source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/ViewCell.cpp @ 1789

Revision 1789, 60.0 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)
RevLine 
[1010]1#include <time.h>
2#include <iomanip>
3#include <stack>
4
5
[235]6#include "ViewCell.h"
7#include "Mesh.h"
[308]8#include "Intersectable.h"
[1121]9#include "KdTree.h"
[235]10#include "Triangle3.h"
[580]11#include "common.h"
12#include "Environment.h"
13#include "ViewCellsManager.h"
14#include "Exporter.h"
[1614]15#include "BvHierarchy.h"
[580]16
[235]17
[1614]18
[863]19namespace GtpVisibilityPreprocessor {
[580]20
21
[955]22
[580]23template <typename T> class myless
24{
25public:
26        bool operator() (T v1, T v2) const
27        {
[600]28                return (v1->GetMergeCost() < v2->GetMergeCost());
[580]29        }
30};
31
32
[1121]33typedef priority_queue<ViewCell *, vector<ViewCell *>,
34                                           myless<vector<ViewCell *>::value_type> > TraversalQueue;
[580]35
[1633]36int ViewCell::sMailId = 10000;//2147483647;
[580]37int ViewCell::sReservedMailboxes = 1;
38
[882]39
[580]40float MergeCandidate::sRenderCostWeight = 0;
41
42
43// pvs penalty can be different from pvs size
[1709]44inline static float EvalPvsPenalty(const float pvs,
45                                                                   const float lower,
46                                                                   const float upper)
[580]47{
48        // clamp to minmax values
[728]49        if (pvs < lower)
[580]50                return (float)lower;
51        if (pvs > upper)
52                return (float)upper;
[752]53
[580]54        return (float)pvs;
55}
56
[1586]57/** Counts contribution of the view cell to the pvs.
58*/
59inline int CountPvsContribution(ViewCell *vc)
[585]60{
61        int count = 0;
62
[1742]63        ObjectPvsIterator pit = vc->GetPvs().GetIterator();
64
65        while (pit.HasMoreEntries())
[585]66        {
[1742]67                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
68
69                if (!entry.mObject->Mailed())
[585]70                {
[1742]71                        entry.mObject->Mail();
[585]72                        ++ count;
73                }
74        }
75
76        return count;
77}
78
[1233]79
[729]80/// Fast computation of merged pvs size
[1742]81static float ComputeMergedPvsCost(const ObjectPvs &pvs1,
82                                                                  const ObjectPvs &pvs2)
[580]83{
[729]84        // add first pvs
[1709]85        float pvs = (float)pvs1.GetSize();
[580]86
87        Intersectable::NewMail();
88
[729]89        // mail all objects in first pvs
[1742]90        ObjectPvsIterator pit = pvs1.GetIterator();
91
92        while (pit.HasMoreEntries())
[580]93        {
[1742]94                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
95                entry.mObject->Mail();
[580]96        }
97
[1742]98        pit = pvs2.GetIterator();
[580]99
[1742]100        while (pit.HasMoreEntries())
[580]101        {
[1742]102                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
103
104                Intersectable *obj = entry.mObject;
[580]105                if (!obj->Mailed())
106                        ++ pvs;
107        }
108
109        return pvs;
110}
111
112
[478]113ViewCell::ViewCell():
114MeshInstance(NULL),
[551]115mArea(-1),
116mVolume(-1),
[580]117mValid(true),
118mParent(NULL),
[600]119mMergeCost(0),
[1709]120mPvsCost(0),
[1160]121mEntriesInPvs(0),
[752]122mPvsSizeValid(false)
[265]123{
[1570]124        mId = -100;
[265]125}
[235]126
[478]127ViewCell::ViewCell(Mesh *mesh):
128MeshInstance(mesh),
[551]129mArea(-1),
130mVolume(-1),
[580]131mValid(true),
132mParent(NULL),
[600]133mMergeCost(0),
[1709]134mPvsCost(0),
[752]135mPvsSizeValid(false)
[1297]136//mMailbox(0)
[372]137{
[1570]138        mId = -100;
[372]139}
140
[503]141
[1551]142ViewCell::~ViewCell()
143{
144}
145
146
[469]147const ObjectPvs &ViewCell::GetPvs() const
[419]148{
149        return mPvs;
150}
151
[752]152
[469]153ObjectPvs &ViewCell::GetPvs()
[372]154{
155        return mPvs;
156}
157
[503]158
[880]159void ViewCell::SetPvs(const ObjectPvs &pvs)
160{
161        mPvs = pvs;
162}
163
164
[235]165int ViewCell::Type() const
166{
[308]167        return VIEW_CELL;
[235]168}
169
[503]170
[469]171float ViewCell::GetVolume() const
172{
173        return mVolume;
174}
175
[478]176
[469]177void ViewCell::SetVolume(float volume)
178{
179        mVolume = volume;
180}
181
[503]182
183void ViewCell::SetMesh(Mesh *mesh)
184{
185        mMesh = mesh;
186}
187
188
[478]189float ViewCell::GetArea() const
190{
191        return mArea;
192}
193
194
195void ViewCell::SetArea(float area)
196{
197        mArea = area;
198}
199
200
[752]201void ViewCell::SetColor(const RgbColor &color)
202{
203        mColor = color;
204}
205
206
207RgbColor ViewCell::GetColor() const
208{
209        return mColor;
210}
211
212
[547]213void ViewCell::SetValid(const bool valid)
214{
[564]215        mValid = valid;
[547]216}
217
218
219bool ViewCell::GetValid() const
220{
221        return mValid;
222}
223
224
[580]225void ViewCell::SetParent(ViewCellInterior *parent)
226{
227        mParent = parent;
228}
229
230
231bool ViewCell::IsRoot() const
232{
233        return !mParent;
234}
235
236
237ViewCellInterior *ViewCell::GetParent() const
238{
239        return mParent;
240}
241
242
[600]243void ViewCell::SetMergeCost(const float mergeCost)
[580]244{
[600]245        mMergeCost = mergeCost;
[580]246}
247
248
[728]249float ViewCell::GetRenderCost() const
250{
[1709]251        return mPvsCost * GetVolume();
[728]252}
253
254
[600]255float ViewCell::GetMergeCost() const
[580]256{
[600]257        return mMergeCost;
[580]258}
259
[1002]260
261bool ViewCell::AddPvsSample(Intersectable *sample,
262                                                        const float pdf,
263                                                        float &contribution)
[1772]264{
[1789]265        const bool result = mPvs.AddSample(sample, pdf);//, contribution);
[1586]266        // have to recompute pvs size
267        mPvsSizeValid = false;
[1002]268
269        return result;
270}
271
272
[1133]273
[462]274/************************************************************************/
[580]275/*                class ViewCellInterior implementation                 */
276/************************************************************************/
277
278
279ViewCellInterior::ViewCellInterior()
280{
281}
282
283
284ViewCellInterior::~ViewCellInterior()
285{
286        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mChildren.end();
287
288        for (it = mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
[1545]289        {
[580]290                delete (*it);
[1545]291        }
[580]292}
293
294
295ViewCellInterior::ViewCellInterior(Mesh *mesh):
296ViewCell(mesh)
297{
298}
299
300
301bool ViewCellInterior::IsLeaf() const
302{
303        return false;
304}
305
306
[650]307void ViewCellInterior::SetupChildLink(ViewCell *vc)
[580]308{
[650]309    mChildren.push_back(vc);
[1002]310    vc->SetParent(this);
[580]311}
312
313
[586]314void ViewCellInterior::RemoveChildLink(ViewCell *l)
315{
316        // erase leaf from old view cell
317        ViewCellContainer::iterator it = mChildren.begin();
[580]318
[586]319        for (; (*it) != l; ++ it);
320        if (it == mChildren.end())
321                Debug << "error" << endl;
322        else
323                mChildren.erase(it);
324}
325
[703]326
[1286]327void ViewCellInterior::ReplaceChildLink(ViewCell *prev, ViewCell *cur)
328{
329        // erase leaf from old view cell
330        ViewCellContainer::iterator it = mChildren.begin();
331
332        for (; (*it) != prev; ++ it);
333        if (it == mChildren.end())
334        {
335                Debug << "error: child link not found" << endl;
336        }
337        else
338        {
339                (*it) = cur;
340        }
341}
342
343
[1551]344
[580]345/************************************************************************/
[462]346/*                class ViewCellsStatistics implementation              */
347/************************************************************************/
348
[580]349
[463]350void ViewCellsStatistics::Print(ostream &app) const
351{
352        app << "=========== View Cells Statistics ===============\n";
353
354        app << setprecision(4);
355
356        //app << "#N_CTIME  ( Construction time [s] )\n" << Time() << " \n";
357
[1709]358        app << "#N_OVERALLPVS ( cost of the PVS )\n" << pvsCost << endl;
[463]359
[1709]360        //app << "#N_PVSENTRIES ( entries in the PVS)\n" << pvsEntries << endl;
361
[463]362        app << "#N_PMAXPVS ( largest PVS )\n" << maxPvs << endl;
363
364        app << "#N_PMINPVS ( smallest PVS )\n" << minPvs << endl;
365
366        app << "#N_PAVGPVS ( average PVS )\n" << AvgPvs() << endl;
367
[485]368        app << "#N_PEMPTYPVS ( view cells with empty PVS )\n" << emptyPvs << endl;
[463]369
370        app << "#N_VIEWCELLS ( number of view cells)\n" << viewCells << endl;
371
372        app << "#N_AVGLEAVES (average number of leaves per view cell )\n" << AvgLeaves() << endl;
373
374        app << "#N_MAXLEAVES ( maximal number of leaves per view cell )\n" << maxLeaves << endl;
375       
[564]376        app << "#N_INVALID ( number of invalid view cells )\n" << invalid << endl;
377
[463]378        app << "========== End of View Cells Statistics ==========\n";
[580]379}
380
381
382/*************************************************************************/
383/*                    class ViewCellsTree implementation                 */
384/*************************************************************************/
385
386
[1004]387ViewCellsTree::ViewCellsTree(ViewCellsManager *vcm):
[580]388mRoot(NULL),
389mUseAreaForPvs(false),
[584]390mViewCellsManager(vcm),
[752]391#if 0
392mViewCellsStorage(PVS_IN_INTERIORS)
393#else
394mViewCellsStorage(PVS_IN_LEAVES)
395#endif
[580]396{
[1264]397        ReadEnvironment();
398        MergeCandidate::sRenderCostWeight = mRenderCostWeight;
399}
400
401
402ViewCellsTree::ViewCellsTree():
403mRoot(NULL),
404mUseAreaForPvs(false),
405mViewCellsManager(NULL),
406#if 0
407mViewCellsStorage(PVS_IN_INTERIORS)
408#else
409mViewCellsStorage(PVS_IN_LEAVES)
410#endif
411{
412        ReadEnvironment();
413        MergeCandidate::sRenderCostWeight = mRenderCostWeight;
414}
415
