source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/Preprocessor.cpp @ 997

Revision 997, 16.6 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)

fixed bug for histogram
improved samplerenderer
todo: difference detectempty true / false

RevLine 
[372]1#include "SceneGraph.h"
2#include "Exporter.h"
3#include "UnigraphicsParser.h"
4#include "X3dParser.h"
5#include "Preprocessor.h"
6#include "ViewCell.h"
7#include "Environment.h"
[439]8#include "ViewCellsManager.h"
[445]9#include "ViewCellBsp.h"
10#include "VspBspTree.h"
11#include "VspKdTree.h"
[469]12#include "RenderSimulator.h"
[496]13#include "GlRenderer.h"
[749]14#include "PlyParser.h"
[372]15
[863]16namespace GtpVisibilityPreprocessor {
[860]17
18
[492]19Preprocessor *preprocessor;
20
[750]21
[840]22// HACK
[750]23static void AddGeometry(SceneGraph *scene)
24{
[752]25        scene->mRoot->UpdateBox();
26
[750]27        AxisAlignedBox3 sceneBox = scene->GetBox();
28
29        int n = 200;
30
31        if (0){
[840]32        // form grid of boxes
[750]33        for (int i = 0; i < n; ++ i)
34        {
35                for (int j = 0; j < n; ++ j)
36                {
37                        const Vector3 scale2((float)j * 0.8 / n + 0.1,  0.05, (float)i * 0.8  / (float)n + 0.1);
38               
[840]39                        const Vector3 pt2 = sceneBox.Min() + scale2 * (sceneBox.Max() - sceneBox.Min());
[750]40               
[840]41                        const Vector3 boxSize = sceneBox.Size() * Vector3(0.0025f, 0.01f, 0.0025f);
[750]42                        AxisAlignedBox3 box(pt2, pt2 + boxSize);
[991]43                        Mesh *mesh = CreateMeshFromBox(box);
[750]44
45                        mesh->Preprocess();
46               
47                        MeshInstance *mi = new MeshInstance(mesh);
48                        scene->mRoot->mGeometry.push_back(mi);
49                }
50        }
51
52        for (int i = 0; i < n; ++ i)
53        {
54                for (int j = 0; j < n; ++ j)
55                {
56                        const Vector3 scale2(0.15, (float)j * 0.8 / n + 0.1, (float)i * 0.8  / (float)n + 0.1);
57               
58                        Vector3 pt2 = sceneBox.Min() + scale2 * (sceneBox.Max() - sceneBox.Min());
59               
60                        Vector3 boxSize = sceneBox.Size() * Vector3(0.0025, 0.01, 0.0025);
61                        AxisAlignedBox3 box(pt2, pt2 + boxSize);
[991]62                        Mesh *mesh = CreateMeshFromBox(box);
[750]63
64                        mesh->Preprocess();
65               
66                        MeshInstance *mi = new MeshInstance(mesh);
67                        scene->mRoot->mGeometry.push_back(mi);
68                }
69        }
70
71        for (int i = 0; i < n; ++ i)
72        {
73                const Vector3 scale2(2, 0.2, (float)i * 0.8  / (float)n + 0.1);
74               
75                Vector3 pt2 = sceneBox.Min() + scale2 * (sceneBox.Max() - sceneBox.Min());
76               
77                //Vector3 boxSize = sceneBox.Size() * Vector3(0.0025, 0.01, 0.0025);
78                Vector3 boxSize = sceneBox.Size() * Vector3(0.005, 0.02, 0.005);
79                AxisAlignedBox3 box(pt2 + 0.1, pt2 + boxSize);
[991]80                Mesh *mesh = CreateMeshFromBox(box);
[750]81
82                mesh->Preprocess();
83               
84                MeshInstance *mi = new MeshInstance(mesh);
85                scene->mRoot->mGeometry.push_back(mi);
86        }
87       
88        scene->mRoot->UpdateBox();
89        }
90       
[840]91        // plane separating view space regions
92        if (1)
93        {
94                const Vector3 scale(1.0, 0.0, 0);
[750]95
[840]96                Vector3 pt = sceneBox.Min() + scale * (sceneBox.Max() - sceneBox.Min());
[750]97
[840]98                Plane3 cuttingPlane(Vector3(1, 0, 0), pt);
99                Mesh *planeMesh = new Mesh();
100               
101                Polygon3 *poly = sceneBox.CrossSection(cuttingPlane);
102                IncludePolyInMesh(*poly, *planeMesh);
103               
104                planeMesh->Preprocess();
105               
