source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/BvHierarchy.h @ 2176

Revision 2176, 26.1 KB checked in by mattausch, 17 years ago (diff)

removed using namespace std from .h

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 BvhTree;
35class VspTree;
36class ViewCellsContainer;
37class HierarchyManager;
38
39
40/** View space partition statistics.
41*/
42class BvhStatistics: public StatisticsBase
43{
44public:
45       
46        /// Constructor
47        BvhStatistics()
48        {
49                Reset();
50        }
51
52        int Nodes() const {return nodes;}
53        int Interior() const { return nodes / 2; }
54        int Leaves() const { return (nodes / 2) + 1; }
55       
56        double AvgDepth() const
57        { return accumDepth / (double)Leaves(); }
58
59        double AvgObjectRefs() const
60        { return objectRefs / (double)Leaves(); }
61
62        double AvgRayRefs() const
63        { return rayRefs / (double)Leaves(); }
64
65       
66        void Reset()
67        {
68                nodes = 0;
69                splits = 0;
70                maxDepth = 0;
71
72                minDepth = 99999;
73                accumDepth = 0;
74        maxDepthNodes = 0;
75                minProbabilityNodes = 0;
76                maxCostNodes = 0;
77                ///////////////////
78                minObjectsNodes = 0;
79                maxObjectRefs = 0;
80                minObjectRefs = 999999999;
81                objectRefs = 0;
82                emptyNodes = 0;
83
84                ///////////////////
85                minRaysNodes = 0;
86                maxRayRefs = 0;
87                minRayRefs = 999999999;
88                rayRefs = 0;
89                maxRayContriNodes = 0;
90                mGlobalCostMisses = 0;
91        }
92
93
94public:
95
96        // total number of nodes
97        int nodes;
98        // number of splits
99        int splits;
100        // maximal reached depth
101        int maxDepth;
102        // minimal depth
103        int minDepth;
104        // max depth nodes
105        int maxDepthNodes;
106        // accumulated depth (used to compute average)
107        int accumDepth;
108        // minimum area nodes
109        int minProbabilityNodes;
110        /// nodes termination because of max cost ratio;
111        int maxCostNodes;
112        // global cost ratio violations
113        int mGlobalCostMisses;
114
115        //////////////////
116        // nodes with minimum objects
117        int minObjectsNodes;
118        // max number of rays per node
119        int maxObjectRefs;
120        // min number of rays per node
121        int minObjectRefs;
122        /// object references
123        int objectRefs;
124        // leaves with no objects
125        int emptyNodes;
126
127        //////////////////////////
128        // nodes with minimum rays
129        int minRaysNodes;
130        // max number of rays per node
131        int maxRayRefs;
132        // min number of rays per node
133        int minRayRefs;
134        /// object references
135        int rayRefs;
136        /// nodes with max ray contribution
137        int maxRayContriNodes;
138
139        void Print(std::ostream &app) const;
140
141        friend std::ostream &operator<<(std::ostream &s, const BvhStatistics &stat)
142        {
143                stat.Print(s);
144                return s;
145        }
146};
147
148
149/**
150    VspNode abstract class serving for interior and leaf node implementation
151*/
152class BvhNode: public Intersectable
153{
154public:
155       
156        // types of vsp nodes
157        enum {Interior, Leaf};
158
159        BvhNode();
160        BvhNode(const AxisAlignedBox3 &bbox);
161        BvhNode(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
162
163        virtual ~BvhNode(){};
164
165        /** Determines whether this node is a leaf or not
166                @return true if leaf
167        */
168        virtual bool IsLeaf() const = 0;
169
170        /** Determines whether this node is a root
171                @return true if root
172        */
173        virtual bool IsRoot() const;
174
175        /** Returns parent node.
176        */
177        BvhInterior *GetParent();
178
179        /** Sets parent node.
180        */
181        void SetParent(BvhInterior *parent);
182
183        /** collects all objects under this node.
184        */
185        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects) = 0;
186
187        /** The bounding box specifies the node extent.
188        */
189        inline
190        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox() const
191        { return mBoundingBox; }
192
193        /** Sets bouding box of this node.
194        */
195        inline
196        void SetBoundingBox(const AxisAlignedBox3 &boundingBox)
197        { mBoundingBox = boundingBox; }
198
199        /** Cost of mergin this node.
