source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/BvHierarchy.h @ 1686

Revision 1686, 24.4 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)
RevLine 
[1237]1#ifndef _BvHierarchy_H__
2#define _BvHierarchy_H__
3
4#include <stack>
5
6#include "Mesh.h"
7#include "Containers.h"
8#include "Statistics.h"
9#include "VssRay.h"
10#include "RayInfo.h"
11#include "gzstream.h"
[1239]12#include "SubdivisionCandidate.h"
[1237]13#include "AxisAlignedBox3.h"
[1315]14#include "IntersectableWrapper.h"
[1667]15#include "HierarchyManager.h"
[1237]16
17
18namespace GtpVisibilityPreprocessor {
19
20
21class ViewCellLeaf;
22class Plane3;
23class AxisAlignedBox3;
24class Ray;
25class ViewCellsStatistics;
26class ViewCellsManager;
27class MergeCandidate;
28class Beam;
29class ViewCellsTree;
30class Environment;
31class BvhInterior;
32class BvhLeaf;
33class BvhNode;
34class BvhIntersectable;
35class BvhTree;
36class VspTree;
37class ViewCellsContainer;
[1370]38class HierarchyManager;
[1237]39
[1297]40
[1237]41/** View space partition statistics.
42*/
43class BvhStatistics: public StatisticsBase
44{
45public:
[1370]46       
47        /// Constructor
[1237]48        BvhStatistics()
49        {
50                Reset();
51        }
52
53        int Nodes() const {return nodes;}
54        int Interior() const { return nodes / 2; }
55        int Leaves() const { return (nodes / 2) + 1; }
56       
57        double AvgDepth() const
58        { return accumDepth / (double)Leaves(); }
59
[1370]60        double AvgObjectRefs() const
61        { return objectRefs / (double)Leaves(); }
62
63        double AvgRayRefs() const
64        { return rayRefs / (double)Leaves(); }
65
66
[1237]67        void Reset()
68        {
69                nodes = 0;
70                splits = 0;
71                maxDepth = 0;
72                minDepth = 99999;
73                accumDepth = 0;
74        maxDepthNodes = 0;
75                minProbabilityNodes = 0;
76                maxCostNodes = 0;
[1370]77                       
78                ///////////////////
79                minObjectsNodes = 0;
[1237]80                maxObjectRefs = 0;
[1370]81                minObjectRefs = 999999999;
[1237]82                objectRefs = 0;
[1408]83                emptyNodes = 0;
[1370]84
85                ///////////////////
86                minRaysNodes = 0;
87                maxRayRefs = 0;
88                minRayRefs = 999999999;
89                rayRefs = 0;
90                maxRayContriNodes = 0;
[1449]91                mGlobalCostMisses = 0;
[1237]92        }
93
[1370]94
95public:
96
97        // total number of nodes
98        int nodes;
99        // number of splits
100        int splits;
101        // maximal reached depth
102        int maxDepth;
103        // minimal depth
104        int minDepth;
105        // max depth nodes
106        int maxDepthNodes;
107        // accumulated depth (used to compute average)
108        int accumDepth;
109        // minimum area nodes
110        int minProbabilityNodes;
111        /// nodes termination because of max cost ratio;
112        int maxCostNodes;
[1449]113        // global cost ratio violations
114        int mGlobalCostMisses;
[1370]115
[1449]116        //////////////////
[1370]117        // nodes with minimum objects
118        int minObjectsNodes;
119        // max number of rays per node
120        int maxObjectRefs;
121        // min number of rays per node
122        int minObjectRefs;
123        /// object references
124        int objectRefs;
[1408]125        // leaves with no objects
126        int emptyNodes;
[1370]127
128        //////////////////////////
129        // nodes with minimum rays
130        int minRaysNodes;
131        // max number of rays per node
132        int maxRayRefs;
133        // min number of rays per node
134        int minRayRefs;
135        /// object references
136        int rayRefs;
137        /// nodes with max ray contribution
138        int maxRayContriNodes;
139
[1237]140        void Print(ostream &app) const;
141
142        friend ostream &operator<<(ostream &s, const BvhStatistics &stat)
143        {
144                stat.Print(s);
145                return s;
146        }
147};
148
149
150/**
151    VspNode abstract class serving for interior and leaf node implementation
152*/
153class BvhNode
154{
155public:
156       
157        // types of vsp nodes
158        enum {Interior, Leaf};
159
[1297]160        BvhNode();
[1237]161        BvhNode(const AxisAlignedBox3 &bbox);
162        BvhNode(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
163
164        virtual ~BvhNode(){};
165
166        /** Determines whether this node is a leaf or not
167                @return true if leaf
168        */
169        virtual bool IsLeaf() const = 0;
170
171        /** Determines whether this node is a root
172                @return true if root
173        */
174        virtual bool IsRoot() const;
175
176        /** Returns parent node.
