source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/ViewCellsManager.cpp @ 1751

Revision 1751, 154.4 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)
Line 
1#include "ViewCellsManager.h"
2#include "RenderSimulator.h"
3#include "Mesh.h"
4#include "Triangle3.h"
5#include "ViewCell.h"
6#include "Environment.h"
7#include "X3dParser.h"
8#include "ViewCellBsp.h"
9#include "KdTree.h"
10#include "HierarchyManager.h"
11#include "Exporter.h"
12#include "VspBspTree.h"
13#include "ViewCellsParser.h"
14#include "Beam.h"
15#include "VssPreprocessor.h"
16#include "RssPreprocessor.h"
17#include "BoundingBoxConverter.h"
18#include "GlRenderer.h"
19#include "ResourceManager.h"
20#include "IntersectableWrapper.h"
21#include "VspTree.h"
22#include "OspTree.h"
23#include "BvHierarchy.h"
24#include "SamplingStrategy.h"
25#include "SceneGraph.h"
26
27
28#define ABS_CONTRIBUTION_WEIGHT 1.0f
29
30// warning: Should not count origin object for sampling because it disturbs heuristics
31#define SAMPLE_ORIGIN_OBJECTS 0  // matt temp
32
33// $$JB HACK
34#define USE_KD_PVS 0
35#define KD_PVS_AREA (5*1e-4f)
36
37
38
39namespace GtpVisibilityPreprocessor {
40
41
42// HACK
43const static bool SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION = true;
44//const static bool CLAMP_TO_BOX = false;
45const static bool CLAMP_TO_BOX = true;
46
47
48int ViewCellsManager::sRenderCostEvaluationType = 0;
49
50
51template <typename T> class myless
52{
53public:
54        //bool operator() (HierarchyNode *v1, HierarchyNode *v2) const
55        bool operator() (T v1, T v2) const
56        {
57                return (v1->GetMergeCost() < v2->GetMergeCost());
58        }
59};
60
61
62ViewCellsManager::ViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree):
63mRenderer(NULL),
64mInitialSamples(0),
65mConstructionSamples(0),
66mPostProcessSamples(0),
67mVisualizationSamples(0),
68mTotalAreaValid(false),
69mTotalArea(0.0f),
70mViewCellsFinished(false),
71mMaxPvsSize(9999999),
72mMinPvsSize(0),
73mMaxPvsRatio(1.0),
74mViewCellPvsIsUpdated(false),
75mPreprocessor(NULL),
76mViewCellsTree(viewCellsTree),
77mUsePredefinedViewCells(false)
78{
79        mViewSpaceBox.Initialize();
80        ParseEnvironment();
81
82        mViewCellsTree->SetViewCellsManager(this);
83}
84
85
86void ViewCellsManager::ParseEnvironment()
87{
88        // visualization stuff
89        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.Visualization.exportRays", mExportRays);
90        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.Visualization.exportGeometry", mExportGeometry);
91        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("ViewCells.maxPvsRatio", mMaxPvsRatio);
92       
93        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.processOnlyValidViewCells", mOnlyValidViewCells);
94
95        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Construction.samples", mConstructionSamples);
96        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.PostProcess.samples", mPostProcessSamples);
97        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.PostProcess.useRaysForMerge", mUseRaysForMerge);
98
99        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Visualization.samples", mVisualizationSamples);
100
101        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Construction.samplesPerPass", mSamplesPerPass);
102        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.exportToFile", mExportViewCells);
103       
104        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.active", mNumActiveViewCells);
105        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.PostProcess.compress", mCompressViewCells);
106        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.Visualization.useClipPlane", mUseClipPlaneForViz);
107        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.PostProcess.merge", mMergeViewCells);
108        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.evaluateViewCells", mEvaluateViewCells);
109        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.showVisualization", mShowVisualization);
110        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Filter.maxSize", mMaxFilterSize);
111        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("ViewCells.Filter.width", mFilterWidth);
112        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.renderCostEvaluationType", sRenderCostEvaluationType);
113
114        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.exportBboxesForPvs", mExportBboxesForPvs);
115        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.exportPvs", mExportPvs);
116       
117        char buf[100];
118        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.samplingType", buf);
119
120       
121        /*ObjectPvs pvs1, pvs2, mergedPvs;
122
123        pvs1.AddSample((Intersectable *)1, 1);
124        pvs1.AddSample((Intersectable *)3, 1);
125        pvs1.AddSample((Intersectable *)6, 1);
126        pvs1.AddSample((Intersectable *)7, 1);
127        pvs1.AddSample((Intersectable *)9, 1);
128        pvs1.AddSample((Intersectable *)12, 1);
129        pvs1.AddSample((Intersectable *)15, 1);
130        pvs1.AddSample((Intersectable *)7, 1);
131        pvs2.AddSample((Intersectable *)3, 1);
132        pvs2.AddSample((Intersectable *)4, 1);
133        pvs2.AddSample((Intersectable *)6, 1);
134        pvs2.AddSample((Intersectable *)8, 1);
135        pvs2.AddSample((Intersectable *)9, 1);
136        pvs2.AddSample((Intersectable *)14, 1);
137
138        ObjectPvs::Merge(mergedPvs, pvs1, pvs2);
139
140        Debug << "\npvs1\n";
141        cout << "\npvs1\n";
142        ObjectPvsIterator pvs1It = pvs1.GetIterator();
143
144        while (pvs1It.HasMoreEntries())
145        {
146                ObjectPvsEntry entry = pvs1It.Next();
147               
148                Debug << (int)entry.mObject << " ";
149                cout << (int)entry.mObject << " ";
150        }
151
152Debug << "\npvs2\n";
153        cout << "\npvs2\n";
154        ObjectPvsIterator pvs2It = pvs2.GetIterator();
155
156        while (pvs2It.HasMoreEntries())
157        {
158                ObjectPvsEntry entry = pvs2It.Next();
159               
160                Debug << (int)entry.mObject << " ";
161                cout << (int)entry.mObject << " ";
162        }
163
164Debug << "\nmerged\n";
165        cout << "\nmerged\n";
166        ObjectPvsIterator mergedIt = mergedPvs.GetIterator();
167
168        while (mergedIt.HasMoreEntries())
169        {
170                ObjectPvsEntry entry = mergedIt.Next();
171                Debug << (int)entry.mObject << " " << entry.mData.mSumPdf << " x ";
172                cout << (int)entry.mObject << " " << entry.mData.mSumPdf << " x ";
173        }
174*/
175        // sampling type for view cells construction samples
176        if (strcmp(buf, "object") == 0)
177        {
178                mSamplingType = SamplingStrategy::OBJECT_BASED_DISTRIBUTION;
179        }
180        else if (strcmp(buf, "box") == 0)
181        {
182                mSamplingType = SamplingStrategy::SPATIAL_BOX_BASED_DISTRIBUTION;
183        }
184        else if (strcmp(buf, "directional") == 0)
185        {
186                mSamplingType = SamplingStrategy::DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION;
187        }
188        else if (strcmp(buf, "object_directional") == 0)
189        {
190                mSamplingType = SamplingStrategy::OBJECT_DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION;
191        }
192        else if (strcmp(buf, "reverse_object") == 0)
193        {
194                mSamplingType = SamplingStrategy::REVERSE_OBJECT_BASED_DISTRIBUTION;
195        }
196        /*else if (strcmp(buf, "interior") == 0)
197        {
198                mSamplingType = Preprocessor::OBJECTS_INTERIOR_DISTRIBUTION;
199        }*/
200        else
201        {
202                Debug << "error! wrong sampling type" << endl;
203                exit(0);
204        }
205
206        // sampling type for evaluation samples
207        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.Evaluation.samplingType", buf);
208       
209        if (strcmp(buf, "object") == 0)
210        {
211                mEvaluationSamplingType = SamplingStrategy::OBJECT_BASED_DISTRIBUTION;
212        }
213        else if (strcmp(buf, "box") == 0)
214        {
215                mEvaluationSamplingType = SamplingStrategy::SPATIAL_BOX_BASED_DISTRIBUTION;
216        }
217        else if (strcmp(buf, "directional") == 0)
218        {
219                mEvaluationSamplingType = SamplingStrategy::DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION;
220        }
221        else if (strcmp(buf, "object_directional") == 0)
222        {
223                mEvaluationSamplingType = SamplingStrategy::OBJECT_DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION;
224        }
225        else if (strcmp(buf, "reverse_object") == 0)
226        {
227                mEvaluationSamplingType = SamplingStrategy::REVERSE_OBJECT_BASED_DISTRIBUTION;
228        }
229        /*else if (strcmp(buf, "interior") == 0)
230        {
231                mEvaluationSamplingType = SamplingStrategy::OBJECTS_INTERIOR_DISTRIBUTION;
232        }*/
233        else
234        {
235                mEvaluationSamplingType = -1;
236                Debug << "error! wrong sampling type" << endl;
237                exit(0);
238        }
239
240        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.renderCostEvaluationType", buf);
241       
242        if (strcmp(buf, "perobject") == 0)
243        {
244                sRenderCostEvaluationType = ViewCellsManager::PER_OBJECT;
245        }
246        else if (strcmp(buf, "pertriangle") == 0)
247        {
248                sRenderCostEvaluationType = ViewCellsManager::PER_TRIANGLE;
249        }
250        else
251        {
252                Debug << "error! wrong sampling type" << endl;
253                exit(0);
254        }
255
256    Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.Visualization.colorCode", buf);
257
258        if (strcmp(buf, "PVS") == 0)
259                mColorCode = 1;
260        else if (strcmp(buf, "MergedLeaves") == 0)
261                mColorCode = 2;
262        else if (strcmp(buf, "MergedTreeDiff") == 0)
263                mColorCode = 3;
264        else
265                mColorCode = 0;
266
267
268        Debug << "************ View Cells Manager options ***************" << endl;
269        Debug << "color code: " << mColorCode << endl;
270
271        Debug << "export rays: " << mExportRays << endl;
272        Debug << "export geometry: " << mExportGeometry << endl;
273        Debug << "max pvs ratio: " << mMaxPvsRatio << endl;
274       
275        Debug << "process only valid view cells: " << mOnlyValidViewCells << endl;
276        Debug << "construction samples: " << mConstructionSamples << endl;
277        Debug << "post process samples: " << mPostProcessSamples << endl;
278        Debug << "post process use rays for merge: " << mUseRaysForMerge << endl;
279        Debug << "visualization samples: " << mVisualizationSamples << endl;
280        Debug << "construction samples per pass: " << mSamplesPerPass << endl;
281        Debug << "export to file: " << mExportViewCells << endl;
282       
283        Debug << "active view cells: " << mNumActiveViewCells << endl;
284        Debug << "post process compress: " << mCompressViewCells << endl;
285        Debug << "visualization use clipPlane: " << mUseClipPlaneForViz << endl;
286        Debug << "post process merge: " << mMergeViewCells << endl;
287        Debug << "evaluate view cells: " << mEvaluateViewCells << endl;
288        Debug << "sampling type: " << mSamplingType << endl;
289        Debug << "render cost evaluation type: " << sRenderCostEvaluationType << endl;
290        Debug << "evaluation sampling type: " << mEvaluationSamplingType << endl;
291        Debug << "show visualization: " << mShowVisualization << endl;
292        Debug << "filter width: " << mFilterWidth << endl;
293        Debug << "sample after subdivision: " << SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION << endl;
294
295        Debug << "export bounding boxes: " << mExportBboxesForPvs << endl;
296        Debug << "export pvs for view cells: " << mExportPvs << endl;
297        Debug << endl;
298}
299
300
301ViewCellsManager::~ViewCellsManager()
302{
303        // HACK: if view cells tree does not
304        // handle view cells, we have to do it here
305        // question: rather create view cells resource manager?
306        if (!ViewCellsTreeConstructed())
307        {
308                CLEAR_CONTAINER(mViewCells);
309        }
310        else
311        {
312                DEL_PTR(mViewCellsTree);
313        }
314}
315
316Intersectable *
317ViewCellsManager::GetIntersectable(const VssRay &ray, const bool isTermination) const
318{
319  return isTermination ? ray.mTerminationObject : ray.mOriginObject;
320}
321
322void
323ViewCellsManager::CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects)
324{
325  GetPreprocessor()->mKdTree->CollectObjects(box, objects);
326}
327
328AxisAlignedBox3 ViewCellsManager::GetViewCellBox(ViewCell *vc)
329{
330  Mesh *m = vc->GetMesh();
331 
332  if (m)
333  {
334          m->ComputeBoundingBox();
335          return m->mBox;
336  }
337
338  AxisAlignedBox3 box;
339  box.Initialize();
340 
341  if (!vc->IsLeaf()) {
342        ViewCellInterior *vci = (ViewCellInterior *) vc;
343       
344        ViewCellContainer::iterator it = vci->mChildren.begin();
345        for (; it != vci->mChildren.end(); ++it) {
346          box.Include(GetViewCellBox(*it));
347        }
348  }
349 
350  return box;
351}
352
353
354int ViewCellsManager::CastPassSamples(const int samplesPerPass,
355                                                                          const int sampleType,
356                                                                          VssRayContainer &passSamples) const
357{
358        SimpleRayContainer simpleRays;
359        long startTime = GetTime();
360
361        // create one third of each type
362        int stype;
363       
364        const int numStrategies = 3;
365
366        stype = SamplingStrategy::OBJECT_BASED_DISTRIBUTION;
367        mPreprocessor->GenerateRays(samplesPerPass / numStrategies, sampleType, simpleRays);
368       
369        stype = SamplingStrategy::SPATIAL_BOX_BASED_DISTRIBUTION;
370        mPreprocessor->GenerateRays(samplesPerPass / numStrategies, sampleType, simpleRays);
371       
372        if (0)
373        {
374                stype = SamplingStrategy::DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION;
375                mPreprocessor->GenerateRays(samplesPerPass / numStrategies, sampleType, simpleRays);
376        }
377
378        stype = SamplingStrategy::REVERSE_OBJECT_BASED_DISTRIBUTION;
379        mPreprocessor->GenerateRays(samplesPerPass / numStrategies, sampleType, simpleRays);
380
381        cout << "generated " << samplesPerPass << " samples in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
382
383        startTime = GetTime();
384        // shoot simple ray and add it to importance samples
385        mPreprocessor->CastRays(simpleRays, passSamples, true);
386        cout << "cast " <<  samplesPerPass << " samples in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
387
388        return (int)passSamples.size();
389}
390
391
392/// helper function which destroys rays or copies them into the output ray container
393inline void disposeRays(VssRayContainer &rays, VssRayContainer *outRays)
394{
395        cout << "disposing samples ... ";
396        long startTime = GetTime();
397        int n = (int)rays.size();
398
399        if (outRays)
400        {
401                VssRayContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
402                for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
403                {
404                        outRays->push_back(*it);
405                }
406        }
407        else
408        {
409                VssRayContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
410                for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
411                {
412                        if (!(*it)->IsActive())
413                                delete (*it);
414                }
415        }
416
417        cout << "finished" << endl;
418        Debug << "disposed " << n << " samples in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
419}
420
421
422int ViewCellsManager::Construct(Preprocessor *preprocessor, VssRayContainer *outRays)
423{
424        int numSamples = 0;
425
426        SimpleRayContainer simpleRays;
427        VssRayContainer initialSamples;
428
429        // store pointer to preprocessor for further use during construction
430        mPreprocessor = preprocessor;
431       
432
433        ///////////////////////////////////////////////////////
434        //-- Initial sampling for the construction of the view cell hierarchy.
