_min + size_z / 2;
1979
1980         node->nodes[6]->x_min = x;
1981         node->nodes[6]->y_min = y;
1982         node->nodes[6]->z_min = z;
1983         node->nodes[6]->x = node->nodes[6]->x_min + size_x / 2;
1984         node->nodes[6]->y = node->nodes[6]->y_min + size_y / 2;
1985         node->nodes[6]->z = node->nodes[6]->z_min + size_z / 2;
1986
1987         node->nodes[7]->x_min = node->x_min;
1988         node->nodes[7]->y_min = y;
1989         node->nodes[7]->z_min = z;
1990         node->nodes[7]->x = node->nodes[7]->x_min + size_x / 2;
1991         node->nodes[7]->y = node->nodes[7]->y_min + size_y / 2;
1992         node->nodes[7]->z = node->nodes[7]->z_min + size_z / 2;
1993
1994         ml_p = node->elems.first;
1995         
1996         /* setting up references of MetaElems for new nodes */
1997         while (ml_p) {
1998                 ml = ml_p->ml;
1999                 if (ml->bb->vec[0][2] < z) {
2000                         if (ml->bb->vec[0][1] < y) {
2001                                 /* vec[0][0] lies in first octant */
2002                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2003                                         /* ml belongs to the (0)1st node */
2004                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 0);
2005
2006                                         /* ml belongs to the (3)4th node */
2007                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2008                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 3);
2009
2010                                                 /* ml belongs to the (7)8th node */
2011                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2012                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2013                                                 }
2014                                         }
2015         
2016                                         /* ml belongs to the (1)2nd node */
2017                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2018                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 1);
2019
2020                                                 /* ml belongs to the (5)6th node */
2021                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2022                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2023                                                 }
2024                                         }
2025
2026                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2027                                         if ((ml->bb->vec[6][0] >= x) && (ml->bb->vec[6][1] >= y)) {
2028                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2029                                                 
2030                                                 /* ml belong to the (6)7th node */
2031                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2032                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2033                                                 }
2034                                                 
2035                                         }
2036                         
2037                                         /* ml belongs to the (4)5th node too */ 
2038                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2039                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 4);
2040                                         }
2041
2042                                         
2043                                         
2044                                 }
2045                                 /* vec[0][0] is in the (1)second octant */
2046                                 else {
2047                                         /* ml belong to the (1)2nd node */
2048                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 1);
2049
2050                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2051                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2052                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2053
2054                                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2055                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2056                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2057                                                 }
2058                                                 
2059                                         }
2060                                         
2061                                         /* ml belongs to the (5)6th node */
2062                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2063                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2064                                         }
2065                                 }
2066                         }
2067                         else {
2068                                 /* vec[0][0] is in the (3)4th octant */
2069                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2070                                         /* ml belongs to the (3)4nd node */
2071                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 3);
2072                                         
2073                                         /* ml belongs to the (7)8th node */
2074                                         if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2075                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2076                                         }
2077                                 
2078
2079                                         /* ml belongs to the (2)3th node */
2080                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2081                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2082                                         
2083                                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2084                                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2085                                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2086                                                 }
2087                                         }
2088                                 }
2089