177        */
178        BvhInterior *GetParent();
179
180        /** Sets parent node.
181        */
182        void SetParent(BvhInterior *parent);
183
[1666]184        /** collects all objects under this node.
185        */
[1614]186        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects) = 0;
[1666]187
[1237]188        /** The bounding box specifies the node extent.
189        */
[1357]190        inline
[1237]191        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox() const
192        { return mBoundingBox; }
193
[1666]194        /** Sets bouding box of this node.
195        */
[1357]196        inline
[1237]197        void SetBoundingBox(const AxisAlignedBox3 &boundingBox)
198        { mBoundingBox = boundingBox; }
199
[1679]200        /** Cost of mergin this node.
201        */
202        float GetMergeCost() {return (float)-mTimeStamp; }
[1237]203
[1679]204        int mTimeStamp;
[1666]205
[1679]206        int mPvsEntriesIncr;
207        float mMemoryIncr;
208        float mRenderCostDecr;
209
[1291]210        /////////////////////////////////////
[1237]211        //-- mailing options
[1291]212       
213        static void NewMail(const int reserve = 1) {
214                sMailId += sReservedMailboxes;
215                sReservedMailboxes = reserve;
216        }
217       
[1237]218        void Mail() { mMailbox = sMailId; }
219        bool Mailed() const { return mMailbox == sMailId; }
220
[1291]221        void Mail(const int mailbox) { mMailbox = sMailId + mailbox; }
222        bool Mailed(const int mailbox) const { return mMailbox == sMailId + mailbox; }
223
224        int IncMail() { return ++ mMailbox - sMailId; }
225
[1237]226        static int sMailId;
227        int mMailbox;
[1291]228        static int sReservedMailboxes;
[1237]229
230        ///////////////////////////////////
231
232protected:
233       
234        /// the bounding box of the node
235        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
236        /// parent of this node
237        BvhInterior *mParent;
238};
239
240
241/** BSP interior node implementation
242*/
243class BvhInterior: public BvhNode
244{
245public:
246        /** Standard contructor taking a bounding box as argument.
247        */
248        BvhInterior(const AxisAlignedBox3 &bbox);
249        BvhInterior(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
250
251        ~BvhInterior();
252        /** @return false since it is an interior node
253        */
254        bool IsLeaf() const;
[1294]255       
[1237]256        BvhNode *GetBack() { return mBack; }
257        BvhNode *GetFront() { return mFront; }
258
259        /** Replace front or back child with new child.
260        */
261        void ReplaceChildLink(BvhNode *oldChild, BvhNode *newChild);
262
263        /** Replace front and back child.
264        */
265        void SetupChildLinks(BvhNode *front, BvhNode *back);
266
267        friend ostream &operator<<(ostream &s, const BvhInterior &A)
268        {
269                return s << A.mBoundingBox;
270        }
[1679]271
272        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects);
[1684]273
[1237]274protected:
275
276        /// back node
277        BvhNode *mBack;
278        /// front node
279        BvhNode *mFront;
280};
281
282
283/** BSP leaf node implementation.