435        //-- We use uniform sampling / box based sampling.
436       
437        long startTime = GetTime();
438        cout << "view cell construction: casting " << mInitialSamples << " initial samples ... " << endl;
439
440        // cast initial samples
441        CastPassSamples(mInitialSamples, mSamplingType, initialSamples);
442
443        cout << "finished in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
444
445        // construct view cells
446        ConstructSubdivision(preprocessor->mObjects, initialSamples);
447
448        // initial samples count for overall samples ...
449        numSamples += mInitialSamples;
450
451        // rays can be passed or deleted
452        disposeRays(initialSamples, outRays);
453
454        cout << "time needed for initial construction: "
455                 << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
456
457        Debug << "time needed for initial construction: "
458                  << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
459
460        // collect view cells and compute statistics
461        ResetViewCells();
462
463
464        ///////////////////
465        //-- Initial hierarchy construction finished.
466        //-- We can do some stats and visualization
467       
468        if (0)
469        {
470                //-- export initial view cell partition
471                Debug << "\nView cells after initial sampling:\n" << mCurrentViewCellsStats << endl;
472
473                const string filename("viewcells.wrl");
474                Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(filename.c_str());
475       
476                if (exporter)
477                {
478                        cout << "exporting initial view cells (=leaves) to " << filename.c_str() << " ... ";
479
480                        if (mExportGeometry)
481                        {
482                                exporter->ExportGeometry(preprocessor->mObjects);
483                        }
484
485                        exporter->SetWireframe();
486                        ExportViewCellsForViz(exporter, NULL, GetClipPlane());
487
488                        delete exporter;
489                        cout << "finished" << endl;
490                }
491        }
492
493
494        //////////////////////
495        //-- Cast some more sampling after initial construction.
496        //-- The additional rays can be used to gain
497        //-- some more information before the bottom-up merge
498        //-- note: guided rays could be used for this task
499
500        // time spent after construction of the initial partition
501        startTime = GetTime();
502        const int n = mConstructionSamples; //+initialSamples;
503        // should we use directional samples?
504        bool dirSamples = (mSamplingType == SamplingStrategy::DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION);
505
506        while (numSamples < n)
507        {
508                cout << "casting " << mSamplesPerPass << " samples of " << n << " ... ";
509                Debug << "casting " << mSamplesPerPass << " samples of " << n << " ... ";
510
511                VssRayContainer constructionSamples;
512
513                const int samplingType = mSamplingType;
514                        //dirSamples ? Preprocessor::DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION :     Preprocessor::SPATIAL_BOX_BASED_DISTRIBUTION;
515
516                if (0) dirSamples = !dirSamples; // toggle sampling method
517
518                // cast new samples
519                numSamples += CastPassSamples(mSamplesPerPass,
520                                                                          samplingType,
521                                                                          constructionSamples);
522
523                cout << "finished" << endl;
524                cout << "computing sample contribution for " << (int)constructionSamples.size() << " samples ... ";
525
526                // computes sample contribution of cast rays TODO: leak?
527                if (SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION)
528                        ComputeSampleContributions(constructionSamples, true, false);
529
530                cout << "finished" << endl;
531
532                disposeRays(constructionSamples, outRays);
533                cout << "total samples: " << numSamples << endl;
534        }
535
536       
537        if (0)
538        {
539                ///////////////
540                //-- Get stats after the additional sampling step
541                //-- and before the bottom-up merge step
542
543                EvaluateViewCellsStats();
544                Debug << "\noriginal view cell partition before post process:\n"
545                          << mCurrentViewCellsStats << endl;
546       
547                mRenderer->RenderScene();
548                SimulationStatistics ss;
549                dynamic_cast<RenderSimulator *>(mRenderer)->GetStatistics(ss);
550
551                Debug << ss << endl;
552        }
553
554        ////////////////////
555        //-- post processing of the initial construction
556        //-- We can bottom-up merge the view cells in this step
557        //-- We can additionally cast some post processing sample rays.
558        //-- These rays can be used to store the view cells with the rays
559
560        VssRayContainer postProcessSamples;
561        cout << "casting " << mPostProcessSamples << " post processing samples ... ";
562       
563        CastPassSamples(mPostProcessSamples, mSamplingType, postProcessSamples);
564
565        cout << "finished" << endl;
566        cout << "starting post processing and visualization" << endl;
567
568        // store view cells with rays for post processing?
569        const bool storeViewCells = true;
570
571        if (SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION)
572                ComputeSampleContributions(postProcessSamples, true, storeViewCells);
573
574        PostProcess(preprocessor->mObjects, postProcessSamples);
575
576        const float secs = TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3f;
577        cout << "post processing (=merge) finished in " << secs << " secs" << endl;
578
579        Debug << "post processing time: " << secs << endl;
580        disposeRays(postProcessSamples, outRays);
581
582               
583        // write view cells to disc
584        if (mExportViewCells)
585        {
586                char filename[100];
587                Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.filename", filename);
588                ExportViewCells(filename, mExportPvs, mPreprocessor->mObjects);
589        }
590
591        ////////////////
592        //-- Evaluation of the resulting view cell partition.
593        //-- We cast a number of new samples and measure the render cost
594
595        if (mEvaluateViewCells)
596        {
597                EvalViewCellPartition();
598        }
599       
600        /////////////////
601        //-- Finally, we do some visualization
602
603        if (mShowVisualization)
604        {
605                ///////////////
606                //-- visualization rays, e.g., to show some samples in the scene
607               
608                VssRayContainer visSamples;
609                int numSamples = CastPassSamples(mVisualizationSamples,
610                                                                                 mSamplingType,
611                                                                                 visSamples);
612
613                if (SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION)
614                        ComputeSampleContributions(visSamples, true, storeViewCells);
615
616                // various visualizations
617                Visualize(preprocessor->mObjects, visSamples);
618
619                disposeRays(visSamples, outRays);
620        }
621
622        // recalculate view cells
623        EvaluateViewCellsStats();
624
625        return numSamples;
626}
627
628
629AxisAlignedPlane *ViewCellsManager::GetClipPlane()
630{
631        return mUseClipPlaneForViz ? &mClipPlaneForViz : NULL;
632}
633
634
635void ViewCellsManager::EvalViewCellHistogram(const string filename,
636                                                                                         const int nViewCells)
637{
638        std::ofstream outstream;
639        outstream.open(filename.c_str());
640
641        ViewCellContainer viewCells;
642        mViewCellsTree->CollectBestViewCellSet(viewCells, nViewCells);
643
644        float maxRenderCost, minRenderCost;
645
646        // sort by render cost
647        sort(viewCells.begin(), viewCells.end(), ViewCell::SmallerRenderCost);
648
649        minRenderCost = viewCells.front()->GetRenderCost();
650        maxRenderCost = viewCells.back()->GetRenderCost();
651
652        Debug << "histogram min rc: " << minRenderCost << " max rc: " << maxRenderCost << endl;
653
654    int histoIntervals;
655        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.histogram.intervals", histoIntervals);
656        const int intervals = min(histoIntervals, (int)viewCells.size());
657
658        int histoMaxVal;
659        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.histogram.maxValue", histoMaxVal);
660        maxRenderCost = max((float)histoMaxVal, maxRenderCost);
661
662       
663        const float range = maxRenderCost - minRenderCost;
664        const float stepSize = range / (float)intervals;
665
666        float currentRenderCost = minRenderCost;//(int)ceil(minRenderCost);
667
668        const float totalRenderCost = mViewCellsTree->GetRoot()->GetRenderCost();
669        const float totalVol = GetViewSpaceBox().GetVolume();
670        //const float totalVol = mViewCellsTree->GetRoot()->GetVolume();
671
672        int j = 0;
673        int i = 0;
674       
675        ViewCellContainer::const_iterator it = viewCells.begin(), it_end = viewCells.end();             
676
677        // count for integral
678        float volSum = 0;
679        int smallerCostSum = 0;
680       
681        // note can skip computations for view cells already evaluated and delete them from vector ...
682    while (1)
683        {
684                // count for histogram value
685                float volDif = 0;
686                int smallerCostDif = 0;
687
688                while ((i < (int)viewCells.size()) && (viewCells[i]->GetRenderCost() < currentRenderCost))
689                {
690                        volSum += viewCells[i]->GetVolume();
691                        volDif += viewCells[i]->GetVolume();
692
693                        ++ i;
694                        ++ smallerCostSum;
695                        ++ smallerCostDif;
696                }
697               
698                if ((i >= (int)viewCells.size()) || (currentRenderCost >= maxRenderCost))
699                        break;
700               
701                const float rcRatio = currentRenderCost / maxRenderCost;
702                const float volRatioSum = volSum / totalVol;
703                const float volRatioDif = volDif / totalVol;
704
705                outstream << "#Pass\n" << j ++ << endl;
706                outstream << "#RenderCostRatio\n" << rcRatio << endl;
707                outstream << "#WeightedCost\n" << currentRenderCost / totalVol << endl;
708                outstream << "#ViewCellsDif\n" << smallerCostDif << endl;
709                outstream << "#ViewCellsSum\n" << smallerCostSum << endl;       
710                outstream << "#VolumeDif\n" << volRatioDif << endl << endl;
711                outstream << "#VolumeSum\n" << volRatioSum << endl << endl;
712
713                // increase current render cost
714                currentRenderCost += stepSize;
715        }
716
717        outstream.close();
718}
719
720
721
722ViewCellsManager *ViewCellsManager::LoadViewCells(const string &filename,
723                                                                                                  ObjectContainer *objects,
724                                                                                                  bool finalizeViewCells,
725                                                                                                  BoundingBoxConverter *bconverter)
726                                                                                                 
727{
728        ViewCellsParser parser;
729        ViewCellsManager *vm = NULL;
730
731        const long startTime = GetTime();
732        bool success = parser.ParseViewCellsFile(filename, &vm, objects, bconverter);
733
734        cout<<"viewcells parsed "<<endl<<flush;
735       
736        if (success)
737        {
738                //vm->ResetViewCells();
739                //hack
740                vm->mViewCells.clear();
741                ViewCellContainer leaves;
742                vm->mViewCellsTree->CollectLeaves(vm->mViewCellsTree->GetRoot(), leaves);
743
744                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
745
746                for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
747                {
748                        vm->mViewCells.push_back(*it);
749                }
750                vm->mViewCellsFinished = true;
751                vm->mMaxPvsSize = (int)objects->size();
752
753                if (finalizeViewCells)
754                {
755                        // create the meshes and compute volumes
756                        vm->FinalizeViewCells(true);
757                        // vm->mViewCellsTree->AssignRandomColors();
758                }
759
760                Debug << (int)vm->mViewCells.size() << " view cells loaded in "
761                          << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
762        }
763        else
764        {
765                Debug << "Error: loading view cells failed!" << endl;
766                DEL_PTR(vm);
767        }
768
769        return vm;
770}
771
772
773bool VspBspViewCellsManager::ExportViewCells(const string filename,
774                                                                                         const bool exportPvs,
775                                                                                         const ObjectContainer &objects)
776{
777        if (!ViewCellsConstructed() || !ViewCellsTreeConstructed())
778        {
779                return false;
780        }
781
782        cout << "exporting view cells to xml ... ";
783
784        OUT_STREAM stream(filename.c_str());
785
786        // for output we need unique ids for each view cell
787        CreateUniqueViewCellIds();
788
789        stream << "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>"<<endl;
790        stream << "<VisibilitySolution>" << endl;
791
792        if (exportPvs)
793        {
794                //-- export bounding boxes
795                stream << "<BoundingBoxes>" << endl;
796#if USE_KD_PVS
797        KdIntersectableMap::const_iterator kit, kit_end = GetPreprocessor()->mKdTree->mKdIntersectables.end();
798
799                int id = 0;
800                for (kit = GetPreprocessor()->mKdTree->mKdIntersectables.begin(); kit != kit_end; ++ kit, ++ id)
801                {
802                        Intersectable *obj = (*kit).second;
803                        const AxisAlignedBox3 box = obj->GetBox();
804               
805                        obj->SetId(id);
806
807                        stream << "<BoundingBox" << " id=\"" << id << "\""
808                                   << " min=\"" << box.Min().x << " " << box.Min().y << " " << box.Min().z << "\""
809                                   << " max=\"" << box.Max().x << " " << box.Max().y << " " << box.Max().z << "\" />" << endl;
810                }
811#else
812        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = objects.end();
813
814                for (oit = objects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
815                {
816                        const AxisAlignedBox3 box = (*oit)->GetBox();
817
818                        ////////////
