source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/HierarchyManager.cpp @ 1845

Revision 1845, 64.6 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)

improved object pvs

Line 
1#include <stack>
2#include <time.h>
3#include <iomanip>
4
5#include "ViewCell.h"
6#include "Plane3.h"
7#include "HierarchyManager.h"
8#include "Mesh.h"
9#include "common.h"
10#include "Environment.h"
11#include "Polygon3.h"
12#include "Ray.h"
13#include "AxisAlignedBox3.h"
14#include "Exporter.h"
15#include "Plane3.h"
16#include "ViewCellsManager.h"
17#include "Beam.h"
18#include "KdTree.h"
19#include "IntersectableWrapper.h"
20#include "VspTree.h"
21#include "OspTree.h"
22#include "BvHierarchy.h"
23#include "ViewCell.h"
24
25
26namespace GtpVisibilityPreprocessor {
27
28
29#define USE_FIXEDPOINT_T 0
30
31#define STUPID_METHOD 0
32
33/*******************************************************************/
34/*              class HierarchyManager implementation              */
35/*******************************************************************/
36
37
38HierarchyManager::HierarchyManager(const int objectSpaceSubdivisionType):
39mObjectSpaceSubdivisionType(objectSpaceSubdivisionType),
40mOspTree(NULL),
41mBvHierarchy(NULL)
42{
43        switch(mObjectSpaceSubdivisionType)
44        {
45        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
46                mOspTree = new OspTree();
47                mOspTree->mVspTree = mVspTree;
48                mOspTree->mHierarchyManager = this;
49                break;
50        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
51        mBvHierarchy = new BvHierarchy();
52                mBvHierarchy->mHierarchyManager = this;
53                break;
54        default:
55                break;
56        }
57
58        // hierarchy manager links view space partition and object space partition
59        mVspTree = new VspTree();
60        mVspTree->mHierarchyManager = this;
61       
62        mViewSpaceSubdivisionType = KD_BASED_VIEWSPACE_SUBDIV;
63        ParseEnvironment();
64}
65
66
67HierarchyManager::HierarchyManager(KdTree *kdTree):
68mObjectSpaceSubdivisionType(KD_BASED_OBJ_SUBDIV),
69mBvHierarchy(NULL)
70{
71        mOspTree = new OspTree(*kdTree);
72        mOspTree->mVspTree = mVspTree;
73
74        mVspTree = new VspTree();
75        mVspTree->mHierarchyManager = this;
76
77        mViewSpaceSubdivisionType = KD_BASED_VIEWSPACE_SUBDIV;
78        ParseEnvironment();
79}
80
81
82void HierarchySubdivisionStats::Print(ostream &app) const
83{
84        app << "#Pass\n" << 0 << endl
85                << "#Splits\n" << mNumSplits << endl
86                << "#TotalRenderCost\n" << mTotalRenderCost << endl
87                << "#TotalEntriesInPvs\n" << mEntriesInPvs << endl
88                << "#Memory\n" << mMemoryCost << endl
89                << "#StepsView\n" << mViewSpaceSplits << endl
90                << "#StepsObject\n" << mObjectSpaceSplits << endl
91                << "#VspOspRatio\n" << VspOspRatio() << endl
92                << "#FullMem\n" << mFullMemory << endl
93                << "#RenderCostDecrease\n" << mRenderCostDecrease << endl
94                << "#Priority\n" << mPriority << endl
95                << "#FpsPerMb\n" << FpsPerMb() << endl
96                << endl;
97}
98
99
100void HierarchyManager::ParseEnvironment()
101{
102        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue(
103                "Hierarchy.Termination.minGlobalCostRatio", mTermMinGlobalCostRatio);
104        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
105                "Hierarchy.Termination.globalCostMissTolerance", mTermGlobalCostMissTolerance);
106
107        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue(
108                "Hierarchy.Construction.startWithObjectSpace", mStartWithObjectSpace);
109
110        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
111                "Hierarchy.Termination.maxLeaves", mTermMaxLeaves);
112
113        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
114                "Hierarchy.Construction.type", mConstructionType);
115
116        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
117                "Hierarchy.Construction.minDepthForOsp", mMinDepthForObjectSpaceSubdivion);
118
119        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
120                "Hierarchy.Construction.minDepthForVsp", mMinDepthForViewSpaceSubdivion);
121       
122        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue(
123                "Hierarchy.Construction.repairQueue", mRepairQueue);
124
125        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue(
126                "Hierarchy.Construction.useMultiLevel", mUseMultiLevelConstruction);
127
128        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
129                "Hierarchy.Construction.levels", mNumMultiLevels);
130
131        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
132                "Hierarchy.Construction.minStepsOfSameType", mMinStepsOfSameType);
133       
134        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
135                "Hierarchy.Construction.maxStepsOfSameType", mMaxStepsOfSameType);
136
137        char subdivisionStatsLog[100];
138        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("Hierarchy.subdivisionStats", subdivisionStatsLog);
139        mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
140
141        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue(
142                "Hierarchy.Construction.recomputeSplitPlaneOnRepair", mRecomputeSplitPlaneOnRepair);
143
144        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue(
145                "Hierarchy.Construction.considerMemory", mConsiderMemory);
146
147        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue(
148                "Hierarchy.Termination.maxMemory", mTermMaxMemory);
149
150        Environment::GetSingleton()->GetIntValue(
151                "Hierarchy.Construction.maxRepairs", mMaxRepairs);
152
153        // compare to bytes
154        mTermMaxMemory *= (1024.0f * 1024.0f);
155
156        Debug << "******** Hierarchy Manager Options ***********" << endl;
157        Debug << "max leaves: " << mTermMaxLeaves << endl;
158        Debug << "min global cost ratio: " << mTermMinGlobalCostRatio << endl;
159        Debug << "global cost miss tolerance: " << mTermGlobalCostMissTolerance << endl;
160        Debug << "min depth for object space subdivision: " << mMinDepthForObjectSpaceSubdivion << endl;
161        Debug << "repair queue: " << mRepairQueue << endl;
162        Debug << "number of multilevels: " << mNumMultiLevels << endl;
163        Debug << "recompute split plane on repair: " << mRecomputeSplitPlaneOnRepair << endl;
164        Debug << "minimal number of steps from same type: " << mMinStepsOfSameType << endl;
165        Debug << "maximal allowed memory: " << mTermMaxMemory << endl;
166        Debug << "consider memory: " << mConsiderMemory << endl;
167        Debug << "min steps of same kind: " << mMinStepsOfSameType << endl;
168        Debug << "max steps of same kind: " << mMaxStepsOfSameType << endl;
169        Debug << "max repairs: " << mMaxRepairs << endl;
170
171        switch (mConstructionType)
172        {
173        case 0:
174                Debug << "construction type: sequential" << endl;
175                break;
176        case 1:
177                Debug << "construction type: interleaved" << endl;
178                break;
179        case 2:
180                Debug << "construction type: gradient" << endl;
181                break;
182        case 3:
183                Debug << "construction type: multilevel" << endl;
184                break;
185        default:
186                Debug << "construction type " << mConstructionType << " unknown" << endl;
187                break;
188        }
189
190        //Debug << "min render cost " << mMinRenderCostDecrease << endl;
191        Debug << endl;
192}
193
194
195HierarchyManager::~HierarchyManager()
196{
197        DEL_PTR(mOspTree);
198        DEL_PTR(mVspTree);
199        DEL_PTR(mBvHierarchy);
200}
201
202
203int HierarchyManager::GetObjectSpaceSubdivisionType() const
204{
205        return mObjectSpaceSubdivisionType;
206}
207
208
209int HierarchyManager::GetViewSpaceSubdivisionType() const
210{
211        return mViewSpaceSubdivisionType;
212}
213
214
215void HierarchyManager::SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm)
216{
217        mVspTree->SetViewCellsManager(vcm);
218
219        if (mOspTree)
220        {
221                mOspTree->SetViewCellsManager(vcm);
222        }
223        else if (mBvHierarchy)
224        {
225                mBvHierarchy->SetViewCellsManager(vcm);
226        }
227}
228
229
230void HierarchyManager::SetViewCellsTree(ViewCellsTree *vcTree)
231{
232        mVspTree->SetViewCellsTree(vcTree);
233}
234
235
236VspTree *HierarchyManager::GetVspTree()
237{
238        return mVspTree;
239}
240
241/*
242AxisAlignedBox3 HierarchyManager::GetViewSpaceBox() const
243{
244        return mVspTree->mBoundingBox;
245}*/
246
247
248AxisAlignedBox3 HierarchyManager::GetObjectSpaceBox() const
249{
250        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
251        {
252        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
253                return mOspTree->mBoundingBox;
254        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
255                return mBvHierarchy->mBoundingBox;
256        default:
257                // hack: empty box
258                return AxisAlignedBox3();
259        }
260}
261
262
263SubdivisionCandidate *HierarchyManager::NextSubdivisionCandidate(SplitQueue &splitQueue)
264{
265        SubdivisionCandidate *splitCandidate = splitQueue.Top();
266        splitQueue.Pop();
267
268        // split was not reevaluated before => do it now
269        if (splitCandidate->IsDirty())
270                splitCandidate->EvalCandidate();
271
272        return splitCandidate;
273}
274
275
276float HierarchyManager::EvalFullMem() const
277{
278        // question: should I also add the mem usage of the hierarchies?