284*/
285class BvhLeaf: public BvhNode
286{
287public:
288        /** Standard contructor taking a bounding box as argument.
289        */
290        BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox);
291        BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
292        BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent, const int numObjects);
293
294        ~BvhLeaf();
295
296        /** @return true since it is an interior node
297        */
298        bool IsLeaf() const;
299       
[1297]300        SubdivisionCandidate *GetSubdivisionCandidate()// const
[1237]301        {
302                return mSubdivisionCandidate;
303        }
304
[1297]305        void SetSubdivisionCandidate(SubdivisionCandidate *candidate)
306        {
307                mSubdivisionCandidate = candidate;
308        }
[1684]309       
310        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects);
311
[1237]312public:
313
314        /// Rays piercing this leaf.
315        VssRayContainer mVssRays;
316        /// objects
317        ObjectContainer mObjects;
[1259]318        /// universal counter
319        int mCounter;
[1287]320
[1237]321protected:
322
323        /// pointer to a split plane candidate splitting this leaf
324        SubdivisionCandidate *mSubdivisionCandidate;
325};
326
327
328typedef map<BvhNode *, BvhIntersectable *> BvhIntersectableMap;
329
330
331/** View Space Partitioning tree.
332*/
333class BvHierarchy
334{
335        friend class ViewCellsParseHandlers;
336        friend class HierarchyManager;
337
[1379]338protected:
[1345]339        struct SortableEntry;
340        typedef vector<SortableEntry> SortableEntryContainer;
341
[1379]342public:
343       
[1237]344        /** Additional data which is passed down the BSP tree during traversal.
345        */
346        class BvhTraversalData
347        { 
348        public:
[1294]349               
[1237]350                BvhTraversalData():
351                mNode(NULL),
352                mDepth(0),
[1287]353                mProbability(0.0),
[1237]354                mMaxCostMisses(0),
[1370]355                mAxis(0),
356                mNumRays(0)
[1357]357                {
358                        mSortedObjects[0] = mSortedObjects[1] = mSortedObjects[2] = NULL;
359                }
[1237]360               
361                BvhTraversalData(BvhLeaf *node,
362                                                 const int depth,
[1370]363                                                 const float v,
364                                                 const int numRays):
[1237]365                mNode(node),
366                mDepth(depth),
[1370]367                //mBoundingBox(box),
[1287]368                mProbability(v),
[1237]369                mMaxCostMisses(0),
[1370]370                mAxis(0),
371                mNumRays(numRays)
[1357]372                {
373                        mSortedObjects[0] = mSortedObjects[1] = mSortedObjects[2] = NULL;
374                }
[1237]375
[1357]376                /** Deletes contents and sets them to NULL.
377                */
[1237]378                void Clear()
379                {
[1294]380                        DEL_PTR(mNode);
[1370]381                        DEL_PTR(mSortedObjects[0]);
[1357]382                        DEL_PTR(mSortedObjects[1]);
[1370]383                        DEL_PTR(mSortedObjects[2]);
[1237]384                }
385
[1294]386                /// the current node
387                BvhLeaf *mNode;
388                /// current depth
389                int mDepth;
390                /// the probability that this node is seen
391                float mProbability;
392                /// the bounding box of the node
[1370]393                //AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
[1294]394                /// how often this branch has missed the max-cost ratio
395                int mMaxCostMisses;
396                /// current axis
397                int mAxis;
[1370]398                /// number of rays
399                int mNumRays;
[1357]400                /// the sorted objects for the three dimensions
401                ObjectContainer *mSortedObjects[3];             
[1237]402    };
403
[1357]404
405        /** Candidate for a object space split.