200        */
201        float GetMergeCost() {return (float)-mTimeStamp; }
202
203        virtual int GetRandomEdgePoint(Vector3 &point, Vector3 &normal);
204
205        inline int GetTimeStamp() const { return mTimeStamp; }
206        inline void SetTimeStamp(const int timeStamp) { mTimeStamp = timeStamp; };
207
208
209        ////////////////////////
210        //-- inherited functions from Intersectable
211
212        AxisAlignedBox3 GetBox() const { return mBoundingBox; }
213       
214        int CastRay(Ray &ray) { return 0; }
215       
216        bool IsConvex() const { return true; }
217        bool IsWatertight() const { return true; }
218        float IntersectionComplexity() { return 1; }
219 
220        int NumberOfFaces() const { return 6; };
221       
222        int GetRandomSurfacePoint(GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &point,
223                                                          GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &normal)
224        {
225                // TODO
226                return 0;
227        }
228
229        int GetRandomVisibleSurfacePoint(GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &point,
230                                                                         GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &normal,
231                                                                         const GtpVisibilityPreprocessor::Vector3 &viewpoint,
232                                                                         const int maxTries)
233        {
234                // TODO
235                return 0;
236        }
237 
238        int Type() const
239        {
240                return Intersectable::BVH_INTERSECTABLE;
241        }
242
243        std::ostream &Describe(std::ostream &s) { return s; }
244
245        ///////////////////////////////////
246
247        float mRenderCost;
248
249protected:
250       
251        /// the bounding box of the node
252        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
253        /// parent of this node
254        BvhInterior *mParent;
255        int mTimeStamp;
256};
257
258
259/** BSP interior node implementation
260*/
261class BvhInterior: public BvhNode
262{
263public:
264        /** Standard contructor taking a bounding box as argument.
265        */
266        BvhInterior(const AxisAlignedBox3 &bbox);
267        BvhInterior(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
268
269        ~BvhInterior();
270        /** @return false since it is an interior node
271        */
272        bool IsLeaf() const;
273       
274        BvhNode *GetBack() { return mBack; }
275        BvhNode *GetFront() { return mFront; }
276
277        /** Replace front or back child with new child.
278        */
279        void ReplaceChildLink(BvhNode *oldChild, BvhNode *newChild);
280
281        /** Replace front and back child.
282        */
283        void SetupChildLinks(BvhNode *front, BvhNode *back);
284
285        friend std::ostream &operator<<(std::ostream &s, const BvhInterior &A)
286        {
287                return s << A.mBoundingBox;
288        }
289
290        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects);
291
292protected:
293
294        /// back node
295        BvhNode *mBack;
296        /// front node
297        BvhNode *mFront;
298};
299
300
301/** BSP leaf node implementation.
302*/
303class BvhLeaf: public BvhNode
304{
305public:
306        /** Standard contructor taking a bounding box as argument.
307        */
308        BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox);
309        BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent);
310        BvhLeaf(const AxisAlignedBox3 &bbox, BvhInterior *parent, const int numObjects);
311
312        ~BvhLeaf();
313
314        /** @return true since it is an interior node
315        */
316        bool IsLeaf() const;
317       
318        SubdivisionCandidate *GetSubdivisionCandidate()// const
319        {
320                return mSubdivisionCandidate;
321        }
322
323        void SetSubdivisionCandidate(SubdivisionCandidate *candidate)
324        {
325                mSubdivisionCandidate = candidate;
326        }
327       
328        virtual void CollectObjects(ObjectContainer &objects);
329
330        /** Returns level of the hierarchy that is "active" right now.
331        */
332        BvhNode *GetActiveNode()
333        {
334                return mActiveNode;
335        }
336
337        /** Returns level of the hierarchy that is "active" right now.
338        */
339        void SetActiveNode(BvhNode *node)
340        {
341                mActiveNode = node;
342        }
343
344public:
345  // gl list use to store the geometry on the gl server
346  int mGlList;
347 
348  /// objects
349  ObjectContainer mObjects;
350 
351 
352protected:
353 
354  /// pointer to a split plane candidate splitting this leaf
355  SubdivisionCandidate *mSubdivisionCandidate;
356 
357  /// the active node which will be accounted for in the pvs
358  BvhNode *mActiveNode;
359};
360
361
362/** View Space Partitioning tree.