279        const float objectSpaceMem = 16;//GetObjectSpaceMemUsage();
280        const float viewSpaceMem = 16;//mVspTree->GetMemUsage();
281        // HACK: the same value is used for view and object space
282        return mHierarchyStats.mMemory + mHierarchyStats.Leaves() * objectSpaceMem;
283}
284
285
286void HierarchyManager::EvalSubdivisionStats()
287{
288       
289        HierarchySubdivisionStats stats;
290
291        stats.mNumSplits = mHierarchyStats.Leaves();
292        stats.mTotalRenderCost = mHierarchyStats.mTotalCost;
293        stats.mEntriesInPvs = mHierarchyStats.mPvsEntries;
294        stats.mMemoryCost = mHierarchyStats.mMemory  / float(1024 * 1024);
295        stats.mFullMemory = EvalFullMem() / float(1024 * 1024);
296        stats.mViewSpaceSplits = mVspTree->mVspStats.Leaves();
297        stats.mObjectSpaceSplits = GetObjectSpaceSubdivisionLeaves();
298        stats.mRenderCostDecrease = mHierarchyStats.mRenderCostDecrease;
299        stats.mPriority = mPriority;
300
301        stats.Print(mSubdivisionStats);
302}
303
304
305void HierarchyManager::AddSubdivisionStats(const int splits,
306                                                                                   const float renderCostDecr,
307                                                                                   const float totalRenderCost,
308                                                                                   const int pvsEntries,
309                                                                                   const float memory,
310                                                                                   const float renderCostPerStorage,
311                                                                                   const float vspOspRatio)
312{
313        mSubdivisionStats
314                        << "#Splits\n" << splits << endl
315                        << "#RenderCostDecrease\n" << renderCostDecr << endl
316                        << "#TotalEntriesInPvs\n" << pvsEntries << endl
317                        << "#TotalRenderCost\n" << totalRenderCost << endl
318                        << "#Memory\n" << memory << endl
319                        << "#FpsPerMb\n" << renderCostPerStorage << endl
320                        << "#VspOspRatio\n" << vspOspRatio << endl
321                        << endl;
322}
323
324
325bool HierarchyManager::GlobalTerminationCriteriaMet(SubdivisionCandidate *candidate) const
326{
327        const bool terminationCriteriaMet =
328                (0
329                || (mHierarchyStats.Leaves() >= mTermMaxLeaves)
330                //|| (mHierarchyStats.mMemory >= mTermMaxMemory)
331                || (EvalFullMem() >= mTermMaxMemory)
332                || candidate->GlobalTerminationCriteriaMet()
333                //|| (mHierarchyStats.mRenderCostDecrease < mMinRenderCostDecrease)
334                //|| (mHierarchyStats.mGlobalCostMisses >= mTermGlobalCostMissTolerance)
335                );
336
337#if GTP_DEBUG
338        if (terminationCriteriaMet)
339        {
340                Debug << "hierarchy global termination criteria met:" << endl;
341                Debug << "leaves: " << mHierarchyStats.Leaves() << " " << mTermMaxLeaves << endl;
342                Debug << "cost misses: " << mHierarchyStats.mGlobalCostMisses << " " << mTermGlobalCostMissTolerance << endl;
343                Debug << "memory: " << mHierarchyStats.mMemory << " " << mTermMaxMemory << endl;
344                Debug << "full memory: " << EvalFullMem() << " " << mTermMaxMemory << endl;
345        }
346#endif
347
348        return terminationCriteriaMet;
349}
350
351
352void HierarchyManager::Construct(const VssRayContainer &sampleRays,
353                                                                 const ObjectContainer &objects,
354                                                                 AxisAlignedBox3 *forcedViewSpace)
355{
356        mTimeStamp = 1;
357
358        switch (mConstructionType)
359        {
360        case MULTILEVEL:
361                ConstructMultiLevel(sampleRays, objects, forcedViewSpace);
362                break;
363        case INTERLEAVED:
364        case SEQUENTIAL:
365                ConstructInterleaved(sampleRays, objects, forcedViewSpace);
366                break;
367        case GRADIENT:
368                ConstructInterleavedWithGradient(sampleRays, objects, forcedViewSpace);
369                break;
370        default:
371                break;
372        }
373
374        // hack: should be different parameter name
375        if (mUseMultiLevelConstruction)
376        {
377                cout << "starting optimizing multilevel ... " << endl;
378                // try to optimize on the above hierarchy
379                OptimizeMultiLevel(sampleRays, objects, forcedViewSpace);
380               
381                cout << "finished" << endl;
382        }
383}
384
385
386void HierarchyManager::ConstructInterleavedWithGradient(const VssRayContainer &sampleRays,
387                                                                                                                const ObjectContainer &objects,
388                                                                                                                AxisAlignedBox3 *forcedViewSpace)
389{
390        mHierarchyStats.Reset();
391        mHierarchyStats.Start();
392       
393        mHierarchyStats.mNodes = 2;
394
395        // create first nodes
396        mVspTree->Initialise(sampleRays, forcedViewSpace);
397        InitialiseObjectSpaceSubdivision(objects);
398
399        // hack: assume that object space can be seen from view space
400        mHierarchyStats.mTotalCost = mInitialRenderCost = (float)objects.size();
401        // only one entry for start
402        mHierarchyStats.mPvsEntries = 1;
403        mHierarchyStats.mMemory = (float)ObjectPvs::GetEntrySizeByte();
404
405        EvalSubdivisionStats();
406        Debug << "setting total cost to " << mHierarchyStats.mTotalCost << endl;
407
408        const long startTime = GetTime();
409        cout << "Constructing view space / object space tree ... \n";
410       
411        SplitQueue objectSpaceQueue;
412        SplitQueue viewSpaceQueue;
413
414        int vspSteps = 0, ospSteps = 0;
415
416        // use sah for evaluating osp tree construction
417        // in the first iteration of the subdivision
418        mSavedViewSpaceSubdivisionType = mViewSpaceSubdivisionType;
419        mViewSpaceSubdivisionType = NO_VIEWSPACE_SUBDIV;
420        mSavedObjectSpaceSubdivisionType = mObjectSpaceSubdivisionType;
421
422        // number of initial splits
423        const int minSteps = mMinStepsOfSameType;
424        const int maxSteps = mMaxStepsOfSameType;
425
426        PrepareObjectSpaceSubdivision(objectSpaceQueue, sampleRays, objects);
427       
428        /////////////////////////
429        // calulcate initial object space splits
430       
431        SubdivisionCandidateContainer dirtyList;
432
433        // subdivide object space first
434        // for first round, use sah splits. Once view space partition
435        // has started, use render cost heuristics instead
436        ospSteps = RunConstruction(objectSpaceQueue,
437                                                           dirtyList,
438                                                           NULL,
439                                                           minSteps,
440                                                           maxSteps);
441
442        cout << "\n" << ospSteps << " object space partition steps taken" << endl;
443
444        // create view space
445        PrepareViewSpaceSubdivision(viewSpaceQueue, sampleRays, objects);
446
447        dirtyList.clear();
448
449        // view space subdivision started
450        mViewSpaceSubdivisionType = mSavedViewSpaceSubdivisionType;
451
452        if (1)
453        {
454                // rather also start with 100 view space splits to avoid initial bias.
455                vspSteps = RunConstruction(viewSpaceQueue, dirtyList, NULL, minSteps, maxSteps);
456                cout << "\n" << vspSteps << " view space partition steps taken" << endl;
457               
458                /// Repair split queue
459                cout << "repairing queue ... " << endl;
460                RepairQueue(dirtyList, objectSpaceQueue, true);
461                cout << "repaired " << (int)dirtyList.size() << " candidates" << endl;
462
463                dirtyList.clear();
464        }
465        else
466        {
467                // the priorities were calculated for driving sah.
468                // => recalculate "real" priorities taking visibility into
469                // account so we can compare to view space splits
470                ResetQueue(objectSpaceQueue, false);
471        }
472
473        // This method subdivides view space / object space
474        // in order to converge to some optimal cost for this partition
475        // start with object space partiton
476        // then optimizate view space partition for the current osp
477        // and vice versa until iteration depth is reached.
478
479        bool lastSplitWasOsp = true;
480
481        while (!(viewSpaceQueue.Empty() && objectSpaceQueue.Empty()))
482        {
483                // decide upon next split type
484                const float vspPriority =
485                        viewSpaceQueue.Top() ? viewSpaceQueue.Top()->GetPriority() : -1e20f;
486                const float ospPriority =
487                        objectSpaceQueue.Top() ? objectSpaceQueue.Top()->GetPriority() : -1e20f;
488               
489                cout << "new decicion, vsp: " << vspPriority << ", osp: " << ospPriority << endl;
490
491                // should view or object space be subdivided further?
492                if (ospPriority >= vspPriority)
493                //if (!lastSplitWasOsp)
494                {
495                        lastSplitWasOsp = true;
496                        cout << "osp" << endl;
497                       
498                        // dirtied view space candidates
499                        SubdivisionCandidateContainer dirtyVspList;
500
501                        // subdivide object space first for first round,
502                        // use sah splits. Once view space partition
503                        // has started, use render cost heuristics instead
504                        const int ospSteps = RunConstruction(objectSpaceQueue,
505                                                                                                 dirtyVspList,
506                                                                                                 viewSpaceQueue.Top(),
507                                                                                                 minSteps,
508                                                                                                 maxSteps);
509
510                        cout << "\n" << ospSteps << " object space partition steps taken" << endl;
511                        Debug << "\n" << ospSteps << " object space partition steps taken" << endl;
512
513                        /// Repair split queue, i.e., affected view space candidates
514                        cout << "repairing queue ... " << endl;
515                        const int repaired = RepairQueue(dirtyVspList, viewSpaceQueue, true);
516           
517                        cout << "\nrepaired " << repaired << " candidates from "
518                                 << (int)dirtyVspList.size() << " dirtied candidates" << endl;
519                }
520                else
521                {
522                        lastSplitWasOsp = false;
523                        cout << "vsp" << endl;
524                       
525                        /////////////////
526                        // subdivide view space with respect to the objects
527
528                        // dirtied object space candidates
529                        SubdivisionCandidateContainer dirtyOspList;
530
531                        // process view space candidates
532                        const int vspSteps = RunConstruction(viewSpaceQueue,
533                                                                                                 dirtyOspList,
534                                                                                                 objectSpaceQueue.Top(),
535                                                                                                 minSteps,
536                                                                                                 maxSteps);
537
538                        cout << "\n" << vspSteps << " view space partition steps taken" << endl;
539                        Debug << "\n" << vspSteps << " view space partition steps taken" << endl;
540
541                        // view space subdivision constructed
542                        mViewSpaceSubdivisionType = mSavedViewSpaceSubdivisionType;
543
544                        /// Repair split queue
545                        cout << "repairing queue ... " << endl;
546                        const int repaired = RepairQueue(dirtyOspList, objectSpaceQueue, true);
547
548                        cout << "\nrepaired " << repaired << " candidates from "
549                                 << (int)dirtyOspList.size() << " dirtied candidates" << endl;
550                }
551        }
552
553        cout << "\nfinished in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
554
555        mHierarchyStats.Stop();
556        mVspTree->mVspStats.Stop();
557
558        FinishObjectSpaceSubdivision(objects, !mUseMultiLevelConstruction);
559}
560
561
562void HierarchyManager::ConstructInterleaved(const VssRayContainer &sampleRays,
563                                                                                        const ObjectContainer &objects,
564                                                                                        AxisAlignedBox3 *forcedViewSpace)
565{
566        mHierarchyStats.Reset();
567        mHierarchyStats.Start();
568
569        // two nodes for view space and object space
570        mHierarchyStats.mNodes = 2;
571        mHierarchyStats.mPvsEntries = 1;
572        mHierarchyStats.mMemory = (float)ObjectPvs::GetEntrySizeByte();
573        mHierarchyStats.mTotalCost = (float)objects.size();
574
575        mHierarchyStats.mRenderCostDecrease = 0;
576
577        EvalSubdivisionStats();
578        Debug << "setting total cost to " << mHierarchyStats.mTotalCost << endl;
579
580        const long startTime = GetTime();
581        cout << "Constructing view space / object space tree ... \n";
582       
583        // create only roots
584        mVspTree->Initialise(sampleRays, forcedViewSpace);
585        InitialiseObjectSpaceSubdivision(objects);
586
587        // use objects for evaluating vsp tree construction in the
588        // first levels of the subdivision
589        mSavedObjectSpaceSubdivisionType = mObjectSpaceSubdivisionType;
590        mObjectSpaceSubdivisionType = NO_OBJ_SUBDIV;
591
592        mSavedViewSpaceSubdivisionType = mViewSpaceSubdivisionType;
593        mViewSpaceSubdivisionType = NO_VIEWSPACE_SUBDIV;
594
595        // start view space subdivison immediately?
