source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/GvsPreprocessor.cpp @ 2728

Revision 2728, 44.6 KB checked in by mattausch, 16 years ago (diff)
  • Property svn:executable set to *
Line 
1#include "Environment.h"
2#include "GvsPreprocessor.h"
3#include "GlRenderer.h"
4#include "VssRay.h"
5#include "ViewCellsManager.h"
6#include "Triangle3.h"
7#include "IntersectableWrapper.h"
8#include "Plane3.h"
9#include "RayCaster.h"
10#include "Exporter.h"
11#include "SamplingStrategy.h"
12#include "BvHierarchy.h"
13#include "Polygon3.h"
14#include "IntersectableWrapper.h"
15#include "Timer/PerfTimer.h"
16
17
18namespace GtpVisibilityPreprocessor
19{
20 
21#define GVS_DEBUG 0
22#define NOT_ACCOUNTED_OBJECT 0
23#define ACCOUNTED_OBJECT 2
24
25
26static const float MIN_DIST = 0.001f;
27
28static ObjectContainer myobjects;
29static int sInvalidSamples = 0;
30
31///////////
32//-- timers
33
34
35static PerfTimer rayTimer;
36static PerfTimer kdPvsTimer;
37static PerfTimer gvsTimer;
38static PerfTimer initialTimer;
39static PerfTimer intersectionTimer;
40static PerfTimer preparationTimer;
41static PerfTimer mainLoopTimer;
42static PerfTimer contributionTimer;
43static PerfTimer castTimer;
44static PerfTimer generationTimer;
45
46
47/////////////////////
48
49
50/** Visualization structure for the GVS algorithm.
51*/
52struct VizStruct
53{
54        Polygon3 *enlargedTriangle;
55        Triangle3 originalTriangle;
56        VssRay *ray;
57};
58
59static vector<VizStruct> vizContainer;
60
61
62
63
64GvsPreprocessor::GvsPreprocessor():
65Preprocessor(),
66mProcessedViewCells(0),
67mCurrentViewCell(NULL),
68mCurrentViewPoint(Vector3(0.0f, 0.0f, 0.0f)),
69mOnlyRandomSampling(false)
70//mOnlyRandomSampling(true)
71{
72        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("GvsPreprocessor.totalSamples", mTotalSamples);
73        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("GvsPreprocessor.initialSamples", mInitialSamples);
74        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("GvsPreprocessor.gvsSamplesPerPass", mGvsSamplesPerPass);
75        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("GvsPreprocessor.minContribution", mMinContribution);
76        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("GvsPreprocessor.epsilon", mEps);
77        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("GvsPreprocessor.threshold", mThreshold);   
78        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("GvsPreprocessor.perViewCell", mPerViewCell);
79        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("GvsPreprocessor.maxViewCells", mMaxViewCells);
80
81        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.evaluatePixelError", mEvaluatePixelError);
82
83        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.useKdPvs", mUseKdPvs);
84
85
86        char gvsStatsLog[100];
87        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("GvsPreprocessor.stats", gvsStatsLog);
88        mGvsStatsStream.open(gvsStatsLog);
89
90        cout << "number of gvs samples per pass: " << mGvsSamplesPerPass << endl;
91        cout << "number of samples per pass: " << mSamplesPerPass << endl;
92        cout << "only random sampling: " << mOnlyRandomSampling << endl;
93
94        Debug << "Gvs preprocessor options" << endl;
95        Debug << "number of total samples: " << mTotalSamples << endl;
96        Debug << "number of initial samples: " << mInitialSamples << endl;
97        Debug << "threshold: " << mThreshold << endl;
98        Debug << "epsilon: " << mEps << endl;
99        Debug << "stats: " << gvsStatsLog << endl;
100        Debug << "per view cell: " << mPerViewCell << endl;
101        Debug << "max view cells: " << mMaxViewCells << endl;
102        Debug << "min contribution: " << mMinContribution << endl;
103
104        mDistribution = new ViewCellBasedDistribution(*this, NULL);
105
106        mGvsStats.Reset();
107
108        // hack: some generic statistical values that can be used
109        // by an application using the preprocessor
110        for (int i = 0; i < 2; ++ i)
111                mGenericStats[i] = 0;
112}
113
114
115GvsPreprocessor::~GvsPreprocessor()
116{
117        delete mDistribution;
118        ClearRayQueue();
119}
120
121
122void GvsPreprocessor::ClearRayQueue()
123{
124        // clean ray queue
125        while (!mRayQueue.empty())
126        {
127                // handle next ray
128                VssRay *ray = mRayQueue.top();
129                mRayQueue.pop();
130
131                // note: deletion of the ray is handled by ray pool
132        }
133}
134
135
136ViewCell *GvsPreprocessor::NextViewCell()
137{
138        if (mProcessedViewCells == (int)mViewCells.size())
139                return NULL; // no more view cells
140
141        ViewCell *vc = mViewCells[mProcessedViewCells];
142
143   if (!vc->GetMesh())
144                mViewCellsManager->CreateMesh(vc);
145
146        mGvsStats.mViewCellId = vc->GetId();
147
148        Debug << "vc: " << vc->GetId() << endl;
149
150        ++ mProcessedViewCells;
151   
152        return vc;
153}
154
155
156int GvsPreprocessor::CheckDiscontinuity(const VssRay &currentRay,
157                                                                                const Triangle3 &hitTriangle,
158                                                                                const VssRay &oldRay)
159{
160        // the predicted hitpoint: we expect to hit the same mesh again
161        const Vector3 predictedHit = CalcPredictedHitPoint(currentRay, hitTriangle, oldRay);
162
163        const float predictedLen = Magnitude(predictedHit - currentRay.mOrigin);
164        const float len = Magnitude(currentRay.mTermination - currentRay.mOrigin);
165       
166        // distance large => this is likely to be a discontinuity
167        if ((predictedLen - len) > mThreshold)
168        // q: rather use relative distance?