363*/
364class BvHierarchy
365{
366        friend class ViewCellsParseHandlers;
367        friend class ObjectsParseHandlers;
368        friend class HierarchyManager;
369
370protected:
371        struct SortableEntry;
372        typedef vector<SortableEntry> SortableEntryContainer;
373
374public:
375       
376        /** Additional data which is passed down the BSP tree during traversal.
377        */
378        class BvhTraversalData
379        { 
380        public:
381               
382                BvhTraversalData():
383                mNode(NULL),
384                mDepth(0),
385                mMaxCostMisses(0),
386                mAxis(0),
387                mNumRays(0),
388                mCorrectedPvs(0),
389                mPvs(0),
390                mCorrectedVolume(0),
391                mVolume(0)
392                {
393                        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
394                                mSortedObjects[i] = NULL;
395                }
396               
397                BvhTraversalData(BvhLeaf *node,
398                                                 const int depth,
399                                                 const float v,
400                                                 const int numRays):
401                mNode(node),
402                mDepth(depth),
403                mMaxCostMisses(0),
404                mAxis(0),
405                mNumRays(numRays),
406                mCorrectedPvs(0),
407                mPvs(0),
408                mCorrectedVolume(0),
409                mVolume(v)
410                {
411                        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
412                                mSortedObjects[i] = NULL;
413                }
414
415                /** Deletes contents and sets them to NULL.
416                */
417                void Clear()
418                {
419                        DEL_PTR(mNode);
420                        for (int i = 0; i < 4; ++ i)
421                                DEL_PTR(mSortedObjects[i]);
422                }
423
424                /// the current node
425                BvhLeaf *mNode;
426                /// current depth
427                int mDepth;
428                /// the volume of the node
429                float mVolume;
430                /// the corrected volume
431                float mCorrectedVolume;
432                /// how often this branch has missed the max-cost ratio
433                int mMaxCostMisses;
434                /// current axis
435                int mAxis;
436                /// number of rays
437                int mNumRays;
438                /// parent Pvs;
439                float mPvs;
440                /// parent pvs correction factor
441                float mCorrectedPvs;
442
443                /// the sorted objects for the three dimensions
444                ObjectContainer *mSortedObjects[4];             
445    };
446
447
448        /** Candidate for a object space split.
449        */
450        class BvhSubdivisionCandidate: public SubdivisionCandidate
451        { 
452        public:
453
454        BvhSubdivisionCandidate(const BvhTraversalData &tData): mParentData(tData)
455                {};
456
457                ~BvhSubdivisionCandidate()
458                {
459                        mParentData.Clear();
460                }
461
462                int Type() const { return OBJECT_SPACE; }
463       
464                void EvalCandidate(bool computeSplitplane = true)
465                {
466            mDirty = false;
467                        sBvHierarchy->EvalSubdivisionCandidate(*this, computeSplitplane);
468                }
469
470                bool Apply(SplitQueue &splitQueue, bool terminationCriteriaMet)
471                {
472                        BvhNode *n = sBvHierarchy->Subdivide(splitQueue, this, terminationCriteriaMet);
473
474                        // local or global termination criteria failed
475                        return !n->IsLeaf();           
476                }
477
478                void CollectDirtyCandidates(SubdivisionCandidateContainer &dirtyList,
479                                                                        const bool onlyUnmailed)
480                {
481                        sBvHierarchy->CollectDirtyCandidates(this, dirtyList, onlyUnmailed);
482                }
483
484                bool GlobalTerminationCriteriaMet() const
485                {
486                        return sBvHierarchy->GlobalTerminationCriteriaMet(mParentData);
487                }
488
489                BvhSubdivisionCandidate(const ObjectContainer &frontObjects,
490                                                                const ObjectContainer &backObjects,
491                                                                const BvhTraversalData &tData):
492                mFrontObjects(frontObjects), mBackObjects(backObjects), mParentData(tData)
493                {}
494
495                float GetPriority() const
496                {
497                        return (float)-mParentData.mDepth;
498                        //return mPriority;
499                }
500
501                /////////////////////////////7
502
503                /// pointer to parent tree.
504                static BvHierarchy *sBvHierarchy;
505
506                /// parent data
507                BvhTraversalData mParentData;
508                /// the objects on the front of the potential split
509                ObjectContainer mFrontObjects;
510                /// the objects on the back of the potential split
511                ObjectContainer mBackObjects;
512                       
513                float mCorrectedFrontPvs;
514                float mCorrectedBackPvs;
515
516                float mCorrectedFrontVolume;
517                float mCorrectedBackVolume;
518        };
519
520        /** Struct for traversing line segment.