596        if (StartViewSpaceSubdivision())
597        {
598                // prepare vsp tree for traversal
599        mViewSpaceSubdivisionType = mSavedViewSpaceSubdivisionType;
600                PrepareViewSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects);
601        }
602       
603        // start object space subdivision immediately?
604        if (StartObjectSpaceSubdivision())
605        {
606                mObjectSpaceSubdivisionType = mSavedObjectSpaceSubdivisionType;
607                PrepareObjectSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects);
608        }
609       
610        // begin subdivision
611        RunConstruction(mRepairQueue, sampleRays, objects, forcedViewSpace);
612       
613        cout << "\nfinished in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
614
615        mObjectSpaceSubdivisionType = mSavedObjectSpaceSubdivisionType;
616        mViewSpaceSubdivisionType = mSavedViewSpaceSubdivisionType;
617
618        mHierarchyStats.Stop();
619        mVspTree->mVspStats.Stop();
620       
621        FinishObjectSpaceSubdivision(objects, !mUseMultiLevelConstruction);
622}
623
624
625void HierarchyManager::PrepareViewSpaceSubdivision(SplitQueue &tQueue,
626                                                                                                   const VssRayContainer &sampleRays,
627                                                                                                   const ObjectContainer &objects)
628{
629        cout << "\npreparing view space hierarchy construction ... " << endl;
630
631        // hack: reset global cost misses
632        mHierarchyStats.mGlobalCostMisses = 0;
633
634        RayInfoContainer *viewSpaceRays = new RayInfoContainer();
635        mVspTree->PrepareConstruction(tQueue, sampleRays, *viewSpaceRays);
636
637        /////////
638        //-- new stats
639
640        mHierarchyStats.mTotalCost = mVspTree->mTotalCost;
641        cout << "\nreseting cost for vsp, new total cost: " << mHierarchyStats.mTotalCost << endl;
642}
643
644
645float HierarchyManager::GetObjectSpaceMemUsage() const
646{
647        if (mObjectSpaceSubdivisionType == KD_BASED_OBJ_SUBDIV)
648        {
649                // TODO;
650        }
651        else if (mObjectSpaceSubdivisionType == BV_BASED_OBJ_SUBDIV)
652        {
653                return mBvHierarchy->GetMemUsage();
654        }
655
656        return -1;
657}
658
659
660void HierarchyManager::InitialiseObjectSpaceSubdivision(const ObjectContainer &objects)
661{
662        if (mObjectSpaceSubdivisionType == KD_BASED_OBJ_SUBDIV)
663        {
664                // TODO;
665        }
666        else if (mObjectSpaceSubdivisionType == BV_BASED_OBJ_SUBDIV)
667        {
668                mBvHierarchy->Initialise(objects);
669        }
670}
671
672
673void HierarchyManager::PrepareObjectSpaceSubdivision(SplitQueue &tQueue,
674                                                                                                         const VssRayContainer &sampleRays,
675                                                                                                         const ObjectContainer &objects)
676{
677        // hack: reset global cost misses
678        mHierarchyStats.mGlobalCostMisses = 0;
679
680        if (mObjectSpaceSubdivisionType == KD_BASED_OBJ_SUBDIV)
681        {
682                return PrepareOspTree(tQueue, sampleRays, objects);
683        }
684        else if (mObjectSpaceSubdivisionType == BV_BASED_OBJ_SUBDIV)
685        {
686                return PrepareBvHierarchy(tQueue, sampleRays, objects);
687        }
688}
689
690
691void HierarchyManager::PrepareBvHierarchy(SplitQueue &tQueue,
692                                                                                  const VssRayContainer &sampleRays,
693                                                                                  const ObjectContainer &objects)
694{
695        const long startTime = GetTime();
696
697        cout << "preparing bv hierarchy construction ... " << endl;
698       
699        // compute first candidate
700        mBvHierarchy->PrepareConstruction(tQueue, sampleRays, objects);
701
702        mHierarchyStats.mTotalCost = mBvHierarchy->mTotalCost;
703        Debug << "\nreseting cost, new total cost: " << mHierarchyStats.mTotalCost << endl;
704
705        cout << "finished bv hierarchy preparation in "
706                 << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
707}
708
709
710void HierarchyManager::PrepareOspTree(SplitQueue &tQueue,
711                                                                          const VssRayContainer &sampleRays,
712                                                                          const ObjectContainer &objects)
713{
714        cout << "starting osp tree construction ... " << endl;
715
716        RayInfoContainer *objectSpaceRays = new RayInfoContainer();
717
718        // start with one big kd cell - all objects can be seen from everywhere
719        // note: only true for view space = object space
720
721        // compute first candidate
722        mOspTree->PrepareConstruction(tQueue, sampleRays, objects, *objectSpaceRays);
723
724        mHierarchyStats.mTotalCost = mOspTree->mTotalCost;
725        Debug << "\nreseting cost for osp, new total cost: " << mHierarchyStats.mTotalCost << endl;
726}
727
728
729bool HierarchyManager::ApplySubdivisionCandidate(SubdivisionCandidate *sc,
730                                                                                                 SplitQueue &splitQueue,
731                                                                                                 const bool repairQueue)
732{
733        const bool terminationCriteriaMet = GlobalTerminationCriteriaMet(sc);
734        const bool success = sc->Apply(splitQueue, terminationCriteriaMet);
735
736        if (sc->IsDirty())
737                cerr << "Error: Should never come here!" << endl;
738
739        if (!success) // split was not taken
740        {
741                cout << "x";
742                return false;
743        }
744
745        //cout << "priority: " << sc->GetPriority() << " rc decr: " << sc->GetRenderCostDecrease() << " | ";
746        ///////////////
747        //-- split was successful => update stats and queue
748
749    // cost ratio of cost decrease / totalCost
750        const float costRatio = sc->GetRenderCostDecrease() / mHierarchyStats.mTotalCost;
751        //cout << "ratio: " << costRatio << " min ratio: " << mTermMinGlobalCostRatio << endl;
752       
753        if (costRatio < mTermMinGlobalCostRatio)
754        {
755                ++ mHierarchyStats.mGlobalCostMisses;
756        }
757       
758        cout << sc->Type() << " ";
759               
760        /////////////
761        // update stats
762
763        mHierarchyStats.mNodes += 2;
764        mHierarchyStats.mTotalCost -= sc->GetRenderCostDecrease();
765
766        const int pvsEntriesIncr = sc->GetPvsEntriesIncr();
767        mHierarchyStats.mPvsEntries += pvsEntriesIncr;
768        //cout << "pvs entries: " << pvsEntriesIncr << " " << mHierarchyStats.pvsEntries << endl;
769
770        // memory size in byte
771        mHierarchyStats.mMemory += (float)ObjectPvs::GetEntrySizeByte() * pvsEntriesIncr;
772        mHierarchyStats.mRenderCostDecrease = sc->GetRenderCostDecrease();
773       
774        mPriority = sc->GetPriority();
775
776        static float memoryCount = 0;
777
778        if (mHierarchyStats.mMemory > memoryCount)
779        {
780                memoryCount += 100000;
781                cout << "\nstorage cost: " << mHierarchyStats.mMemory / float(1024 * 1024)
782                         << " MB, steps: " << mHierarchyStats.Leaves() << endl;
783        }
784
785        // output stats
786        EvalSubdivisionStats();
787               
788        if (repairQueue)
789        {
790                // reevaluate candidates affected by the split for view space splits,
791                // this would be object space splits and other way round
792                vector<SubdivisionCandidate *> dirtyList;
793                sc->CollectDirtyCandidates(dirtyList, false);
794
795                RepairQueue(dirtyList, splitQueue, mRecomputeSplitPlaneOnRepair);
796        }
797
798        return true;
799}
800
801
802int HierarchyManager::GetObjectSpaceSubdivisionDepth() const
803{
804        int maxDepth = 0;
805
806        if (mObjectSpaceSubdivisionType == KD_BASED_OBJ_SUBDIV)
807        {
808                maxDepth = mOspTree->mOspStats.maxDepth;
809        }
810        else if (mObjectSpaceSubdivisionType == BV_BASED_OBJ_SUBDIV)
811        {
812                maxDepth = mBvHierarchy->mBvhStats.maxDepth;
813        }
814
815        return maxDepth;
816}
817
818
819int HierarchyManager::GetObjectSpaceSubdivisionLeaves() const
820{
821        int maxLeaves= 0;
822
823        if (mObjectSpaceSubdivisionType == KD_BASED_OBJ_SUBDIV)
824        {
825                maxLeaves = mOspTree->mOspStats.Leaves();
826        }
827        else if (mObjectSpaceSubdivisionType == BV_BASED_OBJ_SUBDIV)
828        {
829                maxLeaves = mBvHierarchy->mBvhStats.Leaves();
830        }
831
832        return maxLeaves;
833}
834
835
836int HierarchyManager::GetObjectSpaceSubdivisionNodes() const
837{
838        int maxLeaves = 0;
839
840        if (mObjectSpaceSubdivisionType == KD_BASED_OBJ_SUBDIV)
841        {
842                maxLeaves = mOspTree->mOspStats.nodes;
843        }
844        else if (mObjectSpaceSubdivisionType == BV_BASED_OBJ_SUBDIV)
845        {
846                maxLeaves = mBvHierarchy->mBvhStats.nodes;
847        }
848
849        return maxLeaves;
850}
851
852bool HierarchyManager::StartObjectSpaceSubdivision() const
853{
854        // view space construction already started
855        if (ObjectSpaceSubdivisionConstructed())
856                return false;
857
858        // start immediately with object space subdivision?
