source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/Preprocessor.cpp @ 1999

Revision 1999, 36.0 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)
Line 
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"
8#include "ViewCellsManager.h"
9#include "ViewCellBsp.h"
10#include "VspBspTree.h"
11#include "RenderSimulator.h"
12#include "GlRenderer.h"
13#include "PlyParser.h"
14#include "SamplingStrategy.h"
15#include "VspTree.h"
16#include "OspTree.h"
17#include "ObjParser.h"
18#include "BvHierarchy.h"
19#include "HierarchyManager.h"
20#include "VssRay.h"
21#include "IntelRayCaster.h"
22#include "InternalRayCaster.h"
23#include "GlobalLinesRenderer.h"
24
25
26#define DEBUG_RAYCAST 0
27#define SHOW_RAYCAST_TIMING 1
28
29
30namespace GtpVisibilityPreprocessor {
31
32  const static bool ADDITIONAL_GEOMETRY_HACK = false;
33
34  Preprocessor *preprocessor = NULL;
35 
36// HACK: Artificially modify scene to watch rendercost changes
37static void AddGeometry(SceneGraph *scene)
38{
39        scene->GetRoot()->UpdateBox();
40
41        AxisAlignedBox3 sceneBox = scene->GetBox();
42
43        int n = 200;
44
45        if (0)
46        {
47                // form grid of boxes
48                for (int i = 0; i < n; ++ i)
49                {
50                        for (int j = 0; j < n; ++ j)
51                        {
52                                const Vector3 scale2((float)j * 0.8f / n + 0.1f,  0.05f, (float)i * 0.8f  / (float)n + 0.1f);
53
54                                const Vector3 pt2 = sceneBox.Min() + scale2 * (sceneBox.Max() - sceneBox.Min());
55
56                                const Vector3 boxSize = sceneBox.Size() * Vector3(0.0025f, 0.01f, 0.0025f);
57                                AxisAlignedBox3 box(pt2, pt2 + boxSize);
58                                Mesh *mesh = CreateMeshFromBox(box);
59
60                                mesh->Preprocess();
61
62                                MeshInstance *mi = new MeshInstance(mesh);
63                                scene->GetRoot()->mGeometry.push_back(mi);
64                        }
65                }
66
67                for (int i = 0; i < n; ++ i)
68                {
69                        for (int j = 0; j < n; ++ j)
70                        {
71                                const Vector3 scale2(0.15f, (float)j * 0.8f / n + 0.1f, (float)i * 0.8f  / (float)n + 0.1f);
72
73                                Vector3 pt2 = sceneBox.Min() + scale2 * (sceneBox.Max() - sceneBox.Min());
74
75                                Vector3 boxSize = sceneBox.Size() * Vector3(0.0025f, 0.01f, 0.0025f);
76                                AxisAlignedBox3 box(pt2, pt2 + boxSize);
77                                Mesh *mesh = CreateMeshFromBox(box);
78
79                                mesh->Preprocess();
80
81                                MeshInstance *mi = new MeshInstance(mesh);
82                                scene->GetRoot()->mGeometry.push_back(mi);
83                        }
84                }
85
86                for (int i = 0; i < n; ++ i)
87                {
88                        const Vector3 scale2(2, 0.2f, (float)i * 0.8f  / (float)n + 0.1f);
89
90                        Vector3 pt2 = sceneBox.Min() + scale2 * (sceneBox.Max() - sceneBox.Min());
91                        Vector3 boxSize = sceneBox.Size() * Vector3(0.005f, 0.02f, 0.005f);
92
93                        AxisAlignedBox3 box(pt2 + 0.1f, pt2 + boxSize);
94                        Mesh *mesh = CreateMeshFromBox(box);
95
96                        mesh->Preprocess();
97
98                        MeshInstance *mi = new MeshInstance(mesh);
99                        scene->GetRoot()->mGeometry.push_back(mi);
100                }
101
102                scene->GetRoot()->UpdateBox();
103        }
104
105        if (1)
106        {
107                // plane separating view space regions
108                const Vector3 scale(1.0f, 0.0, 0);
109
110                Vector3 pt = sceneBox.Min() + scale * (sceneBox.Max() - sceneBox.Min());
111
112                Plane3 cuttingPlane(Vector3(1, 0, 0), pt);
113                Mesh *planeMesh = new Mesh();
114
115                Polygon3 *poly = sceneBox.CrossSection(cuttingPlane);
116                IncludePolyInMesh(*poly, *planeMesh);
117
118                planeMesh->Preprocess();
119
120                MeshInstance *planeMi = new MeshInstance(planeMesh);
121                scene->GetRoot()->mGeometry.push_back(planeMi);
122        }       
123}
124
125
126Preprocessor::Preprocessor():
127mKdTree(NULL),
128mBspTree(NULL),
129mVspBspTree(NULL),
130mViewCellsManager(NULL),
131mRenderSimulator(NULL),
132mPass(0),
133mSceneGraph(NULL),
134mRayCaster(NULL),
135mStopComputation(false),
136mThread(NULL),
137mGlobalLinesRenderer(NULL)
138{
139        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.useGlRenderer", mUseGlRenderer);
140 
141        // renderer will be constructed when the scene graph and viewcell manager will be known
142        renderer = NULL;
143       
144        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.useGlDebugger", mUseGlDebugger);
145        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.loadMeshes", mLoadMeshes);
146        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.quitOnFinish", mQuitOnFinish);
147        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.computeVisibility", mComputeVisibility);
148        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.detectEmptyViewSpace", mDetectEmptyViewSpace);
149        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.exportVisibility", mExportVisibility );
150       
151        char buffer[256];
152        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("Preprocessor.visibilityFile",  buffer);
153        mVisibilityFileName = buffer;
154       
155        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("Preprocessor.stats",  buffer);
156        mStats.open(buffer);
157       
158       
159        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.applyVisibilityFilter", mApplyVisibilityFilter);
160        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.applyVisibilitySpatialFilter",
161                                                                                          mApplyVisibilitySpatialFilter );
162        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("Preprocessor.visibilityFilterWidth", mVisibilityFilterWidth);
163
164        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.exportObj", mExportObj);
165       
166        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.useViewSpaceBox", mUseViewSpaceBox);
167
168        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.Export.rays", mExportRays);
169        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.Export.numRays", mExportNumRays);
170
171
172        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.samplesPerPass", mSamplesPerPass);
173        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.totalSamples", mTotalSamples);