106                MeshInstance *planeMi = new MeshInstance(planeMesh);
107                scene->mRoot->mGeometry.push_back(planeMi);
108        }       
[750]109}
110
111
[372]112Preprocessor::Preprocessor():
113mKdTree(NULL),
[409]114mBspTree(NULL),
[422]115mVspKdTree(NULL),
[445]116mVspBspTree(NULL),
[439]117mViewCellsManager(NULL)
[308]118{
[840]119        environment->GetBoolValue("Preprocessor.useGlRenderer", mUseGlRenderer);
[538]120 
[840]121        // renderer will be constructed when the scene graph and viewcell manager will be known
122        renderer = NULL;
[496]123 
[840]124        environment->GetBoolValue("Preprocessor.useGlDebugger", mUseGlDebugger);
125        environment->GetBoolValue("Preprocessor.loadPolygonsAsMeshes", mLoadPolygonsAsMeshes);
126        environment->GetBoolValue("Preprocessor.quitOnFinish", mQuitOnFinish);
127        environment->GetBoolValue("Preprocessor.computeVisibility", mComputeVisibility);
128        environment->GetBoolValue("Preprocessor.detectEmptyViewSpace", mDetectEmptyViewSpace);
[871]129        environment->GetBoolValue("Preprocessor.exportVisibility", mExportVisibility );
[599]130
[871]131        char buffer[256];
132        environment->GetStringValue("Preprocessor.visibilityFile",  buffer);
133        mVisibilityFileName = buffer;
[878]134        environment->GetBoolValue("Preprocessor.applyVisibilityFilter", mApplyVisibilityFilter );
[904]135        environment->GetBoolValue("Preprocessor.applyVisibilitySpatialFilter",
136                                                          mApplyVisibilitySpatialFilter );
[878]137        environment->GetFloatValue("Preprocessor.visibilityFilterWidth", mVisibilityFilterWidth);
138
[840]139        Debug << "detect empty view space=" << mDetectEmptyViewSpace << endl;
140        Debug << "load polygons as meshes: " << mLoadPolygonsAsMeshes << endl;
[372]141}
142
143
144Preprocessor::~Preprocessor()
145{
[752]146  cout << "cleaning up" << endl;
147
148  cout << "Deleting view cells manager ... \n";
[496]149  DEL_PTR(mViewCellsManager);
[752]150  cout << "done.\n";
151
152  cout << "Deleting bsp tree ... \n";
[496]153  DEL_PTR(mBspTree);
[752]154  cout << "done.\n";
155
[840]156  cout << "Deleting kd tree...\n";
[496]157  DEL_PTR(mKdTree);
[840]158  cout << "done.\n";
[752]159 
[840]160  cout << "Deleting vspkd tree...\n";
[496]161  DEL_PTR(mVspKdTree);
[840]162  cout << "done.\n";
[752]163
[840]164  cout << "Deleting vspbsp tree...\n";
[496]165  DEL_PTR(mVspBspTree);
[840]166  cout << "done.\n";
[372]167}
168
[387]169int
[419]170SplitFilenames(const string str, vector<string> &filenames)
[387]171{
172        int pos = 0;
173
174        while(1) {
[469]175                int npos = (int)str.find(';', pos);
[387]176               
177                if (npos < 0 || npos - pos < 1)
178                        break;
179                filenames.push_back(string(str, pos, npos - pos));
180                pos = npos + 1;
181        }
182       
183        filenames.push_back(string(str, pos, str.size() - pos));
[440]184        return (int)filenames.size();
[387]185}
186
[750]187
[372]188bool
189Preprocessor::LoadScene(const string filename)
190{
[925]191        // use leaf nodes of the original spatial hierarchy as occludees
[508]192        mSceneGraph = new SceneGraph;
[372]193 
[508]194        Parser *parser;
[387]195        vector<string> filenames;
196        int files = SplitFilenames(filename, filenames);
[712]197        cout << "number of input files: " << files << endl;
[387]198        bool result = false;
199        if (files == 1) {
200               
201                if (strstr(filename.c_str(), ".x3d"))
[749]202                  parser = new X3dParser;
[387]203                else
[811]204                  if (strstr(filename.c_str(), ".ply") || strstr(filename.c_str(), ".plb"))
[749]205                        parser = new PlyParser;
206                  else
[387]207                        parser = new UnigraphicsParser;
[372]208
[387]209                cout<<filename<<endl;
[658]210                result = parser->ParseFile(filename, &mSceneGraph->mRoot, mLoadPolygonsAsMeshes);
[372]211