859        if (mStartWithObjectSpace)
860                return true;
861
862        // is the queue empty again?
863        if (ViewSpaceSubdivisionConstructed() && mTQueue.Empty())
864                return true;
865
866        // has the depth for subdivision been reached?
867        return
868                ((mConstructionType == INTERLEAVED) &&
869                 (mMinStepsOfSameType <= mVspTree->mVspStats.nodes));
870}
871
872
873bool HierarchyManager::StartViewSpaceSubdivision() const
874{
875        // view space construction already started
876        if (ViewSpaceSubdivisionConstructed())
877                return false;
878
879        // start immediately with view space subdivision?
880        if (!mStartWithObjectSpace)
881                return true;
882
883        // is the queue empty again?
884        if (ObjectSpaceSubdivisionConstructed() && mTQueue.Empty())
885                return true;
886
887        // has the depth for subdivision been reached?
888        return
889                ((mConstructionType == INTERLEAVED) &&
890                 (mMinStepsOfSameType <= GetObjectSpaceSubdivisionLeaves()));
891}
892
893
894void HierarchyManager::RunConstruction(const bool repairQueue,
895                                                                           const VssRayContainer &sampleRays,
896                                                                           const ObjectContainer &objects,
897                                                                           AxisAlignedBox3 *forcedViewSpace)
898{
899        while (!FinishedConstruction())
900        {
901                SubdivisionCandidate *sc = NextSubdivisionCandidate(mTQueue);   
902       
903                ///////////////////
904                //-- subdivide leaf node
905
906                ApplySubdivisionCandidate(sc, mTQueue, repairQueue);
907                               
908                // we use objects for evaluating vsp tree construction until
909                // a certain depth once a certain depth existiert ...
910                if (StartObjectSpaceSubdivision())
911                {
912                        mObjectSpaceSubdivisionType = mSavedObjectSpaceSubdivisionType;
913
914                        cout << "\nstarting object space subdivision after "
915                                 << mVspTree->mVspStats.nodes << " (" << mMinStepsOfSameType << ") steps, mem="
916                                 << mHierarchyStats.mMemory / float(1024 * 1024) << " MB" << endl;
917
918                        PrepareObjectSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects);
919                       
920                        cout << "reseting queue ... ";
921                        ResetQueue(mTQueue, mRecomputeSplitPlaneOnRepair);
922                        cout << "finished" << endl;
923                }
924
925                if (StartViewSpaceSubdivision())
926                {
927                        mViewSpaceSubdivisionType = mSavedViewSpaceSubdivisionType;
928
929                        cout << "\nstarting view space subdivision at "
930                                 << GetObjectSpaceSubdivisionLeaves() << " ("
931                                 << mMinStepsOfSameType << ") , mem="
932                                 << mHierarchyStats.mMemory / float(1024 * 1024) << " MB" << endl;
933
934                        PrepareViewSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects);
935
936                        cout << "reseting queue ... ";
937                        ResetQueue(mTQueue, mRecomputeSplitPlaneOnRepair);
938                        cout << "finished" << endl;
939                }
940
941                DEL_PTR(sc);
942        }
943}
944
945
946void HierarchyManager::RunConstruction(const bool repairQueue)
947{
948        // main loop
949        while (!FinishedConstruction())
950        {
951                SubdivisionCandidate *sc = NextSubdivisionCandidate(mTQueue);   
952               
953                ////////
954                //-- subdivide leaf node of either type
955        ApplySubdivisionCandidate(sc, mTQueue, repairQueue);
956               
957                DEL_PTR(sc);
958        }
959}
960
961
962int HierarchyManager::RunConstruction(SplitQueue &splitQueue,
963                                                                          SubdivisionCandidateContainer &dirtyCandidates,
964                                                                          SubdivisionCandidate *oldCandidate,
965                                                                          const int minSteps,
966                                                                          const int maxSteps)
967{
968        if (minSteps >= maxSteps)
969                cout << "error!! " << minSteps << " equal or larger maxSteps" << endl;
970
971        int steps = 0;
972        SubdivisionCandidate::NewMail();
973
974        // main loop
975        while (!splitQueue.Empty())
976        {
977                const float priority = splitQueue.Top()->GetPriority();
978                const float threshold = oldCandidate ? oldCandidate->GetPriority() : 1e20f;
979
980                // minimum slope reached
981                if ((steps >= maxSteps) || ((priority < threshold) && !(steps < minSteps)))
982                {
983                        cout << "\nbreaking on " << priority << " smaller than " << threshold << endl;
984                        break;
985                }
986               
987                ////////
988                //-- subdivide leaf node of either type
989
990                SubdivisionCandidate *sc = NextSubdivisionCandidate(splitQueue);
991                       
992                const bool repairQueue = false;
993                const bool success = ApplySubdivisionCandidate(sc, splitQueue, repairQueue);
994
995                if (success)
996                {
997                        sc->CollectDirtyCandidates(dirtyCandidates, true);
998                        ++ steps;
999                }
1000
1001                DEL_PTR(sc);
1002        }
1003
1004        return steps;
1005}
1006
1007
1008void HierarchyManager::ResetObjectSpaceSubdivision(SplitQueue &tQueue,
1009                                                                                                   const VssRayContainer &sampleRays,
1010                                                                                                   const ObjectContainer &objects)
1011{       
1012        SubdivisionCandidate *firstCandidate;
1013
1014        // object space partition constructed => reconstruct
1015        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1016        {
1017        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1018                {
1019                        cout << "\nreseting bv hierarchy" << endl;
1020                        Debug << "old bv hierarchy:\n " << mBvHierarchy->mBvhStats << endl;
1021                               
1022                        // rather use this: remove previous nodes and add the two new ones
1023                        //mHierarchyStats.mNodes -= mBvHierarchy->mBvhStats.nodes + 1;
1024                        mHierarchyStats.mNodes = mVspTree->mVspStats.nodes;
1025                       
1026                        // create root
1027                        mBvHierarchy->Initialise(objects);
1028       
1029                        mBvHierarchy->Reset(tQueue, sampleRays, objects);
1030
1031                        mHierarchyStats.mTotalCost = mBvHierarchy->mTotalCost;
1032                       
1033                        //mHierarchyStats.mPvsEntries -= mBvHierarchy->mPvsEntries + 1;
1034                        mHierarchyStats.mPvsEntries = mBvHierarchy->CountViewCells(objects);
1035
1036                        mHierarchyStats.mMemory =
1037                                (float)mHierarchyStats.mPvsEntries * ObjectPvs::GetEntrySizeByte();
1038
1039                        mHierarchyStats.mRenderCostDecrease = 0;
1040
1041                        // evaluate stats before first subdivision
1042                        EvalSubdivisionStats();
1043                        cout << "finished bv hierarchy preparation" << endl;
1044                }
1045                break;
1046
1047        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1048                // TODO
1049        default:
1050                break;
1051        }
1052}
1053
1054
1055void HierarchyManager::ResetViewSpaceSubdivision(SplitQueue &tQueue,
1056                                                                                                 const VssRayContainer &sampleRays,
1057                                                                                                 const ObjectContainer &objects,
1058                                                                                                 AxisAlignedBox3 *forcedViewSpace)
1059{
1060        ViewCellsManager *vm = mVspTree->mViewCellsManager;
1061
1062        // HACK: rather not destroy vsp tree
1063        DEL_PTR(mVspTree);
1064        mVspTree = new VspTree();
1065
1066        mVspTree->mHierarchyManager = this;
1067        mVspTree->mViewCellsManager = vm;
1068
1069        mVspTree->Initialise(sampleRays, forcedViewSpace);
1070       
1071        //////////
1072        //-- reset stats
1073    mHierarchyStats.mNodes = GetObjectSpaceSubdivisionNodes();
1074                //-mVspTree->mVspStats.nodes + 1;
1075       
1076        PrepareViewSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects);
1077       
1078        mHierarchyStats.mPvsEntries = mVspTree->mPvsEntries;
1079        mHierarchyStats.mRenderCostDecrease = 0;
1080
1081        mHierarchyStats.mMemory =
1082                (float)mHierarchyStats.mPvsEntries * ObjectPvs::GetEntrySizeByte();
1083
1084        // evaluate new stats before first subdivsiion
1085        EvalSubdivisionStats();
1086}
1087
1088
1089void HierarchyManager::ConstructMultiLevel(const VssRayContainer &sampleRays,                                                                                   
1090                                                                                   const ObjectContainer &objects,
1091                                                                                   AxisAlignedBox3 *forcedViewSpace)
1092{
1093        mHierarchyStats.Reset();
1094        mHierarchyStats.Start();
1095        mHierarchyStats.mNodes = 2;
1096       
1097        mHierarchyStats.mTotalCost = (float)objects.size();
1098        Debug << "setting total cost to " << mHierarchyStats.mTotalCost << endl;
1099
1100        const long startTime = GetTime();
1101        cout << "Constructing view space / object space tree ... \n";
1102       
1103        // initialise view / object space
1104        mVspTree->Initialise(sampleRays, forcedViewSpace);
1105        InitialiseObjectSpaceSubdivision(objects);
1106
1107        // use sah for evaluating osp tree construction
1108        // in the first iteration of the subdivision
1109
1110        mSavedViewSpaceSubdivisionType = mViewSpaceSubdivisionType;
1111        mViewSpaceSubdivisionType = NO_VIEWSPACE_SUBDIV;
1112
1113        PrepareObjectSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects);
1114
1115        //////////////////////////
1116
1117
1118        const int limit = mNumMultiLevels;
1119        int i = 0;
1120
1121        // This method subdivides view space / object space
1122        // in order to converge to some optimal cost for this partition
1123        // start with object space partiton
1124        // then optimizate view space partition for the current osp
1125        // and vice versa until iteration depth is reached.
