source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/BvHierarchy.h @ 1844

Revision 1844, 25.3 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)

implemented object space compression

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 BvhTree;
35class VspTree;
36class ViewCellsContainer;
[1370]37class HierarchyManager;
[1237]38
[1297]39
[1237]40/** View space partition statistics.
41*/
42class BvhStatistics: public StatisticsBase
43{
44public:
[1370]45       
46        /// Constructor
[1237]47        BvhStatistics()
48        {
49                Reset();
50        }
51
52        int Nodes() const {return nodes;}
53        int Interior() const { return nodes / 2; }
54        int Leaves() const { return (nodes / 2) + 1; }
55       
56        double AvgDepth() const
57        { return accumDepth / (double)Leaves(); }
58
[1370]59        double AvgObjectRefs() const
60        { return objectRefs / (double)Leaves(); }
61
62        double AvgRayRefs() const
63        { return rayRefs / (double)Leaves(); }
64
[1763]65       
[1237]66        void Reset()
67        {
68                nodes = 0;
69                splits = 0;
70                maxDepth = 0;
[1705]71
[1237]72                minDepth = 99999;
73                accumDepth = 0;
74        maxDepthNodes = 0;
75                minProbabilityNodes = 0;
76                maxCostNodes = 0;
[1370]77                ///////////////////
78                minObjectsNodes = 0;
[1237]79                maxObjectRefs = 0;
[1370]80                minObjectRefs = 999999999;
[1237]81                objectRefs = 0;
[1408]82                emptyNodes = 0;
[1370]83
84                ///////////////////
85                minRaysNodes = 0;
86                maxRayRefs = 0;
87                minRayRefs = 999999999;
88                rayRefs = 0;
89                maxRayContriNodes = 0;
[1449]90                mGlobalCostMisses = 0;
[1237]91        }
92
[1370]93
94public:
95
96        // total number of nodes
97        int nodes;
98        // number of splits
99        int splits;
100        // maximal reached depth
101        int maxDepth;
102        // minimal depth
103        int minDepth;
104        // max depth nodes
105        int maxDepthNodes;
106        // accumulated depth (used to compute average)
107        int accumDepth;
108        // minimum area nodes
109        int minProbabilityNodes;
110        /// nodes termination because of max cost ratio;
111        int maxCostNodes;
[1449]112        // global cost ratio violations
113        int mGlobalCostMisses;
[1370]114
[1449]115        //////////////////
[1370]116        // nodes with minimum objects
117        int minObjectsNodes;
118        // max number of rays per node
119        int maxObjectRefs;
120        // min number of rays per node
121        int minObjectRefs;
122        /// object references
123        int objectRefs;
[1408]124        // leaves with no objects
125        int emptyNodes;
[1370]126
127        //////////////////////////
128        // nodes with minimum rays
129        int minRaysNodes;
130        // max number of rays per node
131        int maxRayRefs;
132        // min number of rays per node
133        int minRayRefs;
134        /// object references
135        int rayRefs;
136        /// nodes with max ray contribution
137        int maxRayContriNodes;
138
[1237]139        void Print(ostream &app) const;
140
141        friend ostream &operator<<(ostream &s, const BvhStatistics &stat)
142        {
143                stat.Print(s);
144                return s;
145        }
146};
147
148
149/**
150    VspNode abstract class serving for interior and leaf node implementation
151*/
[1758]152class BvhNode: public Intersectable
[1237]153{
154public:
155       
156        // types of vsp nodes
157        enum {Interior, Leaf};
158
[1297]159        BvhNode();
[1237]160        BvhNode(const AxisAlignedBox3 &bbox);
161        BvhNode(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
162
163        virtual ~BvhNode(){};
164
165        /** Determines whether this node is a leaf or not
166                @return true if leaf
167        */
168        virtual bool IsLeaf() const = 0;
169
170        /** Determines whether this node is a root
171                @return true if root
172        */
173        virtual bool IsRoot() const;
174
175        /** Returns parent node.
