source: GTP/trunk/App/Demos/Vis/FriendlyCulling/src/SampleGenerator.cpp @ 3355

Revision 3355, 6.0 KB checked in by mattausch, 16 years ago (diff)
Line 
1#include "SampleGenerator.h"
2#include "common.h"
3
4
5using namespace std;
6using namespace CHCDemoEngine;
7
8
9SampleGenerator::SampleGenerator(int numSamples, float radius):
10mNumSamples(numSamples), mRadius(radius)
11{
12        mHalton = new HaltonSequence(2);
13}
14
15
16SampleGenerator::~SampleGenerator()
17{
18        DEL_PTR(mHalton);
19}
20
21
22PoissonDiscSampleGenerator2D::PoissonDiscSampleGenerator2D(int numSamples, float radius):
23SampleGenerator(numSamples, radius)
24{}
25
26
27void PoissonDiscSampleGenerator2D::Generate(float *samples) const
28{
29        // Poisson disc sampling generator using relaxation
30        // dart-throwing as proposed by McCool et al.
31        // the min distance requirement is relaxed if we are not
32        // able to place any dart for a number of tries
33        // the solution is a possion sampling with respect
34        // to the adjusted min distance
35        // this sampling scheme has the benefit that it is hierarchical
36        int maxTries = 1000;
37        const float f_reduction = 0.95f;
38       
39        float r[2];
40
41        // the maximal possible radius: our radius is a fraction of this radius
42        // this is used as a measure of the quality of distribution of the point samples
43        //const float rmax = 2.0f * mRadius * sqrt(1.0f / (2.0f * sqrt(3.0f) * mNumSamples));
44        float rmax = 0.5f; //mRadius * sqrt(1.0f / (2.0f * sqrt(3.0f) * mNumSamples));
45
46        // generates poisson distribution on disc
47        // start with some thresholds: all samples lie on the circumference of circle
48         
49        //float minDist = 2.0f * rmax;
50        float minDist = rmax;
51        float sqrMinDist = minDist * minDist;
52
53        int tries = 0;
54
55        //cout << "minDist before= " << minDist / rmax << endl;
56        cout << "minDist before= " << rmax << endl;
57
58        Sample2 *s = (Sample2 *)samples;
59
60        // check if on disc
61        for (int i = 0; i < mNumSamples; ++ i)
62        {
63                // repeat until valid sample was found
64                while (1)
65                {
66                        // q: should we use halton or does it conflict with the poisson disc properties?
67                        //r[0] = RandomValue(0, 1); r[1] = RandomValue(0, 1);
68                        mHalton->GetNext(r);
69
70#if 0
71                        // scale to -1 .. 1
72                        const float rx = r[0] * 2.0f - 1.0f;
73                        const float ry = r[1] * 2.0f - 1.0f;
74
75                        // check if in disk, else exit early
76                        const float distanceSquared = rx * rx + ry * ry;
77                        if (rx * rx + ry * ry > mRadius * mRadius)
78                                // also avoid case that sample exactly in center
79                                //|| (distanceSquared <= 1e-3f)
80                        {
81                                continue;
82                        }
83#else
84                        const float rx = r[0];
85                        const float ry = r[1];
86#endif
87
88                        bool sampleValid = true;
89
90                        // check poisson property
91                        for (int j = 0; ((j < i) && sampleValid); ++ j)
92                        {
93                                const float dist =
94                                        (s[j].x - rx) * (s[j].x - rx) +
95                                        (s[j].y - ry) * (s[j].y - ry);
96                       
97                                if (dist < sqrMinDist) sampleValid = false;
98                        }
99
100                        if (sampleValid)
101                        {
102                                s[i].x = rx;
103                                s[i].y = ry;
104                                break;
105                        }
106
107                        ++ tries;
108
109                        if (tries > maxTries)
110                        {
111                                minDist *= f_reduction;
112                                sqrMinDist = minDist * minDist;
113
114                                maxTries += 1000;
115                        }
116                }
117        }
118
119        for (int i = 0; i < mNumSamples; ++ i)