1126        while (1)
1127        {
1128                char subdivisionStatsLog[100];
1129                sprintf(subdivisionStatsLog, "tests/i3d/subdivision-%04d.log", i);
1130                mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
1131
1132                // subdivide object space first
1133                ResetObjectSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects);
1134
1135                // process object space candidates
1136                RunConstruction(false);
1137
1138                // object space subdivision constructed
1139                mObjectSpaceSubdivisionType = mSavedObjectSpaceSubdivisionType;
1140
1141                cout << "iteration " << i << " of " << limit << " finished" << endl;
1142                mSubdivisionStats.close();
1143
1144                if ((i ++) >= limit)
1145                        break;
1146
1147                sprintf(subdivisionStatsLog, "tests/i3d/subdivision-%04d.log", i);
1148                mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
1149
1150
1151                /////////////////
1152                // subdivide view space with respect to the objects
1153
1154                ResetViewSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects, forcedViewSpace);
1155               
1156                // view space subdivision constructed
1157                mViewSpaceSubdivisionType = mSavedViewSpaceSubdivisionType;
1158               
1159                // process view space candidates
1160                RunConstruction(false);
1161
1162                cout << "iteration " << i << " of " << limit << " finished" << endl;
1163                mSubdivisionStats.close();
1164
1165                if ((i ++) >= limit)
1166                        break;
1167        }
1168       
1169        cout << "\nfinished in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
1170
1171        mHierarchyStats.Stop();
1172        mVspTree->mVspStats.Stop();
1173        FinishObjectSpaceSubdivision(objects);
1174}
1175
1176
1177void HierarchyManager::OptimizeMultiLevel(const VssRayContainer &sampleRays,                                                                                     
1178                                                                                  const ObjectContainer &objects,
1179                                                                                  AxisAlignedBox3 *forcedViewSpace)
1180{
1181        const long startTime = GetTime();
1182        const int limit = mNumMultiLevels;
1183
1184        // open up new subdivision
1185        mSubdivisionStats.close();
1186
1187        int steps = 0;
1188
1189        int maxViewSpaceLeaves = mVspTree->mVspStats.Leaves();
1190        int maxObjectSpaceLeaves;
1191       
1192        // set the number of leaves 'evaluated' from the previous methods
1193        // we go for the same numbers, but we try to optimize both subdivisions
1194        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1195        {
1196        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1197                maxObjectSpaceLeaves = mBvHierarchy->mBvhStats.Leaves();
1198                break;
1199        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1200                maxObjectSpaceLeaves = mOspTree->mOspStats.Leaves();
1201        default:
1202                maxObjectSpaceLeaves = 0;
1203                break;
1204        }
1205
1206        // This method subdivides view space / object space
1207        // in order to converge to some optimal cost for this partition
1208        // start with object space partiton
1209        // then optimizate view space partition for the current osp
1210        // and vice versa until iteration depth is reached.
1211        while (1)
1212        {
1213                char subdivisionStatsLog[100];
1214                sprintf(subdivisionStatsLog, "tests/i3d/subdivision-%04d.log", steps);
1215                mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
1216
1217                // subdivide object space first
1218                ResetObjectSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects);
1219       
1220                // set the number of leaves 'evaluated' from the previous methods
1221                // we go for the same numbers, but we try to optimize both subdivisions
1222                mBvHierarchy->mTermMaxLeaves = maxObjectSpaceLeaves;
1223
1224                // process object space candidates
1225                RunConstruction(false);
1226
1227                cout << "iteration " << steps << " of " << limit << " finished" << endl;
1228                mSubdivisionStats.close();
1229
1230                if ((++ steps) >= limit)
1231                        break;
1232
1233                sprintf(subdivisionStatsLog, "tests/i3d/subdivision-%04d.log", steps);
1234                mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
1235
1236                /////////////////
1237                // subdivide view space with respect to the objects
1238
1239                ResetViewSpaceSubdivision(mTQueue, sampleRays, objects, forcedViewSpace);
1240
1241                mVspTree->mMaxViewCells = maxViewSpaceLeaves;
1242
1243                // process view space candidates
1244                RunConstruction(false);
1245
1246                cout << "iteration " << steps << " of " << limit << " finished" << endl;
1247                mSubdivisionStats.close();
1248
1249                if ((++ steps) >= limit)
1250                        break;
1251        }
1252       
1253        cout << "\nfinished in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
1254
1255        mHierarchyStats.Stop();
1256        mVspTree->mVspStats.Stop();
1257        FinishObjectSpaceSubdivision(objects);
1258}
1259
1260
1261
1262bool HierarchyManager::FinishedConstruction() const
1263{
1264        return mTQueue.Empty();
1265}
1266
1267
1268bool HierarchyManager::ObjectSpaceSubdivisionConstructed() const
1269{
1270        /*switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1271        {
1272        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1273                return mOspTree && mOspTree->GetRoot();
1274        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1275                return mBvHierarchy && mBvHierarchy->GetRoot();
1276        default:
1277                return false;
1278        }*/
1279        return mObjectSpaceSubdivisionType != NO_OBJ_SUBDIV;
1280}
1281
1282
1283bool HierarchyManager::ViewSpaceSubdivisionConstructed() const
1284{
1285        return mViewSpaceSubdivisionType != NO_VIEWSPACE_SUBDIV;
1286        //return mVspTree && mVspTree->GetRoot();
1287}
1288
1289
1290void HierarchyManager::CollectDirtyCandidates(const SubdivisionCandidateContainer &chosenCandidates,
1291                                                                                          SubdivisionCandidateContainer &dirtyList)
1292{
1293        SubdivisionCandidateContainer::const_iterator sit, sit_end = chosenCandidates.end();
1294        SubdivisionCandidate::NewMail();
1295
1296        for (sit = chosenCandidates.begin(); sit != sit_end; ++ sit)
1297        {
1298                (*sit)->CollectDirtyCandidates(dirtyList, true);
1299        }
1300}
1301
1302
1303int HierarchyManager::RepairQueue(const SubdivisionCandidateContainer &dirtyList,
1304                                                                  SplitQueue &splitQueue,
1305                                                                  const bool recomputeSplitPlaneOnRepair)
1306{
1307        // for each update of the view space partition:
1308        // the candidates from object space partition which
1309        // have been afected by the view space split (the kd split candidates
1310        // which saw the view cell which was split) must be reevaluated
1311        // (maybe not locally, just reinsert them into the queue)
1312        //
1313        // vice versa for the view cells
1314        // for each update of the object space partition
1315        // reevaluate split candidate for view cells which saw the split kd cell
1316        //
1317        // the priority queue update can be solved by implementing a binary heap
1318        // (explicit data structure, binary tree)
1319        // *) inserting and removal is efficient
1320        // *) search is not efficient => store queue position with each
1321        // split candidate
1322
1323        int repaired = 0;
1324
1325        // collect list of "dirty" candidates
1326        const long startTime = GetTime();
1327        if (0) cout << "repairing " << (int)dirtyList.size() << " candidates ... ";
1328
1329        const float prop = (float)mMaxRepairs / (float)dirtyList.size();
1330
1331        ///////////////////////////
1332        //-- reevaluate the dirty list
1333
1334        SubdivisionCandidateContainer::const_iterator sit, sit_end = dirtyList.end();
1335       
1336        for (sit = dirtyList.begin(); sit != sit_end; ++ sit)
1337        {
1338                // only repair a certain number of candidates
1339                if ((mMaxRepairs < (int)dirtyList.size()) && (Random(1.0f) >= prop))
1340                        continue;
1341
1342                SubdivisionCandidate* sc = *sit;
1343                const float rcd = sc->GetRenderCostDecrease();
1344               
1345                // erase from queue
1346                splitQueue.Erase(sc);
1347                // reevaluate candidate
1348                sc->EvalCandidate(recomputeSplitPlaneOnRepair);
1349                 // reinsert
1350                splitQueue.Push(sc);
1351               
1352                ++ repaired;
1353                cout << ".";
1354
1355#ifdef GTP_DEBUG
1356                Debug << "candidate " << sc << " reevaluated\n"
1357                          << "render cost decrease diff " <<  rcd - sc->GetRenderCostDecrease()
1358                          << " old: " << rcd << " new " << sc->GetRenderCostDecrease() << endl;
1359#endif 
1360        }
1361
1362        const long endTime = GetTime();
1363        const Real timeDiff = TimeDiff(startTime, endTime);
1364
1365        mHierarchyStats.mRepairTime += timeDiff;
1366
1367        return repaired;
1368}
1369
1370
1371void HierarchyManager::ResetQueue(SplitQueue &splitQueue, const bool recomputeSplitPlane)
1372{
1373        SubdivisionCandidateContainer mCandidateBuffer;
1374
1375        // remove from queue
1376        while (!splitQueue.Empty())
1377        {
1378                SubdivisionCandidate *candidate = NextSubdivisionCandidate(splitQueue);
1379               
1380                // reevaluate local split plane and priority
1381                candidate->EvalCandidate(recomputeSplitPlane);
1382                cout << ".";
1383                mCandidateBuffer.push_back(candidate);
1384        }
1385
1386        // put back into queue
1387        SubdivisionCandidateContainer::const_iterator sit, sit_end = mCandidateBuffer.end();
1388    for (sit = mCandidateBuffer.begin(); sit != sit_end; ++ sit)
1389        {
1390                splitQueue.Push(*sit);
1391        }
1392}
1393
1394
1395void HierarchyManager::ExportObjectSpaceHierarchy(OUT_STREAM &stream)
1396{
1397        // the type of the view cells hierarchy
1398        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1399        {
1400        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1401                stream << "<ObjectSpaceHierarchy type=\"osp\">" << endl;
1402                mOspTree->Export(stream);
1403                stream << endl << "</ObjectSpaceHierarchy>" << endl;
1404                break;         
1405        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1406                stream << "<ObjectSpaceHierarchy type=\"bvh\">" << endl;
1407                mBvHierarchy->Export(stream);
1408                stream << endl << "</ObjectSpaceHierarchy>" << endl;
1409                break;
1410        }
1411}
1412
1413
1414void HierarchyManager::PrintHierarchyStatistics(ostream &stream) const
1415{
1416        stream << mHierarchyStats << endl;
1417        stream << "\nview space:" << endl << endl;
1418        stream << mVspTree->GetStatistics() << endl;
1419        stream << "\nobject space:" << endl << endl;
1420
1421        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1422        {
1423        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1424                {
1425                        stream << mOspTree->GetStatistics() << endl;
1426                        break;
1427                }
1428        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1429                {
1430                        stream << mBvHierarchy->GetStatistics() << endl;
1431                        break;
1432                }
1433        default:
1434                break;
1435        }
1436}
1437
1438
1439void HierarchyManager::ExportObjectSpaceHierarchy(Exporter *exporter,
1440                                                                                                  const ObjectContainer &objects,
1441                                                                                                  AxisAlignedBox3 *bbox,