169        //if ((predictedLen / len) > mThreshold)
170        {
171#if 0
172                // apply reverse sampling to find the gap
173                VssRay *newRay = ReverseSampling(currentRay, hitTriangle, oldRay);
174
175                // check if reverse sampling was successful
176                if (newRay)
177                {
178                        // set flag for visualization
179                        if (0) newRay->mFlags |= VssRay::ReverseSample;
180               
181                        rayTimer.Entry();
182                        // check if ray can be processed further
183                        // note: ray deletion handled by ray pool)
184                        HandleRay(newRay);
185                        rayTimer.Exit();
186
187                        return 1;
188                }
189#else
190                static VssRayContainer reverseRays;
191                reverseRays.clear();
192
193                // apply reverse sampling to find the gap
194                ReverseSampling2(currentRay, hitTriangle, oldRay, reverseRays);
195
196                rayTimer.Entry();
197
198                int castRays = 0;
199                // check if reverse sampling was successful
200                for (size_t i = 0; i < reverseRays.size(); ++ i)
201                {
202                        // check if ray can be processed further
203                        // note: ray deletion handled by ray pool)
204                        if (reverseRays[i])
205                        {
206                                ++ castRays;
207                                HandleRay(reverseRays[i]);
208                        }
209                }
210               
211                rayTimer.Exit();
212
213                return castRays;
214
215#endif
216        }
217
218        return 0;
219}
220
221
222int GvsPreprocessor::CountObject(Intersectable *triObj)
223{
224        int numObjects = 0;
225
226        if ((triObj->mCounter != (NOT_ACCOUNTED_OBJECT + 1)) &&
227                (triObj->mCounter != (ACCOUNTED_OBJECT + 1)))
228        {
229                ++ triObj->mCounter;
230                ++ numObjects;
231        }
232
233        mGenericStats[1] += numObjects;
234
235        return numObjects;
236}
237
238
239void GvsPreprocessor::UpdateStatsForVisualization(KdIntersectable *kdInt)
240{
241        int numObj = 0;
242
243        // count new objects in pvs due to kd node conversion   
244        myobjects.clear();
245        // also gather duplicates to avoid mailing
246        mKdTree->CollectObjectsWithDublicates(kdInt->GetItem(), myobjects);
247
248        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = myobjects.end();
249
250        for (oit = myobjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
251                numObj += CountObject(*oit);
252
253        mViewCellsManager->UpdateStatsForViewCell(mCurrentViewCell, kdInt, numObj);
254}       
255
256
257void GvsPreprocessor::AddKdNodeToPvs(const Vector3 &termination)
258{
259        kdPvsTimer.Entry();
260
261        // exchange the triangle with the node in the pvs for kd pvs
262        KdNode *node = mKdTree->GetPvsNode(termination);
263
264        //KdNode *node = mKdTree->GetPvsNodeCheck(ray.mTermination, obj);
265        //if (!node) cerr << "e " << obj->GetBox() << " " << ray.mTermination << endl; else
266        if (!node->Mailed())
267        {
268                // add to pvs
269                node->Mail();
270                KdIntersectable *kdInt = mKdTree->GetOrCreateKdIntersectable(node);
271                mCurrentViewCell->GetPvs().AddSampleDirty(kdInt, 1.0f);
272
273                if (QT_VISUALIZATION_SHOWN) UpdateStatsForVisualization(kdInt);
274        }
275
276        kdPvsTimer.Exit();
277}
278
279
280bool GvsPreprocessor::HasContribution(VssRay &ray)
281{
282        if (!ray.mTerminationObject)
283                return false;
284
285        contributionTimer.Entry();
286
287        bool result;
288
289        if (!mPerViewCell)
290        {
291                // store the rays + the intersected view cells
292                const bool storeViewCells = false;
293
294                mViewCellsManager->ComputeSampleContribution(ray,
295                                                                                                         true,
296                                                                                                         storeViewCells,
297                                                                                                         true);
298
299                result = ray.mPvsContribution > 0;
300        }
301        else // original per view cell gvs
302        {
303                // test if triangle was accounted for yet
304                result = AddTriangleObject(ray.mTerminationObject);
305               
306                if (mUseKdPvs)
307                        AddKdNodeToPvs(ray.mTermination);
308        }
309
310        contributionTimer.Exit();
311
312        return result;
313}
314
315
316bool GvsPreprocessor::HandleRay(VssRay *vssRay)
317{
318        if (!HasContribution(*vssRay))
319                return false;
320
321        if (0 && GVS_DEBUG)
322                mVssRays.push_back(new VssRay(*vssRay));
323
324        // add new ray to ray queue
325        mRayQueue.push(vssRay);
326
327        ++ mGvsStats.mTotalContribution;
328
329        return true;
330}
331
332
333/** Creates 3 new vertices for triangle vertex with specified index.
334*/
335void GvsPreprocessor::CreateDisplacedVertices(VertexContainer &vertices,
336                                                                                          const Triangle3 &hitTriangle,
337                                                                                          const VssRay &ray,
338                                                                                          const int index) const
339{
340        const int indexU = (index + 1) % 3;
341        const int indexL = (index == 0) ? 2 : index - 1;
342
343        const Vector3 a = hitTriangle.mVertices[index] - ray.GetOrigin();
344        const Vector3 b = hitTriangle.mVertices[indexU] - hitTriangle.mVertices[index];
345        const Vector3 c = hitTriangle.mVertices[index] - hitTriangle.mVertices[indexL];
346       
347        const float len = Magnitude(a);
348       
349        const Vector3 dir1 = Normalize(CrossProd(a, b)); //N((pi-xp)×(pi+1- pi));
350        const Vector3 dir2 = Normalize(CrossProd(a, c)); // N((pi-xp)×(pi- pi-1))
351        const Vector3 dir3 = DotProd(dir2, dir1) > 0 ? // N((pi-xp)×di,i-1+di,i+1×(pi-xp))
352                Normalize(dir2 + dir1) : Normalize(CrossProd(a, dir1) + CrossProd(dir2, a));
353
354        // compute the new three hit points
355        // pi, i + 1:  pi+ e·|pi-xp|·di, j
356        const Vector3 pt1 = hitTriangle.mVertices[index] + mEps * len * dir1;
357        // pi, i - 1:  pi+ e·|pi-xp|·di, j
358    const Vector3 pt2 = hitTriangle.mVertices[index] + mEps * len * dir2;
359        // pi, i:  pi+ e·|pi-xp|·di, j
360        const Vector3 pt3 = hitTriangle.mVertices[index] + mEps * len * dir3;
361       
362        vertices.push_back(pt2);
363        vertices.push_back(pt3);
364        vertices.push_back(pt1);
365}
366
367
368void GvsPreprocessor::EnlargeTriangle(VertexContainer &vertices,
369                                                                          const Triangle3 &hitTriangle,
370                                                                          const VssRay &ray) const
371{
372        CreateDisplacedVertices(vertices, hitTriangle, ray, 0);
373        CreateDisplacedVertices(vertices, hitTriangle, ray, 1);
374        CreateDisplacedVertices(vertices, hitTriangle, ray, 2);
375}
376
377
378Vector3 GvsPreprocessor::CalcPredictedHitPoint(const VssRay &newRay,
379                                                                                           const Triangle3 &hitTriangle,
380                                                                                           const VssRay &oldRay) const
381{
382        // find the intersection of the plane induced by the
383        // hit triangle with the new ray
384        Plane3 plane(hitTriangle.GetNormal(), hitTriangle.mVertices[0]);
385
386        const Vector3 hitPt =
387                plane.FindIntersection(newRay.mTermination, newRay.mOrigin);
388       
389        return hitPt;
390}
391
392
393static bool EqualVisibility(const VssRay &a, const VssRay &b)
394{
395        return a.mTerminationObject == b.mTerminationObject;
396}
397
398
399int GvsPreprocessor::SubdivideEdge(const Triangle3 &hitTriangle,
400                                                                   const Vector3 &p1,
401                                                                   const Vector3 &p2,
402                                                                   const VssRay &ray1,
403                                                                   const VssRay &ray2,
404                                                                   const VssRay &oldRay)
405{
406        //cout <<"y"<<Magnitude(p1 - p2) << " ";
407        int castRays = 0;
408
409        // cast reverse rays if necessary
410        castRays += CheckDiscontinuity(ray1, hitTriangle, oldRay);
411        castRays += CheckDiscontinuity(ray2, hitTriangle, oldRay);
412
413        if (EqualVisibility(ray1, ray2) || (SqrMagnitude(p1 - p2) <= MIN_DIST))
414        {
415                return castRays;
416        }
417       
418        // the new subdivision point
419        const Vector3 p = (p1 + p2) * 0.5f;
420        //cout << "p: " << p << " " << p1 << " " << p2 << endl;
421
422        SimpleRay sray(oldRay.mOrigin, p - oldRay.mOrigin, SamplingStrategy::GVS, 1.0f);
423
424#if 1
425        castTimer.Entry();
426        // cast single ray to check if a triangle was missed
427        // note: not efficient!!