174        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.samplesPerEvaluation",
175                                                                                         mSamplesPerEvaluation);
176
177        Debug << "******* Preprocessor Options **********" << endl;
178        Debug << "detect empty view space=" << mDetectEmptyViewSpace << endl;
179        Debug << "load meshes: " << mLoadMeshes << endl;
180        Debug << "load meshes: " << mLoadMeshes << endl;
181        Debug << "export obj: " << mExportObj << endl;
182        Debug << "use view space box: " << mUseViewSpaceBox << endl;
183}
184
185
186Preprocessor::~Preprocessor()
187{
188        cout << "cleaning up" << endl;
189
190        cout << "Deleting view cells manager ... \n";
191        DEL_PTR(mViewCellsManager);
192        cout << "done.\n";
193
194        cout << "Deleting bsp tree ... \n";
195        DEL_PTR(mBspTree);
196        cout << "done.\n";
197
198        cout << "Deleting kd tree ...\n";
199        DEL_PTR(mKdTree);
200        cout << "done.\n";
201
202        cout << "Deleting vspbsp tree ... \n";
203        DEL_PTR(mVspBspTree);
204        cout << "done.\n";
205
206        cout << "Deleting scene graph ... \n";
207        DEL_PTR(mSceneGraph);
208        cout << "done.\n";
209
210        DEL_PTR(mRenderSimulator);
211        DEL_PTR(renderer);
212        DEL_PTR(mRayCaster);
213
214#ifdef USE_CG
215        DEL_PTR(mGlobalLinesRenderer);
216#endif
217}
218
219
220GlRendererBuffer *Preprocessor::GetRenderer()
221{
222        return renderer;
223}
224
225
226static int SplitFilenames(const string str, vector<string> &filenames)
227{
228        int pos = 0;
229
230        while(1) {
231                int npos = (int)str.find(';', pos);
232               
233                if (npos < 0 || npos - pos < 1)
234                        break;
235                filenames.push_back(string(str, pos, npos - pos));
236                pos = npos + 1;
237        }
238       
239        filenames.push_back(string(str, pos, str.size() - pos));
240        return (int)filenames.size();
241}
242
243
244void Preprocessor::SetThread(PreprocessorThread *t)
245{
246        mThread = t;
247}
248
249
250PreprocessorThread *Preprocessor::GetThread() const
251{
252        return mThread;
253}
254
255
256bool Preprocessor::LoadBinaryObj(const string filename,
257                                                                 SceneGraphNode *root,
258                                                                 vector<FaceParentInfo> *parents)
259{
260        //ifstream samplesIn(filename, ios::binary);
261        igzstream samplesIn(filename.c_str());
262       
263        if (!samplesIn.is_open())
264                return false;
265
266        cout << "binary obj dump available, loading " << filename.c_str() << endl;
267        // table associating indices with vectors
268        map<int, Vector3> hashTable;
269
270        // table for vertices
271        VertexContainer vertices;
272        FaceContainer faces;
273
274        if (parents)
275                cout << "using face parents" << endl;
276        else
277                cout << "not using face parents" << endl;
278
279        while (1)
280        {
281                Triangle3 tri;
282               
283                samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(tri.mVertices + 0), sizeof(Vector3));
284                samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(tri.mVertices + 1), sizeof(Vector3));
285                samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(tri.mVertices + 2), sizeof(Vector3));
286               
287                // end of file reached
288                if (samplesIn.eof())
289                        break;
290
291                TriangleIntersectable *obj = new TriangleIntersectable(tri);
292                root->mGeometry.push_back(obj);
293
294                // matt: we don't really need to keep an additional data structure
295                // if working with triangles => remove this
296                if (parents)
297                {
298                        FaceParentInfo info(obj, 0);
299                        parents->push_back(info);
300                }       
301        }
302       
303        return true;
304}
305
306
307bool Preprocessor::ExportBinaryObj(const string filename, SceneGraphNode *root)
308{
309        //ifstream samplesIn(filename, ios::binary);
310        ogzstream samplesOut(filename.c_str());
311        if (!samplesOut.is_open())
312                return false;
313
314        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = root->mGeometry.end();
315
316        for (oit = root->mGeometry.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
317        {
318                Intersectable *obj = *oit;
319
320                if (obj->Type() == Intersectable::TRIANGLE_INTERSECTABLE)
321                {
322                        Triangle3 tri = dynamic_cast<TriangleIntersectable *>(obj)->GetItem();
323
324                        samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(tri.mVertices + 0), sizeof(Vector3));
325                        samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(tri.mVertices + 1), sizeof(Vector3));
326                        samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(tri.mVertices + 2), sizeof(Vector3));
327                }
328                else
329                {
330                        cout << "not implemented intersectable type " << obj->Type() << endl;
331                }
332        }
333
334        return true;
335}
336
337
338bool Preprocessor::ExportObj(const string filename, const ObjectContainer &objects)
339{
340        ofstream samplesOut(filename.c_str());
341
342        if (!samplesOut.is_open())
343                return false;
344
345        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = objects.end();
346
347        AxisAlignedBox3 bbox = mSceneGraph->GetBox(); bbox.Enlarge(30.0);
348        for (oit = objects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
349        {
350                Intersectable *obj = *oit;
351
352                if (obj->Type() == Intersectable::TRIANGLE_INTERSECTABLE)
353                {
354                        Triangle3 tri = dynamic_cast<TriangleIntersectable *>(obj)->GetItem();
355                        //if (bbox.IsInside(tri.mVertices[0]) && bbox.IsInside(tri.mVertices[1]) && bbox.IsInside(tri.mVertices[2]))
356                        //{
357                                samplesOut << "v " << tri.mVertices[0].x << " " << tri.mVertices[0].y << " " << tri.mVertices[0].z << endl;
358                                samplesOut << "v " << tri.mVertices[1].x << " " << tri.mVertices[1].y << " " << tri.mVertices[1].z << endl;
359                                samplesOut << "v " << tri.mVertices[2].x << " " << tri.mVertices[2].y << " " << tri.mVertices[2].z << endl;
360                        //}
361                }
