source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/BvHierarchy.h @ 1707

Revision 1707, 24.1 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)

worked on full render cost evaluation
warning: some change sin render cost evaluation for pvs which could have bugs

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
73                minDepth = 99999;
74                accumDepth = 0;
75        maxDepthNodes = 0;
76                minProbabilityNodes = 0;
77                maxCostNodes = 0;
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
312        /** Returns level of the hierarchy that is "active" right now.
313        */
314        BvhNode *GetActiveNode()
315        {
316                return mActiveNode;
317        }
318
319        /** Returns level of the hierarchy that is "active" right now.
320        */
321        void SetActiveNode(BvhNode *node)
322        {
323                mActiveNode = node;
324        }
325
326public:
327
328        /// Rays piercing this leaf.
329        VssRayContainer mVssRays;
330        /// objects
331        ObjectContainer mObjects;
332        /// universal counter
333        int mCounter;
334
335protected:
336
337        /// pointer to a split plane candidate splitting this leaf
338        SubdivisionCandidate *mSubdivisionCandidate;
339
340        /// the active node which will be accounted for in the pvs
341        BvhNode *mActiveNode;
342};
343
344
345typedef map<BvhLeaf *, BvhIntersectable *> BvhIntersectableMap;
346
347
348/** View Space Partitioning tree.
349*/
350class BvHierarchy
351{
352        friend class ViewCellsParseHandlers;
353        friend class HierarchyManager;
354
355protected:
356        struct SortableEntry;
357        typedef vector<SortableEntry> SortableEntryContainer;
358
359public:
360       
361        /** Additional data which is passed down the BSP tree during traversal.
362        */
363        class BvhTraversalData
364        { 
365        public:
366               
367                BvhTraversalData():
368                mNode(NULL),
369                mDepth(0),
370                mProbability(0.0),
371                mMaxCostMisses(0),
372                mAxis(0),
373                mNumRays(0)
374                {
375                        mSortedObjects[0] = mSortedObjects[1] = mSortedObjects[2] = NULL;
376                }
377               
378                BvhTraversalData(BvhLeaf *node,
379                                                 const int depth,
380                                                 const float v,
381                                                 const int numRays):
382                mNode(node),
383                mDepth(depth),
384                //mBoundingBox(box),
385                mProbability(v),
386                mMaxCostMisses(0),
387                mAxis(0),
388                mNumRays(numRays)
389                {
390                        mSortedObjects[0] = mSortedObjects[1] = mSortedObjects[2] = NULL;
391                }
392
393                /** Deletes contents and sets them to NULL.
394                */
395                void Clear()
396                {
397                        DEL_PTR(mNode);
398                        DEL_PTR(mSortedObjects[0]);
399                        DEL_PTR(mSortedObjects[1]);
400                        DEL_PTR(mSortedObjects[2]);
401                }
402
403                /// the current node
404                BvhLeaf *mNode;
405                /// current depth
406                int mDepth;
407                /// the probability that this node is seen
408                float mProbability;
409                /// the bounding box of the node
410                //AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
411                /// how often this branch has missed the max-cost ratio
412                int mMaxCostMisses;
413                /// current axis
414                int mAxis;
415                /// number of rays
416                int mNumRays;
417                /// the sorted objects for the three dimensions
418                ObjectContainer *mSortedObjects[3];             
419    };
420
421
422        /** Candidate for a object space split.