416
417void ViewCellsTree::ReadEnvironment()
418{
[1004]419        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.Visualization.exportMergedViewCells", mExportMergedViewCells);
420        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("ViewCells.maxStaticMemory", mMaxMemory);
[580]421
422        //-- merge options
[1004]423        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("ViewCells.PostProcess.renderCostWeight", mRenderCostWeight);
424        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.PostProcess.minViewCells", mMergeMinViewCells);
425        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("ViewCells.PostProcess.maxCostRatio", mMergeMaxCostRatio);
426        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.PostProcess.refine", mRefineViewCells);   
[582]427
[1004]428        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.PostProcess.maxMergesPerPass", mMaxMergesPerPass);
429        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("ViewCells.PostProcess.avgCostMaxDeviation", mAvgCostMaxDeviation);
[586]430
[938]431        Debug << "============= view cell tree options ================\n";
[582]432        Debug << "minimum view cells: " << mMergeMinViewCells << endl;
433        Debug << "max cost ratio: " << mMergeMaxCostRatio << endl;
434        Debug << "max memory: " << mMaxMemory << endl;
[586]435        Debug << "refining view cells: " << mRefineViewCells << endl;
[1027]436        Debug << "=========== end view cell tree options ===============\n";
[580]437}
438
439
[582]440// return memory usage in MB
441float ViewCellsTree::GetMemUsage() const
442{
[752]443        // TODO
[582]444        return 0;
445                /*(sizeof(ViewCellsTree) +
446                 mBspStats.Leaves() * sizeof(BspLeaf) +
447                 mBspStats.Interior() * sizeof(BspInterior) +
448                 mBspStats.accumRays * sizeof(RayInfo)) / (1024.0f * 1024.0f);*/
449}
450
451
[736]452int ViewCellsTree::GetNumInitialViewCells(ViewCell *vc) const
[580]453{
454        int vcSize = 0;
455
456        stack<ViewCell *> tstack;
457
458        tstack.push(vc);
459
460        while (!tstack.empty())
461        {
462                ViewCell *vc = tstack.top();
463                tstack.pop();
464
465                if (vc->IsLeaf())
466                {
467                        ++ vcSize;
468                }
469                else
470                {
471                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
[1233]472
[580]473                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
[1233]474                       
[580]475                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
[1233]476                        {
[580]477                                tstack.push(*it);
[1233]478                        }
[580]479                       
480                }
481        }
482
483        return vcSize;
484}
485
486
487void ViewCellsTree::CollectLeaves(ViewCell *vc, ViewCellContainer &leaves) const
488{
489        stack<ViewCell *> tstack;
490
491        tstack.push(vc);
492
493        while (!tstack.empty())
494        {
495                ViewCell *vc = tstack.top();
496                tstack.pop();
497
498                if (vc->IsLeaf())
499                {
500                        leaves.push_back(vc);
501                }
502                else
503                {
504                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
505                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
[664]506
[580]507                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
[664]508                        {
[580]509                                tstack.push(*it);
[664]510                        }
[580]511                }
512        }
513}
514
515
516ViewCellsTree::~ViewCellsTree()
517{
518        DEL_PTR(mRoot);
519}
520
521
522int ViewCellsTree::ConstructMergeTree(const VssRayContainer &rays,
523                                                                          const ObjectContainer &objects)
524{
[582]525        mNumActiveViewCells = (int)mViewCellsManager->GetViewCells().size();
[580]526
527        float variance = 0;
[1709]528        float totalPvs = 0;
[600]529        float totalRenderCost = 0;
[580]530
[1786]531        //////////////////
[580]532        //-- compute statistics values of initial view cells
[1786]533
[600]534        mViewCellsManager->EvaluateRenderStatistics(totalRenderCost,
[580]535                                                                                                mExpectedCost,
536                                                                                                mDeviation,
537                                                                                                variance,
538                                                                                                totalPvs,
539                                                                                                mAvgRenderCost);
540
[1786]541        /////////////
[580]542        //-- fill merge queue
543        vector<MergeCandidate> candidates;
544
545        mViewCellsManager->CollectMergeCandidates(rays, candidates);
[703]546
[580]547        while(!candidates.empty())
548        {
549                MergeCandidate mc = candidates.back();
550                candidates.pop_back();
551                EvalMergeCost(mc);
552                mMergeQueue.push(mc);
553        }
554
555        Debug << "************************* merge ***********************************" << endl; 
556        Debug << "deviation: " << mDeviation << endl;
557        Debug << "avg render cost: " << mAvgRenderCost << endl;
[600]558        Debug << "expected cost: " << mExpectedCost << endl;
[580]559
560
561        ViewCellsManager::PvsStatistics pvsStats;
562        mViewCellsManager->GetPvsStatistics(pvsStats);
563
[605]564        //static float expectedValue = pvsStats.avgPvs;
[580]565       
[881]566        //-- the current view cells are kept in this container
567        //-- we start with the current view cells from the view cell manager.
568        //-- The active view cells will change with subsequent merges
[752]569       
[720]570        // todo: should rather take initial view cells
571    ViewCellContainer &activeViewCells = mViewCellsManager->GetViewCells();
572       
[752]573       
[580]574        ViewCell::NewMail();
575
576        MergeStatistics mergeStats;
577        mergeStats.Start();
578       
579        long startTime = GetTime();
580
581        mergeStats.collectTime = TimeDiff(startTime, GetTime());
582        mergeStats.candidates = (int)mMergeQueue.size();
583        startTime = GetTime();
584
585        // frequency stats are updated
[650]586        const int statsOut = 500;
[734]587       
[580]588        // passes are needed for statistics, because we don't want to record
589        // every merge
590        int pass = 0;
591        int mergedPerPass = 0;
592        float realExpectedCost = mExpectedCost;
593        float realAvgRenderCost = mAvgRenderCost;
[582]594        int realNumActiveViewCells = mNumActiveViewCells;
[580]595       
596        // maximal ratio of old expected render cost to expected render
597        // when the the render queue has to be reset.
[582]598        int numMergedViewCells = 0;
[938]599               
[580]600
601        cout << "actual merge starts now ... " << endl;
[604]602
[580]603        //-- use priority queue to merge leaf pairs
[612]604
[881]605        while (!mMergeQueue.empty())
[580]606        {
607                //-- reset merge queue if the ratio of current expected cost / real expected cost
608                //   too small or after a given number of merges
[938]609                if ((mergedPerPass > mMaxMergesPerPass) ||
610                        (mAvgCostMaxDeviation > mAvgRenderCost / realAvgRenderCost))
[580]611                {
612                        Debug << "************ reset queue *****************\n"
[938]613                                  << "ratios: " << mAvgCostMaxDeviation
[580]614                                  << " real avg render cost " << realAvgRenderCost << " average render cost " << mAvgRenderCost
[938]615                                  << " merged per pass : " << mergedPerPass << " of maximal " << mMaxMergesPerPass << endl;
[580]616
617                        Debug << "Values before reset: " 
618                                  << " erc: " << mExpectedCost
619                                  << " avgrc: " << mAvgRenderCost
620                                  << " dev: " << mDeviation << endl;
621       
622                        // adjust render cost
623                        ++ pass;
624
625                        mergedPerPass = 0;
626                        mExpectedCost = realExpectedCost;
627                        mAvgRenderCost = realAvgRenderCost;
[582]628                        mNumActiveViewCells = realNumActiveViewCells;
[580]629                       
[582]630                        const int numMergedViewCells = UpdateActiveViewCells(activeViewCells);
631               
[1603]632                        /////////////////
633                        //-- reset / refine the view cells
[720]634                        //-- priorities are recomputed
635                        //-- the candidates are put back into merge queue
[1603]636
[586]637                        if (mRefineViewCells)
638                                RefineViewCells(rays, objects);
639                        else
640                                ResetMergeQueue();
[580]641
642                        Debug << "Values after reset: " 
643                                  << " erc: " << mExpectedCost
644                                  << " avg: " << mAvgRenderCost
645                                  << " dev: " << mDeviation << endl;
646
647                        if (mExportMergedViewCells)
648                        {
[582]649                                ExportMergedViewCells(activeViewCells, objects, numMergedViewCells);
[580]650                        }
651                }
652
653
654                MergeCandidate mc = mMergeQueue.top();
655                mMergeQueue.pop();
656       
[710]657                // both view cells equal because of previous merges
[582]658                // NOTE: do I really still need this? probably cannot happen!!