[1237]406        */
407        class BvhSubdivisionCandidate: public SubdivisionCandidate
408        { 
409        public:
410
[1294]411        BvhSubdivisionCandidate(const BvhTraversalData &tData): mParentData(tData)
[1237]412                {};
413
[1305]414                ~BvhSubdivisionCandidate()
415                {
416                        mParentData.Clear();
417                }
[1294]418
[1237]419                int Type() const { return OBJECT_SPACE; }
420       
[1667]421                void EvalCandidate(bool computeSplitplane = true)
[1237]422                {
[1667]423                        sBvHierarchy->EvalSubdivisionCandidate(*this, computeSplitplane);
[1237]424                }
425
[1633]426                bool Apply(SplitQueue &splitQueue, bool terminationCriteriaMet)
[1632]427                {
[1667]428                        BvhNode *n = sBvHierarchy->Subdivide(splitQueue, this, terminationCriteriaMet);
429
[1632]430                        // local or global termination criteria failed
431                        return !n->IsLeaf();           
[1633]432                }
[1632]433
[1633]434                void CollectDirtyCandidates(SubdivisionCandidateContainer &dirtyList,
435                                                                        const bool onlyUnmailed)
436                {
437                        sBvHierarchy->CollectDirtyCandidates(this, dirtyList, onlyUnmailed);
438                }
439
[1237]440                bool GlobalTerminationCriteriaMet() const
441                {
442                        return sBvHierarchy->GlobalTerminationCriteriaMet(mParentData);
443                }
444
[1667]445                BvhSubdivisionCandidate(const ObjectContainer &frontObjects,
446                                                                const ObjectContainer &backObjects,
447                                                                const BvhTraversalData &tData):
[1237]448                mFrontObjects(frontObjects), mBackObjects(backObjects), mParentData(tData)
449                {}
[1294]450
[1667]451                float GetPriority() const
452                {
453                        HierarchyManager *hm = sBvHierarchy->mHierarchyManager;
[1673]454               
[1667]455                        if (hm->ConsiderMemory())
456                        {
[1679]457                                const float rc = mRenderCostDecrease / (hm->mInitialRenderCost - hm->GetHierarchyStats().mTotalCost + 1.0f);
[1676]458                                //const float mc = mMemoryIncr /  / hm->GetHierarchyStats().mMemory;
[1679]459                //const float rc = mPriority / (hm->mInitialRenderCost - hm->GetHierarchyStats().mTotalCost + 1.0f);
[1676]460                                const float mc = (float)mPvsEntriesIncr / (float)hm->GetHierarchyStats().mPvsEntries;   
[1679]461                               
462                                //cout << "\np: " << mPriority << " i: " << hm->mInitialRenderCost << " t: " << hm->GetHierarchyStats().mTotalCost << endl;
463                                //cout << "osp rc: " << rc << " mc: " << mc << endl;
464
[1677]465                                return hm->GetMemoryConst() * rc - (1.0f - hm->GetMemoryConst()) * mc;
[1667]466                        }
467                        else
468                        {
469                                return mPriority;
470                        }
471                }
472
[1305]473                /// pointer to parent tree.
[1294]474                static BvHierarchy *sBvHierarchy;
[1680]475
[1294]476                /// parent data
477                BvhTraversalData mParentData;
[1305]478                /// the objects on the front of the potential split
[1294]479                ObjectContainer mFrontObjects;
[1305]480                /// the objects on the back of the potential split
[1294]481                ObjectContainer mBackObjects;
[1237]482        };
483
484        /** Struct for traversing line segment.
485        */
486        struct LineTraversalData
487        {
488                BvhNode *mNode;
489                Vector3 mExitPoint;
490               
491                float mMaxT;
492   
493                LineTraversalData () {}
494                LineTraversalData (BvhNode *n, const Vector3 &p, const float maxt):
495                mNode(n), mExitPoint(p), mMaxT(maxt) {}
496        };
497
498
499        /** Default constructor creating an empty tree.
500        */
501        BvHierarchy();
502
503        /** Default destructor.
504        */
505        ~BvHierarchy();
506
507        /** Returns tree statistics.
508        */
509        const BvhStatistics &GetStatistics() const;
510 
511        /** Returns bounding box of the specified node.
512        */
513        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox(BvhNode *node) const;
514
515        /** Reads parameters from environment singleton.
516        */
517        void ReadEnvironment();
518
519        /** Evaluates candidate for splitting.