521        */
522        struct LineTraversalData
523        {
524                BvhNode *mNode;
525                Vector3 mExitPoint;
526               
527                float mMaxT;
528   
529                LineTraversalData () {}
530                LineTraversalData (BvhNode *n, const Vector3 &p, const float maxt):
531                mNode(n), mExitPoint(p), mMaxT(maxt) {}
532        };
533
534
535        /** Default constructor creating an empty tree.
536        */
537        BvHierarchy();
538
539        /** Default destructor.
540        */
541        ~BvHierarchy();
542
543        /** Returns tree statistics.
544        */
545        const BvhStatistics &GetStatistics() const;
546 
547        /** Returns bounding box of the specified node.
548        */
549        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox(BvhNode *node) const;
550
551        /** Reads parameters from environment singleton.
552        */
553        void ReadEnvironment();
554
555        /** Evaluates candidate for splitting.
556        */
557        void EvalSubdivisionCandidate(BvhSubdivisionCandidate &splitData,
558                                                                  bool computeSplitPlane = true);
559
560        /** Returns vector of leaves.
561        */
562        void CollectLeaves(BvhNode *root, vector<BvhLeaf *> &leaves) const;
563
564        /** Returns vector of leaves.
565        */
566        void CollectNodes(BvhNode *root, vector<BvhNode *> &nodes) const;
567
568        /** Returns bounding box of the whole tree (= bbox of root node)
569        */
570        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox()const;
571
572        /** Returns root of the view space partitioning tree.
573        */
574        BvhNode *GetRoot() const;
575
576        /** finds neighbouring leaves of this tree node.
577        */
578        int FindNeighbors(BvhLeaf *n,
579                                          vector<BvhLeaf *> &neighbors,
580                                          const bool onlyUnmailed) const;
581
582        /** Returns random leaf of BSP tree.
583                @param halfspace defines the halfspace from which the leaf is taken.
584        */
585        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace);
586
587        /** Returns random leaf of BSP tree.
588                @param onlyUnmailed if only unmailed leaves should be returned.
589        */
590        BvhLeaf *GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed = false);
591
592        /** Casts line segment into the tree.
593                @param origin the origin of the line segment
594                @param termination the end point of the line segment
595                @returns view cells intersecting the line segment.
596        */
597    int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
598                                                const Vector3 &termination,
599                                                ViewCellContainer &viewcells);
600               
601        /** Sets pointer to view cells manager.
602        */
603        void SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm);
604
605        float GetViewSpaceVolume() const;
606        /** Writes tree to output stream
607        */
608        bool Export(OUT_STREAM &stream);
609
610        /** Collects rays associated with the objects.
611        */
612        void CollectRays(const ObjectContainer &objects, VssRayContainer &rays) const;
613
614        /** Intersects box with the tree and returns the number of intersected boxes.
615                @returns number of view cells found
616        */
617        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
618                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
619
620        /** Returns leaf the point pt lies in, starting from root.
621        */
622        BvhLeaf *GetLeaf(Intersectable *obj, BvhNode *root = NULL) const;
623
624        /** Sets a pointer to the view cells tree.
625        */
626        ViewCellsTree *GetViewCellsTree() const { return mViewCellsTree; }
627       
628        /** See Get
629        */
630        void SetViewCellsTree(ViewCellsTree *vt) { mViewCellsTree = vt; }
631
632        /** Returns estimated memory usage of tree.
633        */
634        float GetMemUsage() const;
635
636        /** Sets this node to be an active node.
637        */
638        void SetActive(BvhNode *node) const;
639
640
641        ///////////////////////////
642        // hacks in order to provide interleaved heurisitcs
643
644        BvhNode *SubdivideAndCopy(SplitQueue &tQueue, SubdivisionCandidate *splitCandidate);
645
646        /////////////////////////////////
647
648        static float EvalAbsCost(const ObjectContainer &objects);
649
650        float EvalProb(const ObjectContainer &objects) const;
651
652        void CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects);
653
654        float GetRenderCostIncrementially(BvhNode *node) const;
655
656        void Compress();
657        void CreateUniqueObjectIds();
658
659protected:
660
661        /** Returns true if tree can be terminated.