428        VssRay *newRay = mRayCaster->CastRay(sray, mViewCellsManager->GetViewSpaceBox(), !mPerViewCell);
429        castTimer.Exit();
430        ++ castRays;
431
432        // this ray will not be further processed
433        // note: ray deletion is handled by ray pool
434        if (!newRay) return castRays;
435
436        rayTimer.Entry();
437
438        // new triangle discovered? => add new ray to queue
439        HandleRay(newRay);
440
441        rayTimer.Exit();
442
443#else
444
445        // cast ray into the new point
446        static SimpleRayContainer importanceRays;
447        importanceRays.clear();
448
449        generationTimer.Entry();
450
451       
452        importanceRays.push_back(sray);
453
454        const int numRandomRays = 15;
455
456        GenerateJitteredRays(importanceRays, sray, numRandomRays, 0);
457        GenerateRays(numRandomRays, *mDistribution, importanceRays, sInvalidSamples);
458
459        generationTimer.Exit();
460       
461        // for the original implementation we don't cast double rays
462        const bool castDoubleRays = !mPerViewCell;
463        // cannot prune invalid rays because we have to compare adjacent rays
464        const bool pruneInvalidRays = false;
465
466        static VssRayContainer vssRays;
467        vssRays.clear();
468
469        castTimer.Entry();
470        CastRays(importanceRays, vssRays, castDoubleRays, pruneInvalidRays);
471        castTimer.Exit();
472
473        castRays += (int)vssRays.size();
474
475        VssRay *newRay = vssRays.empty() ? NULL : vssRays[0];
476
477        // new triangle discovered? => add new ray to queue
478        rayTimer.Entry();
479        for (size_t i = 0; i < vssRays.size(); ++ i)
480        {
481                if (vssRays[i])
482                        HandleRay(vssRays[i]);
483        }
484
485        rayTimer.Exit();
486
487        // this ray will not be further processed
488        // note: ray deletion is handled by ray pool
489        if (!newRay) return castRays;
490#endif
491
492        //newRay->mFlags |= VssRay::BorderSample;
493
494        // subdivide further
495        castRays += SubdivideEdge(hitTriangle, p1, p, ray1, *newRay, oldRay);
496        castRays += SubdivideEdge(hitTriangle, p, p2, *newRay, ray2, oldRay);
497       
498        return castRays;
499}
500
501
502int GvsPreprocessor::AdaptiveBorderSampling(const VssRay &currentRay)
503{
504        Intersectable *tObj = currentRay.mTerminationObject;
505
506        // question matt: can this be possible?
507        if (!tObj) return 0;
508
509        Triangle3 hitTriangle;
510
511        // other types not implemented yet
512        if (tObj->Type() == Intersectable::TRIANGLE_INTERSECTABLE)
513                hitTriangle = static_cast<TriangleIntersectable *>(tObj)->GetItem();
514        else
515                cout << "border sampling: " << Intersectable::GetTypeName(tObj) << " not yet implemented" << endl;
516
517        //cout << "type: " << Intersectable::GetTypeName(tObj) << endl;
518
519        VertexContainer enlargedTriangle;
520       
521        /// create 3 new hit points for each vertex
522        EnlargeTriangle(enlargedTriangle, hitTriangle, currentRay);
523       
524        /// create rays from sample points and handle them
525        static SimpleRayContainer simpleRays;
526        simpleRays.clear();
527        //simpleRays.reserve(9);
528
529        VertexContainer::const_iterator vit, vit_end = enlargedTriangle.end();
530
531        for (vit = enlargedTriangle.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
532        {
533                const Vector3 rayDir = (*vit) - currentRay.GetOrigin();
534
535                SimpleRay sr(currentRay.GetOrigin(), rayDir, SamplingStrategy::GVS, 1.0f);
536                simpleRays.AddRay(sr); 
537        }
538
539        if (0)
540        {
541                // visualize enlarged triangles
542                VizStruct dummy;
543                dummy.enlargedTriangle = new Polygon3(enlargedTriangle);
544                dummy.originalTriangle = hitTriangle;
545                vizContainer.push_back(dummy);
546        }
547
548       
549        //////////
550        //-- fill up simple rays with random rays so we can cast 16 rays at a time
551
552        const int numRandomRays = 16 - (int)simpleRays.size();
553        SimpleRay mainRay = SimpleRay(currentRay.GetOrigin(), currentRay.GetNormalizedDir(), SamplingStrategy::GVS, 1.0f);
554
555        GenerateJitteredRays(simpleRays, mainRay, numRandomRays, 0);
556        //GenerateRays(numRandomRays, *mDistribution, simpleRays, sInvalidSamples);
557
558
559        /////////////////////
560        //-- cast rays to vertices and determine visibility
561       
562        VssRayContainer vssRays;
563
564        // for the original implementation we don't cast double rays
565        const bool castDoubleRays = !mPerViewCell;
566        // cannot prune invalid rays because we have to compare adjacent rays
567        const bool pruneInvalidRays = false;
568
569        castTimer.Entry();
570        CastRays(simpleRays, vssRays, castDoubleRays, pruneInvalidRays);
571        castTimer.Exit();
572
573        const int numBorderSamples = (int)vssRays.size() - numRandomRays;
574        int castRays = (int)simpleRays.size();
575
576        // handle cast rays
577        EnqueueRays(vssRays);
578       
579#if 0
580        // set flags
581        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = vssRays.end();
582        for (rit = vssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit, ++ i)
583                (*rit)->mFlags |= VssRay::BorderSample;
584#endif
585
586
587    // recursivly subdivide each edge
588        for (int i = 0; i < numBorderSamples; ++ i)
589        {
590                castRays += SubdivideEdge(hitTriangle,
591                                                                  enlargedTriangle[i],
592                                                                  enlargedTriangle[(i + 1) % numBorderSamples],
593                                                                  *vssRays[i],
594                                                                  *vssRays[(i + 1) % numBorderSamples],
595                                                                  currentRay);
596        }
597       
598        mGvsStats.mBorderSamples += castRays;
599       
600        return castRays;
601}
602
603
604bool GvsPreprocessor::GetPassingPoint(const VssRay &currentRay,
605                                                                          const Triangle3 &occluder,
606                                                                          const VssRay &oldRay,
607                                                                          Vector3 &newPoint) const
608{
609        //-- The plane p = (xp, hit(x), hit(xold)) is intersected
610        //-- with the newly found occluder (xold is the previous ray from
611        //-- which x was generated). On the intersecting line, we select a point
612        //-- pnew which lies just outside of the new triangle so the ray
613        //-- just passes through the gap
614
615        const Plane3 plane(currentRay.GetOrigin(),
616                                           currentRay.GetTermination(),
617                                           oldRay.GetTermination());
618       
619        Vector3 pt1, pt2;
620
621        const bool intersects = occluder.GetPlaneIntersection(plane, pt1, pt2);
622
623        if (!intersects)
624        {
625                //cerr << "big error!! no intersection " << pt1 << " " << pt2 << endl;
626                return false;
627        }
628
629        // get the intersection point on the old ray
630        const Plane3 triPlane(occluder.GetNormal(), occluder.mVertices[0]);
631
632        const float t = triPlane.FindT(oldRay.mOrigin, oldRay.mTermination);
633        const Vector3 pt3 = oldRay.mOrigin + t * (oldRay.mTermination - oldRay.mOrigin);
634
635        // evaluate new hitpoint just outside the triangle
636        // the point is chosen to be on the side closer to the original ray
637        if (Distance(pt1, pt3) < Distance(pt2, pt3))
638                newPoint = pt1 + mEps * (pt1 - pt2);
639        else
640                newPoint = pt2 + mEps * (pt2 - pt1);
641
642        //cout << "passing point: " << newPoint << endl << endl;
643        return true;
644}
645
646
647VssRay *GvsPreprocessor::ReverseSampling(const VssRay &currentRay,
648                                                                                 const Triangle3 &hitTriangle,
649                                                                                 const VssRay &oldRay)
650{
651        // get triangle occluding the path to the hit mesh
652        Triangle3 occluder;
653        Intersectable *tObj = currentRay.mTerminationObject;
654
655        // q: why can this happen?