520        */
[1680]521        void EvalSubdivisionCandidate(BvhSubdivisionCandidate &splitData,
522                                                                  bool computeSplitPlane = true);
[1237]523
524        /** Returns list of leaves with pvs smaller than
525                a certain threshold.
526                @param onlyUnmailed if only the unmailed leaves should be considered
527                @param maxPvs the maximal pvs of a leaf to be added (-1 means unlimited)
528        */
529        void CollectLeaves(vector<BvhLeaf *> &leaves) const;
530
531        /** Returns bounding box of the whole tree (= bbox of root node)
532        */
533        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox()const;
534
535        /** Returns root of the view space partitioning tree.
536        */
537        BvhNode *GetRoot() const;
538
539        /** finds neighbouring leaves of this tree node.
540        */
541        int FindNeighbors(BvhLeaf *n,
542                                          vector<BvhLeaf *> &neighbors,
543                                          const bool onlyUnmailed) const;
544
545        /** Returns random leaf of BSP tree.
546                @param halfspace defines the halfspace from which the leaf is taken.
547        */
548        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace);
549
550        /** Returns random leaf of BSP tree.
551                @param onlyUnmailed if only unmailed leaves should be returned.
552        */
553        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed = false);
554
555        /** Casts line segment into the tree.
556                @param origin the origin of the line segment
557                @param termination the end point of the line segment
558                @returns view cells intersecting the line segment.
559        */
560    int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
561                                                const Vector3 &termination,
562                                                ViewCellContainer &viewcells);
563               
564        /** Sets pointer to view cells manager.
565        */
566        void SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm);
567
568        /** Writes tree to output stream
569        */
570        bool Export(OUT_STREAM &stream);
571
572        /** Returns or creates a new intersectable for use in a kd based pvs.
573                The OspTree is responsible for destruction of the intersectable.
574        */
575        BvhIntersectable *GetOrCreateBvhIntersectable(BvhNode *node);
576
[1640]577        /** Collects rays associated with the objects.
[1237]578        */
579        void CollectRays(const ObjectContainer &objects, VssRayContainer &rays) const;
580
581        /** Intersects box with the tree and returns the number of intersected boxes.
582                @returns number of view cells found
583        */
[1640]584        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
585                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
[1237]586
587        /** Returns leaf the point pt lies in, starting from root.
588        */
589        BvhLeaf *GetLeaf(Intersectable *obj, BvhNode *root = NULL) const;
590
[1370]591        /** Sets a pointer to the view cells tree.
592        */
[1237]593        ViewCellsTree *GetViewCellsTree() const { return mViewCellsTree; }
[1370]594        /** See Get
595        */
[1237]596        void SetViewCellsTree(ViewCellsTree *vt) { mViewCellsTree = vt; }
597
[1640]598        /** Returns estimated memory usage of tree.
599        */
600        float GetMemUsage() const;
[1237]601
[1680]602
[1684]603        ///////////////////////////
604        // hacks in order to provide interleaved heurisitcs
605
[1686]606        BvhNode *SubdivideAndCopy(SplitQueue &tQueue, SubdivisionCandidate *splitCandidate);
[1684]607
608        /////////////////////////////////
609
[1237]610protected:
611
612        /** Returns true if tree can be terminated.
613        */
[1251]614        bool LocalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
[1237]615
616        /** Returns true if global tree can be terminated.
617        */
[1251]618        bool GlobalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
[1237]619
[1287]620        /** For sorting the objects during the heuristics
621        */
[1237]622        struct SortableEntry
623        {
[1287]624                Intersectable *mObject;
[1237]625                float mPos;
626
627                SortableEntry() {}
628
[1287]629                SortableEntry(Intersectable *obj, const float pos):
630                mObject(obj), mPos(pos)
[1237]631                {}
632
633                bool operator<(const SortableEntry &b) const
634                {
635                        return mPos < b.mPos;
636                }
637        };
[1345]638
[1287]639        /** Evaluate balanced object partition.
