source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/BvHierarchy.h @ 1698

Revision 1698, 24.5 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)

changed render cost evaluation

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                        mDirty = false;
424                        sBvHierarchy->EvalSubdivisionCandidate(*this, computeSplitplane);
425                }
426
427                bool Apply(SplitQueue &splitQueue, bool terminationCriteriaMet)
428                {
429                        BvhNode *n = sBvHierarchy->Subdivide(splitQueue, this, terminationCriteriaMet);
430
431                        // local or global termination criteria failed
432                        return !n->IsLeaf();           
433                }
434
435                void CollectDirtyCandidates(SubdivisionCandidateContainer &dirtyList,
436                                                                        const bool onlyUnmailed)
437                {
438                        sBvHierarchy->CollectDirtyCandidates(this, dirtyList, onlyUnmailed);
439                }
440
441                bool GlobalTerminationCriteriaMet() const
442                {
443                        return sBvHierarchy->GlobalTerminationCriteriaMet(mParentData);
444                }
445
446                BvhSubdivisionCandidate(const ObjectContainer &frontObjects,
447                                                                const ObjectContainer &backObjects,
448                                                                const BvhTraversalData &tData):
449                mFrontObjects(frontObjects), mBackObjects(backObjects), mParentData(tData)
450                {}
451
452                float GetPriority() const
453                {
454                        HierarchyManager *hm = sBvHierarchy->mHierarchyManager;
455               
456                        if (hm->ConsiderMemory())
457                        {
458                                const float rc = mRenderCostDecrease / (hm->mInitialRenderCost - hm->GetHierarchyStats().mTotalCost + 1.0f);
459                                //const float mc = mMemoryIncr /  / hm->GetHierarchyStats().mMemory;
460                //const float rc = mPriority / (hm->mInitialRenderCost - hm->GetHierarchyStats().mTotalCost + 1.0f);
461                                const float mc = (float)mPvsEntriesIncr / (float)hm->GetHierarchyStats().mPvsEntries;   
462                               
463                                //cout << "\np: " << mPriority << " i: " << hm->mInitialRenderCost << " t: " << hm->GetHierarchyStats().mTotalCost << endl;
464                                //cout << "osp rc: " << rc << " mc: " << mc << endl;
465
466                                return hm->GetMemoryConst() * rc - (1.0f - hm->GetMemoryConst()) * mc;
467                        }
468                        else
469                        {
470                                return mPriority;
471                        }
472                }
473
474                /// pointer to parent tree.
475                static BvHierarchy *sBvHierarchy;
476
477                /// parent data
478                BvhTraversalData mParentData;
479                /// the objects on the front of the potential split
480                ObjectContainer mFrontObjects;
481                /// the objects on the back of the potential split
482                ObjectContainer mBackObjects;
483        };
484
485        /** Struct for traversing line segment.
486        */
487        struct LineTraversalData
488        {
489                BvhNode *mNode;
490                Vector3 mExitPoint;
491               
492                float mMaxT;
493   
494                LineTraversalData () {}
495                LineTraversalData (BvhNode *n, const Vector3 &p, const float maxt):
496                mNode(n), mExitPoint(p), mMaxT(maxt) {}
497        };
498
499
500        /** Default constructor creating an empty tree.
501        */
502        BvHierarchy();
503
504        /** Default destructor.
505        */
506        ~BvHierarchy();
507
508        /** Returns tree statistics.
509        */
510        const BvhStatistics &GetStatistics() const;
511 
512        /** Returns bounding box of the specified node.
513        */
514        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox(BvhNode *node) const;
515
516        /** Reads parameters from environment singleton.
517        */
518        void ReadEnvironment();
519
520        /** Evaluates candidate for splitting.
521        */
522        void EvalSubdivisionCandidate(BvhSubdivisionCandidate &splitData,
523                                                                  bool computeSplitPlane = true);
524
525        /** Returns list of leaves with pvs smaller than
526                a certain threshold.
527                @param onlyUnmailed if only the unmailed leaves should be considered
528                @param maxPvs the maximal pvs of a leaf to be added (-1 means unlimited)
529        */
530        void CollectLeaves(vector<BvhLeaf *> &leaves) const;
531
532        /** Returns bounding box of the whole tree (= bbox of root node)
533        */
534        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox()const;
535
536        /** Returns root of the view space partitioning tree.
537        */
538        BvhNode *GetRoot() const;
539
540        /** finds neighbouring leaves of this tree node.