656        if (!tObj)
657                return NULL;
658
659        // other types not implemented yet
660        if (tObj->Type() == Intersectable::TRIANGLE_INTERSECTABLE)
661                occluder = static_cast<TriangleIntersectable *>(tObj)->GetItem();
662        else
663                cout << "reverse sampling: " << tObj->Type() << " not yet implemented" << endl;
664       
665        // get a point which is passing just outside of the occluder
666    Vector3 newPoint;
667
668        // q: why is there sometimes no intersecton found?
669        if (!GetPassingPoint(currentRay, occluder, oldRay, newPoint))
670                return NULL;
671
672        const Vector3 predicted = CalcPredictedHitPoint(currentRay, hitTriangle, oldRay);
673
674        Vector3 newDir, newOrigin;
675
676        //////////////
677        //-- Construct the mutated ray with xnew,
678        //-- dir = predicted(x)- pnew as direction vector
679
680        newDir = predicted - newPoint;
681
682        // take xnew, p = intersect(viewcell, line(pnew, predicted(x)) as origin ?
683        // difficult to say!!
684        const float offset = 0.5f;
685        newOrigin = newPoint - newDir * offset;
686       
687
688        //////////////
689        //-- for per view cell sampling, we must check for intersection
690        //-- with the current view cell
691
692    if (mPerViewCell)
693        {
694                // send ray to view cell
695                static Ray ray;
696                ray.Clear();
697                ray.Init(newOrigin, -newDir, Ray::LOCAL_RAY);
698               
699                //cout << "z";
700                // check if ray intersects view cell
701                if (!mCurrentViewCell->CastRay(ray))
702                        return NULL;
703
704                Ray::Intersection &hit = ray.intersections[0];
705       
706                //cout << "q";
707                // the ray starts from the view cell
708                newOrigin = ray.Extrap(hit.mT);
709        }
710
711        ++ mGvsStats.mReverseSamples;
712
713        const SimpleRay simpleRay(newOrigin, newDir, SamplingStrategy::GVS, 1.0f);
714
715        VssRay *reverseRay =
716                mRayCaster->CastRay(simpleRay, mViewCellsManager->GetViewSpaceBox(), !mPerViewCell);
717
718        return reverseRay;
719}
720
721
722bool GvsPreprocessor::ReverseSampling2(const VssRay &currentRay,
723                                                                           const Triangle3 &hitTriangle,
724                                                                           const VssRay &oldRay,
725                                                                           VssRayContainer &reverseRays)
726{
727        // get triangle occluding the path to the hit mesh
728        Triangle3 occluder;
729        Intersectable *tObj = currentRay.mTerminationObject;
730
731        // q: why can this happen?
732        if (!tObj)
733                return NULL;
734
735        // other types not implemented yet
736        if (tObj->Type() == Intersectable::TRIANGLE_INTERSECTABLE)
737                occluder = static_cast<TriangleIntersectable *>(tObj)->GetItem();
738        else
739                cout << "reverse sampling: " << tObj->Type() << " not yet implemented" << endl;
740       
741        // get a point which is passing just outside of the occluder
742    Vector3 newPoint;
743
744        // q: why is there sometimes no intersecton found?
745        if (!GetPassingPoint(currentRay, occluder, oldRay, newPoint))
746                return NULL;
747
748        const Vector3 predicted = CalcPredictedHitPoint(currentRay, hitTriangle, oldRay);
749
750        Vector3 newDir, newOrigin;
751
752        //////////////
753        //-- Construct the mutated ray with xnew,
754        //-- dir = predicted(x)- pnew as direction vector
755
756        newDir = predicted - newPoint;
757
758        // take xnew, p = intersect(viewcell, line(pnew, predicted(x)) as origin ?
759        // difficult to say!!
760        const float offset = 0.5f;
761        newOrigin = newPoint - newDir * offset;
762       
763
764        //////////////
765        //-- for per view cell sampling, we must check for intersection
766        //-- with the current view cell
767
768    if (mPerViewCell)
769        {
770                // send ray to view cell
771                static Ray ray;
772
773                ray.Clear();
774                ray.Init(newOrigin, -newDir, Ray::LOCAL_RAY);
775               
776                // check if ray intersects view cell
777                if (!mCurrentViewCell->CastRay(ray))
778                        return NULL;
779
780                Ray::Intersection &hit = ray.intersections[0];
781       
782                // the ray starts from the view cell
783                newOrigin = ray.Extrap(hit.mT);
784        }
785
786        static SimpleRayContainer reverseSimpleRays;
787        reverseSimpleRays.clear();
788
789        SimpleRay mainRay = SimpleRay(newOrigin, newDir, SamplingStrategy::GVS, 1.0f);
790
791        reverseSimpleRays.push_back(mainRay);
792        GenerateJitteredRays(reverseSimpleRays, mainRay, 15, 0);
793
794        castTimer.Entry();
795        CastRays(reverseSimpleRays, reverseRays, false, false);
796        castTimer.Exit();
797
798        mGvsStats.mReverseSamples += (int)reverseRays.size();
799
800        return true;
801}
802
803
804int GvsPreprocessor::CastInitialSamples(int numSamples)
805{       
806        initialTimer.Entry();
807
808        // generate simple rays
809        static SimpleRayContainer simpleRays;
810        simpleRays.clear();
811
812        generationTimer.Entry();
813
814        ViewCellBorderBasedDistribution vcStrat(*this, mCurrentViewCell);
815        GenerateRays(numSamples, *mDistribution, simpleRays, sInvalidSamples);
816
817        generationTimer.Exit();
818
819        // cast generated samples
820        static VssRayContainer samples;
821        samples.clear();
822
823        const bool castDoubleRays = !mPerViewCell;
824        const bool pruneInvalidRays = true;
825       
826#if 0
827        castTimer.Entry();
828
829        CastRays(simpleRays, samples, castDoubleRays, pruneInvalidRays);
830       
831        castTimer.Exit();
832
833#else
834        static SimpleRayContainer jitteredRays;
835
836        for (size_t i = 0; i < simpleRays.size(); ++ i)
837        {
838                SimpleRay mainRay = simpleRays[i];
839               
840                jitteredRays.clear();
841                jitteredRays.push_back(mainRay);
842
843                generationTimer.Entry();
844
845                GenerateJitteredRays(jitteredRays, mainRay, 15, 0);
846
847                generationTimer.Exit();
848                castTimer.Entry();
849
850                CastRays(jitteredRays, samples, castDoubleRays, pruneInvalidRays);
851
852                castTimer.Entry();
853        }
854#endif
855
856        // add to ray queue
857        EnqueueRays(samples);
858
859        initialTimer.Exit();
860
861        return (int)samples.size();
862}
863
864
865void GvsPreprocessor::EnqueueRays(VssRayContainer &samples)
866{
867        rayTimer.Entry();
868
869        // add samples to ray queue
870        VssRayContainer::const_iterator vit, vit_end = samples.end();
871        for (vit = samples.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
872        {
873                VssRay *ray = *vit;
874                HandleRay(ray);
875                // note: deletion of invalid samples handked by ray pool
876        }
877
878        rayTimer.Exit();
879}
880
881
882int GvsPreprocessor::ProcessQueue()
883{
884        gvsTimer.Entry();
885
886        ++ mGvsStats.mGvsRuns;
887
888        int castSamples = 0;
889
890        while (!mRayQueue.empty())
891        {
892                // handle next ray
893                VssRay *ray = mRayQueue.top();
894                mRayQueue.pop();
895               
896                castSamples += AdaptiveBorderSampling(*ray);
897                // note: don't have to delete because handled by ray pool
898        }
899
900        gvsTimer.Exit();
901
902        return castSamples;