662        */
663        bool LocalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
664
665        /** Returns true if global tree can be terminated.
666        */
667        bool GlobalTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &data) const;
668
669        /** For sorting the objects during the heuristics
670        */
671        struct SortableEntry
672        {
673                Intersectable *mObject;
674                float mPos;
675
676                SortableEntry() {}
677
678                SortableEntry(Intersectable *obj, const float pos):
679                mObject(obj), mPos(pos)
680                {}
681
682                bool operator<(const SortableEntry &b) const
683                {
684                        return mPos < b.mPos;
685                }
686        };
687
688        /** Evaluate balanced object partition.
689        */
690        float EvalLocalObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
691                                                                   const int axis,
692                                                                   ObjectContainer &objectsFront,
693                                                                   ObjectContainer &objectsBack);
694
695        /** Evaluate surface area heuristic for the node.
696        */
697        float EvalSah(const BvhTraversalData &tData,
698                                  const int axis,
699                                  ObjectContainer &objectsFront,
700                                  ObjectContainer &objectsBack);
701
702
703        /** Evaluates render cost of the bv induced by these objects
704        */
705        float EvalRenderCost(const ObjectContainer &objects) const;
706
707        /** Evaluates tree stats in the BSP tree leafs.
708        */
709        void EvaluateLeafStats(const BvhTraversalData &data);
710
711        /** Subdivides node using a best split priority queue.
712            @param tQueue the best split priority queue
713                @param splitCandidate the candidate for the next split
714                @param globalCriteriaMet if the global termination criteria were already met
715                @returns new root of the subtree
716        */
717        BvhNode *Subdivide(SplitQueue &tQueue,
718                                           SubdivisionCandidate *splitCandidate,
719                                           const bool globalCriteriaMet);
720       
721        /** Subdivides leaf.
722                @param sc the subdivisionCandidate holding all necessary data for subdivision           
723               
724                @param frontData returns the traversal data for the front node
725                @param backData returns the traversal data for the back node
726
727                @returns the new interior node = the of the subdivision
728        */
729        BvhInterior *SubdivideNode(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
730                                                           BvhTraversalData &frontData,
731                                                           BvhTraversalData &backData);
732
733        /** Splits the objects for the next subdivision.
734                @returns cost for this split
735        */
736        float SelectObjectPartition(const BvhTraversalData &tData,
737                                                                ObjectContainer &frontObjects,
738                                                                ObjectContainer &backObjects,
739                                                                bool useVisibilityBasedHeuristics);
740       
741        /** Writes the node to disk
742                @note: should be implemented as visitor.
743        */
744        void ExportNode(BvhNode *node, OUT_STREAM &stream);
745
746        /** Exports objects associated with this leaf.
747        */
748        void ExportObjects(BvhLeaf *leaf, OUT_STREAM &stream);
749
750        /** Associates the objects with their bvh leaves.
751        */
752        static void AssociateObjectsWithLeaf(BvhLeaf *leaf);
753
754
755        /////////////////////////////
756        // Helper functions for local cost heuristics
757       
758        /** Prepare split candidates for cost heuristics using axis aligned splits.
759                @param node the current node
760                @param axis the current split axis
761        */
762        void PrepareLocalSubdivisionCandidates(const BvhTraversalData &tData,
763                                                                                   const int axis);
764
765        static void CreateLocalSubdivisionCandidates(const ObjectContainer &objects,
766                                                                                                 SortableEntryContainer **subdivisionCandidates,
767                                                                                                 const bool sort,
768                                                                                                 const int axis);
769
770        float EvalPriority(const BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate,
771                                           const float renderCostDecr,
772                                           const float oldRenderCost) const;
773
774        /** Computes object partition with the best cost according to the heurisics.
775                @param tData the traversal data
776                @param axis the split axis
777                @param objectsFront the objects in the front child bv
778                @param objectsBack the objects in the back child bv
779                @param backObjectsStart the iterator marking the position where the back objects begin
780
781                @returns relative cost (relative to parent cost)
782        */
783        float EvalLocalCostHeuristics(const BvhTraversalData &tData,
784                                                                  const int axis,
785                                                                  ObjectContainer &objectsFront,
786                                                                  ObjectContainer &objectsBack);
787
788        /** Evaluates the contribution to the front and back volume
789                when this object is changing sides in the bvs.