176        */
177        BvhInterior *GetParent();
178
179        /** Sets parent node.
180        */
181        void SetParent(BvhInterior *parent);
182
[1666]183        /** collects all objects under this node.
184        */
[1614]185        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects) = 0;
[1666]186
[1237]187        /** The bounding box specifies the node extent.
188        */
[1357]189        inline
[1237]190        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox() const
191        { return mBoundingBox; }
192
[1666]193        /** Sets bouding box of this node.
194        */
[1357]195        inline
[1237]196        void SetBoundingBox(const AxisAlignedBox3 &boundingBox)
197        { mBoundingBox = boundingBox; }
198
[1679]199        /** Cost of mergin this node.
200        */
201        float GetMergeCost() {return (float)-mTimeStamp; }
[1237]202
[1763]203        virtual int GetRandomEdgePoint(Vector3 &point,
204                                                                 Vector3 &normal);
[1666]205
[1763]206        inline int GetTimeStamp() const { return mTimeStamp; }
207        inline void SetTimeStamp(const int timeStamp) { mTimeStamp = timeStamp; };
208
[1237]209
[1786]210        ////////////////////////
[1758]211        //-- inherited functions from Intersectable
212
213        AxisAlignedBox3 GetBox() const { return mBoundingBox; }
214       
215        int CastRay(Ray &ray) { return 0; }
216       
217        bool IsConvex() const { return true; }
218        bool IsWatertight() const { return true; }
219        float IntersectionComplexity() { return 1; }
220 
221        int NumberOfFaces() const { return 6; };
222       
223        int GetRandomSurfacePoint(GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &point,
224                                                          GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &normal)
225        {
226                // TODO
227                return 0;
228        }
229
230        int GetRandomVisibleSurfacePoint(GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &point,
231                                                                         GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &normal,
232                                                                         const GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &viewpoint,
233                                                                         const int maxTries)
234        {
235                // TODO
236                return 0;
237        }
238 
239        int Type() const
240        {
241                return Intersectable::BVH_INTERSECTABLE;
242        }
243
244        ostream &Describe(ostream &s) { return s; }
245
[1237]246        ///////////////////////////////////
247
[1786]248        float mRenderCost;
249
[1237]250protected:
251       
252        /// the bounding box of the node
253        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
254        /// parent of this node
255        BvhInterior *mParent;
[1763]256        int mTimeStamp;
[1237]257};
258
259
260/** BSP interior node implementation
261*/
262class BvhInterior: public BvhNode
263{
264public:
265        /** Standard contructor taking a bounding box as argument.
266        */
267        BvhInterior(const AxisAlignedBox3 &bbox);
268        BvhInterior(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
269
270        ~BvhInterior();
271        /** @return false since it is an interior node
272        */
273        bool IsLeaf() const;
[1294]274       
[1237]275        BvhNode *GetBack() { return mBack; }
276        BvhNode *GetFront() { return mFront; }
277
278        /** Replace front or back child with new child.
279        */
280        void ReplaceChildLink(BvhNode *oldChild, BvhNode *newChild);
281
282        /** Replace front and back child.
283        */
284        void SetupChildLinks(BvhNode *front, BvhNode *back);
285
286        friend ostream &operator<<(ostream &s, const BvhInterior &A)
287        {
288                return s << A.mBoundingBox;
289        }
[1679]290
291        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects);
[1684]292
[1237]293protected:
294
295        /// back node
296        BvhNode *mBack;
297        /// front node
298        BvhNode *mFront;
299};
300
301
302/** BSP leaf node implementation.
303*/
304class BvhLeaf: public BvhNode
305{
306public:
307        /** Standard contructor taking a bounding box as argument.
308        */
309        BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox);
[1785]310  BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
[1237]311        BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent, const int numObjects);
312
313        ~BvhLeaf();
314
315        /** @return true since it is an interior node
316        */
317        bool IsLeaf() const;
318       
[1297]319        SubdivisionCandidate *GetSubdivisionCandidate()// const
[1237]320        {
321                return mSubdivisionCandidate;
322        }
323
[1297]324        void SetSubdivisionCandidate(SubdivisionCandidate *candidate)
325        {
326                mSubdivisionCandidate = candidate;
327        }
[1684]328       
329        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects);
330
[1707]331        /** Returns level of the hierarchy that is "active" right now.