[387]212                delete parser;
[372]213
[387]214        } else {
215                // root for different files
216                mSceneGraph->mRoot = new SceneGraphNode;
217                for (int i= 0; i < filenames.size(); i++) {
218                        if (strstr(filenames[i].c_str(), ".x3d"))
219                                parser = new X3dParser;
220                        else
221                                parser = new UnigraphicsParser;
222                       
223                        SceneGraphNode *node;
224                        if (parser->ParseFile(filenames[i], &node)) {
225                                mSceneGraph->mRoot->mChildren.push_back(node);
226                                // at least one file parsed
227                                result = true;
228                        }
229                        delete parser;
230                }
231        }
[372]232       
233
[752]234        if (result)
[925]235        {
[752]236                // HACK
237                //AddGeometry(mSceneGraph);
[492]238          mSceneGraph->AssignObjectIds();
[752]239               
[492]240          int intersectables, faces;
241          mSceneGraph->GetStatistics(intersectables, faces);
[752]242
[492]243          cout<<filename<<" parsed successfully."<<endl;
244          cout<<"#NUM_OBJECTS (Total numner of objects)\n"<<intersectables<<endl;
245          cout<<"#NUM_FACES (Total numner of faces)\n"<<faces<<endl;
246          mSceneGraph->CollectObjects(&mObjects);
[752]247          mSceneGraph->mRoot->UpdateBox();
[658]248
[659]249         /* Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("testload.x3d");
[658]250
[659]251          if (exporter)
252          {
253                  exporter->ExportGeometry(mObjects);
254                  delete exporter;
255          }*/
[658]256
[387]257        }
[372]258       
[492]259       
260        return result;
[372]261}
262
263bool
264Preprocessor::ExportPreprocessedData(const string filename)
265{
[871]266 
[931]267  mViewCellsManager->ExportViewCells(filename, true, mObjects);
[871]268 
269  return true;
[372]270}
271
272bool
[871]273Preprocessor::PostProcessVisibility()
274{
275 
[904]276  if (mApplyVisibilityFilter || mApplyVisibilitySpatialFilter) {
[997]277        cout<<"Applying visibility filter ...";
278        cout<<"filyter width = " << mVisibilityFilterWidth << endl;
[904]279       
[871]280        mViewCellsManager->ApplyFilter(mKdTree,
[904]281                                                                   mApplyVisibilityFilter ? mVisibilityFilterWidth : -1.0f,
282                                                                   mApplyVisibilitySpatialFilter ? mVisibilityFilterWidth : -1.0f);
[997]283        cout << "done." << endl;
[871]284  }
285 
286  // export the preprocessed information to a file
287  if (mExportVisibility)
288        ExportPreprocessedData(mVisibilityFileName);
289 
290  return true;
291}
292
293
294bool
[372]295Preprocessor::BuildKdTree()
296{
297  mKdTree = new KdTree;
298  // add mesh instances of the scene graph to the root of the tree
299  KdLeaf *root = (KdLeaf *)mKdTree->GetRoot();
300  mSceneGraph->CollectObjects(&root->mObjects);
301 
302  mKdTree->Construct();
303  return true;
304}
305
306void
307Preprocessor::KdTreeStatistics(ostream &s)
308{
309  s<<mKdTree->GetStatistics();
310}
311
312void
313Preprocessor::BspTreeStatistics(ostream &s)
314{
315        s << mBspTree->GetStatistics();
316}
317
318bool
319Preprocessor::Export( const string filename,
[492]320                                          const bool scene,
321                                          const bool kdtree,
322                                          const bool bsptree
323                                          )
[372]324{
325  Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(filename);
326       
327  if (exporter) {
328    if (scene)
329      exporter->ExportScene(mSceneGraph->mRoot);
330
331    if (kdtree) {
332      exporter->SetWireframe();
333      exporter->ExportKdTree(*mKdTree);
334    }
335
336        if (bsptree) {
337                //exporter->SetWireframe();