[1237]640        */
[1640]641        float EvalLocalObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
642                                                                   const int axis,
643                                                                   ObjectContainer &objectsFront,
644                                                                   ObjectContainer &objectsBack);
[1237]645
[1640]646        /** Evaluate surface area heuristic for the node.
647        */
648        float EvalSah(const BvhTraversalData &tData,
649                                  const int axis,
650                                  ObjectContainer &objectsFront,
651                                  ObjectContainer &objectsBack);
[1323]652
[1237]653        /** Computes priority of the traversal data and stores it in tData.
654        */
655        void EvalPriority(BvhTraversalData &tData) const;
656
[1379]657        /** Evaluates render cost of the bv induced by these objects
[1237]658        */
[1379]659        float EvalRenderCost(const ObjectContainer &objects) const;
[1237]660
661        /** Evaluates tree stats in the BSP tree leafs.
662        */
663        void EvaluateLeafStats(const BvhTraversalData &data);
664
665        /** Subdivides node using a best split priority queue.
666            @param tQueue the best split priority queue
667                @param splitCandidate the candidate for the next split
668                @param globalCriteriaMet if the global termination criteria were already met
669                @returns new root of the subtree
670        */
[1640]671        BvhNode *Subdivide(SplitQueue &tQueue,
672                                           SubdivisionCandidate *splitCandidate,
673                                           const bool globalCriteriaMet);
[1237]674       
675        /** Subdivides leaf.
[1345]676                @param sc the subdivisionCandidate holding all necessary data for subdivision           
[1237]677               
[1345]678                @param frontData returns the traversal data for the front node
679                @param backData returns the traversal data for the back node
[1237]680
[1345]681                @returns the new interior node = the of the subdivision
[1237]682        */
[1640]683        BvhInterior *SubdivideNode(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
684                                                           BvhTraversalData &frontData,
685                                                           BvhTraversalData &backData);
[1237]686
687        /** Splits the objects for the next subdivision.
688                @returns cost for this split
689        */
[1640]690        float SelectObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
691                                                                ObjectContainer &frontObjects,
[1676]692                                                                ObjectContainer &backObjects,
693                                                                bool useVisibilityBasedHeuristics);
[1237]694       
695        /** Writes the node to disk
696                @note: should be implemented as visitor.
697        */
698        void ExportNode(BvhNode *node, OUT_STREAM &stream);
699
[1640]700        /** Exports objects associated with this leaf.
701        */
[1286]702        void ExportObjects(BvhLeaf *leaf, OUT_STREAM &stream);
703
[1548]704        /** Associates the objects with their bvh leaves.
[1294]705        */
[1486]706        static void AssociateObjectsWithLeaf(BvhLeaf *leaf);
707
708
[1237]709        /////////////////////////////
710        // Helper functions for local cost heuristics
711       
[1357]712        /** Prepare split candidates for cost heuristics using axis aligned splits.
[1237]713                @param node the current node
714                @param axis the current split axis
715        */
[1640]716        void PrepareLocalSubdivisionCandidates(const BvhTraversalData &tData,
717                                                                                   const int axis);
[1237]718
[1640]719        static void CreateLocalSubdivisionCandidates(const ObjectContainer &objects,
720                                                                                                 SortableEntryContainer **subdivisionCandidates,
721                                                                                                 const bool sort,
722                                                                                                 const int axis);
[1357]723
724        /** Computes object partition with the best cost according to the heurisics.
725                @param tData the traversal data
726                @param axis the split axis
727                @param objectsFront the objects in the front child bv
728                @param objectsBack the objects in the back child bv
729                @param backObjectsStart the iterator marking the position where the back objects begin
730
731                @returns relative cost (relative to parent cost)
[1237]732        */
[1640]733        float EvalLocalCostHeuristics(const BvhTraversalData &tData,
734                                                                  const int axis,
735                                                                  ObjectContainer &objectsFront,
736                                                                  ObjectContainer &objectsBack);
[1237]737
[1287]738        /** Evaluates the contribution to the front and back volume
739                when this object is changing sides in the bvs.