790
791                @param object the object
792                @param volLeft updates the left pvs
793                @param volPvs updates the right pvs
794        */
795        void EvalHeuristicsContribution(Intersectable *obj,
796                                                                        float &volLeft,
797                                                                        float &volRight);
798
799        /** Prepares objects for the cost heuristics.
800                @returns sum of volume of associated view cells
801        */
802        float PrepareHeuristics(const BvhTraversalData &tData, const int axis);
803       
804        /** Evaluates cost for a leaf given the surface area heuristics.
805        */
806        float EvalSahCost(BvhLeaf *leaf) const;
807
808        ////////////////////////////////////////////////
809
810
811        /** Prepares construction for vsp and osp trees.
812        */
813        AxisAlignedBox3 EvalBoundingBox(const ObjectContainer &objects,
814                                                                        const AxisAlignedBox3 *parentBox = NULL) const;
815
816        /** Collects list of invalid candidates. Candidates
817                are invalidated by a view space subdivision step
818                that affects this candidate.
819        */
820        void CollectDirtyCandidates(BvhSubdivisionCandidate *sc,
821                                                                vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
822                                                                const bool onlyUnmailed);
823
824        /** Collect view cells which see this bvh leaf.
825        */
826        int CollectViewCells(const ObjectContainer &objects,
827                                                 ViewCellContainer &viewCells,
828                                                 const bool setCounter,
829                                                 const bool onlyUnmailedRays) const;
830
831        /** Collects view cells which see an object.
832                @param useMailBoxing if mailing should be used and
833                only unmailed object should pass
834                @param setCounter counter for the sweep algorithm
835                @param onlyUnmailedRays if only unmailed rays should be considered
836        */
837        int CollectViewCells(Intersectable *object,
838                                                 ViewCellContainer &viewCells,
839                                                 const bool useMailBoxing,
840                                                 const bool setCounter,
841                                                 const bool onlyUnmailedRays) const;
842
843        /** Counts the view cells of this object. note: only
844                counts unmailed objects.
845        */
846        int CountViewCells(Intersectable *obj) const;
847
848        /** Counts the view cells seen by this bvh leaf
849        */
850        int CountViewCells(const ObjectContainer &objects) const;
851
852        /** Evaluates increase in pvs size.
853        */
854        int EvalPvsEntriesIncr(BvhSubdivisionCandidate &splitCandidate, const float avgRayContri) const;
855
856        /** Rays will be clipped to the bounding box.
857        */
858        void PreprocessRays(BvhLeaf *root,
859                                                const VssRayContainer &sampleRays,
860                                                RayInfoContainer &rays);
861
862        /** Print the subdivision stats in the subdivison log.
863        */
864        void PrintSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &tData);
865
866        /** Prints out the stats for this subdivision.
867        */
868        void AddSubdivisionStats(const int viewCells,
869                                                         const float renderCostDecr,
870                                                         const float totalRenderCost);
871
872        /** Stores rays with objects that see the rays.
873        */
874        int AssociateObjectsWithRays(const VssRayContainer &rays) const;
875
876        /** Tests if object is in this leaf.
877                @note: assumes that objects are sorted by their id.
878        */
879        bool IsObjectInLeaf(BvhLeaf *, Intersectable *object) const;
880
881        /** Prepares the construction of the bv hierarchy and returns
882                the first subdivision candidate.
883        */
884        void PrepareConstruction(SplitQueue &tQueue,
885                                                         const VssRayContainer &sampleRays,
886                                                         const ObjectContainer &objects);
887
888        /** Resets bv hierarchy. E.g. deletes root and resets stats.
889        */
890        void Reset(SplitQueue &tQueue,
891                           const VssRayContainer &rays,
892                           const ObjectContainer &objects);
893
894        /** Evaluates volume of view cells that see the objects.
895        */
896        float EvalViewCellsVolume(const ObjectContainer &objects) const;
897
898        /** Assigns or newly creates initial list of sorted objects.
899        */
900        void AssignInitialSortedObjectList(BvhTraversalData &tData,
901                                                                           const ObjectContainer &objects);
902
903        /** Assigns sorted objects to front and back data.
904        */
905        void AssignSortedObjects(const BvhSubdivisionCandidate &sc,
906                                                         BvhTraversalData &frontData,
907                                                         BvhTraversalData &backData);
908       
909        /** Creates new root of hierarchy and computes bounding box.