[580]659                if (mc.mLeftViewCell == mc.mRightViewCell)
660                        continue;
661
662                if (mc.IsValid())
663                {
664                        ViewCell::NewMail();
[600]665
666                        //-- update statistical values
[582]667                        -- realNumActiveViewCells;
[580]668                        ++ mergeStats.merged;
669                        ++ mergedPerPass;
670
[600]671                        const float renderCostIncr = mc.GetRenderCost();
672                        const float mergeCostIncr = mc.GetMergeCost();
[580]673
[600]674                        totalRenderCost += renderCostIncr;
[580]675                        mDeviation += mc.GetDeviationIncr();
[710]676
677                                               
678                        //-- merge the view cells of leaf1 and leaf2
[1709]679                        float pvsDiff;
[580]680                        ViewCellInterior *mergedVc =
[1709]681                                MergeViewCells(mc.mLeftViewCell, mc.mRightViewCell, pvsDiff);   
[580]682
[600]683                        // total render cost and deviation has changed
684                        // real expected cost will be larger than expected cost used for the
685                        // cost heuristics, but cannot recompute costs on each increase of the
686                        // expected cost
[580]687                        totalPvs += pvsDiff;
[600]688                        realExpectedCost = totalRenderCost / (float)realNumActiveViewCells;
689                        realAvgRenderCost = (float)totalPvs / (float)realNumActiveViewCells;
690       
[801]691                        // set merge cost to this node for priority traversal
[837]692                        mergedVc->SetMergeCost(totalRenderCost);
693                       
694                        // check if "siblings (back and front node of the same parent)
[1706]695                        if (0) ++ mergeStats.siblings;
696
697                        // set the cost for rendering a view cell
[608]698                        mergedVc->SetCost(realExpectedCost);
[607]699
[650]700                        if ((mergeStats.merged % statsOut) == 0)
[580]701                                cout << "merged " << mergeStats.merged << " view cells" << endl;
702
703                }
704                else
705                {
706                        // merge candidate not valid, because one of the leaves was already
707                        // merged with another one => validate and reinsert into queue
[582]708                        if (ValidateMergeCandidate(mc))
709                        {
710                                EvalMergeCost(mc);
711                                mMergeQueue.push(mc);
712                        }
[580]713                }
[612]714               
[580]715        }
716
717        // adjust stats and reset queue one final time
718        mExpectedCost = realExpectedCost;
719        mAvgRenderCost = realAvgRenderCost;
[582]720        mNumActiveViewCells = realNumActiveViewCells;
[580]721
[582]722        UpdateActiveViewCells(activeViewCells);
[580]723
[586]724        // refine view cells and reset costs
725        if (mRefineViewCells)
726                RefineViewCells(rays, objects);
727        else
728                ResetMergeQueue();
729
[708]730
[580]731        // create a root node if the merge was not done till root level,
732        // else take the single node as new root
[582]733        if ((int)activeViewCells.size() > 1)
[580]734        {
[587]735                Debug << "creating root of view cell hierarchy for "
736                          << (int)activeViewCells.size() << " view cells" << endl;
[612]737               
[582]738                ViewCellInterior *root = mViewCellsManager->MergeViewCells(activeViewCells);
[710]739       
740                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = root->mChildren.end();
741
742                for (it = root->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
743                        (*it)->SetParent(root);
744       
[600]745                root->SetMergeCost(totalRenderCost);
[608]746                // $$JB keep this 0 temporarilly
747                root->SetCost(0.0f);
[612]748
[580]749                mRoot = root;
750        }
[710]751        // normal case
752        else if (!activeViewCells.empty())
[580]753        {
[582]754                Debug << "setting root of the merge history" << endl;
755                mRoot = activeViewCells[0];
[580]756        }
[752]757        else
758        {
759                Debug << "big error, root is NULL" << endl;
760        }
[708]761       
[644]762        //-- empty merge queue just in case
[600]763        while (!mMergeQueue.empty())
764        {
765                mMergeQueue.pop();
766        }
[837]767
[1706]768        // test if computed volumes are correct
769        Debug << "volume of the root view cell: " << mRoot->GetVolume()
770                  << " " << mViewCellsManager->GetViewSpaceBox().GetVolume() << endl;
[837]771       
772        // TODO: delete because makes no sense here
[580]773        mergeStats.expectedRenderCost = realExpectedCost;
774        mergeStats.deviation = mDeviation;
775
776        // we want to optimize this heuristics
777        mergeStats.heuristics =
778                mDeviation * (1.0f - mRenderCostWeight) +
779                mExpectedCost * mRenderCostWeight;
780
781        mergeStats.mergeTime = TimeDiff(startTime, GetTime());
782        mergeStats.Stop();
783        Debug << mergeStats << endl << endl;
784
[608]785        // assign colors for the view cells so that at least one is always consistent
786        AssignRandomColors();
[708]787
[580]788        //TODO: should return sample contributions?
789        return mergeStats.merged;
790}
791
792
[584]793ViewCell *ViewCellsTree::GetRoot() const
[581]794{
795        return mRoot;
796}
797
798
[580]799void ViewCellsTree::ResetMergeQueue()
800{
801        cout << "reset merge queue ... ";
802       
803        vector<MergeCandidate> buf;
804        buf.reserve(mMergeQueue.size());
805                       
806       
807        // store merge candidates in intermediate buffer
808        while (!mMergeQueue.empty())
809        {
810                MergeCandidate mc = mMergeQueue.top();
811                mMergeQueue.pop();
812               
813                // recalculate cost
[582]814                if (ValidateMergeCandidate(mc))
815                {
816                        EvalMergeCost(mc);
817                        buf.push_back(mc);                             
818                }
[580]819        }
820
821        vector<MergeCandidate>::const_iterator bit, bit_end = buf.end();
822
823        // reinsert back into queue
824        for (bit = buf.begin(); bit != bit_end; ++ bit)
825        {     
826                mMergeQueue.push(*bit);
827        }
828
829        cout << "finished" << endl;
830}
831
832
[1002]833float ViewCellsTree::ComputeMergedPvsCost(const ObjectPvs &pvs1,
834                                                                                  const ObjectPvs &pvs2) const
835{
836        // computes render cost of merge
837        float renderCost = 0;
838
839        // compute new pvs size
840        Intersectable::NewMail();
841
[1742]842        ObjectPvsIterator pit = pvs1.GetIterator();
843
[1002]844        // first mail all objects in first pvs
[1742]845        while (pit.HasMoreEntries())
[1002]846        {
[1742]847                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
[1002]848
[1742]849                Intersectable *obj = entry.mObject;
850
[1002]851                obj->Mail();
852                renderCost += mViewCellsManager->EvalRenderCost(obj);
853        }
854
[1742]855        ObjectPvsIterator pit2 = pvs2.GetIterator();
[1002]856
[1742]857        while (pit2.HasMoreEntries())
[1002]858        {
[1742]859                ObjectPvsEntry entry = pit2.Next();
860                Intersectable *obj = entry.mObject;
[1002]861
862                // test if object already considered   
863                if (!obj->Mailed())
864                {
865                        renderCost += mViewCellsManager->EvalRenderCost(obj);
866                }
867        }
868
869        return renderCost;
870}
871
872
[582]873int ViewCellsTree::UpdateActiveViewCells(ViewCellContainer &viewCells)
[580]874{
[582]875        int numMergedViewCells = 0;
[580]876
[584]877        Debug << "updating active vc: " << (int)viewCells.size() << endl;
[1141]878       
879        // find all already merged view cells and remove them from the
880        // container view cells
[582]881               
882        // sort out all view cells which are not active anymore, i.e., they
883        // were already part of a merge
[580]884        int i = 0;
885
[582]886        ViewCell::NewMail();
887
[580]888        while (1)
889        {
[582]890                // remove all merged view cells from end of the vector
891                while (!viewCells.empty() && (viewCells.back()->GetParent()))
[580]892                {
893                        viewCells.pop_back();
894                }
895
896                // all merged view cells have been found
[710]897                if (i >= (int)viewCells.size())
[580]898                        break;
899
[710]900                // already merged this view cell, put it to end of vector
[582]901                if (viewCells[i]->GetParent())
[580]902                        swap(viewCells[i], viewCells.back());
903               
[752]904                // mail view cell that it has not been merged
[710]905                viewCells[i]->Mail();
906
907                // increase loop counter
908                ++ i;
[580]909        }
910
[582]911
[580]912        // add new view cells to container only if they don't have been
913        // merged in the mean time
[582]914        ViewCellContainer::const_iterator ait, ait_end = mMergedViewCells.end();
[752]915
[582]916        for (ait = mMergedViewCells.begin(); ait != ait_end; ++ ait)
[580]917        {
[582]918                ViewCell *vc = mMergedViewCells.back();
919                if (!vc->GetParent() && !vc->Mailed())
[580]920                {
[582]921                        vc->Mail();
922                        viewCells.push_back(vc);
923                        ++ numMergedViewCells;
[580]924                }
925        }
926
[752]927        // dispose old merged view cells
[582]928        mMergedViewCells.clear();
929
[580]930        // update standard deviation
931        ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = viewCells.end();
932       
933        mDeviation = 0;
934
935        for (vit = viewCells.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
936        {
[1709]937                const float lower = (float)mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
938                const float upper = (float)mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
[752]939
[1707]940                const float penalty = EvalPvsPenalty((*vit)->GetPvs().EvalPvsCost(), lower, upper);
[580]941               
942                mDeviation += fabs(mAvgRenderCost - penalty);
943        }
944
945        mDeviation /= (float)viewCells.size();
[582]946       
947        return numMergedViewCells;
[580]948}
949
950
951void ViewCellsTree::ExportMergedViewCells(ViewCellContainer &viewCells,
952                                                                                  const ObjectContainer &objects,
[582]953                                                                                  const int numMergedViewCells)
[580]954{
955       
956
957        char s[64];
958
959        sprintf(s, "merged_viewcells%07d.x3d", (int)viewCells.size());
960        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(s);
961
962        if (exporter)
963        {
964                cout << "exporting " << (int)viewCells.size() << " merged view cells ... ";
965                exporter->ExportGeometry(objects);
966                //Debug << "vc size " << (int)viewCells.size() << " merge queue size: " << (int)mMergeQueue.size() << endl;
967                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = viewCells.end();
968
969                int i = 0;
970                for (it = viewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
971                {
972                        Material m;
973                        // assign special material to new view cells
974                        // new view cells are on the back of container
[582]975                        if (i ++ >= (viewCells.size() - numMergedViewCells))
[580]976                        {
977                                //m = RandomMaterial();
978                                m.mDiffuseColor.r = RandomValue(0.5f, 1.0f);
979                                m.mDiffuseColor.g = RandomValue(0.5f, 1.0f);
980                                m.mDiffuseColor.b = RandomValue(0.5f, 1.0f);
981                        }
982                        else
983                        {
984                                float col = RandomValue(0.1f, 0.4f);
985                                m.mDiffuseColor.r = col;
986                                m.mDiffuseColor.g = col;
987                                m.mDiffuseColor.b = col;
988                        }
989
990                        exporter->SetForcedMaterial(m);
[1416]991                        mViewCellsManager->ExportViewCellGeometry(exporter, *it, NULL, NULL);
[580]992                }
[1416]993
[580]994                delete exporter;
995                cout << "finished" << endl;
996        }
997}
998
999
1000// TODO: should be done in view cells manager
[1141]1001ViewCellInterior *ViewCellsTree::MergeViewCells(ViewCell *left,
1002                                                                                                ViewCell *right,
[1709]1003                                                                                                float &pvsDiff) //const
[580]1004{
[1141]1005        // create merged view cell
1006        ViewCellInterior *vc =
1007                mViewCellsManager->MergeViewCells(left, right);
[580]1008
1009        // if merge was unsuccessful
1010        if (!vc) return NULL;
1011
[752]1012        // set to the new parent view cell
[1141]1013        left->SetParent(vc);
1014        right->SetParent(vc);
[710]1015
[1141]1016       
[580]1017        if (mUseAreaForPvs)
[710]1018        {
[1141]1019                // set new area of view cell
1020                // not not correct, but costly to compute real area!!
1021                vc->SetArea(left->GetArea() + right->GetArea());
[710]1022        }
[580]1023        else
[1141]1024        {       // set new volume of view cell
1025                vc->SetVolume(left->GetVolume() + right->GetVolume());
[602]1026        }
[710]1027
1028       
[580]1029        // important so other merge candidates sharing this view cell
1030        // are notified that the merge cost must be updated!!