362                else
363                {
364                        cout << "not implemented intersectable type " << obj->Type() << endl;
365                }
366        }
367
368        // write faces
369        int i = 1;
370        for (oit = objects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
371        {
372                Intersectable *obj = *oit;
373                if (obj->Type() == Intersectable::TRIANGLE_INTERSECTABLE)
374                {
375                        //Triangle3 tri = dynamic_cast<TriangleIntersectable *>(obj)->GetItem();
376                        //if (bbox.IsInside(tri.mVertices[0]) && bbox.IsInside(tri.mVertices[1]) && bbox.IsInside(tri.mVertices[2]))
377                        //{
378                                Triangle3 tri = dynamic_cast<TriangleIntersectable *>(obj)->GetItem();
379                                samplesOut << "f " << i << " " << i + 1 << " " << i + 2 << endl;
380                                i += 3;
381                        //}
382                }
383                else
384                {
385                        cout << "not implemented intersectable type " << obj->Type() << endl;
386                }
387        }
388
389        return true;
390
391}
392
393static string ReplaceSuffix(string filename, string a, string b)
394{
395        string result = filename;
396
397        int pos = (int)filename.rfind(a, (int)filename.size() - 1);
398        if (pos == filename.size() - a.size()) {
399                result.replace(pos, a.size(), b);
400        }
401        return result;
402}
403
404
405Intersectable *Preprocessor::GetParentObject(const int index) const
406{
407        if (index == -1)
408          return NULL;
409       
410        if (!mFaceParents.empty())
411        {
412                if (index >= (int)mFaceParents.size())
413                {
414                        cerr << "Warning: triangle index out of range! " << index << endl;
415                        return NULL;
416                }
417                else
418                {
419                        return mFaceParents[index].mObject;
420                }
421        }
422        else
423          {
424          if (index >= (int)mObjects.size()) {
425                cerr<<"Warning: triangle  index out of range! "<<index<<endl;
426                return NULL;
427          }
428          else
429                {
430                  return mObjects[index];
431                }
432          }
433}
434
435
436Vector3 Preprocessor::GetParentNormal(const int index) const
437{
438        if (!mFaceParents.empty())
439        {
440                return mFaceParents[index].mObject->GetNormal(mFaceParents[index].mFaceIndex);
441        }       
442        else
443        {
444                return mObjects[index]->GetNormal(0);
445        }
446}
447
448
449bool
450Preprocessor::LoadScene(const string filename)
451{
452    // use leaf nodes of the original spatial hierarchy as occludees
453        mSceneGraph = new SceneGraph;
454 
455        Parser *parser;
456        vector<string> filenames;
457        const int files = SplitFilenames(filename, filenames);
458        cout << "number of input files: " << files << endl;
459        bool result = false;
460        bool isObj = false;
461
462        // root for different files
463        mSceneGraph->SetRoot(new SceneGraphNode());
464
465        // intel ray caster can only trace triangles
466        int rayCastMethod;
467        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.rayCastMethod", rayCastMethod);
468        vector<FaceParentInfo> *fi =
469          ((rayCastMethod == RayCaster::INTEL_RAYCASTER) && mLoadMeshes) ?
470          &mFaceParents : NULL;
471       
472        if (files == 1)
473          {
474                if (strstr(filename.c_str(), ".x3d"))
475                  {
476                        parser = new X3dParser;
477                       
478                        result = parser->ParseFile(filename,
479                                                                           mSceneGraph->GetRoot(),
480                                                                           mLoadMeshes,
481                                                                           fi);
482                        delete parser;
483                }
484                else if (strstr(filename.c_str(), ".ply") || strstr(filename.c_str(), ".plb"))
485                {
486                        parser = new PlyParser;
487
488                        result = parser->ParseFile(filename,
489                                                                           mSceneGraph->GetRoot(),
490                                                                           mLoadMeshes,
491                                                                           fi);
492                        delete parser;
493                }
494                else if (strstr(filename.c_str(), ".obj"))
495                {
496                        isObj = true;
497
498                        // hack: load binary dump
499                        string binFile = ReplaceSuffix(filename, ".obj", ".bin");
500
501                        if (!mLoadMeshes)
502                        {
503                                result = LoadBinaryObj(binFile, mSceneGraph->GetRoot(), fi);
504                        }
505
506                        if (!result)
507                        {
508                                cout << "no binary dump available or loading full meshes, parsing file" << endl;
509                                parser = new ObjParser;
510               
511                                result = parser->ParseFile(filename,
512                                                                   mSceneGraph->GetRoot(),
513                                                                   mLoadMeshes,
514                                                                   fi);
515                                               
516                                // only works for triangles
517                                if (!mLoadMeshes)
518                                {
519                                        cout << "exporting binary obj to " << binFile << "... " << endl;
520                                        ExportBinaryObj(binFile, mSceneGraph->GetRoot());
521                                        cout << "finished" << endl;
522                                }
523
524                                delete parser;
525                        }
526                        else if (0)
527                        {
528                                ExportBinaryObj("../data/test.bin", mSceneGraph->GetRoot());
529                        }
530                }
531                else
532                {
533                        parser = new UnigraphicsParser;
534                        result = parser->ParseFile(filename,
535                                                                           mSceneGraph->GetRoot(),
