source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/BvHierarchy.h @ 1718

Revision 1718, 24.2 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
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        void CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects);
616
617protected:
618
619        /** Returns true if tree can be terminated.
620        */
621        bool LocalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
622
623        /** Returns true if global tree can be terminated.
624        */
625        bool GlobalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
626
627        /** For sorting the objects during the heuristics
628        */
629        struct SortableEntry
630        {
631                Intersectable *mObject;
632                float mPos;
633
634                SortableEntry() {}
635
636                SortableEntry(Intersectable *obj, const float pos):
637                mObject(obj), mPos(pos)
638                {}
639
640                bool operator<(const SortableEntry &b) const
641                {
642                        return mPos < b.mPos;
643                }
644        };
645
646        /** Evaluate balanced object partition.
647        */
648        float EvalLocalObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
649                                                                   const int axis,
650                                                                   ObjectContainer &objectsFront,
651                                                                   ObjectContainer &objectsBack);
652
653        /** Evaluate surface area heuristic for the node.
654        */
655        float EvalSah(const BvhTraversalData &tData,
656                                  const int axis,
657                                  ObjectContainer &objectsFront,
658                                  ObjectContainer &objectsBack);
659
660        /** Computes priority of the traversal data and stores it in tData.
661        */
662        void EvalPriority(BvhTraversalData &tData) const;
663
664        /** Evaluates render cost of the bv induced by these objects
665        */
666        float EvalRenderCost(const ObjectContainer &objects) const;
667
668        /** Evaluates tree stats in the BSP tree leafs.
669        */
670        void EvaluateLeafStats(const BvhTraversalData &data);
671
672        /** Subdivides node using a best split priority queue.
673            @param tQueue the best split priority queue
674                @param splitCandidate the candidate for the next split
675                @param globalCriteriaMet if the global termination criteria were already met
676                @returns new root of the subtree
677        */
678        BvhNode *Subdivide(SplitQueue &tQueue,
679                                           SubdivisionCandidate *splitCandidate,
680                                           const bool globalCriteriaMet);
681       
682        /** Subdivides leaf.
683                @param sc the subdivisionCandidate holding all necessary data for subdivision           
684               
685                @param frontData returns the traversal data for the front node
686                @param backData returns the traversal data for the back node
687
688                @returns the new interior node = the of the subdivision
689        */
690        BvhInterior *SubdivideNode(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
691                                                           BvhTraversalData &frontData,
692                                                           BvhTraversalData &backData);
693
694        /** Splits the objects for the next subdivision.
695                @returns cost for this split
696        */
697        float SelectObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
698                                                                ObjectContainer &frontObjects,
699                                                                ObjectContainer &backObjects,
700                                                                bool useVisibilityBasedHeuristics);
701       
702        /** Writes the node to disk
703                @note: should be implemented as visitor.
704        */
705        void ExportNode(BvhNode *node, OUT_STREAM &stream);
706
707        /** Exports objects associated with this leaf.
708        */
709        void ExportObjects(BvhLeaf *leaf, OUT_STREAM &stream);
710
711        /** Associates the objects with their bvh leaves.
712        */
713        static void AssociateObjectsWithLeaf(BvhLeaf *leaf);
714
715
716        /////////////////////////////
717        // Helper functions for local cost heuristics
718       
719        /** Prepare split candidates for cost heuristics using axis aligned splits.
720                @param node the current node
721                @param axis the current split axis
722        */
723        void PrepareLocalSubdivisionCandidates(const BvhTraversalData &tData,
724                                                                                   const int axis);
725
726        static void CreateLocalSubdivisionCandidates(const ObjectContainer &objects,
727                                                                                                 SortableEntryContainer **subdivisionCandidates,
728                                                                                                 const bool sort,
729                                                                                                 const int axis);
730
731        /** Computes object partition with the best cost according to the heurisics.
732                @param tData the traversal data
733                @param axis the split axis
734                @param objectsFront the objects in the front child bv
735                @param objectsBack the objects in the back child bv
736                @param backObjectsStart the iterator marking the position where the back objects begin
737
738                @returns relative cost (relative to parent cost)
739        */
740        float EvalLocalCostHeuristics(const BvhTraversalData &tData,
741                                                                  const int axis,
742                                                                  ObjectContainer &objectsFront,
743                                                                  ObjectContainer &objectsBack);
744
745        /** Evaluates the contribution to the front and back volume
746                when this object is changing sides in the bvs.
747
748                @param object the object
749                @param volLeft updates the left pvs
750                @param volPvs updates the right pvs
751        */
752        void EvalHeuristicsContribution(Intersectable *obj,
753                                                                        float &volLeft,
754                                                                        float &volRight);
755
756        /** Prepares objects for the cost heuristics.
757                @returns sum of volume of associated view cells
758        */
759        float PrepareHeuristics(const BvhTraversalData &tData, const int axis);
760       
761        /** Evaluates cost for a leaf given the surface area heuristics.
762        */
763        float EvalSahCost(BvhLeaf *leaf);
764
765        ////////////////////////////////////////////////
766
767
768        /** Prepares construction for vsp and osp trees.
769        */
770        AxisAlignedBox3 EvalBoundingBox(const ObjectContainer &objects,
771                                                                        const AxisAlignedBox3 *parentBox = NULL) const;
772
773        /** Collects list of invalid candidates. Candidates
774                are invalidated by a view space subdivision step
775                that affects this candidate.
776        */
777        void CollectDirtyCandidates(BvhSubdivisionCandidate *sc,
778                                                                vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
779                                                                const bool onlyUnmailed);
780
781        /** Collect view cells which see this bvh leaf.
782        */
783        void CollectViewCells(const ObjectContainer &objects,
784                                                  ViewCellContainer &viewCells,
785                                                  const bool setCounter = false) const;
786
787        /** Counts the view cells of this object. note: only
788                counts unmailed objects.