1031        vc->Mail();
1032
[1707]1033        const float pvs1 = left->GetPvs().EvalPvsCost();
1034        const float pvs2 = right->GetPvs().EvalPvsCost();
[580]1035
1036
[1141]1037        // the new view cells are stored in this container
[582]1038        mMergedViewCells.push_back(vc);
[580]1039
[1707]1040        pvsDiff = vc->GetPvs().EvalPvsCost() - pvs1 - pvs2;
[580]1041
[752]1042
[1141]1043        // don't store pvs in interior cells, just a scalar
[752]1044        if (mViewCellsStorage == PVS_IN_LEAVES)
1045        {
[1168]1046                // set scalars
1047                mViewCellsManager->UpdateScalarPvsSize(left,
[1707]1048                                left->GetPvs().EvalPvsCost(),
[1586]1049                                left->GetPvs().GetSize());
[1168]1050                       
[1141]1051                // remove pvs, we don't store interior pvss
1052                if (!left->IsLeaf())
1053                {
1054                        left->GetPvs().Clear();
1055                }
1056
[1168]1057                // set scalars
1058                mViewCellsManager->UpdateScalarPvsSize(right,
[1707]1059                        right->GetPvs().EvalPvsCost(),
[1168]1060                        right->GetPvs().GetSize());
1061
[1141]1062                right->mPvsSizeValid = true;
[752]1063               
[1141]1064                // remove pvs, we don't store interior pvss
1065                if (!right->IsLeaf())
1066                {
1067                        right->GetPvs().Clear();
1068                }
1069        }
[752]1070
[580]1071        return vc;
1072}
1073
1074
[586]1075int ViewCellsTree::RefineViewCells(const VssRayContainer &rays,
1076                                                                   const ObjectContainer &objects)
[580]1077{
1078        Debug << "refining " << (int)mMergeQueue.size() << " candidates " << endl;
[586]1079
1080        // intermediate buffer for shuffled view cells
1081        vector<MergeCandidate> buf;
1082        buf.reserve(mMergeQueue.size());
1083                       
[580]1084        // Use priority queue of remaining leaf pairs
1085        // The candidates either share the same view cells or
1086        // are border leaves which share a boundary.
1087        // We test if they can be shuffled, i.e.,
1088        // either one leaf is made part of one view cell or the other
1089        // leaf is made part of the other view cell. It is tested if the
1090        // remaining view cells are "better" than the old ones.
1091       
[586]1092        const int numPasses = 3;
[580]1093        int pass = 0;
1094        int passShuffled = 0;
1095        int shuffled = 0;
1096        int shuffledViewCells = 0;
1097
1098        ViewCell::NewMail();
1099       
[586]1100        while (!mMergeQueue.empty())
[580]1101        {
[586]1102                MergeCandidate mc = mMergeQueue.top();
1103                mMergeQueue.pop();
[580]1104
[586]1105                // both view cells equal or already shuffled
1106                if ((mc.GetLeftViewCell() == mc.GetRightViewCell()) ||
1107                        mc.GetLeftViewCell()->IsLeaf() || mc.GetRightViewCell()->IsLeaf())
1108                {                       
1109                        continue;
1110                }
[580]1111
[586]1112                // candidate for shuffling
1113                const bool wasShuffled = ShuffleLeaves(mc);
[580]1114               
[586]1115                // shuffled or put into other queue for further refine
1116                if (wasShuffled)
1117                {
1118                        ++ passShuffled;
1119
1120                        if (!mc.GetLeftViewCell()->Mailed())
[580]1121                        {
[586]1122                                mc.GetLeftViewCell()->Mail();
1123                                ++ shuffledViewCells;
[580]1124                        }
[586]1125                        if (!mc.GetRightViewCell()->Mailed())
[580]1126                        {
[586]1127                                mc.GetRightViewCell()->Mail();
1128                                ++ shuffledViewCells;
[580]1129                        }
1130                }
1131
[586]1132                // put back into intermediate vector
1133                buf.push_back(mc);
[580]1134        }
1135
[586]1136
1137        //-- in the end, the candidates must be in the mergequeue again
1138        //   with the correct cost
1139
1140        cout << "reset merge queue ... ";
1141       
1142       
1143        vector<MergeCandidate>::const_iterator bit, bit_end = buf.end();
1144       
1145        for (bit = buf.begin(); bit != bit_end; ++ bit)
1146        {   
1147                MergeCandidate mc = *bit;
1148                // recalculate cost
1149                if (ValidateMergeCandidate(mc))
1150                {
1151                        EvalMergeCost(mc);
1152                        mMergeQueue.push(mc);   
1153                }
[580]1154        }
1155
[586]1156        cout << "finished" << endl;
1157
[580]1158        return shuffledViewCells;
1159}
1160
1161
1162inline int AddedPvsSize(ObjectPvs pvs1, const ObjectPvs &pvs2)
1163{
[1740]1164        ObjectPvs interPvs;
1165        ObjectPvs::Merge(interPvs, pvs1, pvs2);
1166
1167        return (int)interPvs.GetSize();
[580]1168}
1169
1170
1171// recomputes pvs size minus pvs of leaf l
1172#if 0
1173inline int SubtractedPvsSize(BspViewCell *vc, BspLeaf *l, const ObjectPvs &pvs2)
1174{
1175        ObjectPvs pvs;
1176        vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = vc->mLeaves.end();
1177        for (it = vc->mLeaves.begin(); it != vc->mLeaves.end(); ++ it)
1178                if (*it != l)
1179                        pvs.AddPvs(*(*it)->mPvs);
1180        return pvs.GetSize();
1181}
1182#endif
1183
1184
1185// computes pvs1 minus pvs2
1186inline int SubtractedPvsSize(ObjectPvs pvs1, const ObjectPvs &pvs2)
1187{
1188        return pvs1.SubtractPvs(pvs2);
1189}
1190
1191
1192float ViewCellsTree::EvalShuffleCost(ViewCell *leaf,
[586]1193                                                                         ViewCellInterior *vc1,
1194                                                                         ViewCellInterior *vc2) const
[580]1195{
1196        //const int pvs1 = SubtractedPvsSize(vc1, leaf, *leaf->mPvs);
[1709]1197        const float pvs1 = (float)SubtractedPvsSize(vc1->GetPvs(), leaf->GetPvs());
1198        const float pvs2 = (float)AddedPvsSize(vc2->GetPvs(), leaf->GetPvs());
[580]1199
[1709]1200        const float lowerPvsLimit = (float)mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
1201        const float upperPvsLimit = (float)mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
[580]1202
1203        const float pvsPenalty1 =
1204                EvalPvsPenalty(pvs1, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1205
1206        const float pvsPenalty2 =
1207                EvalPvsPenalty(pvs2, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1208
1209
1210        // don't shuffle leaves with pvs > max
1211        if (0 && (pvs1 + pvs2 > mViewCellsManager->GetMaxPvsSize()))
1212        {
1213                return 1e20f;
1214        }
1215
1216        float p1, p2;
1217
1218    if (mUseAreaForPvs)
1219        {
1220                p1 = vc1->GetArea() - leaf->GetArea();
1221                p2 = vc2->GetArea() + leaf->GetArea();
1222        }
1223        else
1224        {
1225                p1 = vc1->GetVolume() - leaf->GetVolume();
1226                p2 = vc2->GetVolume() + leaf->GetVolume();
1227        }
1228
1229        const float renderCost1 = pvsPenalty1 * p1;
1230        const float renderCost2 = pvsPenalty2 * p2;
1231
1232        float dev1, dev2;
1233
1234        if (1)
1235        {
1236                dev1 = fabs(mAvgRenderCost - pvsPenalty1);
1237                dev2 = fabs(mAvgRenderCost - pvsPenalty2);
1238        }
1239        else
1240        {
1241                dev1 = fabs(mExpectedCost - renderCost1);
1242                dev2 = fabs(mExpectedCost - renderCost2);
1243        }
1244       
1245        return mRenderCostWeight * (renderCost1 + renderCost2) +
[582]1246                  (1.0f - mRenderCostWeight) * (dev1 + dev2) / (float)mNumActiveViewCells;
[580]1247}
1248
1249
1250void ViewCellsTree::ShuffleLeaf(ViewCell *leaf,
[586]1251                                                                ViewCellInterior *vc1,
1252                                                                ViewCellInterior *vc2) const
[580]1253{
1254        // compute new pvs and area
[586]1255        // TODO change
[580]1256        vc1->GetPvs().SubtractPvs(leaf->GetPvs());
1257       
[1740]1258        ObjectPvs interPvs;
1259        ObjectPvs::Merge(interPvs, vc2->GetPvs(), leaf->GetPvs());
1260        vc2->SetPvs(interPvs);
1261
[580]1262        if (mUseAreaForPvs)
1263        {
1264                vc1->SetArea(vc1->GetArea() - leaf->GetArea());
1265                vc2->SetArea(vc2->GetArea() + leaf->GetArea());
1266        }
1267        else
1268        {
1269                vc1->SetVolume(vc1->GetVolume() - leaf->GetVolume());
1270                vc2->SetVolume(vc2->GetVolume() + leaf->GetVolume());
1271        }
1272
[586]1273       
1274        ViewCellInterior *p = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(leaf->GetParent());
[580]1275
[586]1276        p->RemoveChildLink(leaf);
1277        vc2->SetupChildLink(leaf);
[580]1278}
1279
1280
[586]1281bool ViewCellsTree::ShuffleLeaves(MergeCandidate &mc) const
[580]1282{
1283        float cost1, cost2;
1284
[586]1285        ViewCellInterior *vc1 = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(mc.GetLeftViewCell());
1286        ViewCellInterior *vc2 = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(mc.GetRightViewCell());
1287
1288        ViewCell *leaf1 = mc.GetInitialLeftViewCell();
1289        ViewCell *leaf2 = mc.GetInitialRightViewCell();
1290
[580]1291        //-- first test if shuffling would decrease cost
[586]1292        cost1 = GetCostHeuristics(vc1);
1293        cost2 = GetCostHeuristics(vc2);
[580]1294
1295        const float oldCost = cost1 + cost2;
1296       
1297        float shuffledCost1 = Limits::Infinity;
1298        float shuffledCost2 = Limits::Infinity;
1299
[586]1300        if (leaf1)
1301                shuffledCost1 = EvalShuffleCost(leaf1, vc1, vc2);       
1302        if (leaf2)
1303                shuffledCost2 = EvalShuffleCost(leaf2, vc2, vc1);
[580]1304
1305        // if cost of shuffle is less than old cost => shuffle
1306        if ((oldCost <= shuffledCost1) && (oldCost <= shuffledCost2))
1307                return false;
1308       
1309        if (shuffledCost1 < shuffledCost2)
1310        {
[586]1311                if (leaf1)
1312                        ShuffleLeaf(leaf1, vc1, vc2);
1313                mc.mInitialLeftViewCell = NULL;
[580]1314        }
1315        else
1316        {
[586]1317                if (leaf2)
1318                        ShuffleLeaf(leaf2, vc2, vc1);
1319                mc.mInitialRightViewCell = NULL;
[580]1320        }
[586]1321
[580]1322        return true;
1323}
1324
1325
1326float ViewCellsTree::GetVariance(ViewCell *vc) const
1327{
[1709]1328        const float upper = (float)mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
1329        const float lower = (float)mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
[580]1330
1331        if (1)
1332        {
[752]1333                const float penalty =
[1709]1334                        EvalPvsPenalty(GetPvsCost(vc), lower, upper);
[1141]1335
[752]1336                return (mAvgRenderCost - penalty) * (mAvgRenderCost - penalty) /
1337                        (float)mNumActiveViewCells;
[580]1338        }
1339
1340    const float leafCost = GetRenderCost(vc);
1341        return (mExpectedCost - leafCost) * (mExpectedCost - leafCost);
1342}
1343
1344
1345float ViewCellsTree::GetDeviation(ViewCell *vc) const
1346{
[1709]1347        const float upper = (float)mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
1348        const float lower = (float)mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
[580]1349
1350        if (1)
1351        {
[1709]1352                const float penalty = EvalPvsPenalty(GetPvsCost(vc), lower, upper);
[582]1353                return fabs(mAvgRenderCost - penalty) / (float)mNumActiveViewCells;
[580]1354        }
1355
1356    const float renderCost = GetRenderCost(vc);
1357        return fabs(mExpectedCost - renderCost);
1358}
1359
1360
1361float ViewCellsTree::GetRenderCost(ViewCell *vc) const
1362{
1363        if (mUseAreaForPvs)
[1141]1364        {
[1707]1365                return vc->GetPvs().EvalPvsCost() * vc->GetArea();
[1141]1366        }
[580]1367
[1707]1368        return vc->GetPvs().EvalPvsCost() * vc->GetVolume();
[580]1369}
1370
1371
1372float ViewCellsTree::GetCostHeuristics(ViewCell *vc) const
1373{
1374        return GetRenderCost(vc) * mRenderCostWeight +
1375                   GetDeviation(vc) * (1.0f - mRenderCostWeight);
1376}
1377
1378
[582]1379bool ViewCellsTree::ValidateMergeCandidate(MergeCandidate &mc) const
[580]1380{
[752]1381        // propagate up so we have only the active view cells
[580]1382        while (mc.mLeftViewCell->mParent)
1383        {
1384                mc.mLeftViewCell = mc.mLeftViewCell->mParent;
1385        }
1386
1387        while (mc.mRightViewCell->mParent)
1388        {
1389                mc.mRightViewCell = mc.mRightViewCell->mParent;
1390        }
1391
[752]1392        // this view cell was already merged
1393        //return mc.mLeftViewCell && (mc.mLeftViewCell != mc.mRightViewCell);
[582]1394        return mc.mLeftViewCell != mc.mRightViewCell;
[580]1395}
1396
1397
1398void ViewCellsTree::EvalMergeCost(MergeCandidate &mc) const
1399{
[1586]1400        ///////////////////
[580]1401        //-- compute pvs difference
[1586]1402
[1709]1403        float newPvs;
[1586]1404       
[1709]1405        // not valid if not using const cost per object!!