903}
904
905
906void ExportVssRays(Exporter *exporter, const VssRayContainer &vssRays)
907{
908        VssRayContainer vcRays, vcRays2, vcRays3;
909
910        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = vssRays.end();
911
912        // prepare some rays for output
913        for (rit = vssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
914        {
915                //const float p = RandomValue(0.0f, (float)vssRays.size());
916
917                if (1)//(p < raysOut)
918                {
919                        if ((*rit)->mFlags & VssRay::BorderSample)
920                                vcRays.push_back(*rit);
921                        else if ((*rit)->mFlags & VssRay::ReverseSample)
922                                vcRays2.push_back(*rit);
923                        else
924                                vcRays3.push_back(*rit);
925                }
926        }
927
928        exporter->ExportRays(vcRays, RgbColor(1, 0, 0));
929        exporter->ExportRays(vcRays2, RgbColor(0, 1, 0));
930        exporter->ExportRays(vcRays3, RgbColor(1, 1, 1));
931}
932
933
934void GvsPreprocessor::VisualizeViewCell(const ObjectContainer &objects)
935{
936    Intersectable::NewMail();
937        Material m;
938       
939        char str[64]; sprintf_s(str, "pass%06d.wrl", mProcessedViewCells);
940
941        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(str);
942        if (!exporter)
943                return;
944
945        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = objects.end();
946
947        for (oit = objects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
948        {
949                Intersectable *intersect = *oit;
950               
951                m = RandomMaterial();
952                exporter->SetForcedMaterial(m);
953                exporter->ExportIntersectable(intersect);
954        }
955
956        cout << "vssrays: " << (int)mVssRays.size() << endl;
957        ExportVssRays(exporter, mVssRays);
958
959
960        /////////////////
961        //-- export view cell geometry
962
963        //exporter->SetWireframe();
964
965        m.mDiffuseColor = RgbColor(0, 1, 0);
966        exporter->SetForcedMaterial(m);
967
968        AxisAlignedBox3 bbox = mCurrentViewCell->GetMesh()->mBox;
969        exporter->ExportBox(bbox);
970        //exporter->SetFilled();
971
972        delete exporter;
973}
974
975
976void GvsPreprocessor::VisualizeViewCells()
977{
978        char str[64]; sprintf(str, "tmp/pass%06d_%04d-", mProcessedViewCells, mPass);
979                       
980        // visualization
981        if (mGvsStats.mPassContribution > 0)
982        {
983                const bool exportRays = true;
984                const bool exportPvs = true;
985
986                mViewCellsManager->ExportSingleViewCells(mObjects,
987                                                                                                 10,
988                                                                                                 false,
989                                                                                                 exportPvs,
990                                                                                                 exportRays,
991                                                                                                 1000,
992                                                                                                 str);
993        }
994
995        // remove pass samples
996        ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = mViewCellsManager->GetViewCells().end();
997
998        for (vit = mViewCellsManager->GetViewCells().begin(); vit != vit_end; ++ vit)
999        {
1000                (*vit)->DelRayRefs();
1001        }
1002}
1003
1004
1005void GvsPreprocessor::CompileViewCellsFromPointList()
1006{
1007        ViewCell::NewMail();
1008
1009        // Receive list of view cells from view cells manager
1010        ViewCellPointsList *vcPoints = mViewCellsManager->GetViewCellPointsList();
1011
1012        vector<ViewCellPoints *>::const_iterator vit, vit_end = vcPoints->end();
1013
1014        for (vit = vcPoints->begin(); vit != vit_end; ++ vit)
1015        {
1016                ViewCellPoints *vp = *vit;
1017
1018                if (vp->first) // view cell  specified
1019                {
1020                        ViewCell *viewCell = vp->first;
1021
1022                        if (!viewCell->Mailed())
1023                        {
1024                                viewCell->Mail();
1025                                mViewCells.push_back(viewCell);
1026
1027                                if (mViewCells.size() >= mMaxViewCells)
1028                                        break;
1029                        }
1030                }
1031                else // no view cell specified => compute view cells using view point
1032                {
1033                        SimpleRayContainer::const_iterator rit, rit_end = vp->second.end();
1034
1035                        for (rit = vp->second.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
1036                        {
1037                                SimpleRay ray = *rit;
1038
1039                                ViewCell *viewCell = mViewCellsManager->GetViewCell(ray.mOrigin);
1040
1041                                if (viewCell && !viewCell->Mailed())
1042                                {
1043                                        viewCell->Mail();
1044                                        mViewCells.push_back(viewCell);
1045
1046                                        if (mViewCells.size() >= mMaxViewCells)
1047                                                break;
1048                                }
1049                        }
1050                }
1051        }
1052}
1053
1054
1055void GvsPreprocessor::CompileViewCellsList()
1056{
1057        if (!mViewCellsManager->GetViewCellPointsList()->empty())
1058        {
1059                cout << "processing view point list" << endl;
1060                CompileViewCellsFromPointList();
1061        }
1062        else
1063        {
1064                ViewCell::NewMail();
1065
1066                while ((int)mViewCells.size() < mMaxViewCells)
1067                {
1068                        const int tries = 10000;
1069                        int i = 0;
1070
1071                        for (i = 0; i < tries; ++ i)
1072                        {
1073                                const int idx = (int)RandomValue(0.0f, (float)mViewCellsManager->GetNumViewCells() - 0.5f);
1074
1075                                ViewCell *viewCell = mViewCellsManager->GetViewCell(idx);
1076
1077                                if (!viewCell->Mailed())
1078                                {
1079                                        viewCell->Mail();
1080                                        break;
1081                                }
1082
1083                                mViewCells.push_back(viewCell);
1084                        }
1085
1086                        if (i == tries)
1087                        {
1088                                cerr << "big error! no view cell found" << endl;
1089                                break;
1090                        }
1091                }
1092        }
1093
1094        cout << "\ncomputing list of " << mViewCells.size() << " view cells" << endl;
1095}
1096
1097
1098void GvsPreprocessor::ComputeViewCellGeometryIntersection()
1099{
1100        intersectionTimer.Entry();
1101
1102        AxisAlignedBox3 box = mCurrentViewCell->GetBox();
1103
1104        int oldTrianglePvs = (int)mTrianglePvs.size();
1105        int newKdObj = 0;
1106
1107        // compute pvs kd nodes that intersect view cell
1108        ObjectContainer kdobjects;
1109
1110        // find intersecting objects not in pvs (i.e., only unmailed)
1111        mKdTree->CollectKdObjects(box, kdobjects);
1112
1113        ObjectContainer pvsKdObjects;
1114
1115        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = kdobjects.end();
1116
1117        for (oit = kdobjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1118        {