536                                                                           mLoadMeshes,                                                           
537                                                                           fi);
538                        delete parser;
539                }
540               
541                cout << filename << endl;
542        }
543        else
544        {
545                vector<string>::const_iterator fit, fit_end = filenames.end();
546               
547                for (fit = filenames.begin(); fit != fit_end; ++ fit)
548                {
549                        const string filename = *fit;
550
551                        cout << "parsing file " << filename.c_str() << endl;
552                        if (strstr(filename.c_str(), ".x3d"))
553                                parser = new X3dParser;
554                        else
555                                parser = new UnigraphicsParser;
556
557                        SceneGraphNode *node = new SceneGraphNode();
558                        const bool success =
559                                parser->ParseFile(filename, node, mLoadMeshes, fi);
560
561                        if (success)
562                        {
563                                mSceneGraph->GetRoot()->mChildren.push_back(node);
564                                result = true; // at least one file parsed
565                        }
566
567                        // temporare hack
568                        //if (!strstr(filename.c_str(), "plane")) mSceneGraph->GetRoot()->UpdateBox();
569
570                        delete parser;
571                }
572        }
573       
574        if (result)
575        {
576                // HACK
577                if (ADDITIONAL_GEOMETRY_HACK)
578                        AddGeometry(mSceneGraph);
579
580                mSceneGraph->AssignObjectIds();
581 
582                int intersectables, faces;
583                mSceneGraph->GetStatistics(intersectables, faces);
584 
585                cout<<filename<<" parsed successfully."<<endl;
586                cout<<"#NUM_OBJECTS (Total numner of objects)\n"<<intersectables<<endl;
587                cout<<"#NUM_FACES (Total numner of faces)\n"<<faces<<endl;
588               
589                mObjects.reserve(intersectables);
590                mSceneGraph->CollectObjects(&mObjects);
591               
592                // temp hack
593                //ExportObj("cropped_vienna.obj", mObjects);
594                mSceneGraph->GetRoot()->UpdateBox();
595                               
596                cout << "finished loading" << endl;
597        }
598
599        return result;
600}
601
602bool
603Preprocessor::ExportPreprocessedData(const string filename)
604{
605        mViewCellsManager->ExportViewCells(filename, true, mObjects);
606        return true;
607}
608
609
610bool
611Preprocessor::PostProcessVisibility()
612{
613 
614  if (mApplyVisibilityFilter || mApplyVisibilitySpatialFilter) {
615        cout<<"Applying visibility filter ...";
616        cout<<"filter width = " << mVisibilityFilterWidth << endl;
617       
618        if (!mViewCellsManager)
619          return false;
620       
621        mViewCellsManager->ApplyFilter(mKdTree,
622                                                                   mApplyVisibilityFilter ? mVisibilityFilterWidth : -1.0f,
623                                                                   mApplyVisibilitySpatialFilter ? mVisibilityFilterWidth : -1.0f);
624        cout << "done." << endl;
625  }
626 
627  // export the preprocessed information to a file
628  if (mExportVisibility)
629  {
630          ExportPreprocessedData(mVisibilityFileName);
631  }
632
633  return true;
634}
635
636
637bool
638Preprocessor::BuildKdTree()
639{
640  mKdTree = new KdTree;
641
642  // add mesh instances of the scene graph to the root of the tree
643  KdLeaf *root = (KdLeaf *)mKdTree->GetRoot();
644       
645  mSceneGraph->CollectObjects(&root->mObjects);
646 
647  const long startTime = GetTime();
648  cout << "building kd tree ... " << endl;
649
650  mKdTree->Construct();
651
652  cout << "finished kd tree construction in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3
653           << " secs " << endl;
654
655  return true;
656}
657
658
659void
660Preprocessor::KdTreeStatistics(ostream &s)
661{
662  s<<mKdTree->GetStatistics();
663}
664
665void
666Preprocessor::BspTreeStatistics(ostream &s)
667{
668        s << mBspTree->GetStatistics();
669}
670
671bool
672Preprocessor::Export( const string filename,
673                                          const bool scene,
674                                          const bool kdtree
675                                          )
676{
677  Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(filename);
678       
679  if (exporter) {
680    if (2 && scene)
681      exporter->ExportScene(mSceneGraph->GetRoot());
682
683    if (1 && kdtree) {
684      exporter->SetWireframe();
685      exporter->ExportKdTree(*mKdTree);
686    }
687
688    delete exporter;
689    return true;
690  }
691
692  return false;
693}
694
695
696bool Preprocessor::PrepareViewCells()
697{
698        ///////
699        //-- parse view cells construction method
700
701        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.loadFromFile", mLoadViewCells);
702        char buf[100];
703
704        if (mLoadViewCells)
705        {       
706                Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.filename", buf);
707                cout << "loading view cells from " << buf << endl<<flush;
708
709                mViewCellsManager = ViewCellsManager::LoadViewCells(buf, &mObjects, true, NULL);
710
711                cout << "view cells loaded." << endl<<flush;
712
713                if (!mViewCellsManager)
714                {
715                        return false;
716                }
717        }
718        else
719        {
720                // parse type of view cell container
721                Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.type", buf);             
722                mViewCellsManager = CreateViewCellsManager(buf);
723
724                // default view space is the extent of the scene
725                AxisAlignedBox3 viewSpaceBox;
726
727                if (mUseViewSpaceBox)
728                {
729                        viewSpaceBox = mSceneGraph->GetBox();
730
731                        // use a small box outside of the scene
732                        viewSpaceBox.Scale(Vector3(0.15f, 0.3f, 0.5f));
733                        //viewSpaceBox.Translate(Vector3(Magnitude(mSceneGraph->GetBox().Size()) * 0.5f, 0, 0));
734                        viewSpaceBox.Translate(Vector3(Magnitude(mSceneGraph->GetBox().Size()) * 0.3f, 0, 0));
735                        mViewCellsManager->SetViewSpaceBox(viewSpaceBox);
736                }
737                else
738                {
739                        viewSpaceBox = mSceneGraph->GetBox();