[1706]332        */
333        BvhNode *GetActiveNode()
334        {
335                return mActiveNode;
336        }
337
[1707]338        /** Returns level of the hierarchy that is "active" right now.
339        */
340        void SetActiveNode(BvhNode *node)
341        {
342                mActiveNode = node;
343        }
344
[1237]345public:
[1785]346  // gl list use to store the geometry on the gl server
347  int mGlList;
348 
349  /// objects
350  ObjectContainer mObjects;
351 
[1237]352protected:
[1785]353 
354  /// pointer to a split plane candidate splitting this leaf
355  SubdivisionCandidate *mSubdivisionCandidate;
356 
357  /// the active node which will be accounted for in the pvs
358  BvhNode *mActiveNode;
[1237]359};
360
361
362/** View Space Partitioning tree.
363*/
364class BvHierarchy
365{
366        friend class ViewCellsParseHandlers;
367        friend class HierarchyManager;
368
[1379]369protected:
[1345]370        struct SortableEntry;
371        typedef vector<SortableEntry> SortableEntryContainer;
372
[1379]373public:
374       
[1237]375        /** Additional data which is passed down the BSP tree during traversal.
376        */
377        class BvhTraversalData
378        { 
379        public:
[1294]380               
[1237]381                BvhTraversalData():
382                mNode(NULL),
383                mDepth(0),
[1287]384                mProbability(0.0),
[1237]385                mMaxCostMisses(0),
[1370]386                mAxis(0),
387                mNumRays(0)
[1357]388                {
[1778]389                        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
390                                mSortedObjects[i] = NULL;
[1357]391                }
[1237]392               
393                BvhTraversalData(BvhLeaf *node,
394                                                 const int depth,
[1370]395                                                 const float v,
396                                                 const int numRays):
[1237]397                mNode(node),
398                mDepth(depth),
[1370]399                //mBoundingBox(box),
[1287]400                mProbability(v),
[1237]401                mMaxCostMisses(0),
[1370]402                mAxis(0),
403                mNumRays(numRays)
[1357]404                {
[1778]405                        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
406                                mSortedObjects[i] = NULL;
[1357]407                }
[1237]408
[1357]409                /** Deletes contents and sets them to NULL.
410                */
[1237]411                void Clear()
412                {
[1294]413                        DEL_PTR(mNode);
[1778]414                        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
415                                DEL_PTR(mSortedObjects[i]);
[1237]416                }
417
[1294]418                /// the current node
419                BvhLeaf *mNode;
420                /// current depth
421                int mDepth;
422                /// the probability that this node is seen
423                float mProbability;
424                /// the bounding box of the node
[1370]425                //AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
[1294]426                /// how often this branch has missed the max-cost ratio
427                int mMaxCostMisses;
428                /// current axis
429                int mAxis;
[1370]430                /// number of rays
431                int mNumRays;
[1357]432                /// the sorted objects for the three dimensions
[1778]433                ObjectContainer *mSortedObjects[4];             
[1237]434    };
435
[1357]436
437        /** Candidate for a object space split.