423        */
424        class BvhSubdivisionCandidate: public SubdivisionCandidate
425        { 
426        public:
427
428        BvhSubdivisionCandidate(const BvhTraversalData &tData): mParentData(tData)
429                {};
430
431                ~BvhSubdivisionCandidate()
432                {
433                        mParentData.Clear();
434                }
435
436                int Type() const { return OBJECT_SPACE; }
437       
438                void EvalCandidate(bool computeSplitplane = true)
439                {
440            mDirty = false;
441                        sBvHierarchy->EvalSubdivisionCandidate(*this, computeSplitplane);
442                }
443
444                bool Apply(SplitQueue &splitQueue, bool terminationCriteriaMet)
445                {
446                        BvhNode *n = sBvHierarchy->Subdivide(splitQueue, this, terminationCriteriaMet);
447
448                        // local or global termination criteria failed
449                        return !n->IsLeaf();           
450                }
451
452                void CollectDirtyCandidates(SubdivisionCandidateContainer &dirtyList,
453                                                                        const bool onlyUnmailed)
454                {
455                        sBvHierarchy->CollectDirtyCandidates(this, dirtyList, onlyUnmailed);
456                }
457
458                bool GlobalTerminationCriteriaMet() const
459                {
460                        return sBvHierarchy->GlobalTerminationCriteriaMet(mParentData);
461                }
462
463                BvhSubdivisionCandidate(const ObjectContainer &frontObjects,
464                                                                const ObjectContainer &backObjects,
465                                                                const BvhTraversalData &tData):
466                mFrontObjects(frontObjects), mBackObjects(backObjects), mParentData(tData)
467                {}
468
469                float GetPriority() const
470                {
471                        return mPriority;
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 vector of leaves.
526        */
527        void CollectLeaves(BvhNode *root, vector<BvhLeaf *> &leaves) const;
528
529        /** Returns bounding box of the whole tree (= bbox of root node)
530        */
531        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox()const;
532
533        /** Returns root of the view space partitioning tree.
534        */
535        BvhNode *GetRoot() const;
536
537        /** finds neighbouring leaves of this tree node.
538        */
539        int FindNeighbors(BvhLeaf *n,
540                                          vector<BvhLeaf *> &neighbors,
541                                          const bool onlyUnmailed) const;
542
543        /** Returns random leaf of BSP tree.
544                @param halfspace defines the halfspace from which the leaf is taken.
545        */
546        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace);
547
548        /** Returns random leaf of BSP tree.
549                @param onlyUnmailed if only unmailed leaves should be returned.
550        */
551        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed = false);
552
553        /** Casts line segment into the tree.
554                @param origin the origin of the line segment
555                @param termination the end point of the line segment
556                @returns view cells intersecting the line segment.
557        */
558    int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
559                                                const Vector3 &termination,
560                                                ViewCellContainer &viewcells);
561               
562        /** Sets pointer to view cells manager.
563        */
564        void SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm);
565
566        /** Writes tree to output stream
567        */
568        bool Export(OUT_STREAM &stream);
569
570        /** Returns or creates a new intersectable for use in a bv based pvs.
571                The hierarchy is responsible for destruction of the intersectable.
572        */
573        BvhIntersectable *GetOrCreateBvhIntersectable(BvhLeaf *node);
574
575        /** Collects rays associated with the objects.
576        */
577        void CollectRays(const ObjectContainer &objects, VssRayContainer &rays) const;
578
579        /** Intersects box with the tree and returns the number of intersected boxes.
580                @returns number of view cells found
581        */
582        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
583                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
584
585        /** Returns leaf the point pt lies in, starting from root.
586        */
587        BvhLeaf *GetLeaf(Intersectable *obj, BvhNode *root = NULL) const;
588
589        /** Sets a pointer to the view cells tree.
590        */
591        ViewCellsTree *GetViewCellsTree() const { return mViewCellsTree; }
592       
593        /** See Get
594        */
595        void SetViewCellsTree(ViewCellsTree *vt) { mViewCellsTree = vt; }
596
597        /** Returns estimated memory usage of tree.
598        */
599        float GetMemUsage() const;
600
601        /** Sets this node to be an active node.