1442                                                                                                  const bool exportBounds) const
1443{
1444        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1445        {
1446        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1447                {
1448                        ExportOspTree(exporter, objects);
1449                        break;
1450                }
1451        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1452                {
1453                        exporter->ExportBvHierarchy(*mBvHierarchy, 0, bbox, exportBounds);
1454                        break;
1455                }
1456        default:
1457                break;
1458        }
1459}
1460
1461
1462void HierarchyManager::ExportOspTree(Exporter *exporter,
1463                                                                         const ObjectContainer &objects) const
1464{
1465        if (0) exporter->ExportGeometry(objects);
1466                       
1467        exporter->SetWireframe();
1468        exporter->ExportOspTree(*mOspTree, 0);
1469}
1470
1471
1472Intersectable *HierarchyManager::GetIntersectable(Intersectable *obj,
1473                                                                                                  const Vector3 &point) const
1474{
1475
1476        if (!obj)
1477                return NULL;
1478
1479        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1480        {
1481        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1482                {
1483                        KdLeaf *leaf = mOspTree->GetLeaf(point, NULL);
1484                        return mOspTree->GetOrCreateKdIntersectable(leaf);
1485                }
1486        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1487                {
1488                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
1489                        return leaf;
1490                }
1491        default:
1492                return obj;
1493        }
1494}
1495
1496Intersectable *HierarchyManager::GetIntersectable(const VssRay &ray,
1497                                                                                                  const bool isTermination) const
1498{
1499        Intersectable *obj = NULL;
1500        Vector3 pt;
1501        KdNode *node;
1502
1503        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
1504
1505        if (!obj)
1506                return NULL;
1507
1508        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1509        {
1510        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1511                {
1512                        KdLeaf *leaf = mOspTree->GetLeaf(pt, node);
1513                        return mOspTree->GetOrCreateKdIntersectable(leaf);
1514                }
1515        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1516                {
1517                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
1518                        return leaf;
1519                }
1520        default:
1521                break;
1522        }
1523
1524        return obj;
1525}
1526
1527
1528void HierarchyStatistics::Print(ostream &app) const
1529{
1530        app << "=========== Hierarchy statistics ===============\n";
1531
1532        app << setprecision(4);
1533
1534        app << "#N_CTIME  ( Construction time [s] )\n" << Time() << " \n";
1535       
1536        app << "#N_RTIME  ( Repair time [s] )\n" << mRepairTime * 1e-3f << " \n";
1537
1538        app << "#N_NODES ( Number of nodes )\n" << mNodes << "\n";
1539
1540        app << "#N_INTERIORS ( Number of interior nodes )\n" << Interior() << "\n";
1541
1542        app << "#N_LEAVES ( Number of leaves )\n" << Leaves() << "\n";
1543
1544        app << "#N_PMAXDEPTH ( Maximal reached depth )\n" << mMaxDepth << endl;
1545
1546        app << "#N_GLOBALCOSTMISSES ( Global cost misses )\n" << mGlobalCostMisses << endl;
1547       
1548        app << "========== END OF Hierarchy statistics ==========\n";
1549}
1550
1551
1552static void RemoveRayRefs(const ObjectContainer &objects)
1553{
1554        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = objects.end();
1555        for (oit = objects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1556        {
1557                (*oit)->DelRayRefs();
1558        }
1559}
1560
1561
1562void HierarchyManager::FinishObjectSpaceSubdivision(const ObjectContainer &objects,
1563                                                                                                        const bool removeRayRefs) const
1564{
1565        switch (mObjectSpaceSubdivisionType)
1566        {
1567        case KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
1568                {
1569                        mOspTree->mOspStats.Stop();
1570                        break;
1571                }
1572        case BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
1573                {
1574                        mBvHierarchy->mBvhStats.Stop();
1575                        if (removeRayRefs)
1576                                RemoveRayRefs(objects);
1577                        break;
1578                }
1579        default:
1580                break;
1581        }
1582}
1583
1584
1585void HierarchyManager::ExportBoundingBoxes(OUT_STREAM &stream, const ObjectContainer &objects)
1586{
1587        stream << "<BoundingBoxes>" << endl;
1588           
1589        if (mObjectSpaceSubdivisionType == KD_BASED_OBJ_SUBDIV)
1590        {
1591                KdIntersectableMap::const_iterator kit, kit_end = mOspTree->mKdIntersectables.end();
1592
1593                int id = 0;
1594                for (kit = mOspTree->mKdIntersectables.begin(); kit != kit_end; ++ kit, ++ id)
1595                {
1596                        Intersectable *obj = (*kit).second;
1597                        const AxisAlignedBox3 box = obj->GetBox();
1598               
1599                        obj->SetId(id);
1600
1601                        stream << "<BoundingBox" << " id=\"" << id << "\""
1602                                   << " min=\"" << box.Min().x << " " << box.Min().y << " " << box.Min().z << "\""
1603                                   << " max=\"" << box.Max().x << " " << box.Max().y << " " << box.Max().z << "\" />" << endl;
1604                }
1605        }
1606        else
1607        {
1608                ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = objects.end();
1609
1610                for (oit = objects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1611                {
1612                        const AxisAlignedBox3 box = (*oit)->GetBox();
1613               
1614                        stream << "<BoundingBox" << " id=\"" << (*oit)->GetId() << "\""
1615                                   << " min=\"" << box.Min().x << " " << box.Min().y << " " << box.Min().z << "\""
1616                                   << " max=\"" << box.Max().x << " " << box.Max().y << " " << box.Max().z << "\" />" << endl;
1617                }
1618        }
1619               
1620        stream << "</BoundingBoxes>" << endl;
1621}
1622
1623
1624class HierarchyNodeWrapper;
1625
1626
1627template <typename T> class myless
1628{
1629public:
1630        bool operator() (T v1, T v2) const
1631        {
1632                return (v1->GetMergeCost() < v2->GetMergeCost());
1633        }
1634};
1635
1636
1637typedef priority_queue<HierarchyNodeWrapper *, vector<HierarchyNodeWrapper *>,
1638                                           myless<vector<HierarchyNodeWrapper *>::value_type> > HierarchyNodeQueue;
1639
1640class HierarchyNodeWrapper
1641{
1642public:
1643        enum {VSP_NODE, BVH_NODE, VIEW_CELL};
1644
1645        virtual float GetMergeCost() const = 0;
1646        virtual int Type() const  = 0;
1647        virtual bool IsLeaf() const = 0;
1648
1649        virtual void PushChildren(HierarchyNodeQueue &tQueue) = 0;
1650};
1651
1652
1653class VspNodeWrapper: public HierarchyNodeWrapper
1654{
1655public:
1656        VspNodeWrapper(VspNode *node): mNode(node) {}
1657
1658        int Type() const { return VSP_NODE; }
1659
1660        float GetMergeCost() const { return (float) -mNode->mTimeStamp; };
1661
1662        bool IsLeaf() const { return mNode->IsLeaf(); }
1663
1664        void PushChildren(HierarchyNodeQueue &tQueue)
1665        {
1666                if (!mNode->IsLeaf())
1667                {
1668                        VspInterior *interior = dynamic_cast<VspInterior *>(mNode);
1669
1670                        tQueue.push(new VspNodeWrapper(interior->GetFront()));
1671                        tQueue.push(new VspNodeWrapper(interior->GetBack()));
1672                }
1673        }
1674
1675        VspNode *mNode;
1676};
1677
1678
1679class BvhNodeWrapper: public HierarchyNodeWrapper
1680{
1681public:
1682        BvhNodeWrapper(BvhNode *node): mNode(node) {}
1683       
1684        int Type()  const { return BVH_NODE; }
1685
1686        float GetMergeCost() const { return (float)-mNode->GetTimeStamp(); };
1687
1688        bool IsLeaf() const { return mNode->IsLeaf(); }
1689
1690        void PushChildren(HierarchyNodeQueue &tQueue)
1691        {
1692                if (!mNode->IsLeaf())
1693                {
1694                        BvhInterior *interior = dynamic_cast<BvhInterior *>(mNode);
1695
1696                        tQueue.push(new BvhNodeWrapper(interior->GetFront()));
1697                        tQueue.push(new BvhNodeWrapper(interior->GetBack()));
1698                }
1699        }
1700
1701        BvhNode *mNode;
1702};
1703
1704
1705class ViewCellWrapper: public HierarchyNodeWrapper
1706{
1707public:
1708
1709        ViewCellWrapper(ViewCell *vc): mViewCell(vc) {}
1710       
1711        int Type()  const { return VIEW_CELL; }
1712
1713        float GetMergeCost() const { return mViewCell->GetMergeCost(); };
1714
1715        bool IsLeaf() const { return mViewCell->IsLeaf(); }
1716
1717        void PushChildren(HierarchyNodeQueue &tQueue)
1718        {
1719                if (!mViewCell->IsLeaf())
1720                {
1721                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(mViewCell);
1722
1723                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
1724
1725                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1726                        {
1727                                tQueue.push(new ViewCellWrapper(*it));
1728                        }
1729                }
1730        }
1731
1732        ViewCell *mViewCell;
1733};
1734
1735
1736void HierarchyManager::CollectBestSet(const int maxSplits,
1737                                                                          const float maxMemoryCost,
1738                                                                          ViewCellContainer &viewCells,
1739                                                                          vector<BvhNode *> &bvhNodes)
1740{
1741        HierarchyNodeQueue tqueue;
1742        //tqueue.push(new VspNodeWrapper(mVspTree->GetRoot()));
1743        tqueue.push(new ViewCellWrapper(mVspTree->mViewCellsTree->GetRoot()));
1744        tqueue.push(new BvhNodeWrapper(mBvHierarchy->GetRoot()));
1745       
1746        float memCost = 0;
1747
1748        while (!tqueue.empty())
1749        {
1750                HierarchyNodeWrapper *nodeWrapper = tqueue.top();
1751                tqueue.pop();
1752                //cout << "priority: " << nodeWrapper->GetMergeCost() << endl;
1753                // save the view cells if it is a leaf or if enough view cells have already been traversed
1754                // because of the priority queue, this will be the optimal set of v
1755                if (nodeWrapper->IsLeaf() ||
1756                        ((viewCells.size() + bvhNodes.size() + tqueue.size() + 1) >= maxSplits) ||
1757                        (memCost > maxMemoryCost)
1758                        )
1759                {
1760                        if (nodeWrapper->Type() == HierarchyNodeWrapper::VIEW_CELL)
1761                        {
1762                                //cout << "1";
1763                                ViewCellWrapper *viewCellWrapper = dynamic_cast<ViewCellWrapper *>(nodeWrapper);
1764                                viewCells.push_back(viewCellWrapper->mViewCell);
1765                        }
1766                        else
1767                        {
1768                                //cout << "0";
1769                                BvhNodeWrapper *bvhNodeWrapper = dynamic_cast<BvhNodeWrapper *>(nodeWrapper);
1770                                bvhNodes.push_back(bvhNodeWrapper->mNode);
1771                        }
1772                }
1773                else
1774                {       
1775                        nodeWrapper->PushChildren(tqueue);
1776                }
1777
1778                delete nodeWrapper;
1779        }
1780}
1781
1782
1783void HierarchyManager::ComputePvs(const ObjectPvs &pvs,
1784                                                                  float &rc,