[1237]740
[1287]741                @param object the object
742                @param volLeft updates the left pvs
743                @param volPvs updates the right pvs
[1237]744        */
[1640]745        void EvalHeuristicsContribution(Intersectable *obj,
746                                                                        float &volLeft,
747                                                                        float &volRight);
[1237]748
749        /** Prepares objects for the cost heuristics.
750                @returns sum of volume of associated view cells
751        */
[1287]752        float PrepareHeuristics(const BvhTraversalData &tData, const int axis);
[1237]753       
[1633]754
[1237]755        ////////////////////////////////////////////////
756
757
758        /** Prepares construction for vsp and osp trees.
759        */
[1640]760        AxisAlignedBox3 EvalBoundingBox(const ObjectContainer &objects,
761                                                                        const AxisAlignedBox3 *parentBox = NULL) const;
[1237]762
[1370]763        /** Collects list of invalid candidates. Candidates
764                are invalidated by a view space subdivision step
765                that affects this candidate.
766        */
[1640]767        void CollectDirtyCandidates(BvhSubdivisionCandidate *sc,
768                                                                vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
769                                                                const bool onlyUnmailed);
[1237]770
[1287]771        /** Collect view cells which see this bvh leaf.
[1237]772        */
[1640]773        void CollectViewCells(const ObjectContainer &objects,
774                                                  ViewCellContainer &viewCells,
775                                                  const bool setCounter = false) const;
[1237]776
[1576]777        /** Counts the view cells of this object. note: only
778                counts unmailed objects.
779        */
780        int CountViewCells(Intersectable *obj) const;
781
782        /** Counts the view cells seen by this bvh leaf
783        */
784        int CountViewCells(const ObjectContainer &objects) const;
785
[1287]786        /** Collects view cells which see an object.
787        */
[1640]788        void CollectViewCells(Intersectable *object,
789                                                  ViewCellContainer &viewCells,
790                                                  const bool useMailBoxing,
791                                                  const bool setCounter = false) const;
[1287]792
[1576]793        /** Evaluates increase in pvs size.
794        */
795        int EvalPvsEntriesIncr(BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate) const;
796
[1237]797        /** Rays will be clipped to the bounding box.
798        */
[1640]799        void PreprocessRays(BvhLeaf *root,
800                                                const VssRayContainer &sampleRays,
801                                                RayInfoContainer &rays);
[1237]802
[1287]803        /** Print the subdivision stats in the subdivison log.
804        */
805        void PrintSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &tData);
[1237]806
[1370]807        /** Prints out the stats for this subdivision.
808        */
[1640]809        void AddSubdivisionStats(const int viewCells,
810                                                         const float renderCostDecr,
811                                                         const float totalRenderCost);
[1237]812
[1370]813        /** Stores rays with objects that see the rays.
814        */
815        int AssociateObjectsWithRays(const VssRayContainer &rays) const;
[1237]816
[1370]817        /** Tests if object is in this leaf.
818                @note: assumes that objects are sorted by their id.
819        */
[1237]820        bool IsObjectInLeaf(BvhLeaf *, Intersectable *object) const;
821
[1370]822        /** Prepares the construction of the bv hierarchy and returns
823                the first subdivision candidate.
824        */
[1640]825        SubdivisionCandidate *PrepareConstruction(const VssRayContainer &sampleRays,
826                                                                                          const ObjectContainer &objects);
[1237]827
[1548]828        /** Resets bv hierarchy. E.g. deletes root and resets stats.
829        */
[1640]830        SubdivisionCandidate *Reset(const VssRayContainer &rays,
831                                                                const ObjectContainer &objects);
[1548]832
[1370]833        /** Evaluates volume of view cells that see the objects.
834        */
[1287]835        float EvalViewCellsVolume(const ObjectContainer &objects) const;
[1237]836
[1580]837        /** Assigns or newly creates initial list of sorted objects.