602        */
603        void SetActive(BvhNode *node) const;
604
605
606        ///////////////////////////
607        // hacks in order to provide interleaved heurisitcs
608
609        BvhNode *SubdivideAndCopy(SplitQueue &tQueue, SubdivisionCandidate *splitCandidate);
610
611        /////////////////////////////////
612
613        static float EvalAbsCost(const ObjectContainer &objects);
614
615
616protected:
617
618        /** Returns true if tree can be terminated.
619        */
620        bool LocalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
621
622        /** Returns true if global tree can be terminated.
623        */
624        bool GlobalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
625
626        /** For sorting the objects during the heuristics
627        */
628        struct SortableEntry
629        {
630                Intersectable *mObject;
631                float mPos;
632
633                SortableEntry() {}
634
635                SortableEntry(Intersectable *obj, const float pos):
636                mObject(obj), mPos(pos)
637                {}
638
639                bool operator<(const SortableEntry &b) const
640                {
641                        return mPos < b.mPos;
642                }
643        };
644
645        /** Evaluate balanced object partition.
646        */
647        float EvalLocalObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
648                                                                   const int axis,
649                                                                   ObjectContainer &objectsFront,
650                                                                   ObjectContainer &objectsBack);
651
652        /** Evaluate surface area heuristic for the node.
653        */
654        float EvalSah(const BvhTraversalData &tData,
655                                  const int axis,
656                                  ObjectContainer &objectsFront,
657                                  ObjectContainer &objectsBack);
658
659        /** Computes priority of the traversal data and stores it in tData.
660        */
661        void EvalPriority(BvhTraversalData &tData) const;
662
663        /** Evaluates render cost of the bv induced by these objects
664        */
665        float EvalRenderCost(const ObjectContainer &objects) const;
666
667        /** Evaluates tree stats in the BSP tree leafs.
668        */
669        void EvaluateLeafStats(const BvhTraversalData &data);
670
671        /** Subdivides node using a best split priority queue.
672            @param tQueue the best split priority queue
673                @param splitCandidate the candidate for the next split
674                @param globalCriteriaMet if the global termination criteria were already met
675                @returns new root of the subtree
676        */
677        BvhNode *Subdivide(SplitQueue &tQueue,
678                                           SubdivisionCandidate *splitCandidate,
679                                           const bool globalCriteriaMet);
680       
681        /** Subdivides leaf.
682                @param sc the subdivisionCandidate holding all necessary data for subdivision           
683               
684                @param frontData returns the traversal data for the front node
685                @param backData returns the traversal data for the back node
686
687                @returns the new interior node = the of the subdivision
688        */
689        BvhInterior *SubdivideNode(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
690                                                           BvhTraversalData &frontData,
691                                                           BvhTraversalData &backData);
692
693        /** Splits the objects for the next subdivision.
694                @returns cost for this split
695        */
696        float SelectObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
697                                                                ObjectContainer &frontObjects,
698                                                                ObjectContainer &backObjects,
699                                                                bool useVisibilityBasedHeuristics);
700       
701        /** Writes the node to disk
702                @note: should be implemented as visitor.
703        */
704        void ExportNode(BvhNode *node, OUT_STREAM &stream);
705
706        /** Exports objects associated with this leaf.
707        */
708        void ExportObjects(BvhLeaf *leaf, OUT_STREAM &stream);
709
710        /** Associates the objects with their bvh leaves.
711        */
712        static void AssociateObjectsWithLeaf(BvhLeaf *leaf);
713
714
715        /////////////////////////////
716        // Helper functions for local cost heuristics
717       
718        /** Prepare split candidates for cost heuristics using axis aligned splits.
719                @param node the current node
720                @param axis the current split axis
721        */
722        void PrepareLocalSubdivisionCandidates(const BvhTraversalData &tData,
723                                                                                   const int axis);
724
725        static void CreateLocalSubdivisionCandidates(const ObjectContainer &objects,
726                                                                                                 SortableEntryContainer **subdivisionCandidates,
727                                                                                                 const bool sort,
728                                                                                                 const int axis);
729
730        /** Computes object partition with the best cost according to the heurisics.