338                exporter->ExportBspTree(*mBspTree);
339        }
340
341    delete exporter;
342    return true;
343  }
344
345  return false;
346}
[429]347
[508]348
[463]349bool Preprocessor::PrepareViewCells()
350{
[577]351        //-- parse view cells construction method
352        environment->GetBoolValue("ViewCells.loadFromFile", mLoadViewCells);
353        char buf[100];
354       
355        if (mLoadViewCells)
[997]356        {       
[577]357                environment->GetStringValue("ViewCells.filename", buf);
[944]358                mViewCellsManager = ViewCellsManager::LoadViewCells(buf, &mObjects, environment, true);
[577]359        }
360        else
361        {
362                //-- parse type of view cell container
363                char viewCellsStr[64];
364                environment->GetStringValue("ViewCells.type", viewCellsStr);
[997]365               
[577]366            mViewCellsManager = CreateViewCellsManager(viewCellsStr);
367        }
[439]368
[997]369        //-- parameters for render heuristics evaluation
[473]370        float objRenderCost = 0, vcOverhead = 0, moveSpeed = 0;
371
372        environment->GetFloatValue("Simulation.objRenderCost",objRenderCost);
373        environment->GetFloatValue("Simulation.vcOverhead", vcOverhead);
374        environment->GetFloatValue("Simulation.moveSpeed", moveSpeed);
[694]375       
[473]376        mRenderSimulator =
377                new RenderSimulator(mViewCellsManager, objRenderCost, vcOverhead, moveSpeed);
[440]378
[480]379        mViewCellsManager->SetRenderer(mRenderSimulator);
[440]380
[997]381        // default view space is the extent of the scene
382        mViewCellsManager->SetViewSpaceBox(mSceneGraph->GetBox());
[574]383
[538]384        if (mUseGlRenderer || mUseGlDebugger)
[540]385        {
386                // NOTE: render texture should be power of 2 and square
387                // renderer must be initialised
388                renderer = new GlRendererBuffer(1024, 768, mSceneGraph, mViewCellsManager, mKdTree);
[556]389                //              renderer->makeCurrent();
[746]390               
[540]391        }
[496]392       
[463]393        return true;
[490]394}
395
396
[575]397ViewCellsManager *Preprocessor::CreateViewCellsManager(const char *name)
398{
399        if (strcmp(name, "kdTree") == 0)
400        {
[938]401                mViewCellsManager = new KdViewCellsManager(mKdTree, environment);
[575]402        }
403        else if (strcmp(name, "bspTree") == 0)
404        {
405                Debug << "view cell type: Bsp" << endl;
406
[577]407                mBspTree = new BspTree();
[938]408                mViewCellsManager = new BspViewCellsManager(mBspTree, environment);
[575]409        }
410        else if (strcmp(name, "vspBspTree") == 0)
411        {
412                Debug << "view cell type: VspBsp" << endl;
413
[870]414                mVspBspTree = new VspBspTree(environment);
[938]415                mViewCellsManager = new VspBspViewCellsManager(mVspBspTree, environment);
[575]416        }
417        else if (strcmp(name, "vspKdTree") == 0)
418        {
419                mVspKdTree = new VspKdTree();           
420       
[938]421                mViewCellsManager = new VspKdViewCellsManager(mVspKdTree, environment);
[575]422        }
423        else if (strcmp(name, "sceneDependent") == 0)
424        {
425                //TODO
426                mBspTree = new BspTree();
427
428                Debug << "view cell type: Bsp" << endl;
429               
[938]430                mViewCellsManager = new BspViewCellsManager(mBspTree, environment);
[575]431        }
432        else
433        {
[664]434                cerr << "Wrong view cells type " << name << "!!!" << endl;
[575]435                exit(1);
436        }
437
438        return mViewCellsManager;
439}
440
441
[491]442// use ascii format to store rays
443#define USE_ASCII 0
444
445
[490]446inline bool ilt(Intersectable *obj1, Intersectable *obj2)
447{
448        return obj1->mId < obj2->mId;
449}
450
451
452bool Preprocessor::LoadSamples(VssRayContainer &samples,