1406        newPvs = ComputeMergedPvsCost(mc.mLeftViewCell->GetPvs(), mc.mRightViewCell->GetPvs());
[580]1407
[1709]1408
[1141]1409        const float newPenalty = EvalPvsPenalty(newPvs,
[1709]1410                                                                                        (float)mViewCellsManager->GetMinPvsSize(),
1411                                                                                        (float)mViewCellsManager->GetMaxPvsSize());
[729]1412
[580]1413        ViewCell *vc1 = mc.mLeftViewCell;
1414        ViewCell *vc2 = mc.mRightViewCell;
1415
1416        //-- compute ratio of old cost
[1586]1417        //-- (i.e., added size of left and right view cell times pvs size)
1418        //-- to new rendering cost (i.e, size of merged view cell times pvs size)
[580]1419        const float oldCost = GetRenderCost(vc1) + GetRenderCost(vc2);
1420
1421    const float newCost = mUseAreaForPvs ?
1422                (float)newPenalty * (vc1->GetArea() + vc2->GetArea()) :
1423                (float)newPenalty * (vc1->GetVolume() + vc2->GetVolume());
1424
1425
1426        // strong penalty if pvs size too large
1427        if (0 && (newPvs > mViewCellsManager->GetMaxPvsSize()))
1428        {
1429                mc.mRenderCost = 1e20f;
1430        }
1431        else
1432        {
1433                mc.mRenderCost = (newCost - oldCost) /
1434                        mViewCellsManager->GetViewSpaceBox().GetVolume();
1435        }       
1436       
[1586]1437        ///////////////////////////
1438        //-- merge cost also takes deviation into account
[580]1439
1440        float newDev, oldDev;
1441
1442        if (1)
[582]1443                newDev = fabs(mAvgRenderCost - newPenalty) / (float)mNumActiveViewCells;
[580]1444        else
[582]1445                newDev = fabs(mExpectedCost - newCost) / (float)mNumActiveViewCells;
[580]1446       
1447        oldDev = GetDeviation(vc1) + GetDeviation(vc2);
1448
1449        // compute deviation increase
1450        mc.mDeviationIncr = newDev - oldDev;
1451       
1452        //Debug << "render cost: " << mc.mRenderCost * mRenderCostWeight << endl;
1453        //Debug << "standard deviation: " << mc.mDeviationIncr * mRenderCostWeight << endl;
1454}
1455
[752]1456
1457void ViewCellsTree::SetViewCellsStorage(int stype)
[580]1458{
[752]1459        if (mViewCellsStorage == stype)
1460                return;
1461
1462        // TODO
1463        switch (stype)
[581]1464        {
[752]1465        case COMPRESSED:
[584]1466                CompressViewCellsPvs(mRoot);
[752]1467                break;
1468        default:
1469                break;
[584]1470        }
[752]1471
1472        mViewCellsStorage = stype;
[584]1473}
[580]1474
[752]1475
[584]1476void ViewCellsTree::CompressViewCellsPvs(ViewCell *root)
1477{
1478        if (!root->IsLeaf())
1479        {
1480                ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(root);
1481
1482        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
[585]1483               
[584]1484                // compress child sets first
1485                for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
[581]1486                {
[584]1487                        CompressViewCellsPvs(*it);
[581]1488                }
[584]1489
[585]1490                // compress root node
[610]1491                PullUpVisibility(interior);
[581]1492        }
[580]1493}
1494
1495
[1166]1496void ViewCellsTree::UpdateStats(ofstream &stats,
[1709]1497                                                                const ViewCellsTreeStats &vcStats)
[1166]1498{
[1709]1499         stats << "#Pass\n" << vcStats.mPass << endl
1500                   << "#Splits\n" << vcStats.mNumViewCells << endl
1501                   << "#RenderCostDecrease\n" << vcStats.mRenderCostDecrease << endl // TODO
1502                   << "#TotalRenderCost\n" << vcStats.mTotalRenderCost << endl
1503                   << "#CurrentPvs\n" << vcStats.mCurrentPvsCost << endl
1504                   << "#ExpectedCost\n" << vcStats.mExpectedCost << endl
1505                   << "#AvgRenderCost\n" << vcStats.mAvgRenderCost << endl
1506                   << "#Deviation\n" << vcStats.mDeviation << endl
1507                   << "#TotalPvs\n" << vcStats.mTotalPvsCost << endl
1508                   << "#TotalEntriesInPvs\n" << vcStats.mEntriesInPvs << endl
1509                   << "#Memory\n" << vcStats.mMemoryCost << endl
1510                   << "#PvsSizeDecrease\n" << vcStats.mPvsSizeDecr << endl
1511                   << "#Volume\n" << vcStats.mVolume << endl
[1653]1512                   << endl;
[1166]1513}
1514
[1489]1515
[660]1516void ViewCellsTree::ExportStats(const string &mergeStats)
[650]1517{
1518        TraversalQueue tqueue;
1519        tqueue.push(mRoot);
[1666]1520
[1709]1521        ViewCellsTreeStats vcStats;
1522        vcStats.Reset();
1523
[1695]1524        //cout << "exporting stats ... " << endl;
[1709]1525        vcStats.mNumViewCells = 1;
[650]1526       
1527        const AxisAlignedBox3 box = mViewCellsManager->GetViewSpaceBox();
1528        const float vol = box.GetVolume();
1529
[1709]1530        const float rootPvs = GetPvsCost(mRoot);
[1161]1531        const int rootEntries = GetPvsEntries(mRoot);
[1709]1532       
1533        vcStats.mTotalPvsCost = rootPvs;
1534        vcStats.mTotalRenderCost = rootPvs;
1535        vcStats.mAvgRenderCost = rootPvs;
1536        vcStats.mExpectedCost = rootPvs;
1537       
1538        vcStats.mEntriesInPvs = rootEntries;
[650]1539
1540        ofstream stats;
[660]1541        stats.open(mergeStats.c_str());
[650]1542
[1709]1543        vcStats.mMemoryCost = (float)vcStats.mEntriesInPvs * ObjectPvs::GetEntrySize();
[1653]1544
[1603]1545        /////////////
[752]1546        //-- first view cell
[1603]1547
[1709]1548        UpdateStats(stats, vcStats);
1549                               
[1166]1550               
[1161]1551        //-- go through tree in the order of render cost decrease
1552        //-- which is the same order as the view cells were merged
1553        //-- or the reverse order of subdivision for subdivision-only
1554        //-- view cell hierarchies.