819                        //-- the bounding boxes
820                        stream << "<BoundingBox" << " id=\"" << (*oit)->GetId() << "\""
821                                   << " min=\"" << box.Min().x << " " << box.Min().y << " " << box.Min().z << "\""
822                                   << " max=\"" << box.Max().x << " " << box.Max().y << " " << box.Max().z << "\" />" << endl;
823                }
824#endif
825                stream << "</BoundingBoxes>" << endl;
826        }
827
828       
829        /////////////
830        //-- export the view cells and the pvs
831
832        const int numViewCells = mCurrentViewCellsStats.viewCells;
833        stream << "<ViewCells number=\"" << numViewCells << "\" >" << endl;
834
835        mViewCellsTree->Export(stream, exportPvs);
836
837        stream << "</ViewCells>" << endl;
838
839
840        //////////
841        //-- export the view space hierarchy
842       
843        stream << "<ViewSpaceHierarchy type=\"bsp\""
844                   << " min=\"" << mViewSpaceBox.Min().x << " " << mViewSpaceBox.Min().y << " " << mViewSpaceBox.Min().z << "\""
845                   << " max=\"" << mViewSpaceBox.Max().x << " " << mViewSpaceBox.Max().y << " " << mViewSpaceBox.Max().z << "\">" << endl;
846
847        mVspBspTree->Export(stream);
848        stream << "</ViewSpaceHierarchy>" << endl;
849
850        stream << "</VisibilitySolution>" << endl;
851
852        stream.close();
853        cout << "finished" << endl;
854
855        return true;
856}
857
858
859void ViewCellsManager::EvalViewCellHistogramForPvsSize(const string filename,
860                                                                                                           const int nViewCells)
861{
862        std::ofstream outstream;
863        outstream.open(filename.c_str());
864
865        ViewCellContainer viewCells;
866        mViewCellsTree->CollectBestViewCellSet(viewCells, nViewCells);
867
868        float maxPvs, maxVal, minVal;
869
870        // sort by pvs size
871        sort(viewCells.begin(), viewCells.end(), ViewCell::SmallerPvs);
872
873        maxPvs = mViewCellsTree->GetPvsCost(viewCells.back());
874        minVal = 0;
875
876        // hack: normalize pvs size
877        int histoMaxVal;
878        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.histogram.maxValue", histoMaxVal);
879        maxVal = max((float)histoMaxVal, maxPvs);
880               
881        Debug << "histogram minpvssize: " << minVal << " maxpvssize: " << maxVal
882                << " real maxpvs " << maxPvs << endl;
883
884        int histoIntervals;
885        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Preprocessor.histogram.intervals", histoIntervals);
886        const int intervals = min(histoIntervals, (int)viewCells.size());
887
888        const float range = maxVal - minVal;
889        int stepSize = (int)(range / intervals);
890
891        // set step size to avoid endless loop
892        if (!stepSize) stepSize = 1;
893       
894        Debug << "stepsize: " << stepSize << endl;
895       
896        const float totalRenderCost = mViewCellsTree->GetRoot()->GetRenderCost();
897        const float totalVol = GetViewSpaceBox().GetVolume();
898
899        float currentPvs = minVal;
900       
901        int i = 0;
902        int j = 0;
903        float volSum = 0;
904        int smallerSum = 0;
905
906        ViewCellContainer::const_iterator it = viewCells.begin(), it_end = viewCells.end();             
907       
908        for (int j = 0; j < intervals; ++ j)
909        {
910                float volDif = 0;
911                int smallerDif = 0;
912
913                while ((i < (int)viewCells.size()) &&
914                           (mViewCellsTree->GetPvsCost(viewCells[i]) < currentPvs))
915                {
916                        volDif += viewCells[i]->GetVolume();
917                        volSum += viewCells[i]->GetVolume();
918
919                        ++ i;
920                        ++ smallerDif;
921                        ++ smallerSum;
922                }
923               
924                if (0 && (i < (int)viewCells.size()))
925                        Debug << "new pvs cost increase: " << mViewCellsTree->GetPvsCost(viewCells[i])
926                        << " " << currentPvs << endl;
927       
928                const float volRatioDif = volDif / totalVol;
929                const float volRatioSum = volSum / totalVol;
930
931                outstream << "#Pass\n" << j << endl;
932                outstream << "#Pvs\n" << currentPvs << endl;
933                outstream << "#ViewCellsDif\n" << smallerDif << endl;
934                outstream << "#ViewCellsSum\n" << smallerSum << endl;   
935                outstream << "#VolumeDif\n" << volRatioDif << endl << endl;
936                outstream << "#VolumeSum\n" << volRatioSum << endl << endl;
937       
938                //-- increase current pvs size to define next interval
939                currentPvs += stepSize;
940        }
941
942        outstream.close();
943}
944
945
946bool ViewCellsManager::GetExportPvs() const
947{
948        return mExportPvs;
949}
950
951
952bool ViewCellsManager::AddSampleToPvs(Intersectable *obj,
953                                                                          const Vector3 &hitPoint,
954                                                                          ViewCell *vc,
955                                                                          const float pdf,
956                                                                          float &contribution) const
957{
958        if (!obj) return false;
959
960        // potentially visible objects
961        return vc->AddPvsSample(obj, pdf, contribution);
962}
963
964
965void ViewCellsManager::ResetPvs()
966{
967        if (ViewCellsTreeConstructed())
968        {
969                mViewCellsTree->ResetPvs();
970        }
971        else
972        {
973                cout << "view cells tree not constructed" << endl;
974        }
975}
976
977
978void ViewCellsManager::ExportStats(const string &fileName)
979{
980        mViewCellsTree->ExportStats(fileName);
981}
982
983
984void ViewCellsManager::EvalViewCellPartition()
985{
986        int samplesPerPass;
987        int numSamples;
988        int castSamples = 0;
989        char str[64];
990        int oldSamples = 0;
991
992        int samplesForStats;
993
994        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Evaluation.samplesPerPass", samplesPerPass);
995        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Evaluation.samplesForStats", samplesForStats);
996        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Evaluation.samples", numSamples);
997
998        char statsPrefix[100];
999        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.Evaluation.statsPrefix", statsPrefix);
1000
1001        Debug << "view cell evaluation samples per pass: " << samplesPerPass << endl;
1002        Debug << "view cell evaluation samples: " << numSamples << endl;
1003        Debug << "view cell stats prefix: " << statsPrefix << endl;
1004
1005        // should directional sampling be used?
1006        bool dirSamples =
1007                (mEvaluationSamplingType == SamplingStrategy::DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION);
1008
1009        cout << "reseting pvs ... ";
1010               
1011        const bool startFromZero = true;
1012
1013        // reset pvs and start over from zero
1014        if (startFromZero)
1015        {
1016                mViewCellsTree->ResetPvs();
1017        }
1018        else // start from current sampless
1019        {
1020                // statistics before casting more samples
1021                cout << "compute new statistics ... ";
1022                sprintf(str, "-%09d-eval.log", castSamples);
1023                string fName = string(statsPrefix) + string(str);
1024
1025                mViewCellsTree->ExportStats(fName);
1026                cout << "finished" << endl;
1027        }
1028
1029        cout << "finished" << endl;
1030    cout << "Evaluating view cell partition ... " << endl;
1031
1032        while (castSamples < numSamples)
1033        {               
1034                ///////////////
1035                //-- we have to use uniform sampling strategy for construction rays
1036
1037                VssRayContainer evaluationSamples;
1038                const int samplingType = mEvaluationSamplingType;
1039
1040                long startTime = GetTime();
1041
1042                cout << "casting " << samplesPerPass << " samples ... ";
1043                Debug << "casting " << samplesPerPass << " samples ... ";
1044
1045                CastPassSamples(samplesPerPass, samplingType, evaluationSamples);
1046               
1047                castSamples += samplesPerPass;
1048
1049                Real timeDiff = TimeDiff(startTime, GetTime());
1050               
1051                cout << "finished in " << timeDiff * 1e-3f << " secs" << endl;
1052                cout << "computing sample contributions of " << (int)evaluationSamples.size()  << " samples ... ";
1053               
1054                Debug << "finished in " << timeDiff * 1e-3f << " secs" << endl;
1055                Debug << "computing sample contributions of " << (int)evaluationSamples.size()  << " samples ... ";
1056
1057                startTime = GetTime();
1058
1059                ComputeSampleContributions(evaluationSamples, true, false);
1060
1061                timeDiff = TimeDiff(startTime, GetTime());
1062                cout << "finished in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
1063                Debug << "finished in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
1064
1065                if ((castSamples >= samplesForStats + oldSamples) || (castSamples >= numSamples))
1066                {
1067                        oldSamples += samplesForStats;
1068
1069                        ///////////
1070                        //-- output stats
1071
1072                        sprintf(str, "-%09d-eval.log", castSamples);
1073                        string fileName = string(statsPrefix) + string(str);
1074
1075                        ///////////////
1076                        //-- propagate pvs or pvs size information
1077
1078                        startTime = GetTime();
1079                        ObjectPvs pvs;
1080
1081                        cout << "updating pvs for evaluation ... " << endl;
1082
1083                        UpdatePvsForEvaluation(mViewCellsTree->GetRoot(), pvs);
1084
1085                        timeDiff = TimeDiff(startTime, GetTime());
1086                        cout << "finished updating the pvs in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
1087                        Debug << "pvs evaluated in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
1088               
1089                        startTime = GetTime();
1090                        cout << "compute new statistics ... " << endl;
1091
1092                        ExportStats(fileName);
1093
1094                        timeDiff = TimeDiff(startTime, GetTime());
1095                        cout << "finished in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
1096                        Debug << "statistis computed in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
1097                }
1098
1099                disposeRays(evaluationSamples, NULL);
1100        }
1101       
1102
1103        ////////////
1104        //-- histogram
1105
1106        const int numLeaves = mViewCellsTree->GetNumInitialViewCells(mViewCellsTree->GetRoot());
1107        bool useHisto;
1108        int histoStepSize;
1109
1110        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("ViewCells.Evaluation.histogram", useHisto);
1111        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Evaluation.histoStepSize", histoStepSize);
1112
1113        if (useHisto)
1114        {
1115                // evaluate view cells in a histogram           
1116                char s[64];
1117
1118                for (int pass = histoStepSize; pass <= numLeaves; pass += histoStepSize)
1119                {
1120                        string filename;
1121
1122                        cout << "computing histogram for " << pass << " view cells" << endl;
1123#if 0
1124                        //-- evaluate histogram for render cost
1125                        sprintf(s, "-%09d-histo.log", pass);
1126                        filename = string(statsPrefix) + string(s);
1127
1128                        EvalViewCellHistogram(filename, pass);
1129
1130#endif
1131                        //////////////////////////////////////////
1132            //-- evaluate histogram for pvs size
1133
1134                        cout << "computing pvs histogram for " << pass << " view cells" << endl;
1135
1136                        sprintf(s, "-%09d-histo-pvs.log", pass);
1137                        filename = string(statsPrefix) + string(s);
1138
1139                        EvalViewCellHistogramForPvsSize(filename, pass);
1140                }
1141        }
1142}
1143
1144
1145inline float EvalMergeCost(ViewCell *root, ViewCell *candidate)
1146{
1147        return root->GetPvs().GetPvsHomogenity(candidate->GetPvs());
1148}
1149
1150
1151/// Returns index of the best view cells of the neighborhood
1152static int GetBestViewCellIdx(ViewCell *root, const ViewCellContainer &neighborhood)
1153{
1154        int bestViewCellIdx = 0;
1155
1156        float mergeCost = Limits::Infinity;
1157        int i = 0;
1158
1159        ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = neighborhood.end();
1160
1161        for (vit = neighborhood.begin(); vit != vit_end; ++ vit, ++ i)
1162        {
1163                const float mc = EvalMergeCost(root, *vit);
1164               
1165                if (mc < mergeCost)
1166                {
1167                        mergeCost = mc;
1168                        bestViewCellIdx = i;
1169                }
1170        }
1171
1172        return bestViewCellIdx;
1173}
1174
1175
1176void ViewCellsManager::SetMaxFilterSize(const int size)
1177{
1178        mMaxFilterSize = size;
1179}
1180
1181
1182float ViewCellsManager::EvalRenderCost(Intersectable *obj) //const
1183{
1184        switch (sRenderCostEvaluationType)
1185        {
1186        case PER_OBJECT:
1187                return 1.0f;
1188       
1189        case PER_TRIANGLE:
1190                {
1191                        return (float)obj->NumberOfFaces();
1192                }
1193        default:
1194                cout << "default" << endl;
1195                return 1.0f;
1196        }
1197
1198        // should not come here
1199        return 0.0f;
1200}
1201
1202
1203ViewCell *ViewCellsManager::ConstructLocalMergeTree(ViewCell *currentViewCell,
1204                                                                                                        const ViewCellContainer &viewCells)
1205{
1206        ViewCell *root = currentViewCell;
1207        ViewCellContainer neighborhood = viewCells;
1208
1209        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = neighborhood.end();
1210
1211        const int n = min(mMaxFilterSize, (int)neighborhood.size());
1212       
1213        /////////////////
1214        //-- use priority queue to merge leaf pairs
1215       
1216        for (int nMergedViewCells = 0; nMergedViewCells < n; ++ nMergedViewCells)
1217        {
1218                const int bestViewCellIdx = GetBestViewCellIdx(root, neighborhood);
1219               
1220                ViewCell *bestViewCell = neighborhood[bestViewCellIdx];
1221       
1222                // remove from vector
1223                swap(neighborhood[bestViewCellIdx], neighborhood.back());
1224                neighborhood.pop_back();
1225       
1226                if (!bestViewCell || !root)
1227            cout << "warning!!" << endl;
1228               
1229                // create new root of the hierarchy
1230                root = MergeViewCells(root, bestViewCell);
1231        }
1232
1233        return root;   