453                                                           ObjectContainer &objects) const
454{
455        std::stable_sort(objects.begin(), objects.end(), ilt);
456        char fileName[100];
457        environment->GetStringValue("Preprocessor.samplesFilename", fileName);
458       
[491]459    Vector3 origin, termination;
460        // HACK: needed only for lower_bound algorithm to find the
461        // intersected objects
462        MeshInstance sObj(NULL);
463        MeshInstance tObj(NULL);
[490]464
[491]465#if USE_ASCII
[656]466        ifstream samplesIn(fileName);
[490]467        if (!samplesIn.is_open())
468                return false;
469
470        string buf;
471        while (!(getline(samplesIn, buf)).eof())
472        {
[491]473                sscanf(buf.c_str(), "%f %f %f %f %f %f %d %d",
[490]474                           &origin.x, &origin.y, &origin.z,
[491]475                           &termination.x, &termination.y, &termination.z,
476                           &(sObj.mId), &(tObj.mId));
[490]477               
[491]478                Intersectable *sourceObj = NULL;
479                Intersectable *termObj = NULL;
480               
481                if (sObj.mId >= 0)
[490]482                {
483                        ObjectContainer::iterator oit =
[491]484                                lower_bound(objects.begin(), objects.end(), &sObj, ilt);
485                        sourceObj = *oit;
486                }
487               
488                if (tObj.mId >= 0)
489                {
490                        ObjectContainer::iterator oit =
491                                lower_bound(objects.begin(), objects.end(), &tObj, ilt);
492                        termObj = *oit;
493                }
[490]494
[491]495                samples.push_back(new VssRay(origin, termination, sourceObj, termObj));
496        }
497#else
498        ifstream samplesIn(fileName, ios::binary);
499        if (!samplesIn.is_open())
500                return false;
501
502        while (1)
503        {
504                 samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&origin), sizeof(Vector3));
505                 samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&termination), sizeof(Vector3));
506                 samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&(sObj.mId)), sizeof(int));
507                 samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&(tObj.mId)), sizeof(int));
508               
509                 if (samplesIn.eof())
510                        break;
511
512                Intersectable *sourceObj = NULL;
513                Intersectable *termObj = NULL;
514               
515                if (sObj.mId >= 0)
516                {
517                        ObjectContainer::iterator oit =
518                                lower_bound(objects.begin(), objects.end(), &sObj, ilt);
519                        sourceObj = *oit;
[490]520                }
[491]521               
522                if (tObj.mId >= 0)
[490]523                {
[491]524                        ObjectContainer::iterator oit =
525                                lower_bound(objects.begin(), objects.end(), &tObj, ilt);
526                        termObj = *oit;
[490]527                }
[491]528
529                samples.push_back(new VssRay(origin, termination, sourceObj, termObj));
[490]530        }
[491]531
532#endif
[490]533        samplesIn.close();
534
535        return true;
536}
537
[508]538
539bool Preprocessor::ExportSamples(const VssRayContainer &samples) const
[490]540{
[491]541        char fileName[100];
542        environment->GetStringValue("Preprocessor.samplesFilename", fileName);
543       
[490]544
545        VssRayContainer::const_iterator it, it_end = samples.end();
546       
[491]547#if USE_ASCII
548        ofstream samplesOut(fileName);
[490]549        if (!samplesOut.is_open())
550                return false;
551
552        for (it = samples.begin(); it != it_end; ++ it)
553        {
554                VssRay *ray = *it;
[491]555                int sourceid = ray->mOriginObject ? ray->mOriginObject->mId : -1;               