740                        mViewCellsManager->SetViewSpaceBox(viewSpaceBox);
741                }
742
743                bool loadVcGeometry;
744                Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.loadGeometry", loadVcGeometry);
745
746                bool extrudeBaseTriangles;
747                Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.useBaseTrianglesAsGeometry", extrudeBaseTriangles);
748
749                char vcGeomFilename[100];
750                Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.geometryFilename", vcGeomFilename);
751
752                // create view cells from specified geometry
753                if (loadVcGeometry)
754                {
755                        if (mViewCellsManager->GetType() == ViewCellsManager::BSP)
756                        {
757                                if (!mViewCellsManager->LoadViewCellsGeometry(vcGeomFilename, extrudeBaseTriangles))
758                                {
759                                        cerr << "loading view cells geometry failed" << endl;
760                                }
761                        }
762                        else
763                        {
764                                cerr << "loading view cells geometry is not implemented for this manager" << endl;
765                        }
766                }
767        }
768
769        ////////
770        //-- evaluation of render cost heuristics
771
772        float objRenderCost = 0, vcOverhead = 0, moveSpeed = 0;
773
774        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("Simulation.objRenderCost",objRenderCost);
775        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("Simulation.vcOverhead", vcOverhead);
776        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("Simulation.moveSpeed", moveSpeed);
777
778        mRenderSimulator =
779                new RenderSimulator(mViewCellsManager, objRenderCost, vcOverhead, moveSpeed);
780
781        mViewCellsManager->SetRenderer(mRenderSimulator);
782       
783        mViewCellsManager->SetPreprocessor(this);
784
785        return true;
786}
787
788 
789bool Preprocessor::ConstructViewCells()
790{
791        // construct view cells using it's own set of samples
792        mViewCellsManager->Construct(this);
793
794        // visualizations and statistics
795        Debug << "finished view cells:" << endl;
796        mViewCellsManager->PrintStatistics(Debug);
797
798        return true;
799}
800
801
802ViewCellsManager *Preprocessor::CreateViewCellsManager(const char *name)
803{
804        ViewCellsTree *vcTree = new ViewCellsTree;
805
806        if (strcmp(name, "kdTree") == 0)
807        {
808                mViewCellsManager = new KdViewCellsManager(vcTree, mKdTree);
809        }
810        else if (strcmp(name, "bspTree") == 0)
811        {
812                Debug << "view cell type: Bsp" << endl;
813
814                mBspTree = new BspTree();
815                mViewCellsManager = new BspViewCellsManager(vcTree, mBspTree);
816        }
817        else if (strcmp(name, "vspBspTree") == 0)
818        {
819                Debug << "view cell type: VspBsp" << endl;
820
821                mVspBspTree = new VspBspTree();
822                mViewCellsManager = new VspBspViewCellsManager(vcTree, mVspBspTree);
823        }
824        else if (strcmp(name, "vspOspTree") == 0)
825        {
826                Debug << "view cell type: VspOsp" << endl;
827                char buf[100];         
828                Environment::GetSingleton()->GetStringValue("Hierarchy.type", buf);     
829
830                mViewCellsManager = new VspOspViewCellsManager(vcTree, buf);
831        }
832        else if (strcmp(name, "sceneDependent") == 0) //TODO
833        {
834                Debug << "view cell type: Bsp" << endl;
835               
836                mBspTree = new BspTree();
837                mViewCellsManager = new BspViewCellsManager(vcTree, mBspTree);
838        }
839        else
840        {
841                cerr << "Wrong view cells type " << name << "!!!" << endl;
842                exit(1);
843        }
844
845        return mViewCellsManager;
846}
847
848
849// use ascii format to store rays
850#define USE_ASCII 0
851
852
853static inline bool ilt(Intersectable *obj1, Intersectable *obj2)
854{
855        return obj1->mId < obj2->mId;
856}
857
858
859bool Preprocessor::LoadKdTree(const string filename)
860{
861        mKdTree = new KdTree();
862
863        return mKdTree->LoadBinTree(filename.c_str(), mObjects);
864}
865
866
867bool Preprocessor::ExportKdTree(const string filename)
868{
869        return mKdTree->ExportBinTree(filename.c_str());
870}
871
872
873bool Preprocessor::LoadSamples(VssRayContainer &samples,
874                                                           ObjectContainer &objects) const
875{
876        std::stable_sort(objects.begin(), objects.end(), ilt);
877        char fileName[100];
878        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("Preprocessor.samplesFilename", fileName);
879       
880    Vector3 origin, termination;
881        // HACK: needed only for lower_bound algorithm to find the
882        // intersected objects
883        MeshInstance sObj(NULL);
884        MeshInstance tObj(NULL);
885
886#if USE_ASCII
887        ifstream samplesIn(fileName);
888        if (!samplesIn.is_open())
889                return false;
890
891        string buf;
892        while (!(getline(samplesIn, buf)).eof())
893        {
894                sscanf(buf.c_str(), "%f %f %f %f %f %f %d %d",
895                           &origin.x, &origin.y, &origin.z,
896                           &termination.x, &termination.y, &termination.z,
897                           &(sObj.mId), &(tObj.mId));
898               
899                Intersectable *sourceObj = NULL;
900                Intersectable *termObj = NULL;
901               
902                if (sObj.mId >= 0)
903                {
904                        ObjectContainer::iterator oit =
905                                lower_bound(objects.begin(), objects.end(), &sObj, ilt);
906                        sourceObj = *oit;
907                }
908               
909                if (tObj.mId >= 0)
910                {
911                        ObjectContainer::iterator oit =
912                                lower_bound(objects.begin(), objects.end(), &tObj, ilt);
913                        termObj = *oit;
914                }
915
916                samples.push_back(new VssRay(origin, termination, sourceObj, termObj));
917        }
918#else
919        ifstream samplesIn(fileName, ios::binary);
920        if (!samplesIn.is_open())
921                return false;
922
923        while (1)
924        {
925                 samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&origin), sizeof(Vector3));
926                 samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&termination), sizeof(Vector3));