1119        KdIntersectable *kdInt = static_cast<KdIntersectable *>(*oit);
1120       
1121                myobjects.clear();
1122                mKdTree->CollectObjectsWithDublicates(kdInt->GetItem(), myobjects);
1123
1124                // account for kd object pvs
1125                bool addkdobj = false;
1126
1127                ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = myobjects.end();
1128
1129                for (oit = myobjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1130                {
1131                        TriangleIntersectable *triObj = static_cast<TriangleIntersectable *>(*oit);
1132             
1133                        // test if the triangle itself intersects
1134                        if (box.Intersects(triObj->GetItem()))
1135                                addkdobj = AddTriangleObject(triObj);
1136                }
1137               
1138                // add node to kd pvs
1139                if (1 && addkdobj)
1140                {
1141                        ++ newKdObj;
1142                        mCurrentViewCell->GetPvs().AddSampleDirty(kdInt, 1.0f);
1143                        //mCurrentViewCell->GetPvs().AddSampleDirtyCheck(kdInt, 1.0f);
1144                        if (QT_VISUALIZATION_SHOWN) UpdateStatsForVisualization(kdInt);
1145                }
1146        }
1147
1148        cout << "added " << (int)mTrianglePvs.size() - oldTrianglePvs << " triangles (" << newKdObj << " objects) by intersection" << endl;
1149
1150        intersectionTimer.Exit();
1151}
1152
1153
1154void GvsPreprocessor::PerViewCellComputation()
1155{
1156        while (mCurrentViewCell = NextViewCell())
1157        {
1158                preparationTimer.Entry();
1159
1160                // hack: reset counters (could be done with a mailing-like approach
1161                ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = mObjects.end();
1162                for (oit = mObjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1163                        (*oit)->mCounter = NOT_ACCOUNTED_OBJECT;
1164
1165                preparationTimer.Exit();
1166
1167                mDistribution->SetViewCell(mCurrentViewCell);
1168
1169        ComputeViewCell();
1170        }
1171}
1172
1173
1174void GvsPreprocessor::PerViewCellComputation2()
1175{
1176        while (1)
1177        {
1178                if (!mRendererWidget)
1179                        continue;
1180
1181        mCurrentViewCell = mViewCellsManager->GetViewCell(mRendererWidget->GetViewPoint());
1182
1183                // no valid view cell or view cell already computed
1184                if (!mCurrentViewCell || !mCurrentViewCell->GetPvs().Empty() || !mRendererWidget->mComputeGVS)
1185                        continue;
1186
1187                mRendererWidget->mComputeGVS = false;
1188                // hack: reset counters
1189                ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = mObjects.end();
1190
1191                for (oit = mObjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1192                        (*oit)->mCounter = NOT_ACCOUNTED_OBJECT;
1193
1194                ComputeViewCell();
1195                ++ mProcessedViewCells;
1196        }
1197}
1198
1199
1200void GvsPreprocessor::StorePvs(const ObjectContainer &objectPvs)
1201{
1202        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = objectPvs.end();
1203
1204        for (oit = objectPvs.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1205        {
1206                mCurrentViewCell->GetPvs().AddSample(*oit, 1);
1207        }
1208}
1209
1210
1211void GvsPreprocessor::UpdatePvs(ViewCell *currentViewCell)
1212{
1213        ObjectPvs newPvs;
1214        BvhLeaf::NewMail();
1215
1216        ObjectPvsIterator pit = currentViewCell->GetPvs().GetIterator();
1217
1218        // output PVS of view cell
1219        while (pit.HasMoreEntries())
1220        {               
1221                Intersectable *intersect = pit.Next();
1222
1223                BvhLeaf *bv = intersect->mBvhLeaf;
1224
1225                if (!bv || bv->Mailed())
1226                        continue;
1227               
1228                bv->Mail();
1229
1230                //m.mDiffuseColor = RgbColor(1, 0, 0);
1231                newPvs.AddSampleDirty(bv, 1.0f);
1232        }
1233
1234        newPvs.SimpleSort();
1235
1236        currentViewCell->SetPvs(newPvs);
1237}
1238
1239 
1240void GvsPreprocessor::GetObjectPvs(ObjectContainer &objectPvs) const
1241{
1242        BvhLeaf::NewMail();
1243
1244        objectPvs.reserve((int)mTrianglePvs.size());
1245
1246        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = mTrianglePvs.end();
1247
1248        for (oit = mTrianglePvs.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1249        {
1250                Intersectable *intersect = *oit;
1251       
1252                BvhLeaf *bv = intersect->mBvhLeaf;
1253
1254                // hack: reset counter
1255                (*oit)->mCounter = NOT_ACCOUNTED_OBJECT;
1256
1257                if (!bv || bv->Mailed())
1258                        continue;
1259
1260                bv->Mail();
1261                objectPvs.push_back(bv);
1262        }
1263}
1264
1265
1266void GvsPreprocessor::GlobalComputation()
1267{
1268        int passSamples = 0;
1269        int randomSamples = 0;
1270        int gvsSamples = 0;
1271        int oldContribution = 0;
1272
1273        while (mGvsStats.mTotalSamples < mTotalSamples)
1274        {
1275                mRayCaster->InitPass();
1276
1277                int newRandomSamples, newGvsSamples;
1278
1279                // Ray queue empty =>
1280                // cast a number of uniform samples to fill ray queue
1281                newRandomSamples = CastInitialSamples(mInitialSamples);
1282               
1283                if (!mOnlyRandomSampling)
1284                        newGvsSamples = ProcessQueue();
1285
1286                passSamples += newRandomSamples + newGvsSamples;
1287                mGvsStats.mTotalSamples += newRandomSamples + newGvsSamples;
1288
1289                mGvsStats.mRandomSamples += newRandomSamples;
1290                mGvsStats.mGvsSamples += newGvsSamples;
1291
1292
1293                if (passSamples % (mGvsSamplesPerPass + 1) == mGvsSamplesPerPass)
1294                {
1295                        ++ mPass;
1296
1297                        mGvsStats.mPassContribution = mGvsStats.mTotalContribution - oldContribution;
1298                       
1299                        ////////
1300                        //-- stats
1301
1302                        //cout << "\nPass " << mPass << " #samples: " << mGvsStats.mTotalSamples << " of " << mTotalSamples << endl;
1303                        mGvsStats.mPass = mPass;
1304                        mGvsStats.Stop();
1305                        mGvsStats.Print(mGvsStatsStream);
1306
1307                        // reset
1308                        oldContribution = mGvsStats.mTotalContribution;
1309                        mGvsStats.mPassContribution = 0;
1310                        passSamples = 0;
1311
1312                        if (GVS_DEBUG)
1313                                VisualizeViewCells();
1314                }
1315        }
1316}
1317
1318
1319bool GvsPreprocessor::ComputeVisibility()
1320{
1321        cout << "Gvs Preprocessor started\n" << flush;
1322        const long startTime = GetTime();
1323
1324        //Randomize(0);
1325        mGvsStats.Reset();
1326        mGvsStats.Start();
1327
1328        if (!mLoadViewCells)
1329        {       
1330                /// construct the view cells from the scratch
1331                ConstructViewCells();
1332                // reset pvs already gathered during view cells construction
1333                mViewCellsManager->ResetPvs();
1334                cout << "finished view cell construction" << endl;
1335        }
1336
1337        if (mPerViewCell)
1338        {
1339#if 1
1340                // provide list of view cells to compute
1341                CompileViewCellsList();
1342
1343                // start per view cell gvs