1234}
1235
1236
1237struct SortableViewCellEntry {
1238
1239        SortableViewCellEntry() {}
1240        SortableViewCellEntry(const float v, ViewCell *cell):mValue(v), mViewCell(cell) {}
1241
1242        float mValue;
1243        ViewCell *mViewCell;
1244
1245        friend bool operator<(const SortableViewCellEntry &a, const SortableViewCellEntry &b) {
1246                return a.mValue < b.mValue;
1247        }
1248};
1249
1250
1251ViewCell * ViewCellsManager::ConstructLocalMergeTree2(ViewCell *currentViewCell,
1252                                                                                                          const ViewCellContainer &viewCells)
1253{
1254 
1255  vector<SortableViewCellEntry> neighborhood(viewCells.size());
1256  int i, j;
1257  for (i = 0, j = 0; i < viewCells.size(); i++) {
1258        if (viewCells[i] != currentViewCell)
1259          neighborhood[j++] = SortableViewCellEntry(
1260                                                                                                EvalMergeCost(currentViewCell, viewCells[i]),
1261                                                                                                viewCells[i]);
1262  }
1263  neighborhood.resize(j);
1264 
1265  sort(neighborhood.begin(), neighborhood.end());
1266 
1267  ViewCell *root = currentViewCell;
1268 
1269  vector<SortableViewCellEntry>::const_iterator it, it_end = neighborhood.end();
1270 
1271  const int n = min(mMaxFilterSize, (int)neighborhood.size());
1272  //-- use priority queue to merge leaf pairs
1273 
1274  //cout << "neighborhood: " << neighborhood.size() << endl;
1275  for (int nMergedViewCells = 0; nMergedViewCells < n; ++ nMergedViewCells)
1276  {
1277          ViewCell *bestViewCell = neighborhood[nMergedViewCells].mViewCell;
1278          //cout <<nMergedViewCells<<":"<<"homogenity=" <<neighborhood[nMergedViewCells].mValue<<endl;
1279          // create new root of the hierarchy
1280          root = MergeViewCells(root, bestViewCell);
1281          // set negative cost so that this view cell gets deleted
1282          root->SetMergeCost(-1.0f);
1283  }
1284 
1285  return root; 
1286}
1287
1288void
1289ViewCellsManager::DeleteLocalMergeTree(ViewCell *vc
1290                                                                           ) const
1291{
1292        if (!vc->IsLeaf() && vc->GetMergeCost() < 0.0f)
1293        {       
1294                ViewCellInterior *vci = (ViewCellInterior *) vc;
1295                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = vci->mChildren.end();
1296
1297        for (it = vci->mChildren.begin(); it != it_end; ++ it)
1298                        DeleteLocalMergeTree(*it);
1299               
1300                vci->mChildren.clear();
1301               
1302                delete vci;
1303  }
1304}
1305
1306
1307bool ViewCellsManager::CheckValidity(ViewCell *vc,
1308                                                                         int minPvsSize,
1309                                                                         int maxPvsSize) const
1310{
1311
1312        if ((vc->GetPvs().EvalPvsCost() > maxPvsSize) ||
1313                (vc->GetPvs().EvalPvsCost() < minPvsSize))
1314        {
1315                return false;
1316        }
1317
1318        return true;
1319}
1320
1321
1322int ViewCellsManager::ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
1323                                                                                          ViewCellContainer &viewCells) const
1324{
1325        return 0;
1326};
1327
1328
1329AxisAlignedBox3 ViewCellsManager::GetFilterBBox(const Vector3 &viewPoint,
1330                                                                                                const float width) const
1331{
1332  float w = Magnitude(mViewSpaceBox.Size())*width;
1333  Vector3 min = viewPoint - w * 0.5f;
1334  Vector3 max = viewPoint + w * 0.5f;
1335 
1336  return AxisAlignedBox3(min, max);
1337}
1338
1339
1340void ViewCellsManager::GetPrVS(const Vector3 &viewPoint,
1341                                                           PrVs &prvs,
1342                                                           const float filterWidth)
1343{
1344  ViewCell *currentViewCell = GetViewCell(viewPoint);
1345
1346  if (mMaxFilterSize < 1) {
1347        prvs.mViewCell = currentViewCell;
1348        return;
1349  }
1350 
1351  const AxisAlignedBox3 box = GetFilterBBox(viewPoint, filterWidth);
1352 
1353  if (currentViewCell)
1354        {
1355          ViewCellContainer viewCells;
1356          ComputeBoxIntersections(box, viewCells);
1357         
1358          ViewCell *root = ConstructLocalMergeTree2(currentViewCell, viewCells);
1359          prvs.mViewCell = root;
1360         
1361        }
1362  else
1363        {
1364          prvs.mViewCell = NULL;
1365          //prvs.mPvs = root->GetPvs();
1366        }
1367}
1368
1369
1370bool ViewCellsManager::ViewCellsTreeConstructed() const
1371{
1372    return (mViewCellsTree && mViewCellsTree->GetRoot());
1373}
1374
1375
1376void ViewCellsManager::SetValidity(ViewCell *vc,
1377                                                                   int minPvs,
1378                                                                   int maxPvs) const
1379{
1380        vc->SetValid(CheckValidity(vc, minPvs, maxPvs));
1381}
1382
1383
1384void
1385ViewCellsManager::SetValidity(
1386                                                          int minPvsSize,
1387                                                          int maxPvsSize) const
1388{
1389        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
1390
1391
1392        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
1393        {
1394                SetValidity(*it, minPvsSize, maxPvsSize);
1395        }
1396}
1397
1398void
1399ViewCellsManager::SetValidityPercentage(
1400                                                                                const float minValid,
1401                                                                                const float maxValid
1402                                                                                )
1403{
1404        sort(mViewCells.begin(), mViewCells.end(), ViewCell::SmallerPvs);
1405
1406        int start = (int)(mViewCells.size() * minValid);
1407        int end = (int)(mViewCells.size() * maxValid);
1408
1409        for (int i = 0; i < (int)mViewCells.size(); ++ i)
1410        {
1411                mViewCells[i]->SetValid(i >= start && i <= end);
1412        }
1413}
1414
1415
1416int ViewCellsManager::CountValidViewcells() const
1417{
1418        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
1419        int valid = 0;
1420
1421        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
1422        {       
1423                if ((*it)->GetValid())
1424                        ++ valid;
1425        }
1426
1427        return valid;
1428}
1429
1430
1431bool ViewCellsManager::LoadViewCellsGeometry(const string filename,
1432                                                                                         const bool extrudeBaseTriangles)
1433{
1434        /// we use predefined view cells from now on
1435        mUsePredefinedViewCells = true;
1436        X3dParser parser;
1437       
1438        if (extrudeBaseTriangles)
1439        {
1440                Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("ViewCells.height", parser.mViewCellHeight);
1441                const bool success = parser.ParseFile(filename, *this);
1442
1443                if (!success)
1444                        return false;
1445        }
1446        else
1447        {
1448                // hack: use standard mesh loading
1449                // create temporary scene graph for loading the view cells geometry
1450                // note: delete the meshes as they are created two times for transformed mesh instances.
1451                SceneGraphNode *root = new SceneGraphNode();
1452                const bool success = parser.ParseFile(filename, root, true);
1453               
1454                if (!success)
1455                {
1456                        DEL_PTR(root);
1457                        return false;
1458                }
1459
1460                ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = root->mGeometry.end();
1461               
1462                for (oit = root->mGeometry.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1463                {
1464                        Mesh *mesh;
1465                        if ((*oit)->Type() == Intersectable::TRANSFORMED_MESH_INSTANCE)
1466                        {
1467                                TransformedMeshInstance *mit = dynamic_cast<TransformedMeshInstance *>(*oit);
1468                                mesh = MeshManager::GetSingleton()->CreateResource();
1469                                mit->GetTransformedMesh(*mesh);
1470                        }
1471                        else if ((*oit)->Type() == Intersectable::MESH_INSTANCE)
1472                        {
1473                                MeshInstance *mit = dynamic_cast<MeshInstance *>(*oit);
1474                                mesh = mit->GetMesh();
1475                        }
1476                        mesh->ComputeBoundingBox();
1477                        mViewCells.push_back(GenerateViewCell(mesh));
1478                }
1479
1480                DEL_PTR(root);
1481        }
1482
1483        // set view space box to bounding box of the view cells
1484        AxisAlignedBox3 bbox;
1485        bbox.Initialize();
1486        ViewCellContainer::iterator it = mViewCells.begin(), it_end = mViewCells.end();
1487
1488        for (; it != it_end; ++ it)
1489        {
1490                bbox.Include((*it)->GetMesh()->mBox);
1491        }
1492
1493        SetViewSpaceBox(bbox);
1494        cout << "view space box: " << bbox << endl;
1495        cout << "generated " << (int)mViewCells.size() << " view cells using the geometry " << filename << endl;
1496
1497        return true;
1498}
1499
1500
1501bool ViewCellsManager::GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const
1502{
1503        viewPoint = mViewSpaceBox.GetRandomPoint();
1504        return true;
1505}
1506
1507
1508float ViewCellsManager::GetViewSpaceVolume()
1509{
1510        return mViewSpaceBox.GetVolume() * (2.0f * sqr((float)M_PI));
1511}
1512
1513
1514bool ViewCellsManager::ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const
1515{
1516        if (!ViewCellsConstructed())
1517        {
1518                return mViewSpaceBox.IsInside(viewPoint);
1519        }
1520        else
1521        {
1522                if (!mViewSpaceBox.IsInside(viewPoint))
1523                        return false;
1524
1525                ViewCell *viewcell = GetViewCell(viewPoint);
1526
1527                if (!viewcell || !viewcell->GetValid())
1528                        return false;
1529        }
1530
1531        return true;
1532}
1533
1534
1535float ViewCellsManager::ComputeSampleContributions(const VssRayContainer &rays,
1536                                                                                                   const bool addRays,                                                                 
1537                                                                                                   const bool storeViewCells)
1538{
1539        // view cells not yet constructed
1540        if (!ViewCellsConstructed())
1541                return 0.0f;
1542       
1543        float sum = 0.0f;
1544        VssRayContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
1545       
1546        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
1547        {
1548                sum += ComputeSampleContribution(*(*it), addRays, storeViewCells);
1549        }
1550
1551        return sum;
1552}
1553
1554
1555void ViewCellsManager::EvaluateViewCellsStats()
1556{
1557        mCurrentViewCellsStats.Reset();
1558        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
1559
1560        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
1561        {
1562                mViewCellsTree->UpdateViewCellsStats(*it, mCurrentViewCellsStats);
1563        }
1564}
1565
1566
1567void ViewCellsManager::EvaluateRenderStatistics(float &totalRenderCost,
1568                                                                                                float &expectedRenderCost,
1569                                                                                                float &deviation,
1570                                                                                                float &variance,
1571                                                                                                float &totalCost,
1572                                                                                                float &avgRenderCost)
1573{
1574        ////////////
1575        //-- compute expected value
1576
1577        totalRenderCost = 0;
1578        totalCost = 0;
1579
1580        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
1581
1582        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
1583        {
1584                ViewCell *vc = *it;
1585                totalRenderCost += vc->GetPvs().EvalPvsCost() * vc->GetVolume();
1586                totalCost += (int)vc->GetPvs().EvalPvsCost();
1587        }
1588
1589        // normalize with view space box
1590        totalRenderCost /= mViewSpaceBox.GetVolume();
1591        expectedRenderCost = totalRenderCost / (float)mViewCells.size();
1592        avgRenderCost = totalCost / (float)mViewCells.size();
1593
1594
1595        ///////////
1596        //-- compute standard defiation
1597
1598        variance = 0;
1599        deviation = 0;
1600
1601        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
1602        {
1603                ViewCell *vc = *it;
1604
1605                float renderCost = vc->GetPvs().EvalPvsCost() * vc->GetVolume();
1606                float dev;
1607
1608                if (1)
1609                        dev = fabs(avgRenderCost - (float)vc->GetPvs().EvalPvsCost());
1610                else
1611                        dev = fabs(expectedRenderCost - renderCost);
1612
1613                deviation += dev;
1614                variance += dev * dev;
1615        }
1616
1617        variance /= (float)mViewCells.size();
1618        deviation /= (float)mViewCells.size();
1619}
1620
1621
1622float ViewCellsManager::GetArea(ViewCell *viewCell) const
1623{
1624        return viewCell->GetArea();
1625}
1626
1627
1628float ViewCellsManager::GetVolume(ViewCell *viewCell) const
1629{
1630        return viewCell->GetVolume();
1631}
1632
1633
1634ViewCell *ViewCellsManager::ExtrudeViewCell(const Triangle3 &baseTri,
1635                                                                                        const float height) const
1636{
1637        // one mesh per view cell
1638        Mesh *mesh = MeshManager::GetSingleton()->CreateResource();
1639
1640        ////////////
1641        //-- construct prism
1642
1643        // bottom
1644        mesh->mFaces.push_back(new Face(2,1,0));
1645        // top
1646    mesh->mFaces.push_back(new Face(3,4,5));
1647        // sides
1648        mesh->mFaces.push_back(new Face(1, 4, 3, 0));
1649        mesh->mFaces.push_back(new Face(2, 5, 4, 1));
1650        mesh->mFaces.push_back(new Face(3, 5, 2, 0));
1651
1652
1653        /////////////
1654        //-- extrude new vertices for top of prism
1655
1656        const Vector3 triNorm = baseTri.GetNormal();
1657        Triangle3 topTri;
1658
1659        // add base vertices and calculate top vertices
1660        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
1661        {
1662                mesh->mVertices.push_back(baseTri.mVertices[i]);
1663        }
1664
1665        // add top vertices
1666        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
1667        {
1668                mesh->mVertices.push_back(baseTri.mVertices[i] + height * triNorm);
1669        }
1670
1671        // do we have to preprocess this mesh (we don't want to trace view cells!)?
