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

Revision 1686, 24.4 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)
Line 
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"
12#include "SubdivisionCandidate.h"
13#include "AxisAlignedBox3.h"
14#include "IntersectableWrapper.h"
15#include "HierarchyManager.h"
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;
38class HierarchyManager;
39
40
41/** View space partition statistics.
42*/
43class BvhStatistics: public StatisticsBase
44{
45public:
46       
47        /// Constructor
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
60        double AvgObjectRefs() const
61        { return objectRefs / (double)Leaves(); }
62
63        double AvgRayRefs() const
64        { return rayRefs / (double)Leaves(); }
65
66
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;
77                       
78                ///////////////////
79                minObjectsNodes = 0;
80                maxObjectRefs = 0;
81                minObjectRefs = 999999999;
82                objectRefs = 0;
83                emptyNodes = 0;
84
85                ///////////////////
86                minRaysNodes = 0;
87                maxRayRefs = 0;
88                minRayRefs = 999999999;
89                rayRefs = 0;
90                maxRayContriNodes = 0;
91                mGlobalCostMisses = 0;
92        }
93
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;
113        // global cost ratio violations
114        int mGlobalCostMisses;
115
116        //////////////////
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;
125        // leaves with no objects
126        int emptyNodes;
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
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
160        BvhNode();
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
184        /** collects all objects under this node.
185        */
186        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects) = 0;
187
188        /** The bounding box specifies the node extent.
189        */
190        inline
191        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox() const
192        { return mBoundingBox; }
193
194        /** Sets bouding box of this node.
195        */
196        inline
197        void SetBoundingBox(const AxisAlignedBox3 &boundingBox)
198        { mBoundingBox = boundingBox; }
199
200        /** Cost of mergin this node.
201        */
202        float GetMergeCost() {return (float)-mTimeStamp; }
203
204        int mTimeStamp;
205
206        int mPvsEntriesIncr;
207        float mMemoryIncr;
208        float mRenderCostDecr;
209
210        /////////////////////////////////////
211        //-- mailing options
212       
213        static void NewMail(const int reserve = 1) {
214                sMailId += sReservedMailboxes;
215                sReservedMailboxes = reserve;
216        }
217       
218        void Mail() { mMailbox = sMailId; }
219        bool Mailed() const { return mMailbox == sMailId; }
220
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
226        static int sMailId;
227        int mMailbox;
228        static int sReservedMailboxes;
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;
255       
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        }
271
272        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects);
273
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       
300        SubdivisionCandidate *GetSubdivisionCandidate()// const
301        {
302                return mSubdivisionCandidate;
303        }
304
305        void SetSubdivisionCandidate(SubdivisionCandidate *candidate)
306        {
307                mSubdivisionCandidate = candidate;
308        }
309       
310        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects);
311
312public:
313
314        /// Rays piercing this leaf.
315        VssRayContainer mVssRays;
316        /// objects
317        ObjectContainer mObjects;
318        /// universal counter
319        int mCounter;
320
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
338protected:
339        struct SortableEntry;
340        typedef vector<SortableEntry> SortableEntryContainer;
341
342public:
343       
344        /** Additional data which is passed down the BSP tree during traversal.
345        */
346        class BvhTraversalData
347        { 
348        public:
349               
350                BvhTraversalData():
351                mNode(NULL),
352                mDepth(0),
353                mProbability(0.0),
354                mMaxCostMisses(0),
355                mAxis(0),
356                mNumRays(0)
357                {
358                        mSortedObjects[0] = mSortedObjects[1] = mSortedObjects[2] = NULL;
359                }
360               
361                BvhTraversalData(BvhLeaf *node,
362                                                 const int depth,
363                                                 const float v,
364                                                 const int numRays):
365                mNode(node),
366                mDepth(depth),
367                //mBoundingBox(box),
368                mProbability(v),
369                mMaxCostMisses(0),
370                mAxis(0),
371                mNumRays(numRays)
372                {
373                        mSortedObjects[0] = mSortedObjects[1] = mSortedObjects[2] = NULL;
374                }
375
376                /** Deletes contents and sets them to NULL.