541        */
542        int FindNeighbors(BvhLeaf *n,
543                                          vector<BvhLeaf *> &neighbors,
544                                          const bool onlyUnmailed) const;
545
546        /** Returns random leaf of BSP tree.
547                @param halfspace defines the halfspace from which the leaf is taken.
548        */
549        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace);
550
551        /** Returns random leaf of BSP tree.
552                @param onlyUnmailed if only unmailed leaves should be returned.
553        */
554        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed = false);
555
556        /** Casts line segment into the tree.
557                @param origin the origin of the line segment
558                @param termination the end point of the line segment
559                @returns view cells intersecting the line segment.
560        */
561    int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
562                                                const Vector3 &termination,
563                                                ViewCellContainer &viewcells);
564               
565        /** Sets pointer to view cells manager.
566        */
567        void SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm);
568
569        /** Writes tree to output stream
570        */
571        bool Export(OUT_STREAM &stream);
572
573        /** Returns or creates a new intersectable for use in a kd based pvs.
574                The OspTree is responsible for destruction of the intersectable.
575        */
576        BvhIntersectable *GetOrCreateBvhIntersectable(BvhNode *node);
577
578        /** Collects rays associated with the objects.
579        */
580        void CollectRays(const ObjectContainer &objects, VssRayContainer &rays) const;
581
582        /** Intersects box with the tree and returns the number of intersected boxes.
583                @returns number of view cells found
584        */
585        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
586                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
587
588        /** Returns leaf the point pt lies in, starting from root.
589        */
590        BvhLeaf *GetLeaf(Intersectable *obj, BvhNode *root = NULL) const;
591
592        /** Sets a pointer to the view cells tree.
593        */
594        ViewCellsTree *GetViewCellsTree() const { return mViewCellsTree; }
595        /** See Get
596        */
597        void SetViewCellsTree(ViewCellsTree *vt) { mViewCellsTree = vt; }
598
599        /** Returns estimated memory usage of tree.
600        */
601        float GetMemUsage() const;
602
603
604        ///////////////////////////
605        // hacks in order to provide interleaved heurisitcs
606
607        BvhNode *SubdivideAndCopy(SplitQueue &tQueue, SubdivisionCandidate *splitCandidate);
608
609        /////////////////////////////////
610
611        float EvalAbsCost(const ObjectContainer &objects) const;
612
613protected:
614
615        /** Returns true if tree can be terminated.
616        */
617        bool LocalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
618
619        /** Returns true if global tree can be terminated.
620        */
621        bool GlobalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
622
623        /** For sorting the objects during the heuristics
624        */
625        struct SortableEntry
626        {
627                Intersectable *mObject;
628                float mPos;
629
630                SortableEntry() {}
631
632                SortableEntry(Intersectable *obj, const float pos):
633                mObject(obj), mPos(pos)
634                {}
635
636                bool operator<(const SortableEntry &b) const
637                {
638                        return mPos < b.mPos;
639                }
640        };
641
642        /** Evaluate balanced object partition.
643        */
644        float EvalLocalObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
645                                                                   const int axis,
646                                                                   ObjectContainer &objectsFront,
647                                                                   ObjectContainer &objectsBack);
648
649        /** Evaluate surface area heuristic for the node.
650        */
651        float EvalSah(const BvhTraversalData &tData,
652                                  const int axis,
653                                  ObjectContainer &objectsFront,
654                                  ObjectContainer &objectsBack);
655
656        /** Computes priority of the traversal data and stores it in tData.
657        */
658        void EvalPriority(BvhTraversalData &tData) const;
659
660        /** Evaluates render cost of the bv induced by these objects
661        */
662        float EvalRenderCost(const ObjectContainer &objects) const;
663
664        /** Evaluates tree stats in the BSP tree leafs.
665        */
666        void EvaluateLeafStats(const BvhTraversalData &data);
667
668        /** Subdivides node using a best split priority queue.
669            @param tQueue the best split priority queue
670                @param splitCandidate the candidate for the next split
671                @param globalCriteriaMet if the global termination criteria were already met
672                @returns new root of the subtree
673        */
674        BvhNode *Subdivide(SplitQueue &tQueue,
675                                           SubdivisionCandidate *splitCandidate,
676                                           const bool globalCriteriaMet);
677       
678        /** Subdivides leaf.
679                @param sc the subdivisionCandidate holding all necessary data for subdivision           
680               
681                @param frontData returns the traversal data for the front node
682                @param backData returns the traversal data for the back node
683
684                @returns the new interior node = the of the subdivision
685        */
686        BvhInterior *SubdivideNode(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
687                                                           BvhTraversalData &frontData,
688                                                           BvhTraversalData &backData);
689
690        /** Splits the objects for the next subdivision.