1785                                                                  int &pvsEntries)
1786{
1787        BvhNode::NewMail();
1788
1789        ObjectPvsIterator pit = pvs.GetIterator();
1790
1791        while (pit.HasMoreEntries())
1792        {
1793                const ObjectPvsEntry &entry = pit.Next();
1794
1795                if (entry.mObject->Type() != Intersectable::BVH_INTERSECTABLE)
1796                        cout << "error " << entry.mObject->Type() << endl;
1797
1798                BvhNode *intersect = dynamic_cast<BvhNode *>(entry.mObject);
1799                BvhNode *activeNode;
1800
1801                // hack for choosing which node to account for
1802                if (intersect->IsLeaf())
1803                {
1804                        activeNode =
1805                                dynamic_cast<BvhLeaf *>(intersect)->GetActiveNode();
1806                }
1807                else
1808                {
1809                        activeNode = intersect;
1810                }
1811
1812                if (!activeNode->Mailed())
1813                {
1814                        activeNode->Mail();
1815
1816#if STUPID_METHOD
1817
1818                        ObjectContainer objects;
1819            activeNode->CollectObjects(objects);
1820                        rc += mBvHierarchy->EvalAbsCost(objects);
1821#else
1822                        rc += mBvHierarchy->GetRenderCostIncrementially(activeNode);
1823#endif
1824                        ++ pvsEntries;
1825                }
1826        }
1827}
1828
1829
1830void HierarchyManager::GetPvsEfficiently(ViewCell *viewCell, ObjectPvs &pvs) const
1831{
1832        ////////////////
1833        //-- pvs is not stored with the interiors => reconstruct
1834       
1835        // add pvs from leaves
1836        stack<ViewCell *> tstack;
1837        tstack.push(viewCell);
1838
1839        Intersectable::NewMail();
1840
1841        while (!tstack.empty())
1842        {
1843                ViewCell *vc = tstack.top();
1844                tstack.pop();
1845       
1846                // add newly found pvs to merged pvs: break here even for interior
1847                if (!vc->GetPvs().Empty())
1848                {
1849                        ObjectPvsIterator pit = vc->GetPvs().GetIterator();
1850
1851                        while (pit.HasMoreEntries())
1852                        {               
1853                                const ObjectPvsEntry &entry = pit.Next();
1854
1855                                Intersectable *object = entry.mObject;
1856                                if (!object->Mailed())
1857                                {
1858                                        object->Mail();
1859                                        pvs.AddSampleDirty(object, 1.0f);
1860                                }
1861                        }
1862                }
1863                else if (!vc->IsLeaf()) // interior cells: go down to leaf level
1864                {
1865                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
1866                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
1867
1868                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1869                        {
1870                                tstack.push(*it);
1871                        }               
1872                }
1873        }
1874}
1875
1876
1877// TODO matt: implement this function for different storing methods
1878void HierarchyManager::GetPvsIncrementially(ViewCell *vc, ObjectPvs &pvs) const
1879{
1880        ////////////////
1881        //-- pvs is not stored with the interiors => reconstruct
1882       
1883        // add pvs from leaves
1884        stack<ViewCell *> tstack;
1885        tstack.push(vc);
1886
1887        while (!tstack.empty())
1888        {
1889                vc = tstack.top();
1890                tstack.pop();
1891       
1892                // add newly found pvs to merged pvs: break here even for interior
1893                if (!vc->GetPvs().Empty())
1894                {
1895                        //if (vc->IsLeaf()) cout << " l " << pvs.GetSize();
1896                        //else cout << " i " << pvs.GetSize();
1897                        pvs.MergeInPlace(vc->GetPvs());
1898                }
1899                else if (!vc->IsLeaf()) // interior cells: go down to leaf level
1900                {
1901                        //cout <<" t";
1902                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
1903                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
1904
1905                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1906                        {
1907                                tstack.push(*it);
1908                        }               
1909                }
1910                else cout <<"k";
1911        }
1912}
1913
1914
1915// TODO matt: implement this function for different storing methods
1916void HierarchyManager::PullUpPvsIncrementally(ViewCell *viewCell) const
1917{
1918        ////////////////
1919        //-- pvs is not stored with the interiors => reconstruct
1920       
1921        // early exit: pvs is already pulled up to this view cell
1922        if (!viewCell->GetPvs().Empty())
1923                return;
1924
1925        // add pvs from leaves
1926        stack<ViewCell *> tstack;
1927        tstack.push(viewCell);
1928
1929        ViewCell *vc = viewCell;
1930
1931        while (!tstack.empty())
1932        {
1933                vc = tstack.top();
1934                tstack.pop();
1935       
1936                // add newly found pvs to merged pvs: break here even for interior
1937                if (!vc->GetPvs().Empty())
1938                {
1939                        viewCell->GetPvs().MergeInPlace(vc->GetPvs());
1940                }
1941                else if (!vc->IsLeaf()) // interior cells: go down to leaf level
1942                {
1943                        //cout <<" t";
1944                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
1945                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
1946
1947                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1948                        {
1949                                tstack.push(*it);
1950                        }               
1951                }
1952        }
1953}
1954
1955
1956
1957// TODO matt: implement this function for different storing methods
1958void HierarchyManager::GetPvsRecursive(ViewCell *vc, ObjectPvs &pvs) const
1959{
1960        ////////////////
1961        //-- pvs is not stored with the interiors => reconstruct
1962        if (vc->IsLeaf() || !vc->GetPvs().Empty())
1963        {
1964                pvs = vc->GetPvs();
1965        }
1966        else
1967        {
1968                ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
1969#if 0
1970                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
1971                const int childPvsSize = (int)interior->mChildren.size();
1972                vector<ObjectPvs> childPvs;
1973                childPvs.resize((int)interior->mChildren.size());
1974
1975                int i = 0;
1976                for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it, ++ i)
1977                {
1978                        GetPvsRecursive(*it, childPvs[i]);
1979                        pvs.MergeInPlace(childPvs[i]);
1980                }
1981#else
1982
1983                ObjectPvs leftPvs, rightPvs;
1984
1985                GetPvsRecursive(interior->mChildren[0], leftPvs);
1986                GetPvsRecursive(interior->mChildren[1], rightPvs);
1987
1988                ObjectPvs::Merge(pvs, leftPvs, rightPvs);
1989#endif
1990        }
1991}
1992
1993
1994int HierarchyManager::ExtractStatistics(const int maxSplits,
1995                                                                                const float maxMemoryCost,
1996                                                                                float &renderCost,
1997                                                                                float &memory,
1998                                                                                int &pvsEntries,
1999                                                                                int &viewSpaceSplits,
2000                                                                                int &objectSpaceSplits,
2001                                                                                const bool useFilter)
2002{
2003        ViewCellContainer viewCells;
2004        vector<BvhNode *> bvhNodes;
2005
2006        // collect best set of view cells for this #splits
2007    CollectBestSet(maxSplits, maxMemoryCost, viewCells, bvhNodes);
2008        vector<BvhNode *>::const_iterator bit, bit_end = bvhNodes.end();
2009       
2010        // set new nodes to be active
2011        for (bit = bvhNodes.begin(); bit != bit_end; ++ bit)
2012        {
2013                mBvHierarchy->SetActive(*bit);
2014        }
2015
2016        ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = viewCells.end();
2017
2018        pvsEntries = 0;
2019        renderCost = 0.0f;
2020
2021        ViewCell::NewMail();
2022
2023        //cout << "\nviewcells: " << viewCells.size() << endl;
2024        for (vit = viewCells.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
2025        {
2026                ViewCell *vc = *vit;
2027                float rc = 0;
2028       
2029#if STUPID_METHOD       
2030                ObjectPvs pvs;
2031                GetPvsIncrementially(vc, pvs);
2032                vc->SetPvs(pvs);
2033               
2034#else
2035       
2036                ObjectPvs pvs;
2037                               
2038                if (vc->GetPvs().Empty())
2039                {
2040                        // warning: uses mailing, pvs not sorted!!
2041                        GetPvsEfficiently(vc, pvs);
2042                        //GetPvsRecursive(vc, pvs);
2043                        vc->SetPvs(pvs);
2044                        //cout << "q";
2045                }
2046                //else cout << "t";
2047#endif
2048
2049                vc->Mail();
2050
2051                if (useFilter)
2052                {
2053                        const long startT = GetTime();
2054                        ObjectPvs filteredPvs;
2055                        mVspTree->mViewCellsManager->ApplyFilter2(vc, false, 1.0f, filteredPvs);
2056                        const long endT = GetTime();
2057
2058                        //cout << "filter computed in " << TimeDiff(startT, endT) * 1e-3f << " secs" << endl;
2059                        ComputePvs(filteredPvs, rc, pvsEntries);
2060                }
2061                else
2062                {
2063                        ComputePvs(vc->GetPvs(), rc, pvsEntries);
2064                }
2065
2066                rc *= vc->GetVolume();
2067                renderCost += rc;
2068        }
2069
2070        renderCost /= mVspTree->mViewCellsManager->GetViewSpaceBox().GetVolume();
2071        memory = pvsEntries * ObjectPvs::GetEntrySize();
2072
2073        viewSpaceSplits = (int)viewCells.size();
2074        objectSpaceSplits = (int)bvhNodes.size();
2075        //cout << "viewCells: " << (int)viewCells.size() << " nodes: " << (int)bvhNodes.size() << " rc: " << renderCost << " entries: " << pvsEntries << endl;
2076
2077        // delete old "base" view cells if they are not leaves
2078        ViewCellContainer::const_iterator oit, oit_end = mOldViewCells.end();
2079
2080        for (oit = mOldViewCells.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
2081        {
2082                if (!(*oit)->Mailed() && !(*oit)->IsLeaf())
2083                {
2084                        (*oit)->GetPvs().Clear();
2085                }
2086        }
2087
2088        // store current level
2089        mOldViewCells = viewCells;
2090
2091        return (int)(viewCells.size() + bvhNodes.size());
2092}
2093
2094
2095void HierarchyManager::ExportStats(ofstream &stats,
2096                                                                   SplitQueue &tQueue,
2097                                                                   const ObjectContainer &objects)
2098{
2099        HierarchySubdivisionStats subStats;
2100        subStats.Reset();
2101
2102        /////////////
2103        //-- initial situation
2104
2105        subStats.mNumSplits = 0;
2106        subStats.mTotalRenderCost = (float)objects.size();
2107        subStats.mEntriesInPvs = 1;
2108        subStats.mMemoryCost = (float)ObjectPvs::GetEntrySize();
2109        subStats.mFullMemory = subStats.mMemoryCost;
2110        subStats.mViewSpaceSplits = 0;
2111        subStats.mObjectSpaceSplits = 0;
2112        subStats.mRenderCostDecrease = 0;
2113        subStats.Print(stats);
2114
2115        cout << "exporting vsposp stats ... " << endl;
2116
2117        //-- go through tree in the order of render cost decrease
2118        //-- which is the same order as the view cells were merged
2119        //-- or the reverse order of subdivision for subdivision-only
2120        //-- view cell hierarchies.