[650]1555
1556        while (!tqueue.empty())
1557        {
1558                ViewCell *vc = tqueue.top();
1559                tqueue.pop();
1560
1561                if (!vc->IsLeaf())
1562                {       
1563                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
[1166]1564
[1709]1565                        const float parentCost = GetPvsCost(interior);
[1166]1566                        const int parentPvsEntries = GetPvsEntries(interior);
[1709]1567            const float parentExpCost = (float)parentCost * interior->GetVolume();
[1166]1568
[1709]1569                        float childExpCost = 0;
[650]1570                        float childCost = 0;
[1166]1571                        int childPvsEntries = 0;
[650]1572
[1709]1573                        -- vcStats.mNumViewCells;
[650]1574
1575                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
[1179]1576
[650]1577                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1578                        {
[1166]1579                                ViewCell *vc = *it;
[1168]1580
[1709]1581                                const float pvsCost = GetPvsCost(vc);
[1166]1582                                const int pvsEntries = GetPvsEntries(vc);
1583
[1709]1584                                childExpCost += childCost * vc->GetVolume();
1585                                childCost += pvsCost;
[1166]1586                                childPvsEntries += pvsEntries;
[650]1587
[1166]1588                                tqueue.push(vc);
[1709]1589                                ++ vcStats.mNumViewCells;
[650]1590                        }
1591
[1603]1592                        // update stats for this view cell
[1709]1593                        const float costDecr = (parentExpCost - childExpCost) / vol;
[650]1594
[1709]1595                        vcStats.mTotalRenderCost -= costDecr;
1596                        vcStats.mTotalPvsCost += childCost - parentCost;
1597                        vcStats.mEntriesInPvs += childPvsEntries - parentPvsEntries;
[1166]1598
[1709]1599                        vcStats.mExpectedCost = vcStats.mTotalRenderCost / (float)vcStats.mNumViewCells;
1600                        vcStats.mAvgRenderCost = vcStats.mTotalPvsCost / (float)vcStats.mNumViewCells;
[650]1601
[1709]1602                        vcStats.mMemoryCost = vcStats.mEntriesInPvs * ObjectPvs::GetEntrySize();
[1653]1603
[1709]1604                        UpdateStats(stats, vcStats);
[650]1605                }
1606        }
1607
1608        stats.close();
1609}
1610
1611
1612void ViewCellsTree::SetRoot(ViewCell *root)
1613{
1614        mRoot = root;
1615}
1616
[660]1617
[581]1618void ViewCellsTree::CollectBestViewCellSet(ViewCellContainer &viewCells,
1619                                                                                   const int numViewCells)
[580]1620{
1621        TraversalQueue tqueue;
[581]1622        tqueue.push(mRoot);
[582]1623       
[580]1624        while (!tqueue.empty())
1625        {
1626                ViewCell *vc = tqueue.top();
[650]1627                tqueue.pop();
1628
[582]1629                // save the view cells if it is a leaf or if enough view cells have already been traversed
1630                // because of the priority queue, this will be the optimal set of v
[650]1631                if (vc->IsLeaf() || ((viewCells.size() + tqueue.size() + 1) >= numViewCells))
[581]1632                {
1633                        viewCells.push_back(vc);
1634                }
[582]1635                else
1636                {       
[581]1637                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
[580]1638
[581]1639                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
1640
1641                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1642                        {
1643                                tqueue.push(*it);
1644                        }
1645                }
[580]1646        }
1647}
1648
[1742]1649
[610]1650void ViewCellsTree::PullUpVisibility(ViewCellInterior *interior)
[581]1651{
[584]1652        Intersectable::NewMail((int)interior->mChildren.size());
[580]1653
[581]1654        ViewCellContainer::const_iterator cit, cit_end = interior->mChildren.end();
1655
1656        // mail all objects in the leaf sets
[584]1657        // we are interested in the objects which are present in all leaves
1658        // => count how often an object is part of a child set
[581]1659        for (cit = interior->mChildren.begin(); cit != cit_end; ++ cit)
1660        {
1661                ViewCell *vc = *cit;
1662
[1742]1663                ObjectPvsIterator pit = vc->GetPvs().GetIterator();
[581]1664
[1742]1665                while (pit.HasMoreEntries())
1666                {               
1667                        ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
1668                        Intersectable *obj = entry.mObject;
1669
[584]1670                        if ((cit == interior->mChildren.begin()) && !obj->Mailed())
[1742]1671                        {
[584]1672                                obj->Mail();
[1742]1673                        }
1674
[584]1675                        int incm = obj->IncMail();
[581]1676                }
1677        }
1678
[1189]1679        interior->GetPvs().Clear();
[1742]1680               
[581]1681        // only the objects which are present in all leaf pvs
1682        // should remain in the parent pvs
[584]1683        // these are the objects which have been mailed in all children
[581]1684        for (cit = interior->mChildren.begin(); cit != cit_end; ++ cit)
1685        {
1686                ViewCell *vc = *cit;
[1742]1687               
1688                ObjectPvsIterator pit = vc->GetPvs().GetIterator();
[581]1689
[1742]1690                while (pit.HasMoreEntries())
1691                {               
1692                        ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
[581]1693
[1742]1694                        if (entry.mObject->Mailed((int)interior->mChildren.size()))
[581]1695                        {       
[1742]1696                                interior->GetPvs().AddSample(entry.mObject, entry.mData.mSumPdf);
[581]1697                        }
1698                }
1699        }
1700
[584]1701        // delete all the objects from the leaf sets which were moved to parent pvs
[1742]1702        ObjectPvsIterator pit = interior->GetPvs().GetIterator();
[581]1703
[1742]1704        while (pit.HasMoreEntries())
1705        {               
1706                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
1707
[581]1708                for (cit = interior->mChildren.begin(); cit != cit_end; ++ cit)
1709                {
[1742]1710                        if (!(*cit)->GetPvs().RemoveSample(entry.mObject, Limits::Infinity))
[1189]1711                        {
[584]1712                                Debug << "should not come here!" << endl;
[1189]1713                        }
[581]1714                }
1715        }
1716}
1717
[1168]1718
[1166]1719// TODO matt: implement this function for different storing methods
[584]1720void ViewCellsTree::GetPvs(ViewCell *vc, ObjectPvs &pvs) const
1721{
[1161]1722        // pvs is stored in each cell => just return pvs
[752]1723        if (mViewCellsStorage == PVS_IN_INTERIORS)
[801]1724        {
[585]1725                pvs = vc->GetPvs();
[801]1726                return;
1727        }
[585]1728
[1713]1729        ////////////////
[1161]1730        //-- pvs is not stored with the interiors => reconstruct
[585]1731        ViewCell *root = vc;
1732       
[883]1733        // add pvs from this view cell to root
[585]1734        while (root->GetParent())
[584]1735        {
[585]1736                root = root->GetParent();
[1740]1737                pvs.MergeInPlace(root->GetPvs());
[585]1738        }
[584]1739
[883]1740        // add pvs from leaves
[585]1741        stack<ViewCell *> tstack;
1742        tstack.push(vc);
[584]1743
[585]1744        while (!tstack.empty())
1745        {
1746                vc = tstack.top();
1747                tstack.pop();
[1742]1748       
[1161]1749                // add newly found pvs to merged pvs
[1740]1750                pvs.MergeInPlace(vc->GetPvs());
[1750]1751               
[1161]1752                if (!vc->IsLeaf()) // interior cells: go down to leaf level
[584]1753                {
1754                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
1755                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
1756
1757                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1758                        {
[585]1759                                tstack.push(*it);
1760                        }               
[584]1761                }
1762        }
1763}
1764
1765
[1709]1766float ViewCellsTree::GetPvsCostForLeafStorage(ViewCell *vc) const
[584]1767{
[1166]1768        // pvs is always stored directly in leaves
1769        if (vc->IsLeaf())
1770        {
[1707]1771                return vc->GetPvs().EvalPvsCost();
[1166]1772        }
[1168]1773       
[1707]1774        // interior nodes: pvs is either stored as a
1775        // scalar or has to be reconstructed from the leaves
[1168]1776        // the stored pvs size is the valid pvs size => just return scalar
1777        if (vc->mPvsSizeValid)
[1166]1778        {
[1709]1779                return vc->mPvsCost;
[1168]1780        }
1781       
1782        // if no valid pvs size stored as a scalar =>
1783        // compute current pvs size of interior from it's leaf nodes
1784        ViewCellContainer leaves;
1785        CollectLeaves(vc, leaves);
[1121]1786
[1168]1787        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
[1166]1788
[1168]1789        ObjectPvs newPvs;
[1166]1790
[1586]1791        // sum up uniquely found intersectables
[1168]1792        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
1793        {
[1763]1794                newPvs.MergeInPlace((*it)->GetPvs());
[1166]1795        }
1796
[1707]1797        return newPvs.EvalPvsCost();
[1166]1798}
1799
1800
1801int ViewCellsTree::GetEntriesInPvsForLeafStorage(ViewCell *vc) const
1802{
1803        // pvs is always stored directly in leaves
1804        if (vc->IsLeaf())
[752]1805        {
[1168]1806                return vc->GetPvs().GetSize();
[1166]1807        }
[1168]1808       
1809        // interior node
1810
1811        // interior nodes: pvs is either stored as a scalar or
1812        // has to be reconstructed from the leaves
1813
1814        // the stored pvs size is the valid pvs size => just return scalar
1815        if (vc->mPvsSizeValid)
[1166]1816        {
[1168]1817                return vc->mEntriesInPvs;
1818        }
1819       
1820        int pvsSize = 0;
[1161]1821
[1168]1822        // if no valid pvs size stored as a scalar =>
1823        // compute current pvs size of interior from it's leaf nodes
1824        ViewCellContainer leaves;
1825        CollectLeaves(vc, leaves);
[1161]1826
[1168]1827        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
1828        Intersectable::NewMail();
[1161]1829
[1168]1830        // sum different intersectables
1831        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
1832        {
[1742]1833                ObjectPvsIterator oit = (*it)->GetPvs().GetIterator();
[1161]1834
[1742]1835                while (oit.HasMoreEntries())
[1166]1836                {
[1742]1837                        ObjectPvsEntry entry = oit.Next();
1838                        Intersectable *intersect = entry.mObject;
[1168]1839
1840                        if (!intersect->Mailed())
1841                        {
1842                                intersect->Mail();
1843                                ++ pvsSize;
1844                        }
[1166]1845                }
1846        }
[1161]1847
[1166]1848        return pvsSize;
1849}
[1161]1850
1851
[1709]1852float ViewCellsTree::GetPvsCostForCompressedStorage(ViewCell *vc) const
[1166]1853{
[1709]1854        float pvsCost = 0;
[1166]1855
[1545]1856        /////////////
[1166]1857        //-- compressed pvs
1858
1859        // the stored pvs size is the valid pvs size => just return scalar
1860        if (vc->mPvsSizeValid)
1861        {
[1709]1862                pvsCost = vc->mPvsCost;
[1166]1863        }
1864
1865        // if no pvs size stored, compute new one
1866        ViewCell *root = vc;
1867       
1868        // also add pvs from this view cell to root
1869        while (root->GetParent())
1870        {
1871                root = root->GetParent();
1872       
1873                // matt: bug! must evaluate kd pvss also
[1709]1874                pvsCost += CountPvsContribution(root);
[1166]1875        }
1876
1877        stack<ViewCell *> tstack;
1878        tstack.push(vc);
1879
1880        while (!tstack.empty())
1881        {
1882                vc = tstack.top();
1883                tstack.pop();
[1709]1884