910                Has to be called before the preparation of the subdivision.
911        */
912        void Initialise(const ObjectContainer &objects);
913
914
915        ////////////////////
916        // initial subdivision
917
918        /** Makes an initial parititon of the object space based on
919                some criteria (size, shader)
920        */
921        void ApplyInitialSubdivision(SubdivisionCandidate *firstCandidate,
922                                                                 vector<SubdivisionCandidate *> &candidateContainer);
923
924        void ApplyInitialSplit(const BvhTraversalData &tData,
925                                                   ObjectContainer &frontObjects,
926                                                   ObjectContainer &backObjects);
927
928        bool InitialTerminationCriteriaMet(const BvhTraversalData &tData) const;
929
930        /** Sets the bvh node ids.
931        */
932        void SetUniqueNodeIds();
933
934protected:
935       
936        /// pre-sorted subdivision candidtes for all three directions.
937        vector<SortableEntry> *mGlobalSubdivisionCandidates[3];
938        /// pointer to the hierarchy of view cells
939        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
940        /// The view cells manager
941        ViewCellsManager *mViewCellsManager;
942        /// candidates for placing split planes during cost heuristics
943        vector<SortableEntry> *mSubdivisionCandidates;
944        /// Pointer to the root of the tree
945        BvhNode *mRoot;
946        /// Statistics for the object space partition
947        BvhStatistics mBvhStats;       
948        /// box around the whole view domain
949        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
950        /// the hierarchy manager
951        HierarchyManager *mHierarchyManager;
952
953
954        ////////////////////
955        //-- local termination criteria
956
957        /// maximal possible depth
958        int mTermMaxDepth;
959        /// mininum probability
960        float mTermMinProbability;
961        /// minimal number of objects
962        int mTermMinObjects;
963        /// maximal acceptable cost ratio
964        float mTermMaxCostRatio;
965        /// tolerance value indicating how often the max cost ratio can be failed
966        int mTermMissTolerance;
967        /// minimum number of rays
968        int mTermMinRays;
969
970
971        ////////////////////
972        //-- global termination criteria
973
974        /// the minimal accepted global cost ratio
975        float mTermMinGlobalCostRatio;
976        //// number of accepted misses of the global cost ratio
977        int mTermGlobalCostMissTolerance;
978        /// maximal number of view cells
979        int mTermMaxLeaves;
980        /// maximal tree memory
981        float mMaxMemory;
982        /// the tree is out of memory
983        bool mOutOfMemory;
984
985
986        ////////////////////////////////////////
987        //-- split heuristics based parameters
988       
989        /// if a heuristics should be used for finding a split plane
990    bool mUseCostHeuristics;
991        /// if sah heuristcs should be used for finding a split plane
992        bool mUseSah;
993    /// balancing factor for PVS criterium
994        float mCtDivCi;
995        /// if only driving axis should be used for split
996        bool mOnlyDrivingAxis;
997        /// current time stamp (used for keeping split history)
998        int mTimeStamp;
999        // if rays should be stored in leaves
1000        bool mStoreRays;
1001        // subdivision stats output file
1002        std::ofstream  mSubdivisionStats;
1003        /// keeps track of cost during subdivision
1004        float mTotalCost;
1005        int mPvsEntries;
1006        /// keeps track of overall pvs size during subdivision
1007        int mTotalPvsSize;
1008        /// number of currenly generated view cells
1009        int mCreatedLeaves;
1010        /// represents min and max band for sweep
1011        //float mSplitBorder;
1012        /// weight between render cost decrease and node render cost
1013        float mRenderCostDecreaseWeight;
1014
1015        /// if the objects should be sorted in one global step
1016        bool mUseGlobalSorting;
1017
1018        bool mUseBboxAreaForSah;
1019
1020        //SortableEntryContainer *mSortedObjects[4];
1021
1022        int mMinRaysForVisibility;
1023
1024        /// constant value for driving the heuristics
1025        float mMemoryConst;
1026
1027        int mMaxTests;
1028
1029        bool mIsInitialSubdivision;
1030
1031        bool mApplyInitialPartition;
1032       
1033        int mInitialMinObjects;
1034        float mInitialMaxAreaRatio;
1035        float mInitialMinArea;
1036};
1037
1038}
1039
1040#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.