731                @param tData the traversal data
732                @param axis the split axis
733                @param objectsFront the objects in the front child bv
734                @param objectsBack the objects in the back child bv
735                @param backObjectsStart the iterator marking the position where the back objects begin
736
737                @returns relative cost (relative to parent cost)
738        */
739        float EvalLocalCostHeuristics(const BvhTraversalData &tData,
740                                                                  const int axis,
741                                                                  ObjectContainer &objectsFront,
742                                                                  ObjectContainer &objectsBack);
743
744        /** Evaluates the contribution to the front and back volume
745                when this object is changing sides in the bvs.
746
747                @param object the object
748                @param volLeft updates the left pvs
749                @param volPvs updates the right pvs
750        */
751        void EvalHeuristicsContribution(Intersectable *obj,
752                                                                        float &volLeft,
753                                                                        float &volRight);
754
755        /** Prepares objects for the cost heuristics.
756                @returns sum of volume of associated view cells
757        */
758        float PrepareHeuristics(const BvhTraversalData &tData, const int axis);
759       
760        /** Evaluates cost for a leaf given the surface area heuristics.
761        */
762        float EvalSahCost(BvhLeaf *leaf);
763
764        ////////////////////////////////////////////////
765
766
767        /** Prepares construction for vsp and osp trees.
768        */
769        AxisAlignedBox3 EvalBoundingBox(const ObjectContainer &objects,
770                                                                        const AxisAlignedBox3 *parentBox = NULL) const;
771
772        /** Collects list of invalid candidates. Candidates
773                are invalidated by a view space subdivision step
774                that affects this candidate.
775        */
776        void CollectDirtyCandidates(BvhSubdivisionCandidate *sc,
777                                                                vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
778                                                                const bool onlyUnmailed);
779
780        /** Collect view cells which see this bvh leaf.
781        */
782        void CollectViewCells(const ObjectContainer &objects,
783                                                  ViewCellContainer &viewCells,
784                                                  const bool setCounter = false) const;
785
786        /** Counts the view cells of this object. note: only
787                counts unmailed objects.
788        */
789        int CountViewCells(Intersectable *obj) const;
790
791        /** Counts the view cells seen by this bvh leaf
792        */
793        int CountViewCells(const ObjectContainer &objects) const;
794
795        /** Collects view cells which see an object.
796        */
797        void CollectViewCells(Intersectable *object,
798                                                  ViewCellContainer &viewCells,
799                                                  const bool useMailBoxing,
800                                                  const bool setCounter = false) const;
801
802        /** Evaluates increase in pvs size.
803        */
804        int EvalPvsEntriesIncr(BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate) const;
805
806        /** Rays will be clipped to the bounding box.
807        */
808        void PreprocessRays(BvhLeaf *root,
809                                                const VssRayContainer &sampleRays,
810                                                RayInfoContainer &rays);
811
812        /** Print the subdivision stats in the subdivison log.
813        */
814        void PrintSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &tData);
815
816        /** Prints out the stats for this subdivision.
817        */
818        void AddSubdivisionStats(const int viewCells,
819                                                         const float renderCostDecr,
820                                                         const float totalRenderCost);
821
822        /** Stores rays with objects that see the rays.
823        */
824        int AssociateObjectsWithRays(const VssRayContainer &rays) const;
825
826        /** Tests if object is in this leaf.
827                @note: assumes that objects are sorted by their id.
828        */
829        bool IsObjectInLeaf(BvhLeaf *, Intersectable *object) const;
830
831        /** Prepares the construction of the bv hierarchy and returns
832                the first subdivision candidate.
833        */
834        SubdivisionCandidate *PrepareConstruction(const VssRayContainer &sampleRays,
835                                                                                          const ObjectContainer &objects);
836
837        /** Resets bv hierarchy. E.g. deletes root and resets stats.