927                 samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&(sObj.mId)), sizeof(int));
928                 samplesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&(tObj.mId)), sizeof(int));
929               
930                 if (samplesIn.eof())
931                        break;
932
933                Intersectable *sourceObj = NULL;
934                Intersectable *termObj = NULL;
935               
936                if (sObj.mId >= 0)
937                {
938                        ObjectContainer::iterator oit =
939                                lower_bound(objects.begin(), objects.end(), &sObj, ilt);
940                        sourceObj = *oit;
941                }
942               
943                if (tObj.mId >= 0)
944                {
945                        ObjectContainer::iterator oit =
946                                lower_bound(objects.begin(), objects.end(), &tObj, ilt);
947                        termObj = *oit;
948                }
949
950                samples.push_back(new VssRay(origin, termination, sourceObj, termObj));
951        }
952#endif
953
954        samplesIn.close();
955
956        return true;
957}
958
959
960bool Preprocessor::ExportSamples(const VssRayContainer &samples) const
961{
962        char fileName[100];
963        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("Preprocessor.samplesFilename", fileName);
964       
965
966        VssRayContainer::const_iterator it, it_end = samples.end();
967       
968#if USE_ASCII
969        ofstream samplesOut(fileName);
970        if (!samplesOut.is_open())
971                return false;
972
973        for (it = samples.begin(); it != it_end; ++ it)
974        {
975                VssRay *ray = *it;
976                int sourceid = ray->mOriginObject ? ray->mOriginObject->mId : -1;               
977                int termid = ray->mTerminationObject ? ray->mTerminationObject->mId : -1;       
978
979                samplesOut << ray->GetOrigin().x << " " << ray->GetOrigin().y << " " << ray->GetOrigin().z << " "
980                                   << ray->GetTermination().x << " " << ray->GetTermination().y << " " << ray->GetTermination().z << " "
981                                   << sourceid << " " << termid << "\n";
982        }
983#else
984        ofstream samplesOut(fileName, ios::binary);
985        if (!samplesOut.is_open())
986                return false;
987
988        for (it = samples.begin(); it != it_end; ++ it)
989        {       
990                VssRay *ray = *it;
991                Vector3 origin(ray->GetOrigin());
992                Vector3 termination(ray->GetTermination());
993               
994                int sourceid = ray->mOriginObject ? ray->mOriginObject->mId : -1;               
995                int termid = ray->mTerminationObject ? ray->mTerminationObject->mId : -1;               
996
997                samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&origin), sizeof(Vector3));
998                samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&termination), sizeof(Vector3));
999                samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&sourceid), sizeof(int));
1000                samplesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&termid), sizeof(int));
1001    }
1002#endif
1003        samplesOut.close();
1004
1005        return true;
1006}
1007
1008
1009int
1010Preprocessor::GenerateRays(const int number,
1011                                                   SamplingStrategy &strategy,
1012                                                   SimpleRayContainer &rays)
1013{
1014  return strategy.GenerateSamples(number, rays);
1015}
1016
1017
1018int
1019Preprocessor::GenerateRays(const int number,
1020                                                   const int sampleType,
1021                                                   SimpleRayContainer &rays)
1022{
1023        const int startSize = (int)rays.size();
1024        SamplingStrategy *strategy = GenerateSamplingStrategy(sampleType);
1025        int castRays = 0;
1026
1027        if (!strategy)
1028        {
1029                return 0;
1030        }
1031
1032#if 1
1033        castRays = strategy->GenerateSamples(number, rays);
1034#else
1035        GenerateRayBundle(rays, newRay, 16, 0);
1036        castRays += 16;
1037#endif
1038
1039        delete strategy;
1040        return castRays;
1041}
1042
1043
1044SamplingStrategy *Preprocessor::GenerateSamplingStrategy(const int strategyId)
1045{
1046        switch (strategyId)
1047        {
1048        case SamplingStrategy::OBJECT_BASED_DISTRIBUTION:
1049                return new ObjectBasedDistribution(*this);
1050        case SamplingStrategy::OBJECT_DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION:
1051                return new ObjectDirectionBasedDistribution(*this);
1052        case SamplingStrategy::DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION:
1053                return new DirectionBasedDistribution(*this);
1054        case SamplingStrategy::DIRECTION_BOX_BASED_DISTRIBUTION:
1055                return new DirectionBoxBasedDistribution(*this);
1056        case SamplingStrategy::SPATIAL_BOX_BASED_DISTRIBUTION:
1057                return new SpatialBoxBasedDistribution(*this);
1058        case SamplingStrategy::REVERSE_OBJECT_BASED_DISTRIBUTION:
1059                return new ReverseObjectBasedDistribution(*this);
1060        case SamplingStrategy::VIEWCELL_BORDER_BASED_DISTRIBUTION:
1061                return new ViewCellBorderBasedDistribution(*this);
1062        case SamplingStrategy::VIEWSPACE_BORDER_BASED_DISTRIBUTION:
1063                return new ViewSpaceBorderBasedDistribution(*this);
1064        case SamplingStrategy::REVERSE_VIEWSPACE_BORDER_BASED_DISTRIBUTION:
1065                return new ReverseViewSpaceBorderBasedDistribution(*this);
1066        case SamplingStrategy::GLOBAL_LINES_DISTRIBUTION:
1067                return new GlobalLinesDistribution(*this);
1068               
1069                //case OBJECTS_INTERIOR_DISTRIBUTION:
1070                //      return new ObjectsInteriorDistribution(*this);
1071        default: // no valid strategy
1072                Debug << "warning: no valid sampling strategy" << endl;
1073                return NULL;
1074        }
1075
1076        return NULL; // should never come here
1077}
1078
1079
1080bool Preprocessor::InitRayCast(const string externKdTree,
1081                                                           const string internKdTree)
1082{
1083        // always try to load the kd tree
1084        cout << "loading kd tree file " << internKdTree << " ... " << endl;
1085
1086        if (!LoadKdTree(internKdTree))
1087        {
1088                cout << "error loading kd tree with filename "
1089                         << internKdTree << ", rebuilding it instead ... " << endl;
1090                // build new kd tree from scene geometry
1091                BuildKdTree();
1092
1093                // export kd tree?