2090                         }
2091
2092                         /* vec[0][0] is in the (2)3th octant */
2093                         if ((ml->bb->vec[0][0] >= x) && (ml->bb->vec[0][1] >= y)) {
2094                                 /* ml belongs to the (2)3th node */
2095                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 2);
2096                                 
2097                                 /* ml belongs to the (6)7th node */
2098                                 if (ml->bb->vec[6][2] >= z) {
2099                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2100                                 }
2101                         }
2102                 }
2103                 else {
2104                         if (ml->bb->vec[0][1] < y) {
2105                                 /* vec[0][0] lies in (4)5th octant */
2106                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2107                                         /* ml belongs to the (4)5th node */
2108                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 4);
2109
2110                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2111                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2112                                         }
2113
2114                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2115                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2116                                         }
2117                                         
2118                                         if ((ml->bb->vec[6][0] >= x) && (ml->bb->vec[6][1] >= y)) {
2119                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2120                                         }
2121                                 }
2122                                 /* vec[0][0] lies in (5)6th octant */
2123                                 else {
2124                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 5);
2125
2126                                         if (ml->bb->vec[6][1] >= y) {
2127                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2128                                         }
2129                                 }
2130                         }
2131                         else {
2132                                 /* vec[0][0] lies in (7)8th octant */
2133                                 if (ml->bb->vec[0][0] < x) {
2134                                         fill_metaball_octal_node(node, ml, 7);
2135
2136                                         if (ml->bb->vec[6][0] >= x) {
2137                                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2138                                         }
2139                                 }
2140
2141                         }
2142                         
2143                         /* vec[0][0] lies in (6)7th octant */
2144                         if ((ml->bb->vec[0][0] >= x) && (ml->bb->vec[0][1] >= y)) {
2145                                 fill_metaball_octal_node(node, ml, 6);
2146                         }
2147                 }
2148                 ml_p = ml_p->next;
2149         }
2150
2151         /* free references of MetaElems for curent node (it is not needed anymore) */
2152         BLI_freelistN(&node->elems);
2153
2154         depth--;
2155         
2156         if (depth > 0) {
2157                 for (a = 0; a < 8; a++) {
2158                         if (node->nodes[a]->count > 0) /* if node is not empty, then it is subdivided */
2159                                 subdivide_metaball_octal_node(node->nodes[a], size_x, size_y, size_z, depth);
2160                 }
2161         }
2162 }
2163
2164 /* free all octal nodes recursively */
2165 static void free_metaball_octal_node(octal_node *node)
2166 {
2167         int a;
2168         for (a = 0; a < 8; a++) {
2169                 if (node->nodes[a] != NULL) free_metaball_octal_node(node->nodes[a]);
2170         }
2171         BLI_freelistN(&node->elems);
2172         MEM_freeN(node);
2173 }
2174
2175 /* If scene include more then one MetaElem, then octree is used */
2176 static void init_metaball_octal_tree(int depth)
2177 {
2178         struct octal_node *node;
2179         ml_pointer *ml_p;
2180         float size[3];
2181         int a;
2182         
2183         metaball_tree = MEM_mallocN(sizeof(octal_tree), "metaball_octal_tree");
2184         metaball_tree->first = node = MEM_mallocN(sizeof(octal_node), "metaball_octal_node");
2185         /* maximal depth of octree */
2186         metaball_tree->depth = depth;
2187
2188         metaball_tree->neg = node->neg = 0;
2189         metaball_tree->pos = node->pos = 0;
2190         
2191         node->elems.first = NULL;
2192         node->elems.last = NULL;
2193         node->count = 0;
2194
2195         for (a = 0; a < 8; a++)
2196                 node->nodes[a] = NULL;
2197
2198         node->x_min = node->y_min = node->z_min = FLT_MAX;
2199         node->x_max = node->y_max = node->z_max = -FLT_MAX;
2200
2201         /* size of octal tree scene */
2202         for (a = 0; a < totelem; a++) {
2203                 if (mainb[a]->bb->vec[0][0] < node->x_min) node->x_min = mainb[a]->bb->vec[0][0];
2204                 if (mainb[a]->bb->vec[0][1] < node->y_min) node->y_min = mainb[a]->bb->vec[0][1];
2205                 if (mainb[a]->bb->vec[0][2] < node->z_min) node->z_min = mainb[a]->bb->vec[0][2];
2206
2207                 if (mainb[a]->bb->vec[6][0] > node->x_max) node->x_max = mainb[a]->bb->vec[6][0];
2208                 if (mainb[a]->bb->vec[6][1] > node->y_max) node->y_max = mainb[a]->bb->vec[6][1];
2209                 if (mainb[a]->bb->vec[6][2] > node->z_max) node->z_max = mainb[a]->bb->vec[6][2];
2210
2211                 ml_p = MEM_mallocN(sizeof(ml_pointer), "ml_pointer");
2212                 ml_p->ml = mainb[a];
2213                 BLI_addtail(&node->elems, ml_p);
2214
2215                 if (mainb[a]->flag & MB_NEGATIVE) {
2216                         /* number of negative MetaElem in scene */
2217                         metaball_tree->neg++;
2218                 }
2219                 else {
2220                         /* number of positive MetaElem in scene */
2221                         metaball_tree->pos++;
2222                 }
2223         }