[1166]1885                // matt: bug! must evaluate kd pvss also
[1709]1886                pvsCost += CountPvsContribution(vc);
[1166]1887
1888                if (!vc->IsLeaf())
[1161]1889                {
[1166]1890                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
1891                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
1892
1893                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
[752]1894                        {
[1166]1895                                tstack.push(*it);
1896                        }               
1897                }
1898        }
[1161]1899
[1709]1900        return pvsCost;
[1166]1901}
1902
1903
1904int ViewCellsTree::GetEntriesInPvsForCompressedStorage(ViewCell *vc) const
1905{
1906        int pvsSize = 0;
1907
[1586]1908        /////////////////
[1166]1909        //-- compressed pvs
1910
1911        // the stored pvs size is the valid pvs size => just return scalar
1912        if (vc->mPvsSizeValid)
1913        {
1914                pvsSize = vc->mEntriesInPvs;
1915        }
1916
1917        // if no pvs size stored, compute new one
1918        ViewCell *root = vc;
[752]1919       
[1166]1920        // also add pvs from this view cell to root
1921        while (root->GetParent())
1922        {
1923                root = root->GetParent();
1924                // count the pvs entries different from the already found ones 
[1586]1925                pvsSize += CountPvsContribution(root);
[1166]1926        }
[585]1927
[1166]1928        stack<ViewCell *> tstack;
1929        tstack.push(vc);
[719]1930
[1166]1931        while (!tstack.empty())
1932        {
1933                vc = tstack.top();
1934                tstack.pop();
[1161]1935       
[1166]1936                // count the pvs entries different from the already found ones 
[1586]1937                pvsSize += CountPvsContribution(vc);
[752]1938
[1166]1939                if (!vc->IsLeaf())
1940                {
1941                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
[1161]1942
[1166]1943                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
[1161]1944
[1166]1945                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1946                        {
1947                                tstack.push(*it);
1948                        }               
1949                }
1950        }
1951
1952        return pvsSize;
1953}
1954
1955
[1709]1956float ViewCellsTree::GetPvsCost(ViewCell *vc) const
[1166]1957{
[1709]1958        float pvsCost = 0;
[1166]1959        Intersectable::NewMail();
1960
1961        ////////////////////////////////////////////////
[1311]1962        // for interiors, pvs can be stored using different methods
[1166]1963        //
1964
1965        switch (mViewCellsStorage)
1966        {
[1707]1967        case PVS_IN_LEAVES:
1968                // pvs is stored only in leaves
[1709]1969                pvsCost = GetPvsCostForLeafStorage(vc);                 
[1311]1970                break;
[1166]1971        case COMPRESSED:
[1709]1972                pvsCost = GetPvsCostForCompressedStorage(vc);
[1311]1973                break;
[1161]1974        case PVS_IN_INTERIORS:
1975        default:
[1742]1976                // pvs is stored consistently in the tree up
1977                //to the root just return pvs size
[1709]1978                pvsCost = vc->GetPvs().EvalPvsCost();   
[1161]1979                break;
1980        }
1981
[1709]1982        return pvsCost; 
[1161]1983}
1984
1985
1986int ViewCellsTree::GetPvsEntries(ViewCell *vc) const
1987{
1988        int pvsSize = 0;
1989
1990        Intersectable::NewMail();
1991
1992        ////////////////////////////////////////////////
1993        // for interiors, pvs can be stored using different methods
1994       
1995        switch (mViewCellsStorage)
1996        {
[1622]1997        case PVS_IN_LEAVES:
1998                {
1999                        //-- store pvs only in leaves
[1166]2000                        pvsSize = GetEntriesInPvsForLeafStorage(vc);
2001                        break;
[752]2002                }
2003        case COMPRESSED:
2004                {
[1166]2005                        pvsSize = GetEntriesInPvsForCompressedStorage(vc);
[752]2006                        break;
2007                }
2008        case PVS_IN_INTERIORS:
[997]2009        default:
[1161]2010                // pvs is stored consistently in the tree up to the root
2011                // just return pvs size
2012                pvsSize = vc->GetPvs().GetSize();       
2013                break;
[752]2014        }
[584]2015
2016        return pvsSize; 
2017}
2018
2019
2020float ViewCellsTree::GetMemoryCost(ViewCell *vc) const
2021{
[1667]2022        return (float)CountStoredPvsEntries(vc) * ObjectPvs::GetEntrySize();
[584]2023}
2024
[1586]2025//#if HAS_TO_BE_REDONE
2026int ViewCellsTree::CountStoredPvsEntries(ViewCell *root) const
[584]2027{
[1161]2028        int pvsSize = root->GetPvs().GetSize();
[584]2029
[1161]2030        // recursivly count leaves
2031        if (!root->IsLeaf())
[584]2032        {
[1161]2033                ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(root);
[584]2034
2035                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
2036
2037                for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
2038                {
[1586]2039                        pvsSize += CountStoredPvsEntries(*it);
[584]2040                }
2041        }
2042
2043        return pvsSize;         
2044}
[1586]2045//#endif
[584]2046
[752]2047int ViewCellsTree::ViewCellsStorage() const
[584]2048{
[752]2049        return mViewCellsStorage;
[584]2050}
2051
2052
[881]2053ViewCell *ViewCellsTree::GetActiveViewCell(ViewCellLeaf *vc) const
[590]2054{
[881]2055        return vc->GetActiveViewCell();
[590]2056}
2057
2058
[1740]2059void ViewCellsTree::PropagatePvs(ViewCell *root)
[664]2060{       
[1740]2061        ViewCell *viewCell = root;
[664]2062
[660]2063        // propagate pvs up
[664]2064        while (viewCell->GetParent())
[610]2065        {
[1740]2066                ObjectPvs mergedPvs;
2067                viewCell->GetParent()->GetPvs().MergeInPlace(root->GetPvs());
2068
[664]2069                viewCell = viewCell->GetParent();
[610]2070        }
[651]2071
[1740]2072        if (root->IsLeaf())
[651]2073                return;
2074
[660]2075        // propagate pvs to the leaves
[651]2076        stack<ViewCell *> tstack;
[1740]2077        tstack.push(root);
[651]2078
2079        while (!tstack.empty())
2080        {
2081                ViewCell *viewCell = tstack.top();
2082                tstack.pop();
2083
[1740]2084                if (viewCell != root)
[651]2085                {
[1740]2086                        viewCell->GetPvs().MergeInPlace(root->GetPvs());
[651]2087                }
2088
2089                if (!viewCell->IsLeaf())
2090                {
2091                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(viewCell);
[664]2092
[651]2093                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
2094
2095                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
2096                        {
2097                                tstack.push(*it);
2098                        }
2099                }
2100        }
[610]2101}
[605]2102
[610]2103
[650]2104void ViewCellsTree::AssignRandomColors()
[608]2105{
[675]2106        TraversalQueue tqueue;
2107        tqueue.push(mRoot);
[708]2108       
[675]2109        mRoot->SetColor(RandomColor(0.3f, 1.0f));
2110       
2111        while (!tqueue.empty())
[608]2112        {
[675]2113                ViewCell *vc = tqueue.top();
2114                tqueue.pop();
[650]2115
[1740]2116                // save the view cells if it is a leaf or if enough view cells
2117                // have already been traversed because of the priority queue,
2118                // this will be the optimal set of v
[675]2119                if (!vc->IsLeaf())
2120                {       
2121                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
2122                 
2123                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
2124                 
2125                        float maxProbability = -1.0f;
2126                 
2127                        ViewCell *maxViewCell = NULL;
2128                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
2129                        {
2130                                ViewCell *v = *it;
2131                         
2132                                // set random color
2133                                v->SetColor(RandomColor(0.3f, 1.0f));
2134                         
2135                                if (v->GetVolume() > maxProbability)
2136                                {
2137                                        maxProbability = v->GetVolume();
2138                                        maxViewCell = v;
2139                                }
2140
2141                                if (maxViewCell)
[708]2142                                {
[675]2143                                        maxViewCell->SetColor(vc->GetColor());
[708]2144                                }
[675]2145                               
2146                                tqueue.push(v);
2147                        }
2148                }       
[608]2149        }
2150}
2151
[675]2152
[1161]2153/** Get costs resulting from each merge step.
2154*/
[1603]2155void ViewCellsTree::GetCostFunction(vector<float> &costFunction)
[608]2156{
[1603]2157        TraversalQueue tqueue;
2158        tqueue.push(mRoot);
2159
2160        int numViewCells = 1;
2161
2162        const float vol = mViewCellsManager->GetViewSpaceBox().GetVolume();
[1709]2163        const float rootPvs = GetPvsCost(mRoot);
[1603]2164       
2165        float totalRenderCost;
2166
[1709]2167        float totalPvsCost = rootPvs;
[1603]2168        totalRenderCost = (float)rootPvs;
2169
2170        costFunction.push_back(totalRenderCost);
2171
2172        //-- go through tree in the order of render cost decrease
2173        //-- which is the same order as the view cells were merged
2174        //-- or the reverse order of subdivision for subdivision-only
2175        //-- view cell hierarchies.
2176
2177        while (!tqueue.empty())
[1161]2178        {
[1603]2179                ViewCell *vc = tqueue.top();
2180                tqueue.pop();
2181
2182                if (!vc->IsLeaf())
2183                {       
2184                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
2185
[1709]2186                        const float parentCost = GetPvsCost(interior);
2187                        const float parentExpCost = parentCost * interior->GetVolume();
[1603]2188
2189                        -- numViewCells;
2190
[1709]2191                        float childExpCost = 0;
[1603]2192                        float childCost = 0;
2193                       
2194                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
2195
2196                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
2197                        {
2198                                ViewCell *vc = *it;
2199
[1709]2200                                const float pvsCost = GetPvsCost(vc);
[1603]2201                               
[1709]2202                                childExpCost += (float) pvsCost * vc->GetVolume();
2203                                childCost += pvsCost;
[1603]2204                               
2205                                tqueue.push(vc);
2206                                ++ numViewCells;
2207                        }
2208
2209                        // update stats for this view cell
[1709]2210                        const float costDecr = (parentExpCost - childExpCost) / vol;
[1603]2211                        totalRenderCost -= costDecr;
[1709]2212                       
2213                        costFunction.push_back(totalRenderCost);
[1161]2214                }
[608]2215        }
2216}
2217
2218
[1603]2219/** Get storage costs resulting from each merge step.
2220*/
2221void ViewCellsTree::GetStorageFunction(vector<int> &storageFunction)
2222{
2223        TraversalQueue tqueue;
2224        tqueue.push(mRoot);
2225
2226        int numViewCells = 1;
2227
2228        const float vol = mViewCellsManager->GetViewSpaceBox().GetVolume();
2229        const int rootEntries = GetPvsEntries(mRoot);
2230
2231        int entriesInPvs = rootEntries;
[1605]2232    const int entryStorage = sizeof(PvsData) + sizeof(int); // one entry into the pvs
[1603]2233
2234        storageFunction.push_back(rootEntries);
2235
2236        ////////////
2237        //-- go through tree in the order of render cost decrease
2238        //-- which is the same order as the view cells were merged
2239        //-- or the reverse order of subdivision for subdivision-only
2240        //-- view cell hierarchies.