1672        mesh->ComputeBoundingBox();
1673       
1674        return GenerateViewCell(mesh);
1675}
1676
1677
1678void ViewCellsManager::FinalizeViewCells(const bool createMesh)
1679{
1680        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
1681
1682        // volume and area of the view cells are recomputed and a view cell mesh is created
1683        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
1684        {
1685                Finalize(*it, createMesh);
1686        }
1687
1688        mViewCellsTree->AssignRandomColors();
1689
1690        mTotalAreaValid = false;
1691}
1692
1693
1694void ViewCellsManager::Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh)
1695{
1696        // implemented in subclasses
1697}
1698
1699
1700/** fast way of merging 2 view cells.
1701*/
1702ViewCellInterior *ViewCellsManager::MergeViewCells(ViewCell *left, ViewCell *right) const
1703{
1704        // generate parent view cell
1705        ViewCellInterior *vc = new ViewCellInterior();
1706
1707        vc->GetPvs().Clear();
1708        ObjectPvs::Merge(vc->GetPvs(), left->GetPvs(), right->GetPvs());
1709
1710        // set only links to child (not from child to parent, maybe not wished!!)
1711        vc->mChildren.push_back(left);
1712        vc->mChildren.push_back(right);
1713
1714        // update pvs size
1715        UpdateScalarPvsSize(vc, vc->GetPvs().EvalPvsCost(), vc->GetPvs().GetSize());
1716
1717        return vc;
1718}
1719
1720
1721ViewCellInterior *ViewCellsManager::MergeViewCells(ViewCellContainer &children) const
1722{
1723        ViewCellInterior *vc = new ViewCellInterior();
1724        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = children.end();
1725
1726        for (it = children.begin(); it != it_end; ++ it)
1727        {
1728                vc->GetPvs().MergeInPlace((*it)->GetPvs());
1729       
1730                vc->mChildren.push_back(*it);
1731        }
1732
1733        return vc;
1734}
1735
1736
1737void ViewCellsManager::SetRenderer(Renderer *renderer)
1738{
1739        mRenderer = renderer;
1740}
1741
1742
1743ViewCellsTree *ViewCellsManager::GetViewCellsTree()
1744{
1745        return mViewCellsTree;
1746}
1747
1748
1749void ViewCellsManager::SetVisualizationSamples(const int visSamples)
1750{
1751        mVisualizationSamples = visSamples;
1752}
1753
1754
1755void ViewCellsManager::SetConstructionSamples(const int constructionSamples)
1756{
1757        mConstructionSamples = constructionSamples;
1758}
1759
1760
1761void ViewCellsManager::SetInitialSamples(const int initialSamples)
1762{
1763        mInitialSamples = initialSamples;
1764}
1765
1766
1767void ViewCellsManager::SetPostProcessSamples(const int postProcessSamples)
1768{
1769        mPostProcessSamples = postProcessSamples;
1770}
1771
1772
1773int ViewCellsManager::GetVisualizationSamples() const
1774{
1775        return mVisualizationSamples;
1776}
1777
1778
1779int ViewCellsManager::GetConstructionSamples() const
1780{
1781        return mConstructionSamples;
1782}
1783
1784
1785int ViewCellsManager::GetPostProcessSamples() const
1786{
1787        return mPostProcessSamples;
1788}
1789
1790
1791void ViewCellsManager::UpdatePvs()
1792{
1793  if (mViewCellPvsIsUpdated || !ViewCellsTreeConstructed())
1794        return;
1795 
1796  mViewCellPvsIsUpdated = true;
1797 
1798  ViewCellContainer leaves;
1799  mViewCellsTree->CollectLeaves(mViewCellsTree->GetRoot(), leaves);
1800 
1801  ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
1802 
1803  for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
1804        {
1805          mViewCellsTree->PropagatePvs(*it);
1806        }
1807}
1808
1809
1810void ViewCellsManager::GetPvsStatistics(PvsStatistics &stat)
1811{
1812  // update pvs of view cells tree if necessary
1813  UpdatePvs();
1814 
1815  ViewCellContainer::const_iterator it = mViewCells.begin();
1816 
1817  stat.viewcells = 0;
1818  stat.minPvs = 100000000;
1819  stat.maxPvs = 0;
1820  stat.avgPvs = 0.0f;
1821  stat.avgFilteredPvs = 0.0f;
1822  stat.avgFilterContribution = 0.0f;
1823 
1824  for (; it != mViewCells.end(); ++ it)
1825        {
1826          ViewCell *viewcell = *it;
1827         
1828          const float pvsCost = mViewCellsTree->GetPvsCost(viewcell);
1829         
1830          if (pvsCost < stat.minPvs)
1831                stat.minPvs = pvsCost;
1832          if (pvsCost > stat.maxPvs)
1833                stat.maxPvs = pvsCost;
1834         
1835          stat.avgPvs += pvsCost;
1836
1837          if (0) {
1838                ObjectPvs filteredPvs = viewcell->GetPvs();
1839                ApplyFilter2(viewcell, false, 1.0f, filteredPvs);
1840                float filteredCost = filteredPvs.EvalPvsCost();
1841                stat.avgFilteredPvs += filteredCost;
1842                stat.avgFilterContribution += filteredCost - pvsCost;
1843          }
1844         
1845          ++ stat.viewcells;
1846        }
1847 
1848  if (stat.viewcells) {
1849        stat.avgPvs/=stat.viewcells;
1850        stat.avgFilteredPvs/=stat.viewcells;
1851        stat.avgFilterContribution/=stat.viewcells;
1852  }
1853}
1854
1855
1856void ViewCellsManager::PrintPvsStatistics(ostream &s)
1857{
1858  s<<"############# Viewcell PVS STAT ##################\n";
1859  PvsStatistics pvsStat;
1860  GetPvsStatistics(pvsStat);
1861  s<<"#AVG_PVS\n"<<pvsStat.avgPvs<<endl;
1862  s<<"#AVG_FILTERED_PVS\n"<<pvsStat.avgFilteredPvs<<endl;
1863  s<<"#AVG_FILTER_CONTRIBUTION\n"<<pvsStat.avgFilterContribution<<endl;
1864  s<<"#MAX_PVS\n"<<pvsStat.maxPvs<<endl;
1865  s<<"#MIN_PVS\n"<<pvsStat.minPvs<<endl;
1866}
1867
1868
1869int ViewCellsManager::CastBeam(Beam &beam)
1870{
1871        return 0;
1872}
1873
1874
1875ViewCellContainer &ViewCellsManager::GetViewCells()
1876{
1877        return mViewCells;
1878}
1879
1880
1881void ViewCellsManager::SetViewSpaceBox(const AxisAlignedBox3 &box)
1882{
1883        mViewSpaceBox = box;
1884       
1885        // hack: create clip plane relative to new view space box
1886        CreateClipPlane();
1887        // the total area of the view space has changed
1888        mTotalAreaValid = false;
1889}
1890
1891
1892void ViewCellsManager::CreateClipPlane()
1893{
1894        int axis = 0;
1895        float pos;
1896        bool orientation;
1897        Vector3 absPos;
1898
1899        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("ViewCells.Visualization.clipPlanePos", pos);
1900        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Visualization.clipPlaneAxis", axis);
1901
1902        if (axis < 0)
1903        {
1904                axis = -axis;
1905                orientation = false;
1906                absPos = mViewSpaceBox.Max() -  mViewSpaceBox.Size() * pos;
1907        }
1908        else
1909        {
1910                orientation = true;
1911                absPos = mViewSpaceBox.Min() +  mViewSpaceBox.Size() * pos;
1912        }
1913
1914        mClipPlaneForViz = AxisAlignedPlane(axis, absPos[axis]);
1915        mClipPlaneForViz.mOrientation = orientation;
1916}
1917
1918
1919AxisAlignedBox3 ViewCellsManager::GetViewSpaceBox() const
1920{
1921        return mViewSpaceBox;
1922}
1923
1924
1925void ViewCellsManager::ResetViewCells()
1926{
1927        // recollect view cells
1928        mViewCells.clear();
1929        CollectViewCells();
1930       
1931        // stats are computed once more
1932        EvaluateViewCellsStats();
1933
1934        // has to be recomputed
1935        mTotalAreaValid = false;
1936}
1937
1938
1939int ViewCellsManager::GetMaxPvsSize() const
1940{
1941        return mMaxPvsSize;
1942}
1943
1944
1945void
1946ViewCellsManager::AddSampleContributions(const VssRayContainer &rays)
1947{
1948  if (!ViewCellsConstructed())
1949        return;
1950
1951  VssRayContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
1952
1953  for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it) {
1954        AddSampleContributions(*(*it));
1955  }
1956}
1957
1958
1959int ViewCellsManager::GetMinPvsSize() const
1960{
1961        return mMinPvsSize;
1962}
1963
1964
1965
1966float ViewCellsManager::GetMaxPvsRatio() const
1967{
1968        return mMaxPvsRatio;
1969}
1970
1971
1972void
1973ViewCellsManager::AddSampleContributions(VssRay &ray)
1974{
1975  // assumes viewcells have been stored...
1976  ViewCellContainer *viewcells = &ray.mViewCells;
1977  ViewCellContainer::const_iterator it;
1978
1979  if (!ray.mTerminationObject)
1980        return;
1981 
1982#if USE_KD_PVS
1983  float area = GetPreprocessor()->mKdTree->GetBox().SurfaceArea()*KD_PVS_AREA;
1984  KdNode *node = GetPreprocessor()->mKdTree->GetNode(ray.mTermination, area);
1985  Intersectable *obj =
1986        GetPreprocessor()->mKdTree->
1987        GetOrCreateKdIntersectable(node);
1988#else
1989  Intersectable *obj = ray.mTerminationObject;
1990#endif
1991 
1992  for (it = viewcells->begin(); it != viewcells->end(); ++it) {
1993        ViewCell *viewcell = *it;
1994        if (viewcell->GetValid()) {
1995          // if ray not outside of view space
1996          viewcell->GetPvs().AddSample(obj, ray.mPdf);
1997        }
1998  }
1999}
2000
2001
2002float ViewCellsManager::ComputeSampleContribution(VssRay &ray,
2003                                                                                                  const bool addRays,
2004                                                                                                  const bool storeViewCells)
2005{
2006        ViewCellContainer viewcells;
2007
2008        ray.mPvsContribution = 0;
2009        ray.mRelativePvsContribution = 0.0f;
2010
2011        static Ray hray;
2012        hray.Init(ray);
2013        //hray.mFlags |= Ray::CULL_BACKFACES;
2014        //Ray hray(ray);
2015
2016        float tmin = 0, tmax = 1.0;
2017
2018        if (!GetViewSpaceBox().GetRaySegment(hray, tmin, tmax) || (tmin > tmax))
2019                return 0;
2020
2021        Vector3 origin = hray.Extrap(tmin);
2022        Vector3 termination = hray.Extrap(tmax);
2023
2024        ViewCell::NewMail();
2025
2026        // traverse the view space subdivision
2027        CastLineSegment(origin, termination, viewcells);
2028
2029        if (storeViewCells)
2030        {       // copy viewcells memory efficiently
2031                ray.mViewCells.reserve(viewcells.size());
2032                ray.mViewCells = viewcells;
2033        }
2034
2035#if USE_KD_PVS
2036        float area = GetPreprocessor()->mKdTree->GetBox().SurfaceArea()*KD_PVS_AREA;
2037        KdNode *node = GetPreprocessor()->mKdTree->GetNode(ray.mTermination, area);
2038        Intersectable *obj =
2039          GetPreprocessor()->mKdTree->
2040          GetOrCreateKdIntersectable(node);
2041#else
2042        Intersectable *obj = ray.mTerminationObject;
2043#endif
2044       
2045       
2046        ViewCellContainer::const_iterator it = viewcells.begin();
2047       
2048        for (; it != viewcells.end(); ++ it)
2049        {
2050                ViewCell *viewcell = *it;
2051               
2052                if (viewcell->GetValid()) // tests if view cell is in valid view space
2053                {
2054                        float contribution;
2055
2056                        if (ray.mTerminationObject)
2057                        {                       
2058                                if (viewcell->GetPvs().GetSampleContribution(obj,
2059                                        ray.mPdf,
2060                                        contribution))
2061                                {
2062                                        ++ ray.mPvsContribution;
2063                                        ray.mRelativePvsContribution += contribution;
2064                                }
2065                        }
2066                       
2067#if SAMPLE_ORIGIN_OBJECTS
2068
2069                        // for directional sampling it is important to count only contributions
2070                        // made in one direction!!!
2071                        // the other contributions of this sample will be counted for the oposite ray!