1344                PerViewCellComputation();
1345#else
1346                PerViewCellComputation2();
1347
1348#endif
1349        }
1350        else
1351        {
1352                GlobalComputation();
1353        }
1354
1355        cout << "cast " << mGvsStats.mTotalSamples / (1e3f * TimeDiff(startTime, GetTime())) << "M single rays/s" << endl;
1356
1357        if (GVS_DEBUG)
1358        {
1359                Visualize();
1360                CLEAR_CONTAINER(mVssRays);
1361        }
1362       
1363        // export the preprocessed information to a file
1364        if (0 && mExportVisibility)
1365        {
1366                ExportPreprocessedData(mVisibilityFileName);
1367        }
1368       
1369        // compute the pixel error of this visibility solution
1370        if (mEvaluatePixelError)
1371        {
1372                ComputeRenderError();
1373        }
1374
1375        return true;
1376}
1377
1378
1379void GvsPreprocessor::DeterminePvsObjects(VssRayContainer &rays)
1380{
1381        // store triangle directly
1382        mViewCellsManager->DeterminePvsObjects(rays, true);
1383}
1384
1385
1386void GvsPreprocessor::Visualize()
1387{
1388        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("gvs.wrl");
1389
1390        if (!exporter)
1391                return;
1392       
1393        vector<VizStruct>::const_iterator vit, vit_end = vizContainer.end();
1394       
1395        for (vit = vizContainer.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
1396        {
1397                exporter->SetWireframe();
1398                exporter->ExportPolygon((*vit).enlargedTriangle);
1399                //Material m;
1400                exporter->SetFilled();
1401                Polygon3 poly = Polygon3((*vit).originalTriangle);
1402                exporter->ExportPolygon(&poly);
1403        }
1404
1405        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = mVssRays.end();
1406
1407        for (rit = mVssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
1408        {
1409                Intersectable *obj = (*rit)->mTerminationObject;
1410                exporter->ExportIntersectable(obj);
1411        }
1412
1413        ExportVssRays(exporter, mVssRays);
1414       
1415        delete exporter;
1416}
1417
1418
1419void GvsStatistics::Print(ostream &app) const
1420{
1421        app << "#ViewCells\n" << mViewCells << endl;
1422        app << "#Id\n" << mViewCellId << endl;
1423        app << "#Time\n" << mTimePerViewCell << endl;;
1424        app << "#TriPvs\n" << mTrianglePvs << endl;
1425        app << "#ObjectPvs\n" << mPerViewCellPvs << endl;
1426        app << "#UpdatedPvs\n" << (int)mPvsCost << endl;
1427
1428        app << "#PerViewCellSamples\n" << mPerViewCellSamples << endl;
1429        app << "#RaysPerSec\n" << RaysPerSec() << endl;
1430       
1431        app << "#TotalPvs\n" << mTotalPvs << endl;
1432        app << "#TotalTime\n" << mTotalTime << endl;
1433        app << "#TotalSamples\n" << mTotalSamples << endl;
1434
1435        app << "#AvgPvs: " << mPvsCost / mViewCells << endl;
1436        app << "#TotalTrianglePvs\n" << mTotalTrianglePvs << endl;
1437       
1438        if (0)
1439        {
1440                app << "#ReverseSamples\n" << mReverseSamples << endl;
1441                app << "#BorderSamples\n" << mBorderSamples << endl;
1442
1443                app << "#Pass\n" << mPass << endl;
1444                app << "#ScDiff\n" << mPassContribution << endl;
1445                app << "#GvsRuns\n" << mGvsRuns << endl;       
1446
1447                app     << "#SamplesContri\n" << mTotalContribution << endl;
1448        }
1449
1450        app << endl;
1451}
1452
1453
1454void GvsPreprocessor::ComputeViewCell()
1455{
1456        const long startTime = GetTime();
1457
1458        // initialise
1459        mGvsStats.mPerViewCellSamples = 0;
1460
1461        int oldContribution = 0;
1462        int passSamples = 0;
1463
1464        for (int i = 0; i < 2; ++ i)
1465                mGenericStats[i] = 0;
1466
1467        mTrianglePvs.clear();
1468
1469
1470        // hack: take bounding box of view cell as view cell bounds
1471        mCurrentViewCell->GetMesh()->ComputeBoundingBox();
1472
1473        // use mailing for kd node pvs
1474        KdNode::NewMail();
1475
1476        cout << "\n***********************\n"
1477                << "computing view cell " << mProcessedViewCells
1478                << " (id: " << mCurrentViewCell->GetId() << ")" << endl;
1479        cout << "bb: " << mCurrentViewCell->GetBox() << endl;
1480
1481        mainLoopTimer.Entry();
1482
1483        while (1)
1484        {
1485                sInvalidSamples = 0;
1486                int oldPvsSize = mCurrentViewCell->GetPvs().GetSize();
1487               
1488                mRayCaster->InitPass();
1489
1490                int newRandomSamples, newGvsSamples, newSamples;
1491
1492                // Ray queue empty =>
1493                // cast a number of uniform samples to fill ray queue
1494                newRandomSamples = CastInitialSamples(mInitialSamples);
1495               
1496                if (!mOnlyRandomSampling)
1497                        newGvsSamples = ProcessQueue();
1498
1499                newSamples = newRandomSamples + newGvsSamples;
1500
1501                passSamples += newSamples;
1502                mGvsStats.mPerViewCellSamples += newSamples;
1503
1504                mGvsStats.mRandomSamples += newRandomSamples;
1505                mGvsStats.mGvsSamples += newGvsSamples;
1506
1507
1508                if (passSamples >= mGvsSamplesPerPass)
1509                {
1510                        if (GVS_DEBUG) VisualizeViewCell(mTrianglePvs);
1511
1512                        //const bool convertPerPass = true;
1513                        const bool convertPerPass = false;
1514
1515                        if (convertPerPass)
1516                        {       
1517                                int newObjects = ConvertObjectPvs();
1518
1519                                cout << "added " << newObjects << " triangles to triangle pvs" << endl;
1520                                mGvsStats.mTotalContribution += newObjects;
1521                        }
1522
1523                        ++ mPass;
1524                        mGvsStats.mPassContribution = mGvsStats.mTotalContribution - oldContribution;
1525
1526
1527                        ////////
1528                        //-- stats
1529
1530                        mGvsStats.mPass = mPass;
1531
1532                        cout << "\nPass " << mPass << " #samples: " << mGvsStats.mPerViewCellSamples << endl;
1533                        cout << "contribution=" << mGvsStats.mPassContribution << " (of " << mMinContribution << ")" << endl;
1534                        cout << "obj contri=" << mCurrentViewCell->GetPvs().GetSize() - oldPvsSize << " (of " << mMinContribution << ")" << endl;
1535
1536                        // termination criterium
1537                        if (mGvsStats.mPassContribution < mMinContribution)
1538                                break;
1539
1540                        // reset stats
1541                        oldContribution = mGvsStats.mTotalContribution;
1542                        mGvsStats.mPassContribution = 0;
1543                        passSamples = 0;
1544                }
1545        }
1546       
1547        mainLoopTimer.Exit();
1548
1549        // at last compute objects that directly intersect view cell
1550        ComputeViewCellGeometryIntersection();
1551               
1552
1553        ////////
1554        //-- stats
1555
1556        // timing
1557        mGvsStats.mTimePerViewCell = TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3f;
1558
1559        ComputeStats();
1560}
1561
1562
1563void GvsPreprocessor::ComputeStats()
1564{
1565        // compute pvs size using larger (bvh objects)
1566        // note: for kd pvs we had to do this during gvs computation
1567        if (!mUseKdPvs)
1568        {
1569                ObjectContainer objectPvs;
1570
1571                // optain object pvs
1572                GetObjectPvs(objectPvs);
1573
1574                // add pvs