691                @returns cost for this split
692        */
693        float SelectObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
694                                                                ObjectContainer &frontObjects,
695                                                                ObjectContainer &backObjects,
696                                                                bool useVisibilityBasedHeuristics);
697       
698        /** Writes the node to disk
699                @note: should be implemented as visitor.
700        */
701        void ExportNode(BvhNode *node, OUT_STREAM &stream);
702
703        /** Exports objects associated with this leaf.
704        */
705        void ExportObjects(BvhLeaf *leaf, OUT_STREAM &stream);
706
707        /** Associates the objects with their bvh leaves.
708        */
709        static void AssociateObjectsWithLeaf(BvhLeaf *leaf);
710
711
712        /////////////////////////////
713        // Helper functions for local cost heuristics
714       
715        /** Prepare split candidates for cost heuristics using axis aligned splits.
716                @param node the current node
717                @param axis the current split axis
718        */
719        void PrepareLocalSubdivisionCandidates(const BvhTraversalData &tData,
720                                                                                   const int axis);
721
722        static void CreateLocalSubdivisionCandidates(const ObjectContainer &objects,
723                                                                                                 SortableEntryContainer **subdivisionCandidates,
724                                                                                                 const bool sort,
725                                                                                                 const int axis);
726
727        /** Computes object partition with the best cost according to the heurisics.
728                @param tData the traversal data
729                @param axis the split axis
730                @param objectsFront the objects in the front child bv
731                @param objectsBack the objects in the back child bv
732                @param backObjectsStart the iterator marking the position where the back objects begin
733
734                @returns relative cost (relative to parent cost)
735        */
736        float EvalLocalCostHeuristics(const BvhTraversalData &tData,
737                                                                  const int axis,
738                                                                  ObjectContainer &objectsFront,
739                                                                  ObjectContainer &objectsBack);
740
741        /** Evaluates the contribution to the front and back volume
742                when this object is changing sides in the bvs.
743
744                @param object the object
745                @param volLeft updates the left pvs
746                @param volPvs updates the right pvs
747        */
748        void EvalHeuristicsContribution(Intersectable *obj,
749                                                                        float &volLeft,
750                                                                        float &volRight);
751
752        /** Prepares objects for the cost heuristics.
753                @returns sum of volume of associated view cells
754        */
755        float PrepareHeuristics(const BvhTraversalData &tData, const int axis);
756       
757
758        ////////////////////////////////////////////////
759
760
761        /** Prepares construction for vsp and osp trees.
762        */
763        AxisAlignedBox3 EvalBoundingBox(const ObjectContainer &objects,
764                                                                        const AxisAlignedBox3 *parentBox = NULL) const;
765
766        /** Collects list of invalid candidates. Candidates
767                are invalidated by a view space subdivision step
768                that affects this candidate.
769        */
770        void CollectDirtyCandidates(BvhSubdivisionCandidate *sc,
771                                                                vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
772                                                                const bool onlyUnmailed);
773
774        /** Collect view cells which see this bvh leaf.
775        */
776        void CollectViewCells(const ObjectContainer &objects,
777                                                  ViewCellContainer &viewCells,
778                                                  const bool setCounter = false) const;
779
780        /** Counts the view cells of this object. note: only
781                counts unmailed objects.
782        */
783        int CountViewCells(Intersectable *obj) const;
784
785        /** Counts the view cells seen by this bvh leaf
786        */
787        int CountViewCells(const ObjectContainer &objects) const;
788
789        /** Collects view cells which see an object.
790        */
791        void CollectViewCells(Intersectable *object,
792                                                  ViewCellContainer &viewCells,
793                                                  const bool useMailBoxing,
794                                                  const bool setCounter = false) const;
795
796        /** Evaluates increase in pvs size.
797        */
798        int EvalPvsEntriesIncr(BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate) const;
799
800        /** Rays will be clipped to the bounding box.
801        */
802        void PreprocessRays(BvhLeaf *root,
803                                                const VssRayContainer &sampleRays,
804                                                RayInfoContainer &rays);
805
806        /** Print the subdivision stats in the subdivison log.
807        */
808        void PrintSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &tData);
809
810        /** Prints out the stats for this subdivision.
811        */
812        void AddSubdivisionStats(const int viewCells,
813                                                         const float renderCostDecr,
814                                                         const float totalRenderCost);
815
816        /** Stores rays with objects that see the rays.