2072
2073                        if (ray.mOriginObject &&
2074                                viewcell->GetPvs().GetSampleContribution(ray.mOriginObject,
2075                                                                                                                 ray.mPdf,
2076                                                                                                                 contribution))
2077                        {
2078                                ++ ray.mPvsContribution;
2079                                ray.mRelativePvsContribution += contribution;
2080                        }
2081#endif
2082                }
2083        }
2084
2085        // if true, the sampled entities are stored in the pvs
2086        if (addRays)
2087        {
2088                for (it = viewcells.begin(); it != viewcells.end(); ++ it)
2089                {
2090                        ViewCell *viewcell = *it;
2091           
2092                        if (viewcell->GetValid())
2093                        {
2094                                // if view point is valid, add new object to the pvs
2095                                if (ray.mTerminationObject)
2096                                {
2097                                        viewcell->GetPvs().AddSample(obj, ray.mPdf);
2098                                }                               
2099#if SAMPLE_ORIGIN_OBJECTS
2100                                 if (ray.mOriginObject)
2101                                 {
2102                                         viewcell->GetPvs().AddSample(ray.mOriginObject, ray.mPdf);
2103                                 }
2104#endif
2105                        }
2106                }
2107        }
2108
2109        return ABS_CONTRIBUTION_WEIGHT*ray.mPvsContribution +
2110          (1.0f - ABS_CONTRIBUTION_WEIGHT)*ray.mRelativePvsContribution;
2111}
2112
2113
2114void ViewCellsManager::GetRaySets(const VssRayContainer &sourceRays,
2115                                                                  const int maxSize,
2116                                                                  VssRayContainer &usedRays,
2117                                                                  VssRayContainer *savedRays) const
2118{
2119        const int limit = min(maxSize, (int)sourceRays.size());
2120        const float prop = (float)limit / ((float)sourceRays.size() + Limits::Small);
2121
2122        VssRayContainer::const_iterator it, it_end = sourceRays.end();
2123        for (it = sourceRays.begin(); it != it_end; ++ it)
2124        {
2125                if (Random(1.0f) < prop)
2126                        usedRays.push_back(*it);
2127                else if (savedRays)
2128                        savedRays->push_back(*it);
2129        }
2130}
2131
2132
2133float ViewCellsManager::GetRendercost(ViewCell *viewCell) const
2134{
2135        return (float)mViewCellsTree->GetPvsCost(viewCell);
2136}
2137
2138
2139float ViewCellsManager::GetAccVcArea()
2140{
2141        // if already computed
2142        if (mTotalAreaValid)
2143        {
2144                return mTotalArea;
2145        }
2146
2147        mTotalArea = 0;
2148        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
2149
2150        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
2151        {
2152                //Debug << "area: " << GetArea(*it);
2153        mTotalArea += GetArea(*it);
2154        }
2155
2156        mTotalAreaValid = true;
2157
2158        return mTotalArea;
2159}
2160
2161
2162void ViewCellsManager::PrintStatistics(ostream &s) const
2163{
2164        s << mCurrentViewCellsStats << endl;
2165}
2166
2167
2168void ViewCellsManager::CreateUniqueViewCellIds()
2169{
2170        if (ViewCellsTreeConstructed())
2171        {
2172                mViewCellsTree->CreateUniqueViewCellsIds();
2173        }
2174        else // no view cells tree, handle view cells "myself"
2175        {
2176                int i = 0;
2177                ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = mViewCells.end();
2178                for (vit = mViewCells.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
2179                {
2180                        if ((*vit)->GetId() != OUT_OF_BOUNDS_ID)
2181                        {
2182                                mViewCells[i]->SetId(i ++);
2183                        }
2184                }
2185        }
2186}
2187
2188
2189void ViewCellsManager::ExportViewCellsForViz(Exporter *exporter,
2190                                                                                         const AxisAlignedBox3 *sceneBox,
2191                                                                                         const AxisAlignedPlane *clipPlane,
2192                                                                                         const bool colorCode
2193                                                                                         ) const
2194{
2195        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
2196
2197        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
2198        {
2199                if (!mOnlyValidViewCells || (*it)->GetValid())
2200                {
2201                        ExportColor(exporter, *it, colorCode); 
2202                        ExportViewCellGeometry(exporter, *it, sceneBox, clipPlane);
2203                }
2204        }
2205}
2206
2207
2208void ViewCellsManager::CreateViewCellMeshes()
2209{
2210        // convert to meshes
2211        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
2212
2213        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
2214        {
2215                if (!(*it)->GetMesh())
2216                {
2217                        CreateMesh(*it);
2218                }
2219        }
2220}
2221
2222
2223bool ViewCellsManager::ExportViewCells(const string filename,
2224                                                                           const bool exportPvs,
2225                                                                           const ObjectContainer &objects)
2226{
2227        return false;
2228}
2229
2230
2231void ViewCellsManager::CollectViewCells(const int n)
2232{
2233        mNumActiveViewCells = n;
2234        mViewCells.clear();
2235        // implemented in subclasses
2236        CollectViewCells();
2237}
2238
2239
2240void ViewCellsManager::SetViewCellActive(ViewCell *vc) const
2241{
2242        ViewCellContainer leaves;
2243        // sets the pointers to the currently active view cells
2244        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
2245
2246        ViewCellContainer::const_iterator lit, lit_end = leaves.end();
2247        for (lit = leaves.begin(); lit != lit_end; ++ lit)
2248        {
2249                dynamic_cast<ViewCellLeaf *>(*lit)->SetActiveViewCell(vc);
2250        }
2251}
2252
2253
2254void ViewCellsManager::SetViewCellsActive()
2255{
2256        // collect leaf view cells and set the pointers to
2257        // the currently active view cells
2258        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
2259
2260        for (it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it)
2261        {
2262                SetViewCellActive(*it);
2263        }
2264}
2265
2266
2267int ViewCellsManager::GetMaxFilterSize() const
2268{
2269        return mMaxFilterSize; 
2270}
2271
2272
2273static const bool USE_ASCII = true;
2274
2275
2276bool ViewCellsManager::ExportBoundingBoxes(const string filename,
2277                                                                                   const ObjectContainer &objects) const
2278{
2279        ObjectContainer::const_iterator it, it_end = objects.end();
2280       
2281        if (USE_ASCII)
2282        {
2283                ofstream boxesOut(filename.c_str());
2284                if (!boxesOut.is_open())
2285                        return false;
2286
2287                for (it = objects.begin(); it != it_end; ++ it)
2288                {
2289                        MeshInstance *mi = dynamic_cast<MeshInstance *>(*it);
2290                        const AxisAlignedBox3 box = mi->GetBox();
2291
2292                        boxesOut << mi->GetId() << " "
2293                                         << box.Min().x << " "
2294                                         << box.Min().y << " "
2295                                         << box.Min().z << " "
2296                                         << box.Max().x << " "
2297                                         << box.Max().y << " "
2298                     << box.Max().z << endl;   
2299                }
2300
2301                boxesOut.close();
2302        }
2303        else
2304        {
2305                ofstream boxesOut(filename.c_str(), ios::binary);
2306
2307                if (!boxesOut.is_open())
2308                        return false;
2309
2310                for (it = objects.begin(); it != it_end; ++ it)
2311                {       
2312                        MeshInstance *mi = dynamic_cast<MeshInstance *>(*it);
2313                        const AxisAlignedBox3 box = mi->GetBox();
2314                        Vector3 bmin = box.Min();
2315                        Vector3 bmax = box.Max();
2316                        int id = mi->GetId();
2317
2318                        boxesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&id), sizeof(int));
2319                        boxesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&bmin), sizeof(Vector3));
2320                        boxesOut.write(reinterpret_cast<char *>(&bmax), sizeof(Vector3));
2321                }
2322               
2323                boxesOut.close();
2324        }
2325
2326        return true;
2327}
2328
2329
2330bool ViewCellsManager::LoadBoundingBoxes(const string filename,
2331                                                                                 IndexedBoundingBoxContainer &boxes) const
2332{
2333        Vector3 bmin, bmax;
2334        int id;
2335
2336        if (USE_ASCII)
2337        {
2338                ifstream boxesIn(filename.c_str());
2339               
2340                if (!boxesIn.is_open())
2341                {
2342                        cout << "failed to open file " << filename << endl;
2343                        return false;
2344                }
2345
2346                string buf;
2347                while (!(getline(boxesIn, buf)).eof())
2348                {
2349                        sscanf(buf.c_str(), "%d %f %f %f %f %f %f",
2350                                   &id, &bmin.x, &bmin.y, &bmin.z,
2351                                   &bmax.x, &bmax.y, &bmax.z);
2352               
2353                        AxisAlignedBox3 box(bmin, bmax);
2354                        //      MeshInstance *mi = new MeshInstance();
2355                        // HACK: set bounding box to new box
2356                        //mi->mBox = box;
2357
2358                        boxes.push_back(IndexedBoundingBox(id, box));
2359                }
2360
2361                boxesIn.close();
2362        }
2363        else
2364        {
2365                ifstream boxesIn(filename.c_str(), ios::binary);
2366
2367                if (!boxesIn.is_open())
2368                        return false;
2369
2370                while (1)
2371                {
2372                        boxesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&id), sizeof(Vector3));
2373                        boxesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&bmin), sizeof(Vector3));
2374                        boxesIn.read(reinterpret_cast<char *>(&bmax), sizeof(Vector3));
2375                       
2376                        if (boxesIn.eof())
2377                                break;
2378
2379                       
2380                        AxisAlignedBox3 box(bmin, bmax);
2381                        MeshInstance *mi = new MeshInstance(NULL);
2382
2383                        // HACK: set bounding box to new box
2384                        //mi->mBox = box;
2385                        //boxes.push_back(mi);
2386                        boxes.push_back(IndexedBoundingBox(id, box));
2387                }
2388
2389                boxesIn.close();
2390        }
2391
2392        return true;
2393}
2394
2395
2396float ViewCellsManager::GetFilterWidth()
2397{
2398        return mFilterWidth;
2399}
2400
2401
2402float ViewCellsManager::GetAbsFilterWidth()
2403{
2404        return Magnitude(mViewSpaceBox.Size()) * mFilterWidth;
2405}
2406
2407
2408void ViewCellsManager::UpdateScalarPvsSize(ViewCell *vc,
2409                                                                                   const float pvsCost,
2410                                                                                   const int entriesInPvs) const
2411{
2412        vc->mPvsCost = pvsCost;
2413        vc->mEntriesInPvs = entriesInPvs;
2414
2415        vc->mPvsSizeValid = true;
2416}
2417
2418
2419void
2420ViewCellsManager::ApplyFilter(ViewCell *viewCell,
2421                                                          KdTree *kdTree,
2422                                                          const float viewSpaceFilterSize,
2423                                                          const float spatialFilterSize,
2424                                                          ObjectPvs &pvs
2425                                                          )
2426{
2427  // extend the pvs of the viewcell by pvs of its neighbors
2428  // and apply spatial filter by including all neighbors of the objects
2429  // in the pvs
2430
2431  // get all viewcells intersecting the viewSpaceFilterBox
2432  // and compute the pvs union
2433 
2434  //Vector3 center = viewCell->GetBox().Center();
2435  //  Vector3 center = m->mBox.Center();
2436
2437        //  AxisAlignedBox3 box(center - Vector3(viewSpaceFilterSize/2),
2438        //                                        center + Vector3(viewSpaceFilterSize/2));
2439        if (!ViewCellsConstructed())
2440                return;
2441
2442        if (viewSpaceFilterSize >= 0.0f) {
2443
2444                const bool usePrVS = false;
2445
2446                if (!usePrVS) {
2447                        AxisAlignedBox3 box = GetViewCellBox(viewCell);
2448                        box.Enlarge(Vector3(viewSpaceFilterSize/2));
2449
2450                        ViewCellContainer viewCells;
2451                        ComputeBoxIntersections(box, viewCells);
2452
2453                        //  cout<<"box="<<box<<endl;
2454                        ViewCellContainer::const_iterator it = viewCells.begin(), it_end = viewCells.end();
2455
2456                        for (; it != it_end; ++ it)
2457                        {
2458                                ObjectPvs interPvs;
2459                                //cout<<"v"<<i<<" pvs="<<(*it)->GetPvs().mEntries.size()<<endl;
2460                                ObjectPvs::Merge(interPvs, pvs, (*it)->GetPvs());
2461
2462                                pvs = interPvs;
2463                        }
2464                } else
2465                {
2466                        PrVs prvs;
2467                        AxisAlignedBox3 box = GetViewCellBox(viewCell);
2468
2469                        //  mViewCellsManager->SetMaxFilterSize(1);
2470                        GetPrVS(box.Center(), prvs, viewSpaceFilterSize);
2471                        pvs = prvs.mViewCell->GetPvs();
2472                        DeleteLocalMergeTree(prvs.mViewCell);
2473                }
2474        }
2475        else
2476        {
2477                pvs = viewCell->GetPvs();
2478        }
2479
2480        if (spatialFilterSize >=0.0f)
2481                ApplySpatialFilter(kdTree, spatialFilterSize, pvs);
2482
2483}
2484
2485
2486
2487void
2488ViewCellsManager::ApplyFilter(KdTree *kdTree,
2489                                                          const float relViewSpaceFilterSize,
2490                                                          const float relSpatialFilterSize
2491                                                          )
2492{
2493
2494        if (!ViewCellsConstructed())
2495                return;
2496
2497        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = mViewCells.end();
2498
2499        ObjectPvs *newPvs;
2500        newPvs = new ObjectPvs[mViewCells.size()];
2501
2502        float viewSpaceFilterSize = Magnitude(mViewSpaceBox.Size())*relViewSpaceFilterSize;
2503        float spatialFilterSize = Magnitude(kdTree->GetBox().Size())*relSpatialFilterSize;
2504       
2505        int i;
2506        for (i=0, it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it, ++ i) {
2507          ApplyFilter(*it,
2508                                  kdTree,
2509                                  viewSpaceFilterSize,
2510                                  spatialFilterSize,
2511                                  newPvs[i]
2512                                  );
2513        }
2514       
2515        // now replace all pvss
2516        for (i = 0, it = mViewCells.begin(); it != it_end; ++ it, ++ i) {
2517         
2518          ObjectPvs &pvs = (*it)->GetPvs();
2519          pvs.Clear();
2520          pvs = newPvs[i];
2521          newPvs[i].Clear();
2522        }
2523
2524        delete [] newPvs;
2525}
2526
2527
2528void
2529ViewCellsManager::ApplySpatialFilter(
2530                                                                         KdTree *kdTree,
2531                                                                         const float spatialFilterSize,
2532                                                                         ObjectPvs &pvs
2533                                                                         )
2534{
2535  // now compute a new Pvs by including also objects intersecting the
2536  // extended boxes of visible objects
2537  Intersectable::NewMail();
2538
2539  ObjectPvsIterator pit = pvs.GetIterator();
2540
2541  while (pit.HasMoreEntries())
2542  {             
2543          ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
2544 
2545          Intersectable *object = entry.mObject;
2546      object->Mail();
2547  }
2548
2549  ObjectPvs nPvs;
2550  int nPvsSize = 0;
2551 
2552  ObjectPvsIterator pit2 = pvs.GetIterator();
2553
2554  while (pit2.HasMoreEntries())
2555  {             
2556          // now go through the pvs again
2557          ObjectPvsEntry entry = pit2.Next();
2558          Intersectable *object = entry.mObject;
2559
2560          //    Vector3 center = object->GetBox().Center();
2561          //    AxisAlignedBox3 box(center - Vector3(spatialFilterSize/2),
2562          //                                            center + Vector3(spatialFilterSize/2));
2563
2564          AxisAlignedBox3 box = object->GetBox();
2565          box.Enlarge(Vector3(spatialFilterSize/2));
2566
2567          ObjectContainer objects;
2568
2569          // $$ warning collect objects takes only unmailed ones!