789        */
790        int CountViewCells(Intersectable *obj) const;
791
792        /** Counts the view cells seen by this bvh leaf
793        */
794        int CountViewCells(const ObjectContainer &objects) const;
795
796        /** Collects view cells which see an object.
797        */
798        void CollectViewCells(Intersectable *object,
799                                                  ViewCellContainer &viewCells,
800                                                  const bool useMailBoxing,
801                                                  const bool setCounter = false) const;
802
803        /** Evaluates increase in pvs size.
804        */
805        int EvalPvsEntriesIncr(BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate) const;
806
807        /** Rays will be clipped to the bounding box.
808        */
809        void PreprocessRays(BvhLeaf *root,
810                                                const VssRayContainer &sampleRays,
811                                                RayInfoContainer &rays);
812
813        /** Print the subdivision stats in the subdivison log.
814        */
815        void PrintSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &tData);
816
817        /** Prints out the stats for this subdivision.
818        */
819        void AddSubdivisionStats(const int viewCells,
820                                                         const float renderCostDecr,
821                                                         const float totalRenderCost);
822
823        /** Stores rays with objects that see the rays.
824        */
825        int AssociateObjectsWithRays(const VssRayContainer &rays) const;
826
827        /** Tests if object is in this leaf.
828                @note: assumes that objects are sorted by their id.
829        */
830        bool IsObjectInLeaf(BvhLeaf *, Intersectable *object) const;
831
832        /** Prepares the construction of the bv hierarchy and returns
833                the first subdivision candidate.
834        */
835        SubdivisionCandidate *PrepareConstruction(const VssRayContainer &sampleRays,
836                                                                                          const ObjectContainer &objects);
837
838        /** Resets bv hierarchy. E.g. deletes root and resets stats.
839        */
840        SubdivisionCandidate *Reset(const VssRayContainer &rays,
841                                                                const ObjectContainer &objects);
842
843        /** Evaluates volume of view cells that see the objects.
844        */
845        float EvalViewCellsVolume(const ObjectContainer &objects) const;
846
847        /** Assigns or newly creates initial list of sorted objects.
848        */
849        void AssignInitialSortedObjectList(BvhTraversalData &tData);
850
851        /** Assigns sorted objects to front and back data.
852        */
853        void AssignSortedObjects(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
854                                                         BvhTraversalData &frontData,
855                                                         BvhTraversalData &backData);
856       
857        /** Creates new root of hierarchy and computes bounding box.
858                Has to be called before the preparation of the subdivision.
859        */
860        void Initialise(const ObjectContainer &objects);
861
862
863protected:
864       
865        /// pre-sorted subdivision candidtes for all three directions.
866        vector<SortableEntry> *mGlobalSubdivisionCandidates[3];
867        /// pointer to the hierarchy of view cells
868        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
869        /// The view cells manager
870        ViewCellsManager *mViewCellsManager;
871        /// candidates for placing split planes during cost heuristics
872        vector<SortableEntry> *mSubdivisionCandidates;
873        /// Pointer to the root of the tree
874        BvhNode *mRoot;
875        /// Statistics for the object space partition
876        BvhStatistics mBvhStats;       
877        /// box around the whole view domain
878        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
879        /// the hierarchy manager
880        HierarchyManager *mHierarchyManager;
881
882
883        ////////////////////
884        //-- local termination criteria
885
886        /// maximal possible depth
887        int mTermMaxDepth;
888        /// mininum probability
889        float mTermMinProbability;
890        /// minimal number of objects
891        int mTermMinObjects;
892        /// maximal acceptable cost ratio
893        float mTermMaxCostRatio;
894        /// tolerance value indicating how often the max cost ratio can be failed
895        int mTermMissTolerance;
896        /// minimum number of rays
897        int mTermMinRays;
898
899
900        ////////////////////
901        //-- global termination criteria
902
903        /// the minimal accepted global cost ratio
904        float mTermMinGlobalCostRatio;
905        //// number of accepted misses of the global cost ratio
906        int mTermGlobalCostMissTolerance;
907        /// maximal number of view cells
908        int mTermMaxLeaves;
909        /// maximal tree memory
910        float mMaxMemory;
911        /// the tree is out of memory
912        bool mOutOfMemory;
913
914
915        ////////////////////////////////////////
916        //-- split heuristics based parameters
917       
918        /// if a heuristics should be used for finding a split plane
919    bool mUseCostHeuristics;
920        /// if sah heuristcs should be used for finding a split plane
921        bool mUseSah;
922    /// balancing factor for PVS criterium
923        float mCtDivCi;
924        /// if only driving axis should be used for split
925        bool mOnlyDrivingAxis;
926        /// current time stamp (used for keeping split history)
927        int mTimeStamp;
928        // if rays should be stored in leaves
929        bool mStoreRays;
930        // subdivision stats output file
931        ofstream  mSubdivisionStats;
932        /// keeps track of cost during subdivision
933        float mTotalCost;
934        int mPvsEntries;
935        /// keeps track of overall pvs size during subdivision
936        int mTotalPvsSize;
937        /// number of currenly generated view cells
938        int mCreatedLeaves;
939        /// represents min and max band for sweep
940        float mSplitBorder;
941        /// weight between render cost decrease and node render cost
942        float mRenderCostDecreaseWeight;
943        /// stores the kd node intersectables used for pvs
944        BvhIntersectableMap mBvhIntersectables;
945        /// if the objects should be sorted in one global step
946        bool mUseGlobalSorting;
947
948        bool mUseBboxAreaForSah;
949
950        SortableEntryContainer *mSortedObjects[3];
951
952        int mMinRaysForVisibility;
953};
954
955}
956
957#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.