[1237]438        */
439        class BvhSubdivisionCandidate: public SubdivisionCandidate
440        { 
441        public:
442
[1294]443        BvhSubdivisionCandidate(const BvhTraversalData &tData): mParentData(tData)
[1237]444                {};
445
[1305]446                ~BvhSubdivisionCandidate()
447                {
448                        mParentData.Clear();
449                }
[1294]450
[1237]451                int Type() const { return OBJECT_SPACE; }
452       
[1667]453                void EvalCandidate(bool computeSplitplane = true)
[1237]454                {
[1705]455            mDirty = false;
[1667]456                        sBvHierarchy->EvalSubdivisionCandidate(*this, computeSplitplane);
[1237]457                }
458
[1633]459                bool Apply(SplitQueue &splitQueue, bool terminationCriteriaMet)
[1632]460                {
[1667]461                        BvhNode *n = sBvHierarchy->Subdivide(splitQueue, this, terminationCriteriaMet);
462
[1632]463                        // local or global termination criteria failed
464                        return !n->IsLeaf();           
[1633]465                }
[1632]466
[1633]467                void CollectDirtyCandidates(SubdivisionCandidateContainer &dirtyList,
468                                                                        const bool onlyUnmailed)
469                {
470                        sBvHierarchy->CollectDirtyCandidates(this, dirtyList, onlyUnmailed);
471                }
472
[1237]473                bool GlobalTerminationCriteriaMet() const
474                {
475                        return sBvHierarchy->GlobalTerminationCriteriaMet(mParentData);
476                }
477
[1667]478                BvhSubdivisionCandidate(const ObjectContainer &frontObjects,
479                                                                const ObjectContainer &backObjects,
480                                                                const BvhTraversalData &tData):
[1237]481                mFrontObjects(frontObjects), mBackObjects(backObjects), mParentData(tData)
482                {}
[1294]483
[1667]484                float GetPriority() const
485                {
[1705]486                        return mPriority;
[1667]487                }
488
[1305]489                /// pointer to parent tree.
[1294]490                static BvHierarchy *sBvHierarchy;
[1680]491
[1294]492                /// parent data
493                BvhTraversalData mParentData;
[1305]494                /// the objects on the front of the potential split
[1294]495                ObjectContainer mFrontObjects;
[1305]496                /// the objects on the back of the potential split
[1294]497                ObjectContainer mBackObjects;
[1237]498        };
499
500        /** Struct for traversing line segment.
501        */
502        struct LineTraversalData
503        {
504                BvhNode *mNode;
505                Vector3 mExitPoint;
506               
507                float mMaxT;
508   
509                LineTraversalData () {}
510                LineTraversalData (BvhNode *n, const Vector3 &p, const float maxt):
511                mNode(n), mExitPoint(p), mMaxT(maxt) {}
512        };
513
514
515        /** Default constructor creating an empty tree.
516        */
517        BvHierarchy();
518
519        /** Default destructor.
520        */
521        ~BvHierarchy();
522
523        /** Returns tree statistics.
524        */
525        const BvhStatistics &GetStatistics() const;
526 
527        /** Returns bounding box of the specified node.
528        */
529        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox(BvhNode *node) const;
530
531        /** Reads parameters from environment singleton.
532        */
533        void ReadEnvironment();
534
535        /** Evaluates candidate for splitting.
536        */
[1680]537        void EvalSubdivisionCandidate(BvhSubdivisionCandidate &splitData,
538                                                                  bool computeSplitPlane = true);
[1237]539
[1707]540        /** Returns vector of leaves.
[1237]541        */
[1707]542        void CollectLeaves(BvhNode *root, vector<BvhLeaf *> &leaves) const;
[1237]543
544        /** Returns bounding box of the whole tree (= bbox of root node)
545        */
546        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox()const;
547
548        /** Returns root of the view space partitioning tree.
549        */
550        BvhNode *GetRoot() const;
551
552        /** finds neighbouring leaves of this tree node.
553        */
554        int FindNeighbors(BvhLeaf *n,
555                                          vector<BvhLeaf *> &neighbors,
556                                          const bool onlyUnmailed) const;
557
558        /** Returns random leaf of BSP tree.
559                @param halfspace defines the halfspace from which the leaf is taken.
560        */
561        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace);
562
563        /** Returns random leaf of BSP tree.
564                @param onlyUnmailed if only unmailed leaves should be returned.
565        */
566        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed = false);
567
568        /** Casts line segment into the tree.
569                @param origin the origin of the line segment
570                @param termination the end point of the line segment
571                @returns view cells intersecting the line segment.