2121
2122        while (!tQueue.Empty())
2123        {
2124                SubdivisionCandidate *nextCandidate = NextSubdivisionCandidate(tQueue);
2125                bool isLeaf;
2126                int timeStamp;
2127                float rcDecr;
2128                int entriesIncr;
2129
2130                if (nextCandidate->Type() == SubdivisionCandidate::VIEW_SPACE)
2131                {
2132                        timeStamp = (int)-nextCandidate->GetPriority();
2133
2134                        VspNode *newNode = mVspTree->SubdivideAndCopy(tQueue, nextCandidate);
2135                        VspNode *oldNode = (VspNode *)nextCandidate->mEvaluationHack;
2136
2137                        isLeaf = newNode->IsLeaf();
2138                        //subStats.mRenderCostDecrease = oldNode->mRenderCostDecr;
2139                        //entriesIncr = oldNode->mPvsEntriesIncr;
2140                }
2141                else
2142                {
2143                        timeStamp = (int)-nextCandidate->GetPriority();
2144
2145                        BvhNode *newNode = mBvHierarchy->SubdivideAndCopy(tQueue, nextCandidate);
2146                        BvhNode *oldNode = (BvhNode *)nextCandidate->mEvaluationHack;
2147
2148                        isLeaf = newNode->IsLeaf();
2149                        //subStats.mRenderCostDecrease = oldNode->mRenderCostDecr;
2150                        //entriesIncr = oldNode->mPvsEntriesIncr;
2151                }               
2152
2153                if (!isLeaf)
2154                {
2155                        subStats.mTotalRenderCost -= subStats.mRenderCostDecrease;
2156                        //subStats.mEntriesInPvs += entriesIncr;
2157
2158                        if (nextCandidate->Type() == SubdivisionCandidate::VIEW_SPACE)
2159                        {
2160                                ++ subStats.mViewSpaceSplits;
2161                                cout << "v";
2162                                //cout << "vsp t: " << timeStamp << " rc: " << rcDecr << " pvs: " << entriesIncr << endl;
2163                        }
2164                        else
2165                        {
2166                                ++ subStats.mObjectSpaceSplits;
2167                                cout << "o";
2168                                //"osp t: " << timeStamp << " rc: " << rcDecr << " pvs: " << entriesIncr << endl;
2169                        }
2170
2171                        ++ subStats.mNumSplits;
2172
2173                        if ((subStats.mNumSplits % 500) == 499)
2174                                cout << subStats.mNumSplits << " steps taken" << endl;
2175
2176                        subStats.mMemoryCost = (float)subStats.mEntriesInPvs * (float)ObjectPvs::GetEntrySize();
2177                        subStats.mFullMemory = subStats.mMemoryCost;
2178
2179                        subStats.Print(stats);
2180
2181                }
2182
2183                DEL_PTR(nextCandidate);
2184        }
2185
2186        stats.close();
2187}
2188
2189
2190void HierarchyManager::EvaluateSubdivision(const VssRayContainer &sampleRays,
2191                                                                                   const ObjectContainer &objects,
2192                                                                                   const string &filename)
2193{
2194#if 0
2195        VspTree *oldVspTree = mVspTree;
2196        ViewCellsManager *vm = mVspTree->mViewCellsManager;
2197        BvHierarchy *oldHierarchy = mBvHierarchy;
2198
2199        mBvHierarchy = new BvHierarchy();
2200        mBvHierarchy->mHierarchyManager = this;
2201        mBvHierarchy->mViewCellsManager = vm;
2202
2203        mVspTree = new VspTree();
2204        mVspTree->mHierarchyManager = this;
2205        mVspTree->mViewCellsManager = vm;
2206
2207        // create first nodes
2208        mVspTree->Initialise(sampleRays, &oldVspTree->mBoundingBox);
2209        InitialiseObjectSpaceSubdivision(objects);
2210
2211        const long startTime = GetTime();
2212        cout << "Constructing evaluation hierarchies ... \n";
2213       
2214        ofstream stats;
2215        stats.open(filename.c_str());
2216        SplitQueue tQueue;
2217
2218        BvhNode *oldBvhRoot = oldHierarchy->GetRoot();
2219        VspNode *oldVspRoot = oldVspTree->GetRoot();
2220
2221        RayInfoContainer *viewSpaceRays = new RayInfoContainer();
2222       
2223        SubdivisionCandidate *firstVsp = mVspTree->PrepareConstruction(sampleRays, *viewSpaceRays);
2224        tQueue.Push(firstVsp);
2225
2226        mBvHierarchy->PrepareConstruction(tQueue, sampleRays, objects);
2227
2228    firstVsp->mEvaluationHack = oldVspRoot;
2229        firstBvh->mEvaluationHack = oldBvhRoot;
2230
2231        firstVsp->SetPriority((float)-oldVspRoot->mTimeStamp);
2232        firstBvh->SetPriority((float)-oldBvhRoot->GetTimeStamp());
2233       
2234        ExportStats(stats, tQueue, objects);
2235
2236        cout << "\nfinished in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
2237        RemoveRayRefs(objects);
2238
2239        // view cells needed only for evaluation
2240        ViewCellContainer viewCells;
2241        mVspTree->CollectViewCells(viewCells, false);
2242       
2243        // helper trees can be destroyed
2244        DEL_PTR(mVspTree);
2245        DEL_PTR(mBvHierarchy);
2246
2247        CLEAR_CONTAINER(viewCells);
2248
2249        // reset hierarchies
2250        mVspTree = oldVspTree;
2251        mBvHierarchy = oldHierarchy;
2252
2253        // reinstall old bv refs
2254        vector<BvhLeaf *> leaves;
2255        mBvHierarchy->CollectLeaves(mBvHierarchy->GetRoot(), leaves);
2256        vector<BvhLeaf *>::const_iterator bit, bit_end = leaves.end();
2257
2258        for (bit = leaves.begin(); bit != bit_end; ++ bit)
2259        {
2260                mBvHierarchy->AssociateObjectsWithLeaf(*bit);
2261        }
2262#endif
2263}
2264
2265
2266void HierarchyManager::EvaluateSubdivision2(ofstream &splitsStats,
2267                                                                                        const int splitsStepSize,
2268                                                                                        const bool useFilter)
2269{
2270        vector<HierarchySubdivisionStats> subStatsContainer;
2271
2272        int splits = (1 + (mHierarchyStats.Leaves() - 1) / splitsStepSize) * splitsStepSize;
2273        cout << "splits: " << splits << endl;
2274
2275        while (1)
2276        {
2277                HierarchySubdivisionStats subStats;
2278                subStats.mNumSplits = ExtractStatistics(splits,
2279                                                                                                99999.0,
2280                                                                                                subStats.mTotalRenderCost,
2281                                                                                                subStats.mMemoryCost,
2282                                                                                                subStats.mEntriesInPvs,
2283                                                                                                subStats.mViewSpaceSplits,
2284                                                                                                subStats.mObjectSpaceSplits,
2285                                                                                                useFilter);
2286
2287               
2288                const float objectSpaceHierarchyMem = float(
2289                                                                                          subStats.mObjectSpaceSplits * mBvHierarchy->mMemoryConst//sizeof(ObjectContainer)
2290                                                                                          //+ (subStats.mObjectSpaceSplits - 1) * sizeof(BvhInterior)
2291                                                                                          //+sizeof(BvHierarchy)
2292                                                                                          ) / float(1024 * 1024);
2293
2294                       
2295                const float viewSpaceHierarchyMem = float(
2296                                                                                        subStats.mViewSpaceSplits * mVspTree->mMemoryConst//sizeof(ObjectPvs)
2297                                                                                        //+ (subStats.mViewSpaceSplits - 1) * sizeof(VspInterior)
2298                                                                                        + sizeof(ObjectPvs)
2299                                                                                        //+ sizeof(VspTree)
2300                                                                                        )  / float(1024 * 1024);
2301
2302                subStats.mFullMemory = subStats.mMemoryCost + objectSpaceHierarchyMem + viewSpaceHierarchyMem;
2303               
2304                subStatsContainer.push_back(subStats);
2305               
2306                if (splits == 0)
2307                {
2308                        break;
2309                }
2310                splits -= splitsStepSize;
2311
2312                cout << "splits: " << subStats.mNumSplits << " ";
2313        }
2314
2315        vector<HierarchySubdivisionStats>::const_reverse_iterator hit, hit_end = subStatsContainer.rend();
2316
2317        for (hit = subStatsContainer.rbegin(); hit != hit_end; ++ hit)
2318        {
2319                (*hit).Print(splitsStats);
2320        }
2321
2322        // delete old "base" view cells: only pvss in the leaves are allowed
2323        ViewCellContainer::const_iterator oit, oit_end = mOldViewCells.end();
2324        for (oit = mOldViewCells.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
2325        {
2326                if (!(*oit)->IsLeaf())
2327                {
2328                        (*oit)->GetPvs().Clear();
2329                }
2330        }
2331
2332        mOldViewCells.clear();
2333
2334        // reset active nodes
2335        vector<BvhLeaf *> bvhLeaves;
2336
2337        mBvHierarchy->CollectLeaves(mBvHierarchy->GetRoot(), bvhLeaves);
2338
2339        vector<BvhLeaf *>::const_iterator bit, bit_end = bvhLeaves.end();
2340
2341        for (bit = bvhLeaves.begin(); bit != bit_end; ++ bit)
2342        {
2343                (*bit)->SetActiveNode(*bit);
2344        }
2345
2346        cout << endl;
2347}
2348
2349
2350void HierarchyManager::CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects)
2351{
2352        mBvHierarchy->CollectObjects(box, objects);
2353}
2354
2355
2356int HierarchyManager::CompressObjectSpace()
2357{
2358        //mBvHierarchy->Compress();
2359        return mVspTree->CompressObjects();
2360}
2361
2362
2363void HierarchyManager::CreateUniqueObjectIds()
2364{
2365        mBvHierarchy->CreateUniqueObjectIds();
2366}
2367
2368
2369}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.