1094                const long startTime = GetTime();
1095                cout << "exporting kd tree ... ";
1096
1097                if (!ExportKdTree(internKdTree))
1098                {
1099                        cout << " error exporting kd tree with filename "
1100                                 << internKdTree << endl;
1101                }
1102                else
1103                {
1104                        cout << "finished in "
1105                                 << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3
1106                                 << " secs" << endl;
1107                }
1108        }
1109       
1110        KdTreeStatistics(cout);
1111        cout << mKdTree->GetBox() << endl;
1112
1113        int rayCastMethod;
1114        Environment::GetSingleton()->
1115                GetIntValue("Preprocessor.rayCastMethod", rayCastMethod);
1116
1117        if (rayCastMethod == 0)
1118        {
1119                cout << "ray cast method: internal" << endl;
1120                mRayCaster = new InternalRayCaster(*this, mKdTree);
1121        }
1122        else
1123        {
1124#ifdef GTP_INTERNAL
1125          cout << "ray cast method: intel" << endl;
1126          mRayCaster = new IntelRayCaster(*this, externKdTree);
1127#endif
1128        }
1129       
1130        return true;
1131}
1132
1133
1134void
1135Preprocessor::CastRays(
1136                                           SimpleRayContainer &rays,
1137                                           VssRayContainer &vssRays,
1138                                           const bool castDoubleRays,
1139                                           const bool pruneInvalidRays
1140                                           )
1141{
1142
1143
1144  const long t1 = GetTime();
1145
1146#if 0
1147  mRayCaster->SortRays(rays);
1148  cout<<"Rays sorted in "<<TimeDiff(t1, GetTime())<<" s."<<endl;
1149
1150  if (1) {
1151        VssRayContainer tmpRays;
1152        for (int i=0; i < 200; i++) {
1153          tmpRays.push_back(new VssRay(rays[i].mOrigin,
1154                                                                   rays[i].mOrigin + 100.0f*rays[i].mDirection,
1155                                                                   NULL,
1156                                                                   NULL
1157                                                                   )
1158                                                );
1159         
1160        }
1161        ExportRays("sorted_rays.x3d", tmpRays, 200);
1162  }
1163#endif
1164 
1165        SimpleRayContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
1166
1167        SimpleRayContainer rayBucket;
1168        int i = 0;
1169        for (rit = rays.begin(); rit != rit_end; ++ rit, ++ i)
1170        {
1171                SimpleRay ray = *rit;
1172#ifdef USE_CG
1173                // HACK: global lines must be treated special
1174                if (ray.mDistribution == SamplingStrategy::HW_GLOBAL_LINES_DISTRIBUTION)
1175                {
1176                        mGlobalLinesRenderer->CastGlobalLines(ray, vssRays);
1177                        continue;
1178                }
1179#endif
1180                rayBucket.push_back(ray);
1181
1182                // 16 rays gathered => do ray casting
1183                if ((int)rayBucket.size() >= 16)
1184                {
1185                        mRayCaster->CastRays16(
1186                                                                   rayBucket,                           
1187                                                                   vssRays,
1188                                                                   mViewCellsManager->GetViewSpaceBox(),
1189                                                                   castDoubleRays,
1190                                                                   pruneInvalidRays);
1191
1192                        rayBucket.clear();
1193                }
1194       
1195                if ((int)rays.size() > 10000 && i % 10000 == 0)
1196                  cout<<"\r"<<i<<"/"<<(int)rays.size()<<"\r";
1197        }
1198   
1199        // cast rest of rays
1200        SimpleRayContainer::const_iterator sit, sit_end = rayBucket.end();
1201
1202        for (sit = rayBucket.begin(); sit != sit_end; ++ sit)
1203        {
1204                SimpleRay ray = *sit;
1205
1206#ifdef USE_CG
1207                // HACK: global lines must be treated special
1208                if (ray.mDistribution == SamplingStrategy::HW_GLOBAL_LINES_DISTRIBUTION)
1209                {
1210                        mGlobalLinesRenderer->CastGlobalLines(ray, vssRays);
1211                        continue;
1212                }
1213#endif
1214                mRayCaster->CastRay(
1215                                                        ray,
1216                                                        vssRays,
1217                                                        mViewCellsManager->GetViewSpaceBox(),
1218                                                        castDoubleRays,
1219                                                        pruneInvalidRays);
1220               
1221        }
1222
1223        if ((int)rays.size() > 10000)
1224        {
1225                cout << endl;
1226        long t2 = GetTime();
1227
1228#if SHOW_RAYCAST_TIMING
1229                if (castDoubleRays)
1230                        cout << 2 * rays.size() / (1e3f * TimeDiff(t1, t2)) << "M rays/s" << endl;
1231                else
1232                        cout << rays.size() / (1e3f * TimeDiff(t1, t2)) << "M rays/s" << endl;
1233#endif
1234        }
1235}
1236
1237
1238bool Preprocessor::GenerateRayBundle(SimpleRayContainer &rayBundle,                                                                     
1239                                                                         const SimpleRay &mainRay,
1240                                                                         const int number,
1241                                                                         const int pertubType) const
1242{
1243        rayBundle.push_back(mainRay);
1244