377                */
378                void Clear()
379                {
380                        DEL_PTR(mNode);
381                        DEL_PTR(mSortedObjects[0]);
382                        DEL_PTR(mSortedObjects[1]);
383                        DEL_PTR(mSortedObjects[2]);
384                }
385
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
393                //AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
394                /// how often this branch has missed the max-cost ratio
395                int mMaxCostMisses;
396                /// current axis
397                int mAxis;
398                /// number of rays
399                int mNumRays;
400                /// the sorted objects for the three dimensions
401                ObjectContainer *mSortedObjects[3];             
402    };
403
404
405        /** Candidate for a object space split.
406        */
407        class BvhSubdivisionCandidate: public SubdivisionCandidate
408        { 
409        public:
410
411        BvhSubdivisionCandidate(const BvhTraversalData &tData): mParentData(tData)
412                {};
413
414                ~BvhSubdivisionCandidate()
415                {
416                        mParentData.Clear();
417                }
418
419                int Type() const { return OBJECT_SPACE; }
420       
421                void EvalCandidate(bool computeSplitplane = true)
422                {
423                        sBvHierarchy->EvalSubdivisionCandidate(*this, computeSplitplane);
424                }
425
426                bool Apply(SplitQueue &splitQueue, bool terminationCriteriaMet)
427                {
428                        BvhNode *n = sBvHierarchy->Subdivide(splitQueue, this, terminationCriteriaMet);
429
430                        // local or global termination criteria failed
431                        return !n->IsLeaf();           
432                }
433
434                void CollectDirtyCandidates(SubdivisionCandidateContainer &dirtyList,
435                                                                        const bool onlyUnmailed)
436                {
437                        sBvHierarchy->CollectDirtyCandidates(this, dirtyList, onlyUnmailed);
438                }
439
440                bool GlobalTerminationCriteriaMet() const
441                {
442                        return sBvHierarchy->GlobalTerminationCriteriaMet(mParentData);
443                }
444
445                BvhSubdivisionCandidate(const ObjectContainer &frontObjects,
446                                                                const ObjectContainer &backObjects,
447                                                                const BvhTraversalData &tData):
448                mFrontObjects(frontObjects), mBackObjects(backObjects), mParentData(tData)
449                {}
450
451                float GetPriority() const
452                {
453                        HierarchyManager *hm = sBvHierarchy->mHierarchyManager;
454               
455                        if (hm->ConsiderMemory())
456                        {
457                                const float rc = mRenderCostDecrease / (hm->mInitialRenderCost - hm->GetHierarchyStats().mTotalCost + 1.0f);
458                                //const float mc = mMemoryIncr /  / hm->GetHierarchyStats().mMemory;
459                //const float rc = mPriority / (hm->mInitialRenderCost - hm->GetHierarchyStats().mTotalCost + 1.0f);
460                                const float mc = (float)mPvsEntriesIncr / (float)hm->GetHierarchyStats().mPvsEntries;   
461                               
462                                //cout << "\np: " << mPriority << " i: " << hm->mInitialRenderCost << " t: " << hm->GetHierarchyStats().mTotalCost << endl;
463                                //cout << "osp rc: " << rc << " mc: " << mc << endl;
464
465                                return hm->GetMemoryConst() * rc - (1.0f - hm->GetMemoryConst()) * mc;
466                        }
467                        else
468                        {
469                                return mPriority;
470                        }
471                }
472
473                /// pointer to parent tree.
474                static BvHierarchy *sBvHierarchy;
475
476                /// parent data
477                BvhTraversalData mParentData;
478                /// the objects on the front of the potential split
479                ObjectContainer mFrontObjects;
480                /// the objects on the back of the potential split
481                ObjectContainer mBackObjects;
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        */
521        void EvalSubdivisionCandidate(BvhSubdivisionCandidate &splitData,
522                                                                  bool computeSplitPlane = true);
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
577        /** Collects rays associated with the objects.
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        */
584        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
585                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
586
587        /** Returns leaf the point pt lies in, starting from root.
588        */
589        BvhLeaf *GetLeaf(Intersectable *obj, BvhNode *root = NULL) const;
590
591        /** Sets a pointer to the view cells tree.
592        */
593        ViewCellsTree *GetViewCellsTree() const { return mViewCellsTree; }
594        /** See Get
595        */
596        void SetViewCellsTree(ViewCellsTree *vt) { mViewCellsTree = vt; }
597
598        /** Returns estimated memory usage of tree.