[1370]838        */
[1580]839        void AssignInitialSortedObjectList(BvhTraversalData &tData);
[1259]840
[1370]841        /** Assigns sorted objects to front and back data.
842        */
[1640]843        void AssignSortedObjects(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
844                                                         BvhTraversalData &frontData,
845                                                         BvhTraversalData &backData);
[1548]846       
[1640]847        /** Creates new root of hierarchy and computes bounding box.
848                Has to be called before the preparation of the subdivision.
[1548]849        */
[1640]850        void Initialise(const ObjectContainer &objects);
851
852
[1237]853protected:
854       
[1345]855        /// pre-sorted subdivision candidtes for all three directions.
856        vector<SortableEntry> *mGlobalSubdivisionCandidates[3];
[1237]857        /// pointer to the hierarchy of view cells
858        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
859        /// The view cells manager
860        ViewCellsManager *mViewCellsManager;
861        /// candidates for placing split planes during cost heuristics
862        vector<SortableEntry> *mSubdivisionCandidates;
863        /// Pointer to the root of the tree
864        BvhNode *mRoot;
865        /// Statistics for the object space partition
[1370]866        BvhStatistics mBvhStats;       
[1237]867        /// box around the whole view domain
868        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
[1370]869        /// the hierarchy manager
870        HierarchyManager *mHierarchyManager;
[1237]871
872
[1449]873        ////////////////////
[1357]874        //-- local termination criteria
[1237]875
876        /// maximal possible depth
877        int mTermMaxDepth;
878        /// mininum probability
[1287]879        float mTermMinProbability;
[1237]880        /// minimal number of objects
881        int mTermMinObjects;
882        /// maximal acceptable cost ratio
883        float mTermMaxCostRatio;
884        /// tolerance value indicating how often the max cost ratio can be failed
885        int mTermMissTolerance;
[1370]886        /// minimum number of rays
887        int mTermMinRays;
[1237]888
889
[1449]890        ////////////////////
[1357]891        //-- global termination criteria
[1237]892
[1580]893        /// the minimal accepted global cost ratio
[1237]894        float mTermMinGlobalCostRatio;
[1580]895        //// number of accepted misses of the global cost ratio
[1237]896        int mTermGlobalCostMissTolerance;
897        /// maximal number of view cells
898        int mTermMaxLeaves;
899        /// maximal tree memory
900        float mMaxMemory;
901        /// the tree is out of memory
902        bool mOutOfMemory;
903
904
[1357]905        ////////////////////////////////////////
[1237]906        //-- split heuristics based parameters
907       
[1643]908        /// if a heuristics should be used for finding a split plane
909    bool mUseCostHeuristics;
910        /// if sah heuristcs should be used for finding a split plane
911        bool mUseSah;
912    /// balancing factor for PVS criterium
[1237]913        float mCtDivCi;
914        /// if only driving axis should be used for split
915        bool mOnlyDrivingAxis;
916        /// current time stamp (used for keeping split history)
917        int mTimeStamp;
918        // if rays should be stored in leaves
919        bool mStoreRays;
[1357]920        // subdivision stats output file
[1237]921        ofstream  mSubdivisionStats;
922        /// keeps track of cost during subdivision
923        float mTotalCost;
[1662]924        int mPvsEntries;
[1237]925        /// keeps track of overall pvs size during subdivision
926        int mTotalPvsSize;
927        /// number of currenly generated view cells
928        int mCreatedLeaves;
929        /// represents min and max band for sweep
930        float mSplitBorder;
931        /// weight between render cost decrease and node render cost
932        float mRenderCostDecreaseWeight;
933        /// stores the kd node intersectables used for pvs
934        BvhIntersectableMap mBvhIntersectables;
[1580]935        /// if the objects should be sorted in one global step
936        bool mUseGlobalSorting;
[1237]937
[1662]938        bool mUseBboxAreaForSah;
939
[1580]940        SortableEntryContainer *mSortedObjects[3];
[1676]941
942        int mMinRaysForVisibility;
[1237]943};
944
945}
946
947#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.