817        */
818        int AssociateObjectsWithRays(const VssRayContainer &rays) const;
819
820        /** Tests if object is in this leaf.
821                @note: assumes that objects are sorted by their id.
822        */
823        bool IsObjectInLeaf(BvhLeaf *, Intersectable *object) const;
824
825        /** Prepares the construction of the bv hierarchy and returns
826                the first subdivision candidate.
827        */
828        SubdivisionCandidate *PrepareConstruction(const VssRayContainer &sampleRays,
829                                                                                          const ObjectContainer &objects);
830
831        /** Resets bv hierarchy. E.g. deletes root and resets stats.
832        */
833        SubdivisionCandidate *Reset(const VssRayContainer &rays,
834                                                                const ObjectContainer &objects);
835
836        /** Evaluates volume of view cells that see the objects.
837        */
838        float EvalViewCellsVolume(const ObjectContainer &objects) const;
839
840        /** Assigns or newly creates initial list of sorted objects.
841        */
842        void AssignInitialSortedObjectList(BvhTraversalData &tData);
843
844        /** Assigns sorted objects to front and back data.
845        */
846        void AssignSortedObjects(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
847                                                         BvhTraversalData &frontData,
848                                                         BvhTraversalData &backData);
849       
850        /** Creates new root of hierarchy and computes bounding box.
851                Has to be called before the preparation of the subdivision.
852        */
853        void Initialise(const ObjectContainer &objects);
854
855
856protected:
857       
858        /// pre-sorted subdivision candidtes for all three directions.
859        vector<SortableEntry> *mGlobalSubdivisionCandidates[3];
860        /// pointer to the hierarchy of view cells
861        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
862        /// The view cells manager
863        ViewCellsManager *mViewCellsManager;
864        /// candidates for placing split planes during cost heuristics
865        vector<SortableEntry> *mSubdivisionCandidates;
866        /// Pointer to the root of the tree
867        BvhNode *mRoot;
868        /// Statistics for the object space partition
869        BvhStatistics mBvhStats;       
870        /// box around the whole view domain
871        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
872        /// the hierarchy manager
873        HierarchyManager *mHierarchyManager;
874
875
876        ////////////////////
877        //-- local termination criteria
878
879        /// maximal possible depth
880        int mTermMaxDepth;
881        /// mininum probability
882        float mTermMinProbability;
883        /// minimal number of objects
884        int mTermMinObjects;
885        /// maximal acceptable cost ratio
886        float mTermMaxCostRatio;
887        /// tolerance value indicating how often the max cost ratio can be failed
888        int mTermMissTolerance;
889        /// minimum number of rays
890        int mTermMinRays;
891
892
893        ////////////////////
894        //-- global termination criteria
895
896        /// the minimal accepted global cost ratio
897        float mTermMinGlobalCostRatio;
898        //// number of accepted misses of the global cost ratio
899        int mTermGlobalCostMissTolerance;
900        /// maximal number of view cells
901        int mTermMaxLeaves;
902        /// maximal tree memory
903        float mMaxMemory;
904        /// the tree is out of memory
905        bool mOutOfMemory;
906
907
908        ////////////////////////////////////////
909        //-- split heuristics based parameters
910       
911        /// if a heuristics should be used for finding a split plane
912    bool mUseCostHeuristics;
913        /// if sah heuristcs should be used for finding a split plane
914        bool mUseSah;
915    /// balancing factor for PVS criterium
916        float mCtDivCi;
917        /// if only driving axis should be used for split
918        bool mOnlyDrivingAxis;
919        /// current time stamp (used for keeping split history)
920        int mTimeStamp;
921        // if rays should be stored in leaves
922        bool mStoreRays;
923        // subdivision stats output file
924        ofstream  mSubdivisionStats;
925        /// keeps track of cost during subdivision
926        float mTotalCost;
927        int mPvsEntries;
928        /// keeps track of overall pvs size during subdivision
929        int mTotalPvsSize;
930        /// number of currenly generated view cells
931        int mCreatedLeaves;
932        /// represents min and max band for sweep
933        float mSplitBorder;
934        /// weight between render cost decrease and node render cost
935        float mRenderCostDecreaseWeight;
936        /// stores the kd node intersectables used for pvs
937        BvhIntersectableMap mBvhIntersectables;
938        /// if the objects should be sorted in one global step
939        bool mUseGlobalSorting;
940
941        bool mUseBboxAreaForSah;
942
943        SortableEntryContainer *mSortedObjects[3];
944
945        int mMinRaysForVisibility;
946};
947
948}
949
950#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.