599        */
600        float GetMemUsage() const;
601
602
603        ///////////////////////////
604        // hacks in order to provide interleaved heurisitcs
605
606        BvhNode *SubdivideAndCopy(SplitQueue &tQueue, SubdivisionCandidate *splitCandidate);
607
608        /////////////////////////////////
609
610protected:
611
612        /** Returns true if tree can be terminated.
613        */
614        bool LocalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
615
616        /** Returns true if global tree can be terminated.
617        */
618        bool GlobalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
619
620        /** For sorting the objects during the heuristics
621        */
622        struct SortableEntry
623        {
624                Intersectable *mObject;
625                float mPos;
626
627                SortableEntry() {}
628
629                SortableEntry(Intersectable *obj, const float pos):
630                mObject(obj), mPos(pos)
631                {}
632
633                bool operator<(const SortableEntry &b) const
634                {
635                        return mPos < b.mPos;
636                }
637        };
638
639        /** Evaluate balanced object partition.
640        */
641        float EvalLocalObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
642                                                                   const int axis,
643                                                                   ObjectContainer &objectsFront,
644                                                                   ObjectContainer &objectsBack);
645
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);
652
653        /** Computes priority of the traversal data and stores it in tData.
654        */
655        void EvalPriority(BvhTraversalData &tData) const;
656
657        /** Evaluates render cost of the bv induced by these objects
658        */
659        float EvalRenderCost(const ObjectContainer &objects) const;
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        */
671        BvhNode *Subdivide(SplitQueue &tQueue,
672                                           SubdivisionCandidate *splitCandidate,
673                                           const bool globalCriteriaMet);
674       
675        /** Subdivides leaf.
676                @param sc the subdivisionCandidate holding all necessary data for subdivision           
677               
678                @param frontData returns the traversal data for the front node
679                @param backData returns the traversal data for the back node
680
681                @returns the new interior node = the of the subdivision
682        */
683        BvhInterior *SubdivideNode(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
684                                                           BvhTraversalData &frontData,
685                                                           BvhTraversalData &backData);
686
687        /** Splits the objects for the next subdivision.
688                @returns cost for this split
689        */
690        float SelectObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
691                                                                ObjectContainer &frontObjects,
692                                                                ObjectContainer &backObjects,
693                                                                bool useVisibilityBasedHeuristics);
694       
695        /** Writes the node to disk
696                @note: should be implemented as visitor.
697        */
698        void ExportNode(BvhNode *node, OUT_STREAM &stream);
699
700        /** Exports objects associated with this leaf.
701        */
702        void ExportObjects(BvhLeaf *leaf, OUT_STREAM &stream);
703
704        /** Associates the objects with their bvh leaves.
705        */
706        static void AssociateObjectsWithLeaf(BvhLeaf *leaf);
707
708
709        /////////////////////////////
710        // Helper functions for local cost heuristics
711       
712        /** Prepare split candidates for cost heuristics using axis aligned splits.
713                @param node the current node
714                @param axis the current split axis
715        */
716        void PrepareLocalSubdivisionCandidates(const BvhTraversalData &tData,
717                                                                                   const int axis);
718
719        static void CreateLocalSubdivisionCandidates(const ObjectContainer &objects,
720                                                                                                 SortableEntryContainer **subdivisionCandidates,
721                                                                                                 const bool sort,
722                                                                                                 const int axis);
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)
732        */
733        float EvalLocalCostHeuristics(const BvhTraversalData &tData,
734                                                                  const int axis,
735                                                                  ObjectContainer &objectsFront,
736                                                                  ObjectContainer &objectsBack);
737
738        /** Evaluates the contribution to the front and back volume
739                when this object is changing sides in the bvs.
740
741                @param object the object
742                @param volLeft updates the left pvs
743                @param volPvs updates the right pvs
744        */
745        void EvalHeuristicsContribution(Intersectable *obj,
746                                                                        float &volLeft,
747                                                                        float &volRight);
748
749        /** Prepares objects for the cost heuristics.
750                @returns sum of volume of associated view cells
751        */
752        float PrepareHeuristics(const BvhTraversalData &tData, const int axis);
753       
754
755        ////////////////////////////////////////////////
756
757
758        /** Prepares construction for vsp and osp trees.