556                int termid = ray->mTerminationObject ? ray->mTerminationObject->mId : -1;       
557
[490]558                samplesOut << ray->GetOrigin().x << " " << ray->GetOrigin().y << " " << ray->GetOrigin().z << " "
559                                   << ray->GetTermination().x << " " << ray->GetTermination().y << " " << ray->GetTermination().z << " "
[491]560                                   << sourceid << " " << termid << "\n";
[490]561        }
[491]562#else
563        ofstream samplesOut(fileName, ios::binary);
564        if (!samplesOut.is_open())
565                return false;
566
567        for (it = samples.begin(); it != it_end; ++ it)
568        {       
569                VssRay *ray = *it;
570                Vector3 origin(ray->GetOrigin());
571                Vector3 termination(ray->GetTermination());
572               
573                int sourceid = ray->mOriginObject ? ray->mOriginObject->mId : -1;               
574                int termid = ray->mTerminationObject ? ray->mTerminationObject->mId : -1;               
575
576                samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&origin), sizeof(Vector3));
577                samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&termination), sizeof(Vector3));
578                samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&sourceid), sizeof(int));
579                samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&termid), sizeof(int));
580    }
581#endif
[490]582        samplesOut.close();
583        return true;
584}
[563]585
586
587
588bool
589Preprocessor::GenerateRays(
590                                                   const int number,
591                                                   const int sampleType,
592                                                   SimpleRayContainer &rays
593                                                   )
594{
595  Vector3 origin, direction;
[837]596  int startSize = (int)rays.size();
597  for (int i=0; (int)rays.size() - startSize  < number; i ++) {
[563]598        // now get the direction
599        switch (sampleType) {
600        case OBJECT_BASED_DISTRIBUTION: {
[576]601          mViewCellsManager->GetViewPoint(origin);
[563]602          Vector3 point;
603          Vector3 normal;
604          int i = RandomValue(0, mObjects.size() - 1);
605          Intersectable *object = mObjects[i];
606          object->GetRandomSurfacePoint(point, normal);
607          direction = point - origin;
608        }
609          break;
[576]610        case OBJECT_DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION: {
611          int i = RandomValue(0, mObjects.size() - 1);
612          Intersectable *object = mObjects[i];
613          Vector3 normal;
614          object->GetRandomSurfacePoint(origin, normal);
615          direction = UniformRandomVector(normal);
616          origin += 0.1f*direction;
617        }
618          break;
[563]619        case DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION:
[576]620          mViewCellsManager->GetViewPoint(origin);
[563]621          direction = UniformRandomVector();
622          break;
623        case DIRECTION_BOX_BASED_DISTRIBUTION: {
[576]624          mViewCellsManager->GetViewPoint(origin);
[563]625          float alpha = RandomValue(0.0f, 2*M_PI);
626          float beta = RandomValue(-M_PI/2, M_PI/2);
627          direction = VssRay::GetDirection(alpha, beta);
628          break;
629        }
630        case SPATIAL_BOX_BASED_DISTRIBUTION:
[576]631          mViewCellsManager->GetViewPoint(origin);
[563]632          direction = mKdTree->GetBox().GetRandomPoint() - origin;
633          break;
634        default:
635          // unsuported distribution type
636          return false;
637        }
638        // $$ jb the pdf is yet not correct for all sampling methods!
639        float pdf = 1.0f;
640        float c = Magnitude(direction);
641        if (c > Limits::Small) {
642          direction*=1.0f/c;
643          rays.AddRay(SimpleRay(origin, direction, pdf));
644        }
645  }
646  return true;
647}
[860]648
[878]649}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.