2570          kdTree->CollectObjects(box, objects);
2571          //    cout<<"collected objects="<<objects.size()<<endl;
2572          ObjectContainer::const_iterator noi = objects.begin();
2573          for (; noi != objects.end(); ++ noi)
2574          {
2575                  Intersectable *o = *noi;
2576                  // $$ JB warning: pdfs are not correct at this point!   
2577                  nPvs.AddSample(o, Limits::Small);
2578                  nPvsSize ++;
2579          }
2580  }
2581  //  cout<<"nPvs size = "<<nPvsSize<<endl;
2582
2583  pvs.MergeInPlace(nPvs);
2584}
2585
2586
2587void
2588ViewCellsManager::ApplyFilter2(ViewCell *viewCell,
2589                                                           const bool useViewSpaceFilter,
2590                                                           const float filterSize,
2591                                                           ObjectPvs &pvs
2592                                                           )
2593{
2594  AxisAlignedBox3 vbox = GetViewCellBox(viewCell);
2595  Vector3 center = vbox.Center();
2596  // first determine the average size of the filter
2597
2598  pvs = viewCell->GetPvs();
2599  Intersectable::NewMail();
2600 
2601  ObjectPvsIterator pit = pvs.GetIterator();
2602
2603  // first mark all object from this pvs
2604  while (pit.HasMoreEntries())
2605  {             
2606          ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
2607
2608          Intersectable *object = entry.mObject;
2609          object->Mail();
2610  }
2611
2612  ObjectPvs nPvs;
2613  int pvsSize = 0;
2614  int nPvsSize = 0;
2615  float samples = (float)pvs.GetSamples();
2616  cout<<"Samples = "<<samples<<endl;
2617   cout<<"pvs size = "<<pvs.GetSize() <<endl;
2618  //  cout<<"Filter size = "<<filterSize<<endl;
2619  //  cout<<"vbox = "<<vbox<<endl;
2620  //  cout<<"center = "<<center<<endl;
2621
2622
2623#define MIN_LOCAL_SAMPLES 5
2624
2625  // compute the average filter radius
2626  float globalC = 2.0f*filterSize/sqrt(samples);
2627
2628  float sumRadius = 0.0f;
2629
2630  ObjectPvsIterator pit2 = pvs.GetIterator();
2631
2632  // first mark all object from this pvs
2633   for (; pit2.HasMoreEntries(); pvsSize++) {
2634  ObjectPvsEntry entry = pit2.Next();
2635        Intersectable *object = entry.mObject;
2636        // compute filter size based on the distance and the numebr of samples
2637        AxisAlignedBox3 box = object->GetBox();
2638
2639        float distance = Distance(center, box.Center());
2640        float globalRadius = distance*globalC;
2641
2642        int objectSamples = (int)entry.mData.mSumPdf;
2643        float localRadius = MAX_FLOAT;
2644       
2645        if (objectSamples > MIN_LOCAL_SAMPLES)
2646          localRadius = 0.5f*Magnitude(box.Diagonal())/sqrt((float)objectSamples);
2647       
2648        // now compute the filter size
2649        float radius = Min(localRadius, globalRadius);
2650       
2651        sumRadius +=radius;
2652  }
2653 
2654  float avgRadius = sumRadius/pvsSize;
2655  float viewCellRadius = 0.5f*Magnitude(vbox.Diagonal());
2656  cout<<"radius ratio = "<<avgRadius/viewCellRadius<<endl;
2657 
2658  // now compute the filter box around the current viewCell
2659
2660  if (useViewSpaceFilter) {
2661        //      float radius = Max(viewCellRadius/100.0f, avgRadius - viewCellRadius);
2662        float radius = viewCellRadius/100.0f;
2663        vbox.Enlarge(radius);
2664        cout<<"vbox = "<<vbox<<endl;
2665        ViewCellContainer viewCells;
2666        ComputeBoxIntersections(vbox, viewCells);
2667       
2668        //  cout<<"box="<<box<<endl;
2669        ViewCellContainer::const_iterator it = viewCells.begin(), it_end = viewCells.end();
2670       
2671        int i;
2672        for (i=0; it != it_end; ++ it, ++ i)
2673          if ((*it) != viewCell) {
2674                //cout<<"v"<<i<<" pvs="<<(*it)->GetPvs().mEntries.size()<<endl;
2675                  pvs.MergeInPlace((*it)->GetPvs());
2676          }
2677
2678        // update samples and globalC
2679        samples = (float)pvs.GetSamples();
2680        globalC = 2.0f*filterSize/sqrt(samples);
2681        cout<<"neighboring viewcells = "<<i-1<<endl;
2682        cout<<"Samples' = "<<samples<<endl;
2683  }
2684 
2685  pit = pvs.GetIterator();
2686
2687  // first mark all object from this pvs
2688  while (pit.HasMoreEntries())
2689  {             
2690          ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
2691
2692          Intersectable *object = entry.mObject;
2693          // compute filter size based on the distance and the numebr of samples
2694          AxisAlignedBox3 box = object->GetBox();
2695
2696          float distance = Distance(center, box.Center());
2697          float globalRadius = distance*globalC;
2698
2699          int objectSamples = (int)entry.mData.mSumPdf;
2700          float localRadius = MAX_FLOAT;
2701          if (objectSamples > MIN_LOCAL_SAMPLES)
2702                  localRadius = filterSize*0.5f*Magnitude(box.Diagonal())/sqrt((float)objectSamples);
2703
2704          //    cout<<"lr="<<localRadius<<" gr="<<globalRadius<<endl;
2705
2706          // now compute the filter size
2707          float radius = Min(localRadius, globalRadius);
2708
2709          // cout<<"box = "<<box<<endl;
2710          //    cout<<"distance = "<<distance<<endl;
2711          //    cout<<"radiues = "<<radius<<endl;
2712
2713          box.Enlarge(Vector3(radius));
2714
2715          ObjectContainer objects;
2716          // $$ warning collect objects takes only unmailed ones!
2717          CollectObjects(box, objects);
2718          //    cout<<"collected objects="<<objects.size()<<endl;
2719          ObjectContainer::const_iterator noi = objects.begin();
2720          for (; noi != objects.end(); ++ noi) {
2721                Intersectable *o = *noi;
2722                // $$ JB warning: pdfs are not correct at this point!     
2723                nPvs.AddSample(o, Limits::Small);
2724                nPvsSize ++;
2725          }
2726  }
2727  cout<<"nPvs size = "<<nPvsSize<<endl;
2728 
2729  pvs.MergeInPlace(nPvs);
2730 
2731  Intersectable::NewMail();
2732}
2733 
2734 
2735
2736 
2737
2738void ViewCellsManager::ExportColor(Exporter *exporter,
2739                                                                   ViewCell *vc,
2740                                                                   bool colorCode) const
2741{
2742        const bool vcValid = CheckValidity(vc, mMinPvsSize, mMaxPvsSize);
2743
2744        float importance = 0;
2745        static Material m;
2746
2747        switch (mColorCode)
2748        {
2749        case 0: // Random
2750                {
2751                        if (vcValid)
2752                        {
2753                                m.mDiffuseColor.r = 0.5f + RandomValue(0.0f, 0.5f);
2754                                m.mDiffuseColor.g = 0.5f + RandomValue(0.0f, 0.5f);
2755                                m.mDiffuseColor.b = 0.5f + RandomValue(0.f, 0.5f);
2756                        }
2757                        else
2758                        {
2759                                m.mDiffuseColor.r = 0.0f;
2760                                m.mDiffuseColor.g = 1.0f;
2761                                m.mDiffuseColor.b = 0.0f;
2762                        }
2763
2764                        exporter->SetForcedMaterial(m);
2765                        return;
2766                }
2767               
2768        case 1: // pvs
2769                {
2770                        if (mCurrentViewCellsStats.maxPvs)
2771                        {
2772                                importance =
2773                                        (float)mViewCellsTree->GetPvsCost(vc) /
2774                                        (float)mCurrentViewCellsStats.maxPvs;
2775                        }
2776                }
2777                break;
2778        case 2: // merges
2779                {
2780            const int lSize = mViewCellsTree->GetNumInitialViewCells(vc);
2781                        importance = (float)lSize / (float)mCurrentViewCellsStats.maxLeaves;
2782                }
2783                break;
2784#if 0
2785        case 3: // merge tree differene
2786                {
2787                        importance = (float)GetMaxTreeDiff(vc) /
2788                                (float)(mVspBspTree->GetStatistics().maxDepth * 2);
2789
2790                }
2791                break;
2792#endif
2793        default:
2794                break;
2795        }
2796
2797        // special color code for invalid view cells
2798        m.mDiffuseColor.r = importance;
2799        m.mDiffuseColor.g = 1.0f - m.mDiffuseColor.r;
2800        m.mDiffuseColor.b = vcValid ? 1.0f : 0.0f;
2801
2802        //Debug << "importance: " << importance << endl;
2803        exporter->SetForcedMaterial(m);
2804}
2805
2806
2807void ViewCellsManager::CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
2808                                                                                          vector<MergeCandidate> &candidates)
2809{
2810        // implemented in subclasses
2811}
2812
2813
2814void ViewCellsManager::UpdatePvsForEvaluation()
2815{
2816        ObjectPvs objPvs;
2817        UpdatePvsForEvaluation(mViewCellsTree->GetRoot(), objPvs);
2818}
2819
2820void ViewCellsManager::UpdatePvsForEvaluation(ViewCell *root, ObjectPvs &pvs)
2821{
2822        // terminate traversal
2823        if (root->IsLeaf())
2824        {
2825                //cout << "updating leaf" << endl;
2826                // we assume that pvs is explicitly stored in leaves
2827                pvs = root->GetPvs();
2828                UpdateScalarPvsSize(root, pvs.EvalPvsCost(), pvs.GetSize());
2829                return;
2830        }
2831
2832        //cout << "recursivly updating pvs" << endl;
2833
2834        ////////////////
2835        //-- interior node => propagate pvs up the tree
2836
2837        ViewCellInterior *interior = dynamic_cast<ViewCellInterior *>(root);
2838
2839        // reset interior pvs
2840        interior->GetPvs().Clear();
2841        // reset recursive pvs
2842        pvs.Clear();
2843
2844        // pvss of child nodes
2845        vector<ObjectPvs> pvsList;
2846        pvsList.resize((int)interior->mChildren.size());
2847
2848        ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = interior->mChildren.end();
2849       
2850        int i = 0;
2851
2852        for (vit = interior->mChildren.begin(); vit != vit_end; ++ vit, ++ i)
2853        {
2854                //////////////////
2855                //-- recursivly compute child pvss
2856                UpdatePvsForEvaluation(*vit, pvsList[i]/*objPvs*/);
2857        }
2858
2859#if 1
2860        Intersectable::NewMail();
2861
2862        //-- faster way of computing pvs:
2863        //-- construct merged pvs by adding
2864        //-- and only those of the next pvs which were not mailed.
2865        //-- note: sumpdf is not correct!!