572        */
573    int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
574                                                const Vector3 &termination,
575                                                ViewCellContainer &viewcells);
576               
577        /** Sets pointer to view cells manager.
578        */
579        void SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm);
580
581        /** Writes tree to output stream
582        */
583        bool Export(OUT_STREAM &stream);
584
[1640]585        /** Collects rays associated with the objects.
[1237]586        */
587        void CollectRays(const ObjectContainer &objects, VssRayContainer &rays) const;
588
589        /** Intersects box with the tree and returns the number of intersected boxes.
590                @returns number of view cells found
591        */
[1640]592        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
593                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
[1237]594
595        /** Returns leaf the point pt lies in, starting from root.
596        */
597        BvhLeaf *GetLeaf(Intersectable *obj, BvhNode *root = NULL) const;
598
[1370]599        /** Sets a pointer to the view cells tree.
600        */
[1237]601        ViewCellsTree *GetViewCellsTree() const { return mViewCellsTree; }
[1707]602       
[1370]603        /** See Get
604        */
[1237]605        void SetViewCellsTree(ViewCellsTree *vt) { mViewCellsTree = vt; }
606
[1640]607        /** Returns estimated memory usage of tree.
608        */
609        float GetMemUsage() const;
[1237]610
[1707]611        /** Sets this node to be an active node.
612        */
613        void SetActive(BvhNode *node) const;
[1680]614
[1707]615
[1684]616        ///////////////////////////
617        // hacks in order to provide interleaved heurisitcs
618
[1686]619        BvhNode *SubdivideAndCopy(SplitQueue &tQueue, SubdivisionCandidate *splitCandidate);
[1684]620
621        /////////////////////////////////
622
[1703]623        static float EvalAbsCost(const ObjectContainer &objects);
[1698]624
[1718]625        void CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects);
[1707]626
[1786]627        float GetRenderCostIncrementially(BvhNode *node) const;
628
[1844]629        void Compress();
[1843]630        void CreateUniqueObjectIds();
[1786]631
[1237]632protected:
633
634        /** Returns true if tree can be terminated.
635        */
[1251]636        bool LocalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
[1237]637
638        /** Returns true if global tree can be terminated.
639        */
[1251]640        bool GlobalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
[1237]641
[1287]642        /** For sorting the objects during the heuristics
643        */
[1237]644        struct SortableEntry
645        {
[1287]646                Intersectable *mObject;
[1237]647                float mPos;
648
649                SortableEntry() {}
650
[1287]651                SortableEntry(Intersectable *obj, const float pos):
652                mObject(obj), mPos(pos)
[1237]653                {}
654
655                bool operator<(const SortableEntry &b) const
656                {
657                        return mPos < b.mPos;
658                }
659        };
[1345]660
[1287]661        /** Evaluate balanced object partition.
[1237]662        */
[1640]663        float EvalLocalObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
664                                                                   const int axis,
665                                                                   ObjectContainer &objectsFront,
666                                                                   ObjectContainer &objectsBack);
[1237]667
[1640]668        /** Evaluate surface area heuristic for the node.
669        */
670        float EvalSah(const BvhTraversalData &tData,
671                                  const int axis,
672                                  ObjectContainer &objectsFront,
673                                  ObjectContainer &objectsBack);
[1323]674
[1237]675
[1379]676        /** Evaluates render cost of the bv induced by these objects
[1237]677        */
[1379]678        float EvalRenderCost(const ObjectContainer &objects) const;
[1237]679
680        /** Evaluates tree stats in the BSP tree leafs.
681        */
682        void EvaluateLeafStats(const BvhTraversalData &data);
683
684        /** Subdivides node using a best split priority queue.
685            @param tQueue the best split priority queue
686                @param splitCandidate the candidate for the next split
687                @param globalCriteriaMet if the global termination criteria were already met
688                @returns new root of the subtree
689        */
[1640]690        BvhNode *Subdivide(SplitQueue &tQueue,
691                                           SubdivisionCandidate *splitCandidate,
692                                           const bool globalCriteriaMet);
[1237]693       
694        /** Subdivides leaf.