838        */
839        SubdivisionCandidate *Reset(const VssRayContainer &rays,
840                                                                const ObjectContainer &objects);
841
842        /** Evaluates volume of view cells that see the objects.
843        */
844        float EvalViewCellsVolume(const ObjectContainer &objects) const;
845
846        /** Assigns or newly creates initial list of sorted objects.
847        */
848        void AssignInitialSortedObjectList(BvhTraversalData &tData);
849
850        /** Assigns sorted objects to front and back data.
851        */
852        void AssignSortedObjects(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
853                                                         BvhTraversalData &frontData,
854                                                         BvhTraversalData &backData);
855       
856        /** Creates new root of hierarchy and computes bounding box.
857                Has to be called before the preparation of the subdivision.
858        */
859        void Initialise(const ObjectContainer &objects);
860
861
862protected:
863       
864        /// pre-sorted subdivision candidtes for all three directions.
865        vector<SortableEntry> *mGlobalSubdivisionCandidates[3];
866        /// pointer to the hierarchy of view cells
867        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
868        /// The view cells manager
869        ViewCellsManager *mViewCellsManager;
870        /// candidates for placing split planes during cost heuristics
871        vector<SortableEntry> *mSubdivisionCandidates;
872        /// Pointer to the root of the tree
873        BvhNode *mRoot;
874        /// Statistics for the object space partition
875        BvhStatistics mBvhStats;       
876        /// box around the whole view domain
877        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
878        /// the hierarchy manager
879        HierarchyManager *mHierarchyManager;
880
881
882        ////////////////////
883        //-- local termination criteria
884
885        /// maximal possible depth
886        int mTermMaxDepth;
887        /// mininum probability
888        float mTermMinProbability;
889        /// minimal number of objects
890        int mTermMinObjects;
891        /// maximal acceptable cost ratio
892        float mTermMaxCostRatio;
893        /// tolerance value indicating how often the max cost ratio can be failed
894        int mTermMissTolerance;
895        /// minimum number of rays
896        int mTermMinRays;
897
898
899        ////////////////////
900        //-- global termination criteria
901
902        /// the minimal accepted global cost ratio
903        float mTermMinGlobalCostRatio;
904        //// number of accepted misses of the global cost ratio
905        int mTermGlobalCostMissTolerance;
906        /// maximal number of view cells
907        int mTermMaxLeaves;
908        /// maximal tree memory
909        float mMaxMemory;
910        /// the tree is out of memory
911        bool mOutOfMemory;
912
913
914        ////////////////////////////////////////
915        //-- split heuristics based parameters
916       
917        /// if a heuristics should be used for finding a split plane
918    bool mUseCostHeuristics;
919        /// if sah heuristcs should be used for finding a split plane
920        bool mUseSah;
921    /// balancing factor for PVS criterium
922        float mCtDivCi;
923        /// if only driving axis should be used for split
924        bool mOnlyDrivingAxis;
925        /// current time stamp (used for keeping split history)
926        int mTimeStamp;
927        // if rays should be stored in leaves
928        bool mStoreRays;
929        // subdivision stats output file
930        ofstream  mSubdivisionStats;
931        /// keeps track of cost during subdivision
932        float mTotalCost;
933        int mPvsEntries;
934        /// keeps track of overall pvs size during subdivision
935        int mTotalPvsSize;
936        /// number of currenly generated view cells
937        int mCreatedLeaves;
938        /// represents min and max band for sweep
939        float mSplitBorder;
940        /// weight between render cost decrease and node render cost
941        float mRenderCostDecreaseWeight;
942        /// stores the kd node intersectables used for pvs
943        BvhIntersectableMap mBvhIntersectables;
944        /// if the objects should be sorted in one global step
945        bool mUseGlobalSorting;
946
947        bool mUseBboxAreaForSah;
948
949        SortableEntryContainer *mSortedObjects[3];
950
951        int mMinRaysForVisibility;
952};
953
954}
955
956#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.