120        {
121                const float a = 2.0f * M_PI * s[i].x;
122                const float r = sqrt(s[i].y);
123               
124                const float rad = mRadius * r;
125
126                s[i].x = rad * cos(a);
127                s[i].y = rad * sin(a);
128        }
129
130        rmax = mRadius * sqrt(1.0f / (2.0f * sqrt(3.0f) * mNumSamples));
131        cout << "minDist after= " << (float)minDist * mNumSamples << " #tries: " << tries << " samples: " << mNumSamples << endl;
132        cout << "minDist after= " << (float)minDist / rmax << " #tries: " << tries << endl;
133}
134
135
136RandomSampleGenerator2D::RandomSampleGenerator2D(int numSamples, float radius):
137SampleGenerator(numSamples, radius)
138{}
139
140
141#if 0
142void RandomSampleGenerator2D::Generate(float *samples) const
143{
144        Sample2 *s = (Sample2 *)samples;
145
146        int numSamples = 0;
147
148        float r[2];
149
150        while (numSamples < mNumSamples)
151        {
152                mHalton->GetNext(r);
153               
154                const float rx = r[0] * 2.0f - 1.0f;
155                const float ry = r[1] * 2.0f - 1.0f;
156
157                // check if in disk, else exit early
158                if (rx * rx + ry * ry > mRadius * mRadius)
159                        continue;
160
161                s[numSamples].x = rx;
162                s[numSamples].y = ry;
163
164                ++ numSamples;
165        }
166}
167
168#else
169
170void RandomSampleGenerator2D::Generate(float *samples) const
171{
172        Sample2 *s = (Sample2 *)samples;
173
174        int numSamples = 0;
175        float x[2];
176
177        static float total1 = 0;
178        static float total2 = 0;
179        static int totalSamples = 0;
180
181        for (int i = 0; i < mNumSamples; ++ i)
182        {
183                //x[0] = RandomValue(0, 1); x[1] = RandomValue(0, 1);
184                mHalton->GetNext(x);
185               
186                const float a = 2.0f * M_PI * x[0];
187                const float r = mRadius * sqrt(x[1]);
188
189                s[i].x = r * cos(a);
190                s[i].y = r * sin(a);
191
192                /*total1 += x[0];
193                total2 += x[1];
194                totalSamples ++;
195
196                if (totalSamples % 1000 == 1)
197                {
198                        float n1 = (float)total1 / totalSamples;
199                        float n2 = (float)total2 / totalSamples;
200
201                        cout << "here3 " << n1 << " " << n2 << endl;
202                }*/
203        }
204}
205
206#endif
207
208SphericalSampleGenerator3D::SphericalSampleGenerator3D(int numSamples, float radius):
209SampleGenerator(numSamples, radius)
210{}
211
212
213void SphericalSampleGenerator3D::Generate(float *samples) const
214{
215        float r[2];
216        Sample3 *s = (Sample3 *)samples;
217
218        for (int i = 0; i < mNumSamples; ++ i)
219        {
220                r[0] = RandomValue(0, 1);
221                r[1] = RandomValue(0, 1);
222
223                const float theta = 2.0f * acos(sqrt(1.0f - r[0]));
224                const float phi = 2.0f * M_PI * r[1];
225 
226                s[i].x = mRadius * sin(theta) * cos(phi);
227                s[i].y = mRadius * sin(theta) * sin(phi);
228                s[i].z = mRadius * cos(theta);
229        }
230}
231
232
233QuadraticDiscSampleGenerator2D::QuadraticDiscSampleGenerator2D(int numSamples,
234                                                                                                                           float radius):
235//PoissonDiscSampleGenerator2D(numSamples, radius)
236RandomSampleGenerator2D(numSamples, radius)
237{
238}
239
240
241void QuadraticDiscSampleGenerator2D::Generate(float *samples) const
242{
243        Sample2 *s = (Sample2 *)samples;
244
245        int numSamples = 0;
246        float x[2];
247
248        for (int i = 0; i < mNumSamples; ++ i)
249        {
250                x[0] = RandomValue(0, 1); x[1] = RandomValue(0, 1);
251                //mHalton->GetNext(x);
252               
253                const float a = 2.0f * M_PI * x[0];
254                const float r = sqrt(x[1]);
255                //const float rad = mRadius * r * r * r * r;
256                const float rad = mRadius * r;// * r;
257
258                s[i].x = rad * cos(a);
259                s[i].y = rad * sin(a);
260        }
261}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.