[1345]695                @param sc the subdivisionCandidate holding all necessary data for subdivision           
[1237]696               
[1345]697                @param frontData returns the traversal data for the front node
698                @param backData returns the traversal data for the back node
[1237]699
[1345]700                @returns the new interior node = the of the subdivision
[1237]701        */
[1640]702        BvhInterior *SubdivideNode(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
703                                                           BvhTraversalData &frontData,
704                                                           BvhTraversalData &backData);
[1237]705
706        /** Splits the objects for the next subdivision.
707                @returns cost for this split
708        */
[1640]709        float SelectObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
710                                                                ObjectContainer &frontObjects,
[1676]711                                                                ObjectContainer &backObjects,
712                                                                bool useVisibilityBasedHeuristics);
[1237]713       
714        /** Writes the node to disk
715                @note: should be implemented as visitor.
716        */
717        void ExportNode(BvhNode *node, OUT_STREAM &stream);
718
[1640]719        /** Exports objects associated with this leaf.
720        */
[1286]721        void ExportObjects(BvhLeaf *leaf, OUT_STREAM &stream);
722
[1548]723        /** Associates the objects with their bvh leaves.
[1294]724        */
[1486]725        static void AssociateObjectsWithLeaf(BvhLeaf *leaf);
726
727
[1237]728        /////////////////////////////
729        // Helper functions for local cost heuristics
730       
[1357]731        /** Prepare split candidates for cost heuristics using axis aligned splits.
[1237]732                @param node the current node
733                @param axis the current split axis
734        */
[1640]735        void PrepareLocalSubdivisionCandidates(const BvhTraversalData &tData,
736                                                                                   const int axis);
[1237]737
[1640]738        static void CreateLocalSubdivisionCandidates(const ObjectContainer &objects,
739                                                                                                 SortableEntryContainer **subdivisionCandidates,
740                                                                                                 const bool sort,
741                                                                                                 const int axis);
[1357]742
[1779]743        float EvalPriority(const BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate,
744                                           const float renderCostDecr,
745                                           const float oldRenderCost) const;
746
[1357]747        /** Computes object partition with the best cost according to the heurisics.
748                @param tData the traversal data
749                @param axis the split axis
750                @param objectsFront the objects in the front child bv
751                @param objectsBack the objects in the back child bv
752                @param backObjectsStart the iterator marking the position where the back objects begin
753
754                @returns relative cost (relative to parent cost)
[1237]755        */
[1640]756        float EvalLocalCostHeuristics(const BvhTraversalData &tData,
757                                                                  const int axis,
758                                                                  ObjectContainer &objectsFront,
759                                                                  ObjectContainer &objectsBack);
[1237]760
[1287]761        /** Evaluates the contribution to the front and back volume
762                when this object is changing sides in the bvs.
[1237]763
[1287]764                @param object the object
765                @param volLeft updates the left pvs
766                @param volPvs updates the right pvs
[1237]767        */
[1640]768        void EvalHeuristicsContribution(Intersectable *obj,
769                                                                        float &volLeft,
770                                                                        float &volRight);
[1237]771
772        /** Prepares objects for the cost heuristics.
773                @returns sum of volume of associated view cells
774        */
[1287]775        float PrepareHeuristics(const BvhTraversalData &tData, const int axis);
[1237]776       
[1705]777        /** Evaluates cost for a leaf given the surface area heuristics.
778        */
[1779]779        float EvalSahCost(BvhLeaf *leaf) const;
[1633]780
[1237]781        ////////////////////////////////////////////////
782
783
784        /** Prepares construction for vsp and osp trees.
785        */
[1640]786        AxisAlignedBox3 EvalBoundingBox(const ObjectContainer &objects,
787                                                                        const AxisAlignedBox3 *parentBox = NULL) const;
[1237]788
[1370]789        /** Collects list of invalid candidates. Candidates
790                are invalidated by a view space subdivision step
791                that affects this candidate.