2241
2242        while (!tqueue.empty())
2243        {
2244                ViewCell *vc = tqueue.top();
2245                tqueue.pop();
2246
2247                if (!vc->IsLeaf())
2248                {       
2249                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
2250
[1709]2251                        const float parentPvsCost = GetPvsCost(interior);
[1603]2252                        const int parentPvsEntries = GetPvsEntries(interior);
[1709]2253            const float parentExpCost = (float)parentPvsCost * interior->GetVolume();
[1603]2254
[1709]2255                        float childExpCost = 0;
[1603]2256                        int childPvs = 0;
2257                        int childPvsEntries = 0;
2258
2259                        -- numViewCells;
2260
2261                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
2262
2263                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
2264                        {
2265                                ViewCell *vc = *it;
2266
2267                                const int pvsEntries = GetPvsEntries(vc);
2268                                childPvsEntries += pvsEntries;
2269
2270                                tqueue.push(vc);
2271                                ++ numViewCells;
2272                        }
2273
2274                        // update stats for this view cell
[1709]2275                        const float costDecr = (parentExpCost - childExpCost) / vol;
[1603]2276
2277                        entriesInPvs += childPvsEntries - parentPvsEntries;
2278
2279                        const int storageCost = entriesInPvs * entryStorage;
2280                        storageFunction.push_back(storageCost);
2281                }
2282        }
2283}
2284
2285
2286
[1161]2287void ViewCellsTree::UpdateViewCellsStats(ViewCell *vc,
2288                                                                                 ViewCellsStatistics &vcStat)
[605]2289{
2290        ++ vcStat.viewCells;
2291               
[1709]2292        const float pvsCost = GetPvsCost(vc);
[605]2293
[1709]2294        vcStat.pvsCost += pvsCost;
[605]2295
[1709]2296        if (pvsCost < Limits::Small)
[605]2297                ++ vcStat.emptyPvs;
2298
[1709]2299        if (pvsCost > vcStat.maxPvs)
2300                vcStat.maxPvs = pvsCost;
[605]2301
[1709]2302        if (pvsCost < vcStat.minPvs)
2303                vcStat.minPvs = pvsCost;
[605]2304
2305        if (!vc->GetValid())
2306                ++ vcStat.invalid;
2307}
2308
[1161]2309
[1201]2310bool ViewCellsTree::Export(OUT_STREAM &stream, const bool exportPvs)
[610]2311{
[840]2312        // export recursivly all view cells from the root
[844]2313        ExportViewCell(mRoot, stream, exportPvs);
[605]2314
[610]2315        return true;
2316}
2317
2318
[651]2319void ViewCellsTree::CreateUniqueViewCellsIds()
[610]2320{
[651]2321        stack<ViewCell *> tstack;
[610]2322
[651]2323        int currentId = 0;
2324
2325        tstack.push(mRoot);
2326
2327        while (!tstack.empty())
[610]2328        {
[651]2329                ViewCell *vc = tstack.top();
2330                tstack.pop();
2331
[1551]2332                if (vc->GetId() != -1) // out of bounds
2333                        vc->SetId(currentId ++);
[651]2334
2335                if (!vc->IsLeaf())
2336                {
2337                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
[1161]2338                       
[651]2339                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
2340                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
2341                        {
2342                                tstack.push(*it);
2343                        }
2344                }
[610]2345        }
[651]2346}
[610]2347
[1201]2348
2349void ViewCellsTree::ExportPvs(ViewCell *viewCell, OUT_STREAM &stream)
[651]2350{
[1742]2351        ObjectPvsIterator it = viewCell->GetPvs().GetIterator();
[651]2352
[1742]2353        while (it.HasMoreEntries())
[837]2354        {
[1749]2355                ObjectPvsEntry entry = it.Next();
[1742]2356                Intersectable *obj = entry.mObject;
2357
[1614]2358                // hack: just output full pvs
2359                if (obj->Type() == Intersectable::BVH_INTERSECTABLE)
2360                {
2361                        ObjectContainer objects;
[1758]2362                        BvhNode *node = dynamic_cast<BvhNode *>(obj);
[1614]2363                        node->CollectObjects(objects);
2364               
2365                        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = objects.end();
2366                        for (oit = objects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
2367                        {
2368                                stream << (*oit)->GetId() << " ";
2369                        }
2370                }
2371                else
2372                {
[1742]2373                        stream << entry.mObject->GetId() << " ";
[1614]2374                }
[837]2375        }
2376}
2377
[1201]2378
2379void ViewCellsTree::ExportViewCell(ViewCell *viewCell,
2380                                                                   OUT_STREAM &stream,
2381                                                                   const bool exportPvs)
[837]2382{
[610]2383        if (viewCell->IsLeaf())
2384        {
2385                stream << "<Leaf ";
2386                stream << "id=\"" << viewCell->GetId() << "\" ";
[881]2387                stream << "active=\"" << dynamic_cast<ViewCellLeaf *>(viewCell)->GetActiveViewCell()->GetId() << "\" ";
[610]2388                stream << "mergecost=\"" << viewCell->GetMergeCost() << "\" ";
2389                stream << "pvs=\"";
[837]2390               
[1551]2391                //-- export pvs, i.e., the ids of the objects in the pvs
[844]2392                if (exportPvs)
[955]2393                {
[840]2394                        ExportPvs(viewCell, stream);
[955]2395                }
[651]2396                stream << "\" />" << endl;
[610]2397        }
2398        else
2399        {
2400                ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(viewCell);
2401       
2402                stream << "<Interior ";
2403                stream << "id=\"" << viewCell->GetId() << "\" ";
2404                stream << "mergecost=\"" << viewCell->GetMergeCost() << "\" ";
[870]2405                stream << "pvs=\"";
2406
[1551]2407                // NOTE: do not export pvss for interior view cells because
[870]2408                // they can be completely reconstructed from the leaf pvss
[1551]2409                // on the other hand: we could store a tag with the compression scheme,
2410        // then some scheme were pvs is in the interiors could be used
2411                if (0) ExportPvs(viewCell, stream);
[870]2412               
[651]2413                stream << "\" >" << endl;
2414
[837]2415                //-- recursivly export child view cells
[610]2416                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
2417
2418                for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
2419                {
[844]2420                        ExportViewCell(*it, stream, exportPvs);
[610]2421                }
2422
2423                stream << "</Interior>" << endl;
2424        }
2425}
2426
2427
[660]2428void ViewCellsTree::ResetPvs()
2429{
2430        stack<ViewCell *> tstack;
[610]2431
[660]2432        tstack.push(mRoot);
2433
2434        while (!tstack.empty())
2435        {
2436                ViewCell *vc = tstack.top();
2437                tstack.pop();
2438
[1189]2439                vc->GetPvs().Clear();
[666]2440               
[660]2441                if (!vc->IsLeaf())
2442                {
2443                        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(vc);
2444                        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = interior->mChildren.end();
[666]2445
[660]2446                        for (it = interior->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
2447                        {
2448                                tstack.push(*it);
2449                        }
2450                }
2451        }
2452}
2453
2454
[1551]2455void ViewCellsTree::SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm)
2456{
2457        mViewCellsManager = vcm;
2458}
2459
2460
[660]2461void ViewCellsTree::SetActiveSetToLeaves()
2462{
[752]2463        // todo
[660]2464}
2465
[1603]2466
[580]2467/**************************************************************************/
2468/*                     MergeCandidate implementation                      */
2469/**************************************************************************/
2470
2471
2472MergeCandidate::MergeCandidate(ViewCell *l, ViewCell *r):
2473mRenderCost(0),
2474mDeviationIncr(0),
2475mLeftViewCell(l),
[586]2476mRightViewCell(r),
2477mInitialLeftViewCell(l),
2478mInitialRightViewCell(r)
[580]2479{
2480        //EvalMergeCost();
2481}
2482
2483
2484void MergeCandidate::SetRightViewCell(ViewCell *v)
2485{
2486        mRightViewCell = v;
2487}
2488
2489
2490void MergeCandidate::SetLeftViewCell(ViewCell *v)
2491{
2492        mLeftViewCell = v;
2493}
2494
2495
2496ViewCell *MergeCandidate::GetRightViewCell() const
2497{
2498        return mRightViewCell;
2499}
2500
2501
2502ViewCell *MergeCandidate::GetLeftViewCell() const
2503{
2504        return mLeftViewCell;
2505}
2506
2507
2508ViewCell *MergeCandidate::GetInitialRightViewCell() const
2509{
2510        return mInitialRightViewCell;
2511}
2512
2513
2514ViewCell *MergeCandidate::GetInitialLeftViewCell() const
2515{
2516        return mInitialLeftViewCell;
2517}
2518
2519
2520bool MergeCandidate::IsValid() const
2521{
[752]2522        // if one has a parent, it was already merged
[1002]2523        return !(mLeftViewCell->GetParent() || mRightViewCell->GetParent());
[580]2524}
2525
2526
2527float MergeCandidate::GetRenderCost() const
2528{
2529        return mRenderCost;
2530}
2531
2532
2533float MergeCandidate::GetDeviationIncr() const
2534{
2535        return mDeviationIncr;
2536}
2537
2538
2539float MergeCandidate::GetMergeCost() const
2540{
2541        return mRenderCost * sRenderCostWeight +
2542                   mDeviationIncr * (1.0f - sRenderCostWeight);
2543}
2544
2545
[605]2546
[580]2547/************************************************************************/
2548/*                    MergeStatistics implementation                    */
2549/************************************************************************/
2550
2551
2552void MergeStatistics::Print(ostream &app) const
2553{
2554        app << "===== Merge statistics ===============\n";
2555
2556        app << setprecision(4);
2557
2558        app << "#N_CTIME ( Overall time [s] )\n" << Time() << " \n";
2559
2560        app << "#N_CCTIME ( Collect candidates time [s] )\n" << collectTime * 1e-3f << " \n";
2561
2562        app << "#N_MTIME ( Merge time [s] )\n" << mergeTime * 1e-3f << " \n";
2563
2564        app << "#N_NODES ( Number of nodes before merge )\n" << nodes << "\n";
2565
2566        app << "#N_CANDIDATES ( Number of merge candidates )\n" << candidates << "\n";
2567
2568        app << "#N_MERGEDSIBLINGS ( Number of merged siblings )\n" << siblings << "\n";
2569
2570        app << "#OVERALLCOST ( overall merge cost )\n" << overallCost << "\n";
2571
2572        app << "#N_MERGEDNODES ( Number of merged nodes )\n" << merged << "\n";
2573
2574        app << "#MAX_TREEDIST ( Maximal distance in tree of merged leaves )\n" << maxTreeDist << "\n";
2575
2576        app << "#AVG_TREEDIST ( Average distance in tree of merged leaves )\n" << AvgTreeDist() << "\n";
2577
2578        app << "#EXPECTEDCOST ( expected render cost )\n" << expectedRenderCost << "\n";
2579
2580        app << "#DEVIATION ( deviation )\n" << deviation << "\n";
2581
2582        app << "#HEURISTICS ( heuristics )\n" << heuristics << "\n";
2583       
2584
2585        app << "===== END OF BspTree statistics ==========\n";
[608]2586}
[860]2587
[1742]2588
[1199]2589}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.