2224
2225         /* size of first node */        
2226         size[0] = node->x_max - node->x_min;
2227         size[1] = node->y_max - node->y_min;
2228         size[2] = node->z_max - node->z_min;
2229
2230         /* first node is subdivided recursively */
2231         subdivide_metaball_octal_node(node, size[0], size[1], size[2], metaball_tree->depth);
2232 }
2233
2234 void BKE_mball_polygonize(Scene *scene, Object *ob, ListBase *dispbase)
2235 {
2236         PROCESS mbproc;
2237         MetaBall *mb;
2238         DispList *dl;
2239         int a, nr_cubes;
2240         float *co, *no, totsize, width;
2241
2242         mb = ob->data;
2243
2244         if (totelem == 0) return;
2245         if ((G.is_rendering == FALSE) && (mb->flag == MB_UPDATE_NEVER)) return;
2246         if (G.moving && mb->flag == MB_UPDATE_FAST) return;
2247
2248         curindex = totindex = 0;
2249         indices = NULL;
2250         thresh = mb->thresh;
2251
2252         /* total number of MetaElems (totelem) is precomputed in find_basis_mball() function */
2253         mainb = MEM_mallocN(sizeof(void *) * totelem, "mainb");
2254         
2255         /* initialize all mainb (MetaElems) */
2256         totsize = init_meta(scene, ob);
2257
2258         if (metaball_tree) {
2259                 free_metaball_octal_node(metaball_tree->first);
2260                 MEM_freeN(metaball_tree);
2261                 metaball_tree = NULL;
2262         }
2263
2264         /* if scene includes more then one MetaElem, then octal tree optimization is used */
2265         if ((totelem > 1) && (totelem <= 64)) init_metaball_octal_tree(1);
2266         if ((totelem > 64) && (totelem <= 128)) init_metaball_octal_tree(2);
2267         if ((totelem > 128) && (totelem <= 512)) init_metaball_octal_tree(3);
2268         if ((totelem > 512) && (totelem <= 1024)) init_metaball_octal_tree(4);
2269         if (totelem > 1024) init_metaball_octal_tree(5);
2270
2271         /* don't polygonize metaballs with too high resolution (base mball to small)
2272          * note: Eps was 0.0001f but this was giving problems for blood animation for durian, using 0.00001f */
2273         if (metaball_tree) {
2274                 if (ob->size[0] <= 0.00001f * (metaball_tree->first->x_max - metaball_tree->first->x_min) ||
2275                     ob->size[1] <= 0.00001f * (metaball_tree->first->y_max - metaball_tree->first->y_min) ||
2276                     ob->size[2] <= 0.00001f * (metaball_tree->first->z_max - metaball_tree->first->z_min))
2277                 {
2278                         new_pgn_element(-1); /* free values created by init_meta */
2279
2280                         MEM_freeN(mainb);
2281
2282                         /* free tree */
2283                         free_metaball_octal_node(metaball_tree->first);
2284                         MEM_freeN(metaball_tree);
2285                         metaball_tree = NULL;
2286
2287                         return;
2288                 }
2289         }
2290
2291         /* width is size per polygonize cube */
2292         if (G.is_rendering) width = mb->rendersize;
2293         else {
2294                 width = mb->wiresize;
2295                 if (G.moving && mb->flag == MB_UPDATE_HALFRES) width *= 2;
2296         }
2297         /* nr_cubes is just for safety, minimum is totsize */
2298         nr_cubes = (int)(0.5f + totsize / width);
2299
2300         /* init process */
2301         mbproc.function = metaball;
2302         mbproc.size = width;
2303         mbproc.bounds = nr_cubes;
2304         mbproc.cubes = NULL;
2305         mbproc.delta = width / (float)(RES * RES);
2306
2307         polygonize(&mbproc, mb);
2308         
2309         MEM_freeN(mainb);
2310
2311         /* free octal tree */
2312         if (totelem > 1) {
2313                 free_metaball_octal_node(metaball_tree->first);
2314                 MEM_freeN(metaball_tree);
2315                 metaball_tree = NULL;
2316         }
2317
2318         if (curindex) {
2319                 VERTEX *ptr = mbproc.vertices.ptr;
2320
2321                 dl = MEM_callocN(sizeof(DispList), "mbaldisp");
2322                 BLI_addtail(dispbase, dl);
2323                 dl->type = DL_INDEX4;
2324                 dl->nr = mbproc.vertices.count;
2325                 dl->parts = curindex;
2326
2327                 dl->index = indices;
2328                 indices = NULL;
2329
2330                 a = mbproc.vertices.count;
2331                 dl->verts = co = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * a, "mballverts");
2332                 dl->nors = no = MEM_mallocN(sizeof(float) * 3 * a, "mballnors");
2333
2334                 for (a = 0; a < mbproc.vertices.count; ptr++, a++, no += 3, co += 3) {
2335                         copy_v3_v3(co, ptr->co);
2336                         copy_v3_v3(no, ptr->no);
2337                 }
2338         }
2339
2340         freepolygonize(&mbproc);
2341 }
2342
2343 /* basic vertex data functions */
2344 int BKE_mball_minmax(MetaBall *mb, float min[3], float max[3])
2345 {
2346         MetaElem *ml;
2347
2348         INIT_MINMAX(min, max);
2349
2350         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2351                 minmax_v3v3_v3(min, max, &ml->x);
2352         }
2353
2354         return (mb->elems.first != NULL);
2355 }
2356
2357 int BKE_mball_center_median(MetaBall *mb, float r_cent[3])
2358 {
2359         MetaElem *ml;
2360         int total = 0;
2361
2362         zero_v3(r_cent);
2363
2364         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2365                 add_v3_v3(r_cent, &ml->x);
2366         }
2367
2368         if (total) {
2369                 mul_v3_fl(r_cent, 1.0f / (float)total);
2370         }
2371
2372         return (total != 0);
2373 }
2374
2375 int BKE_mball_center_bounds(MetaBall *mb, float r_cent[3])
2376 {
2377         float min[3], max[3];
2378
2379         if (BKE_mball_minmax(mb, min, max)) {
2380                 mid_v3_v3v3(r_cent, min, max);
2381                 return 1;
2382         }
2383
2384         return 0;
2385 }
2386
2387 void BKE_mball_translate(MetaBall *mb, float offset[3])
2388 {
2389         MetaElem *ml;
2390
2391         for (ml = mb->elems.first; ml; ml = ml->next) {
2392                 add_v3_v3(&ml->x, offset);
2393         }
2394 }