792        */
[1640]793        void CollectDirtyCandidates(BvhSubdivisionCandidate *sc,
794                                                                vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
795                                                                const bool onlyUnmailed);
[1237]796
[1287]797        /** Collect view cells which see this bvh leaf.
[1237]798        */
[1744]799        int CollectViewCells(const ObjectContainer &objects,
800                                                 ViewCellContainer &viewCells,
801                                                 const bool setCounter,
802                                                 const bool onlyUnmailedRays) const;
[1237]803
[1576]804        /** Counts the view cells of this object. note: only
805                counts unmailed objects.
806        */
807        int CountViewCells(Intersectable *obj) const;
808
809        /** Counts the view cells seen by this bvh leaf
810        */
811        int CountViewCells(const ObjectContainer &objects) const;
812
[1287]813        /** Collects view cells which see an object.
814        */
[1744]815        int CollectViewCells(Intersectable *object,
816                                                 ViewCellContainer &viewCells,
817                                                 const bool useMailBoxing,
818                                                 const bool setCounter,
819                                                 const bool onlyUnmailedRays) const;
[1287]820
[1576]821        /** Evaluates increase in pvs size.
822        */
823        int EvalPvsEntriesIncr(BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate) const;
824
[1237]825        /** Rays will be clipped to the bounding box.
826        */
[1640]827        void PreprocessRays(BvhLeaf *root,
828                                                const VssRayContainer &sampleRays,
829                                                RayInfoContainer &rays);
[1237]830
[1287]831        /** Print the subdivision stats in the subdivison log.
832        */
833        void PrintSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &tData);
[1237]834
[1370]835        /** Prints out the stats for this subdivision.
836        */
[1640]837        void AddSubdivisionStats(const int viewCells,
838                                                         const float renderCostDecr,
839                                                         const float totalRenderCost);
[1237]840
[1370]841        /** Stores rays with objects that see the rays.
842        */
843        int AssociateObjectsWithRays(const VssRayContainer &rays) const;
[1237]844
[1370]845        /** Tests if object is in this leaf.
846                @note: assumes that objects are sorted by their id.
847        */
[1237]848        bool IsObjectInLeaf(BvhLeaf *, Intersectable *object) const;
849
[1370]850        /** Prepares the construction of the bv hierarchy and returns
851                the first subdivision candidate.
852        */
[1779]853        void PrepareConstruction(SplitQueue &tQueue,
854                                                         const VssRayContainer &sampleRays,
855                                                         const ObjectContainer &objects);
[1237]856
[1548]857        /** Resets bv hierarchy. E.g. deletes root and resets stats.
858        */
[1779]859        void Reset(SplitQueue &tQueue,
860                           const VssRayContainer &rays,
861                           const ObjectContainer &objects);
[1548]862
[1370]863        /** Evaluates volume of view cells that see the objects.
864        */
[1287]865        float EvalViewCellsVolume(const ObjectContainer &objects) const;
[1237]866
[1580]867        /** Assigns or newly creates initial list of sorted objects.
[1370]868        */
[1779]869        void AssignInitialSortedObjectList(BvhTraversalData &tData,
870                                                                           const ObjectContainer &objects);
[1259]871
[1370]872        /** Assigns sorted objects to front and back data.
873        */
[1640]874        void AssignSortedObjects(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
875                                                         BvhTraversalData &frontData,
876                                                         BvhTraversalData &backData);
[1548]877       
[1640]878        /** Creates new root of hierarchy and computes bounding box.
879                Has to be called before the preparation of the subdivision.
[1548]880        */
[1640]881        void Initialise(const ObjectContainer &objects);
882
883
[1779]884        ////////////////////
[1774]885        // initial subdivision
886
887        /** Makes an initial parititon of the object space based on
888                some criteria (size, shader)
889        */
[1779]890        void ApplyInitialSubdivision(SubdivisionCandidate *firstCandidate,
[1789]891                                                                 vector<SubdivisionCandidate *> &candidateContainer);
[1774]892
[1784]893        void ApplyInitialSplit(const BvhTraversalData &tData,
894                                                   ObjectContainer &frontObjects,
895                                                   ObjectContainer &backObjects);
[1774]896
[1779]897        bool InitialTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &tData) const;
898
899
[1237]900protected:
901       
[1345]902        /// pre-sorted subdivision candidtes for all three directions.