1245        const float pertubOrigin = 0.0f;
1246        const float pertubDir = 0.2f;
1247
1248        for (int i = 0; i < number - 1; ++ i)
1249        {
1250                Vector3 pertub;
1251
1252                pertub.x = RandomValue(0.0f, pertubDir);
1253                pertub.y = RandomValue(0.0f, pertubDir);
1254                pertub.z = RandomValue(0.0f, pertubDir);
1255
1256                const Vector3 newDir = mainRay.mDirection + pertub;
1257                //const Vector3 newDir = mainRay.mDirection;
1258
1259                pertub.x = RandomValue(0.0f, pertubOrigin);
1260                pertub.y = RandomValue(0.0f, pertubOrigin);
1261                pertub.z = RandomValue(0.0f, pertubOrigin);
1262
1263                const Vector3 newOrigin = mainRay.mOrigin + pertub;
1264                //const Vector3 newOrigin = mainRay.mOrigin;
1265
1266                rayBundle.push_back(SimpleRay(newOrigin, newDir, 0, 1.0f));
1267        }
1268
1269        return true;
1270}
1271
1272
1273void Preprocessor::SetupRay(Ray &ray,
1274                                                        const Vector3 &point,
1275                                                        const Vector3 &direction) const
1276{
1277        ray.Clear();
1278        // do not store anything else then intersections at the ray
1279        ray.Init(point, direction, Ray::LOCAL_RAY);     
1280}
1281
1282
1283void Preprocessor::EvalViewCellHistogram()
1284{
1285        char filename[256];
1286        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("Preprocessor.histogram.file", filename);
1287 
1288        // mViewCellsManager->EvalViewCellHistogram(filename, 1000000);
1289        mViewCellsManager->EvalViewCellHistogramForPvsSize(filename, 1000000);
1290}
1291
1292
1293bool
1294Preprocessor::ExportRays(const char *filename,
1295                                                 const VssRayContainer &vssRays,
1296                                                 const int number
1297                                                 )
1298{
1299  cout<<"Exporting vss rays..."<<endl<<flush;
1300 
1301  Exporter *exporter = NULL;
1302  exporter = Exporter::GetExporter(filename);
1303
1304  if (0) {
1305        exporter->SetWireframe();
1306        exporter->ExportKdTree(*mKdTree);
1307  }
1308 
1309  exporter->SetFilled();
1310  // $$JB temporarily do not export the scene
1311  if (0)
1312        exporter->ExportScene(mSceneGraph->GetRoot());
1313
1314  exporter->SetWireframe();
1315
1316  if (1) {
1317        exporter->SetForcedMaterial(RgbColor(1,0,1));
1318        exporter->ExportBox(mViewCellsManager->GetViewSpaceBox());
1319        exporter->ResetForcedMaterial();
1320  }
1321 
1322  VssRayContainer rays;
1323  vssRays.SelectRays(number, rays);
1324  exporter->ExportRays(rays, RgbColor(1, 0, 0));
1325  delete exporter;
1326  cout<<"done."<<endl<<flush;
1327
1328  return true;
1329}
1330
1331void
1332Preprocessor::ComputeRenderError()
1333{
1334  // compute rendering error
1335       
1336  if (renderer && renderer->mPvsStatFrames) {
1337        //      emit EvalPvsStat();
1338        //      QMutex mutex;
1339        //      mutex.lock();
1340        //      renderer->mRenderingFinished.wait(&mutex);
1341        //      mutex.unlock();
1342       
1343        renderer->EvalPvsStat();
1344
1345        mStats <<
1346          "#AvgPvsRenderError\n" <<renderer->mPvsStat.GetAvgError()<<endl<<
1347          "#MaxPvsRenderError\n" <<renderer->mPvsStat.GetMaxError()<<endl<<
1348          "#ErrorFreeFrames\n" <<renderer->mPvsStat.GetErrorFreeFrames()<<endl<<
1349          "#AvgRenderPvs\n" <<renderer->mPvsStat.GetAvgPvs()<<endl;
1350  }
1351}
1352
1353
1354Intersectable *Preprocessor::GetObjectById(const int id)
1355{
1356#if 1
1357        // create a dummy mesh instance to be able to use stl
1358        MeshInstance object(NULL);
1359        object.SetId(id);
1360
1361        ObjectContainer::const_iterator oit =
1362                lower_bound(mObjects.begin(), mObjects.end(), &object, ilt);
1363                               
1364        // objects sorted by id
1365        if ((oit != mObjects.end()) && ((*oit)->GetId() == object.GetId()))
1366        {
1367                return (*oit);
1368        }
1369        else
1370        {
1371                return NULL;
1372        }
1373#else
1374        return mObjects[id - 1];
1375#endif
1376}
1377
1378
1379void Preprocessor::PrepareHwGlobalLines()
1380{
1381        int texHeight, texWidth;
1382        float eps;
1383        int maxDepth;
1384        bool sampleReverse;
1385
1386        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.HwGlobalLines.texHeight", texHeight);
1387        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.HwGlobalLines.texWidth", texWidth);
1388        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("Preprocessor.HwGlobalLines.stepSize", eps);
1389        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.HwGlobalLines.maxDepth", maxDepth);
1390        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("Preprocessor.HwGlobalLines.sampleReverse", sampleReverse);
1391
1392        Debug << "****** hw global line options *******" << endl;
1393        Debug << "texWidth: " << texWidth << endl;
1394        Debug << "texHeight: " << texHeight << endl;
1395        Debug << "sampleReverse: " << sampleReverse << endl;
1396        Debug << "max depth: " << maxDepth << endl;
1397        Debug << "step size: " << eps << endl;
1398        Debug << endl;
1399
1400#ifdef USE_CG
1401        globalLinesRenderer = mGlobalLinesRenderer =
1402                new GlobalLinesRenderer(this,
1403                                                                texHeight,
1404                                                                texWidth,
1405                                                                eps,
1406                                                                maxDepth,
1407                                                                sampleReverse);
1408
1409        mGlobalLinesRenderer->InitGl();
1410
1411#endif
1412}
1413
1414}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.