1575                ObjectContainer::const_iterator it, it_end = objectPvs.end();
1576
1577                for (it = objectPvs.begin(); it != it_end; ++ it)
1578                {
1579                        mCurrentViewCell->GetPvs().AddSampleDirty(*it, 1.0f);
1580                }
1581
1582                cout << "triangle pvs of " << (int)mTrianglePvs.size()
1583                        << " was converted to object pvs of " << (int)objectPvs.size() << endl;
1584
1585                mGvsStats.mPerViewCellPvs = (int)objectPvs.size();
1586                mGvsStats.mPvsCost = 0; // todo objectPvs.EvalPvsCost();
1587        }
1588        else
1589        {
1590                 if (0) // compute pvs kd nodes that intersect view cell
1591                 {
1592                         ObjectContainer mykdobjects;
1593
1594                         // extract kd pvs
1595                         ObjectContainer::const_iterator it, it_end = mTrianglePvs.end();
1596
1597                         for (it = mTrianglePvs.begin(); it != it_end; ++ it)
1598                         {
1599                                 Intersectable *obj = *it;
1600                                 // find intersecting objects not yet in pvs (i.e., only unmailed)
1601                                 mKdTree->CollectKdObjects(obj->GetBox(), mykdobjects);
1602                         }
1603
1604                         // add pvs
1605                         it_end = mykdobjects.end();
1606
1607                         for (it = mykdobjects.begin(); it != it_end; ++ it)
1608                         {
1609                                 mCurrentViewCell->GetPvs().AddSampleDirty(*it, 1.0f);
1610                         }
1611                 
1612                         cout << "added " << (int)mykdobjects.size() << " new objects " << endl;
1613                 }
1614
1615                 mGvsStats.mPerViewCellPvs = mCurrentViewCell->GetPvs().GetSize();
1616                 mGvsStats.mPvsCost = mCurrentViewCell->GetPvs().EvalPvsCost();
1617
1618        }
1619
1620        mGvsStats.mTrianglePvs = (int)mTrianglePvs.size();
1621
1622
1623        ////////////////
1624        // global values
1625
1626        mGvsStats.mViewCells = mProcessedViewCells;
1627        mGvsStats.mTotalTrianglePvs += mGvsStats.mTrianglePvs;
1628        mGvsStats.mTotalTime += mGvsStats.mTimePerViewCell;
1629    mGvsStats.mTotalPvs += mGvsStats.mPerViewCellPvs;
1630        mGvsStats.mTotalSamples += mGvsStats.mPerViewCellSamples;
1631
1632        cout << "id: " << mCurrentViewCell->GetId() << " pvs cost: "
1633             << mGvsStats.mPvsCost << " pvs tri: " << mTrianglePvs.size() << endl;
1634
1635        //cout << "invalid samples ratio: " << (float)sInvalidSamples / mGvsStats.mPerViewCellSamples << endl;
1636
1637        float rayTime = rayTimer.TotalTime();
1638        float kdPvsTime = kdPvsTimer.TotalTime();
1639        float gvsTime = gvsTimer.TotalTime();
1640        float initialTime = initialTimer.TotalTime();
1641        float intersectionTime = intersectionTimer.TotalTime();
1642        float preparationTime = preparationTimer.TotalTime();
1643        float mainLoopTime = mainLoopTimer.TotalTime();
1644        float contributionTime = contributionTimer.TotalTime();
1645        float castTime = castTimer.TotalTime();
1646        float generationTime = generationTimer.TotalTime();
1647
1648        cout << "handleRay              : " << rayTime << endl;
1649        cout << "kd pvs                 : " << kdPvsTime << endl;
1650        cout << "gvs sampling           : " << gvsTime << endl;
1651        cout << "initial sampling       : " << initialTime << endl;
1652        cout << "view cell intersection : " << intersectionTime << endl;
1653        cout << "preparation            : " << preparationTime << endl;
1654        cout << "main loop              : " << mainLoopTime << endl;
1655        cout << "has contribution       : " << contributionTime << endl;
1656        cout << "cast time              : " << castTime << endl;
1657        cout << "generation time       : " << generationTime << endl;
1658
1659        float randomRaysPerSec = mGvsStats.mRandomSamples / (1e6f * initialTime);
1660        float gvsRaysPerSec = mGvsStats.mGvsSamples / (1e6f * gvsTime);
1661
1662        cout << "cast " << randomRaysPerSec << " M random rays/s: " << endl;
1663        cout << "cast " << gvsRaysPerSec << " M gvs rays/s: " << endl;
1664       
1665        mGvsStats.Stop();
1666        mGvsStats.Print(mGvsStatsStream);
1667
1668}
1669
1670
1671
1672int GvsPreprocessor::ConvertObjectPvs()
1673{
1674        static ObjectContainer triangles;
1675
1676        int newObjects = 0;
1677
1678        ObjectPvsIterator pit = mCurrentViewCell->GetPvs().GetIterator();
1679
1680        triangles.clear();
1681
1682        // output PVS of view cell
1683        while (pit.HasMoreEntries())
1684        {               
1685                KdIntersectable *kdInt = static_cast<KdIntersectable *>(pit.Next());
1686
1687                mKdTree->CollectObjectsWithDublicates(kdInt->GetItem(), triangles);
1688
1689                ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = triangles.end();
1690
1691                for (oit = triangles.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1692                {
1693                        if (AddTriangleObject(*oit))
1694                                ++ newObjects;
1695                }
1696        }
1697
1698        return newObjects;
1699}
1700
1701
1702bool GvsPreprocessor::AddTriangleObject(Intersectable *triObj)
1703{
1704        if ((triObj->mCounter < ACCOUNTED_OBJECT))
1705        {
1706                triObj->mCounter += ACCOUNTED_OBJECT;
1707
1708                mTrianglePvs.push_back(triObj);
1709                //mDummyBuffer.push_back(mGvsStats.mGvsRuns);
1710                mGenericStats[0] = (int)mTrianglePvs.size();
1711                return true;
1712        }
1713
1714        return false;
1715}
1716
1717
1718void Preprocessor::CastRays4(SimpleRayContainer &rays, VssRayContainer &vssRays)
1719{
1720        const int packetSize = 4;
1721
1722        static int hit_triangles[packetSize];
1723        static float dist[packetSize];
1724        static Vector3 dirs[packetSize];
1725        static Vector3 shifts[packetSize];
1726        static Vector3 origs[packetSize];
1727
1728
1729        SimpleRayContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
1730
1731        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
1732        {
1733
1734                SimpleRay mainRay = *it;
1735
1736                origs[0] = mainRay.mOrigin;
1737                dirs[0] = mainRay.mDirection;
1738
1739                for (i = 1; i < packetSize; i++)
1740                {
1741                        origs[i] = mainRay.mOrigin;
1742
1743                        const float pertubDir = 0.01f;
1744                        Vector3 pertub;
1745
1746                        pertub.x = RandomValue(-pertubDir, pertubDir);
1747                        pertub.y = RandomValue(-pertubDir, pertubDir);
1748                        pertub.z = RandomValue(-pertubDir, pertubDir);
1749
1750                        dirs[i] = mainRay.mDirection + pertub;
1751                        const float c = Magnitude(newDir);
1752                        dirs{i] *= 1.0f / c;
1753                }
1754
1755                AxisAlignedBox3 box;
1756                preprocessor->mRayCaster->CastRaysPacket4(box.Min(),
1757                                                                                                  box.Max(),
1758                                                                                                  origs,
1759                                                                                                  dirs,
1760                                                                                                  hit_triangles,
1761                                                                                                  dist);       
1762        }
1763
1764        DeterminePvsObjects(vssRays);
1765}
1766
1767
1768}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.