903        vector<SortableEntry> *mGlobalSubdivisionCandidates[3];
[1237]904        /// pointer to the hierarchy of view cells
905        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
906        /// The view cells manager
907        ViewCellsManager *mViewCellsManager;
908        /// candidates for placing split planes during cost heuristics
909        vector<SortableEntry> *mSubdivisionCandidates;
910        /// Pointer to the root of the tree
911        BvhNode *mRoot;
912        /// Statistics for the object space partition
[1370]913        BvhStatistics mBvhStats;       
[1237]914        /// box around the whole view domain
915        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
[1370]916        /// the hierarchy manager
917        HierarchyManager *mHierarchyManager;
[1237]918
919
[1449]920        ////////////////////
[1357]921        //-- local termination criteria
[1237]922
923        /// maximal possible depth
924        int mTermMaxDepth;
925        /// mininum probability
[1287]926        float mTermMinProbability;
[1237]927        /// minimal number of objects
928        int mTermMinObjects;
929        /// maximal acceptable cost ratio
930        float mTermMaxCostRatio;
931        /// tolerance value indicating how often the max cost ratio can be failed
932        int mTermMissTolerance;
[1370]933        /// minimum number of rays
934        int mTermMinRays;
[1237]935
936
[1449]937        ////////////////////
[1357]938        //-- global termination criteria
[1237]939
[1580]940        /// the minimal accepted global cost ratio
[1237]941        float mTermMinGlobalCostRatio;
[1580]942        //// number of accepted misses of the global cost ratio
[1237]943        int mTermGlobalCostMissTolerance;
944        /// maximal number of view cells
945        int mTermMaxLeaves;
946        /// maximal tree memory
947        float mMaxMemory;
948        /// the tree is out of memory
949        bool mOutOfMemory;
950
951
[1357]952        ////////////////////////////////////////
[1237]953        //-- split heuristics based parameters
954       
[1643]955        /// if a heuristics should be used for finding a split plane
956    bool mUseCostHeuristics;
957        /// if sah heuristcs should be used for finding a split plane
958        bool mUseSah;
959    /// balancing factor for PVS criterium
[1237]960        float mCtDivCi;
961        /// if only driving axis should be used for split
962        bool mOnlyDrivingAxis;
963        /// current time stamp (used for keeping split history)
964        int mTimeStamp;
965        // if rays should be stored in leaves
966        bool mStoreRays;
[1357]967        // subdivision stats output file
[1237]968        ofstream  mSubdivisionStats;
969        /// keeps track of cost during subdivision
970        float mTotalCost;
[1662]971        int mPvsEntries;
[1237]972        /// keeps track of overall pvs size during subdivision
973        int mTotalPvsSize;
974        /// number of currenly generated view cells
975        int mCreatedLeaves;
976        /// represents min and max band for sweep
977        float mSplitBorder;
978        /// weight between render cost decrease and node render cost
979        float mRenderCostDecreaseWeight;
[1758]980
[1580]981        /// if the objects should be sorted in one global step
982        bool mUseGlobalSorting;
[1237]983
[1662]984        bool mUseBboxAreaForSah;
985
[1779]986        //SortableEntryContainer *mSortedObjects[4];
[1676]987
988        int mMinRaysForVisibility;
[1727]989
[1732]990        /// constant value for driving the heuristics
991        float mMemoryConst;
992
[1786]993        int mMaxTests;
994
[1779]995        bool mIsInitialSubdivision;
996
997        bool mApplyInitialPartition;
[1786]998       
999        int mInitialMinObjects;
1000        float mInitialMaxAreaRatio;
1001        float mInitialMinArea;
[1237]1002};
1003
1004}
1005
1006#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.