759        */
760        AxisAlignedBox3 EvalBoundingBox(const ObjectContainer &objects,
761                                                                        const AxisAlignedBox3 *parentBox = NULL) const;
762
763        /** Collects list of invalid candidates. Candidates
764                are invalidated by a view space subdivision step
765                that affects this candidate.
766        */
767        void CollectDirtyCandidates(BvhSubdivisionCandidate *sc,
768                                                                vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
769                                                                const bool onlyUnmailed);
770
771        /** Collect view cells which see this bvh leaf.
772        */
773        void CollectViewCells(const ObjectContainer &objects,
774                                                  ViewCellContainer &viewCells,
775                                                  const bool setCounter = false) const;
776
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
786        /** Collects view cells which see an object.
787        */
788        void CollectViewCells(Intersectable *object,
789                                                  ViewCellContainer &viewCells,
790                                                  const bool useMailBoxing,
791                                                  const bool setCounter = false) const;
792
793        /** Evaluates increase in pvs size.
794        */
795        int EvalPvsEntriesIncr(BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate) const;
796
797        /** Rays will be clipped to the bounding box.
798        */
799        void PreprocessRays(BvhLeaf *root,
800                                                const VssRayContainer &sampleRays,
801                                                RayInfoContainer &rays);
802
803        /** Print the subdivision stats in the subdivison log.
804        */
805        void PrintSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &tData);
806
807        /** Prints out the stats for this subdivision.
808        */
809        void AddSubdivisionStats(const int viewCells,
810                                                         const float renderCostDecr,
811                                                         const float totalRenderCost);
812
813        /** Stores rays with objects that see the rays.
814        */
815        int AssociateObjectsWithRays(const VssRayContainer &rays) const;
816
817        /** Tests if object is in this leaf.
818                @note: assumes that objects are sorted by their id.
819        */
820        bool IsObjectInLeaf(BvhLeaf *, Intersectable *object) const;
821
822        /** Prepares the construction of the bv hierarchy and returns
823                the first subdivision candidate.
824        */
825        SubdivisionCandidate *PrepareConstruction(const VssRayContainer &sampleRays,
826                                                                                          const ObjectContainer &objects);
827
828        /** Resets bv hierarchy. E.g. deletes root and resets stats.
829        */
830        SubdivisionCandidate *Reset(const VssRayContainer &rays,
831                                                                const ObjectContainer &objects);
832
833        /** Evaluates volume of view cells that see the objects.
834        */
835        float EvalViewCellsVolume(const ObjectContainer &objects) const;
836
837        /** Assigns or newly creates initial list of sorted objects.
838        */
839        void AssignInitialSortedObjectList(BvhTraversalData &tData);
840
841        /** Assigns sorted objects to front and back data.
842        */
843        void AssignSortedObjects(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
844                                                         BvhTraversalData &frontData,
845                                                         BvhTraversalData &backData);
846       
847        /** Creates new root of hierarchy and computes bounding box.
848                Has to be called before the preparation of the subdivision.
849        */
850        void Initialise(const ObjectContainer &objects);
851
852
853protected:
854       
855        /// pre-sorted subdivision candidtes for all three directions.
856        vector<SortableEntry> *mGlobalSubdivisionCandidates[3];
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
866        BvhStatistics mBvhStats;       
867        /// box around the whole view domain
868        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
869        /// the hierarchy manager
870        HierarchyManager *mHierarchyManager;
871
872
873        ////////////////////
874        //-- local termination criteria
875
876        /// maximal possible depth
877        int mTermMaxDepth;
878        /// mininum probability
879        float mTermMinProbability;
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;
886        /// minimum number of rays
887        int mTermMinRays;
888
889
890        ////////////////////
891        //-- global termination criteria
892
893        /// the minimal accepted global cost ratio
894        float mTermMinGlobalCostRatio;
895        //// number of accepted misses of the global cost ratio
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
905        ////////////////////////////////////////
906        //-- split heuristics based parameters
907       
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
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;
920        // subdivision stats output file
921        ofstream  mSubdivisionStats;
922        /// keeps track of cost during subdivision
923        float mTotalCost;
924        int mPvsEntries;
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;
935        /// if the objects should be sorted in one global step
936        bool mUseGlobalSorting;
937
938        bool mUseBboxAreaForSah;
939
940        SortableEntryContainer *mSortedObjects[3];
941
942        int mMinRaysForVisibility;
943};
944
945}
946
947#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.