2866
2867        vector<ObjectPvs>::iterator oit = pvsList.begin();
2868
2869        for (vit = interior->mChildren.begin(); vit != vit_end; ++ vit, ++ oit)
2870        {
2871                ObjectPvsIterator pit = (*oit).GetIterator();
2872               
2873                // first mark all object from this pvs
2874                while (pit.HasMoreEntries())
2875                {               
2876                        ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
2877
2878                        Intersectable *intersect = entry.mObject;
2879
2880                        if (!intersect->Mailed())
2881                        {
2882                                pvs.AddSample(intersect, entry.mData.mSumPdf);
2883                                intersect->Mail();
2884                        }
2885                }
2886        }
2887
2888        // store pvs in this node
2889        if (mViewCellsTree->ViewCellsStorage() == ViewCellsTree::PVS_IN_INTERIORS)
2890        {
2891                interior->SetPvs(pvs);
2892        }
2893       
2894        // set new pvs size
2895        UpdateScalarPvsSize(interior, pvs.EvalPvsCost(), pvs.GetSize());
2896       
2897#else
2898        // really merge cells: slow put sumPdf is correct
2899        viewCellInterior->GetPvs().Merge(backVc->GetPvs());
2900        viewCellInterior->GetPvs().Merge(frontVc->GetPvs());
2901#endif
2902}
2903
2904
2905
2906/*******************************************************************/
2907/*               BspViewCellsManager implementation                */
2908/*******************************************************************/
2909
2910
2911BspViewCellsManager::BspViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, BspTree *bspTree):
2912ViewCellsManager(vcTree), mBspTree(bspTree)
2913{
2914        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("BspTree.Construction.samples", mInitialSamples);
2915
2916        mBspTree->SetViewCellsManager(this);
2917        mBspTree->SetViewCellsTree(mViewCellsTree);
2918}
2919
2920
2921bool BspViewCellsManager::ViewCellsConstructed() const
2922{
2923        return mBspTree->GetRoot() != NULL;
2924}
2925
2926
2927ViewCell *BspViewCellsManager::GenerateViewCell(Mesh *mesh) const
2928{
2929        return new BspViewCell(mesh);
2930}
2931
2932
2933int BspViewCellsManager::ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
2934                                                                                          const VssRayContainer &rays)
2935{
2936        // if view cells were already constructed, we can finish
2937        if (ViewCellsConstructed())
2938                return 0;
2939
2940        int sampleContributions = 0;
2941
2942        // construct view cells using the collected samples
2943        RayContainer constructionRays;
2944        VssRayContainer savedRays;
2945
2946        // choose a a number of rays based on the ratio of cast rays / requested rays
2947        const int limit = min(mInitialSamples, (int)rays.size());
2948        VssRayContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
2949
2950        const float prop = (float)limit / ((float)rays.size() + Limits::Small);
2951
2952        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
2953        {
2954                if (Random(1.0f) < prop)
2955                        constructionRays.push_back(new Ray(*(*it)));
2956                else
2957                        savedRays.push_back(*it);
2958        }
2959
2960    if (!mUsePredefinedViewCells)
2961        {
2962                // no view cells loaded
2963                mBspTree->Construct(objects, constructionRays, &mViewSpaceBox);
2964                // collect final view cells
2965                mBspTree->CollectViewCells(mViewCells);
2966        }
2967        else
2968        {       
2969                // use predefined view cells geometry =>
2970                // contruct bsp hierarchy over them
2971                mBspTree->Construct(mViewCells);
2972        }
2973
2974        // destroy rays created only for construction
2975        CLEAR_CONTAINER(constructionRays);
2976
2977        Debug << mBspTree->GetStatistics() << endl;
2978        Debug << "\nView cells after construction:\n" << mCurrentViewCellsStats << endl;
2979
2980        // recast rest of the rays
2981        if (SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION)
2982                ComputeSampleContributions(savedRays, true, false);
2983
2984        // real meshes are contructed at this stage
2985        if (0)
2986        {
2987                cout << "finalizing view cells ... ";
2988                FinalizeViewCells(true);
2989                cout << "finished" << endl;     
2990        }
2991
2992        return sampleContributions;
2993}
2994
2995
2996void BspViewCellsManager::CollectViewCells()
2997{       
2998        if (!ViewCellsTreeConstructed())
2999        {       // view cells tree constructed 
3000                mBspTree->CollectViewCells(mViewCells);
3001        }
3002        else
3003        {       // we can use the view cells tree hierarchy to get the right set
3004                mViewCellsTree->CollectBestViewCellSet(mViewCells, mNumActiveViewCells);
3005        }
3006}
3007
3008
3009float BspViewCellsManager::GetProbability(ViewCell *viewCell)
3010{
3011        if (1)
3012                return GetVolume(viewCell) / GetViewSpaceBox().GetVolume();
3013        else
3014                // compute view cell area as subsititute for probability
3015                return GetArea(viewCell) / GetAccVcArea();
3016}
3017
3018
3019
3020int BspViewCellsManager::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
3021                                                                                 const Vector3 &termination,
3022                                                                                 ViewCellContainer &viewcells)
3023{
3024        return mBspTree->CastLineSegment(origin, termination, viewcells);
3025}
3026
3027
3028void ViewCellsManager::ExportMergedViewCells(const ObjectContainer &objects)
3029{
3030        // save color code
3031        const int savedColorCode = mColorCode;
3032
3033        // export merged view cells
3034        mColorCode = 0; // use random colors
3035
3036        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("merged_view_cells.wrl");
3037
3038        cout << "exporting view cells after merge ... ";
3039
3040        if (exporter)
3041        {
3042                if (mExportGeometry)
3043                {
3044                        exporter->ExportGeometry(objects);
3045                }
3046
3047                exporter->SetFilled();
3048                ExportViewCellsForViz(exporter, NULL, GetClipPlane());
3049
3050                delete exporter;
3051        }
3052        cout << "finished" << endl;
3053
3054        // export merged view cells using pvs color coding
3055        mColorCode = 1;
3056
3057        exporter = Exporter::GetExporter("merged_view_cells_pvs.wrl");
3058        cout << "exporting view cells after merge (pvs size) ... ";     
3059
3060        if (exporter)
3061        {
3062                if (mExportGeometry)
3063                {
3064                        exporter->ExportGeometry(objects);
3065                }
3066
3067                exporter->SetFilled();
3068                ExportViewCellsForViz(exporter, NULL, GetClipPlane());
3069
3070                delete exporter;
3071        }
3072        cout << "finished" << endl;
3073       
3074        mColorCode = savedColorCode;
3075}
3076
3077
3078int BspViewCellsManager::PostProcess(const ObjectContainer &objects,
3079                                                                         const VssRayContainer &rays)
3080{
3081        if (!ViewCellsConstructed())
3082        {
3083                Debug << "view cells not constructed" << endl;
3084                return 0;
3085        }
3086       
3087        // view cells already finished before post processing step,
3088        // i.e., because they were loaded from disc
3089        if (mViewCellsFinished)
3090        {
3091                FinalizeViewCells(true);
3092                EvaluateViewCellsStats();
3093
3094                return 0;
3095        }
3096
3097        //////////////////
3098        //-- merge leaves of the view cell hierarchy   
3099       
3100        cout << "starting post processing using " << mPostProcessSamples << " samples ... ";
3101        long startTime = GetTime();
3102       
3103        VssRayContainer postProcessRays;
3104        GetRaySets(rays, mPostProcessSamples, postProcessRays);
3105
3106        if (mMergeViewCells)
3107        {
3108                cout << "constructing visibility based merge tree" << endl;
3109                mViewCellsTree->ConstructMergeTree(rays, objects);
3110        }
3111        else
3112        {
3113                cout << "constructing spatial merge tree" << endl;
3114                ViewCell *root;
3115                // the spatial merge tree is difficult to build for
3116                // this type of construction, as view cells cover several
3117                // leaves => create dummy tree which is only 2 levels deep
3118                if (mUsePredefinedViewCells)
3119                {
3120                        root = ConstructDummyMergeTree(mBspTree->GetRoot());
3121                }
3122                else
3123                {
3124                        // create spatial merge hierarchy
3125                        root = ConstructSpatialMergeTree(mBspTree->GetRoot());
3126                }
3127               
3128                mViewCellsTree->SetRoot(root);
3129
3130                // recompute pvs in the whole hierarchy
3131                ObjectPvs pvs;
3132                UpdatePvsForEvaluation(root, pvs);
3133        }
3134
3135        cout << "finished" << endl;
3136        cout << "merged view cells in "
3137                 << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
3138
3139        Debug << "Postprocessing: Merged view cells in "
3140                << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl << endl;
3141
3142       
3143        ////////////////////////
3144        //-- visualization and statistics after merge
3145
3146        if (1)
3147        {
3148                char mstats[100];
3149                Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.mergeStats", mstats);
3150                mViewCellsTree->ExportStats(mstats);
3151        }
3152
3153        // recompute view cells and stats
3154        ResetViewCells();
3155        Debug << "\nView cells after merge:\n" << mCurrentViewCellsStats << endl;
3156
3157        //  visualization of the view cells
3158        if (1) ExportMergedViewCells(objects);
3159
3160        // compute final meshes and volume / area
3161        if (1) FinalizeViewCells(true);
3162       
3163        return 0;
3164}
3165
3166
3167BspViewCellsManager::~BspViewCellsManager()
3168{
3169}
3170
3171
3172int BspViewCellsManager::GetType() const
3173{
3174        return BSP;
3175}
3176
3177
3178void BspViewCellsManager::Visualize(const ObjectContainer &objects,
3179                                                                        const VssRayContainer &sampleRays)
3180{
3181        if (!ViewCellsConstructed())
3182                return;
3183       
3184        const int savedColorCode = mColorCode;
3185       
3186        if (1) // export final view cells
3187        {
3188                mColorCode = 1; // hack color code
3189                Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("final_view_cells.wrl");
3190       
3191                cout << "exporting view cells after merge (pvs size) ... ";     
3192
3193                if (exporter)
3194                {
3195                        if (mExportGeometry)
3196                        {
3197                                exporter->ExportGeometry(objects);
3198                        }
3199
3200                        ExportViewCellsForViz(exporter, NULL, GetClipPlane());
3201                        delete exporter;
3202                }
3203                cout << "finished" << endl;
3204        }
3205
3206        // reset color code
3207        mColorCode = savedColorCode;
3208
3209
3210        //////////////////
3211        //-- visualization of the BSP splits
3212
3213        bool exportSplits = false;
3214        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("BspTree.Visualization.exportSplits", exportSplits);
3215
3216        if (exportSplits)
3217        {
3218                cout << "exporting splits ... ";
3219                ExportSplits(objects);
3220                cout << "finished" << endl;
3221        }
3222
3223        int leafOut;
3224        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Visualization.maxOutput", leafOut);
3225        const int raysOut = 100;
3226        ExportSingleViewCells(objects, leafOut, false, true, false, raysOut, "");
3227}
3228
3229
3230void BspViewCellsManager::ExportSplits(const ObjectContainer &objects)
3231{
3232        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("bsp_splits.x3d");
3233
3234        if (exporter)
3235        {
3236                //exporter->SetFilled();
3237                if (mExportGeometry)
3238                {
3239                        exporter->ExportGeometry(objects);
3240                }
3241
3242                Material m;
3243                m.mDiffuseColor = RgbColor(1, 0, 0);
3244                exporter->SetForcedMaterial(m);
3245                exporter->SetWireframe();
3246
3247                exporter->ExportBspSplits(*mBspTree, true);
3248
3249                // NOTE: take forced material, else big scenes cannot be viewed
3250                m.mDiffuseColor = RgbColor(0, 1, 0);
3251                exporter->SetForcedMaterial(m);
3252                //exporter->ResetForcedMaterial();
3253
3254                delete exporter;
3255        }
3256}
3257
3258
3259void BspViewCellsManager::ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
3260                                                                                                const int maxViewCells,
3261                                                                                                const bool sortViewCells,
3262                                                                                                const bool exportPvs,
3263                                                                                                const bool exportRays,
3264                                                                                                const int maxRays,
3265                                                                                                const string prefix,
3266                                                                                                VssRayContainer *visRays)
3267{
3268        if (sortViewCells)
3269        {       // sort view cells to visualize the largest view cells
3270                stable_sort(mViewCells.begin(), mViewCells.end(), ViewCell::LargerRenderCost);
3271        }
3272
3273        //////////
3274        //-- some view cells for output
3275
3276        ViewCell::NewMail();
3277        const int limit = min(maxViewCells, (int)mViewCells.size());
3278       
3279        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
3280        {
3281                const int idx = sortViewCells ? (int)RandomValue(0, (float)mViewCells.size() - 0.5f) : i;
3282                ViewCell *vc = mViewCells[idx];
3283
3284                if (vc->Mailed() || vc->GetId() == OUT_OF_BOUNDS_ID)
3285                        continue;
3286
3287                vc->Mail();
3288
3289                ObjectPvs pvs;
3290                mViewCellsTree->GetPvs(vc, pvs);
3291
3292                char s[64]; sprintf(s, "%sviewcell-%04d.wrl", prefix.c_str(), i);
3293                Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(s);
3294               
3295                cout << "view cell " << idx << ": pvs cost=" << (int)mViewCellsTree->GetPvsCost(vc) << endl;
3296
3297                if (exportRays)
3298                {
3299                        ////////////
3300                        //-- export rays piercing this view cell
3301
3302                        // use rays stored with the view cells
3303                        VssRayContainer vcRays, vcRays2, vcRays3;
3304            VssRayContainer collectRays;
3305
3306                        // collect initial view cells
3307                        ViewCellContainer leaves;
3308                        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
3309
3310                        ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = leaves.end();
3311                for (vit = leaves.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
3312                        {       
3313                                // prepare some rays for output
3314                                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = (*vit)->GetOrCreateRays()->end();
3315                                for (rit = (*vit)->GetOrCreateRays()->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
3316                                {
3317                                        collectRays.push_back(*rit);
3318                                }
3319                        }
3320
3321                        const int raysOut = min((int)collectRays.size(), maxRays);
3322
3323                        // prepare some rays for output
3324                        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = collectRays.end();
3325                        for (rit = collectRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
3326                        {
3327                                const float p = RandomValue(0.0f, (float)collectRays.size());
3328                                if (p < raysOut)
3329                                {
3330                                        if ((*rit)->mFlags & VssRay::BorderSample)
3331                                        {
3332                                                vcRays.push_back(*rit);
3333                                        }
3334                                        else if ((*rit)->mFlags & VssRay::ReverseSample)
3335                                                vcRays2.push_back(*rit);
3336                                        else
3337                                                vcRays3.push_back(*rit);
3338                                               
3339                                }
3340                        }
3341
3342                        exporter->ExportRays(vcRays, RgbColor(1, 0, 0));
3343                        exporter->ExportRays(vcRays2, RgbColor(0, 1, 0));
3344                        exporter->ExportRays(vcRays3, RgbColor(1, 1, 1));
3345                }
3346               
3347                ////////////////
3348                //-- export view cell geometry
3349
3350                exporter->SetWireframe();
3351
3352                Material m;//= RandomMaterial();
3353                m.mDiffuseColor = RgbColor(0, 1, 0);
3354                exporter->SetForcedMaterial(m);
3355
3356                ExportViewCellGeometry(exporter, vc, NULL, NULL);
3357                exporter->SetFilled();
3358
3359                if (exportPvs)
3360                {
3361                        Intersectable::NewMail();
3362                        ObjectPvsIterator pit = pvs.GetIterator();
3363
3364                        while (pit.HasMoreEntries())
3365                        {               
3366                                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
3367
3368                // output PVS of view cell
3369                                Intersectable *intersect = entry.mObject;
3370                               
3371                                if (!intersect->Mailed())
3372                                {
3373                                        intersect->Mail();
3374
3375                                        m = RandomMaterial();
3376                                        exporter->SetForcedMaterial(m);
3377                                        exporter->ExportIntersectable(intersect);
3378                                }
3379                        }
3380                        cout << endl;
3381                }
3382               
3383                DEL_PTR(exporter);
3384                cout << "finished" << endl;
3385        }
3386}
3387
3388
3389void BspViewCellsManager::TestSubdivision()
3390{
3391        ViewCellContainer leaves;
3392        mViewCellsTree->CollectLeaves(mViewCellsTree->GetRoot(), leaves);
3393
3394        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3395
3396        const float vol = mViewSpaceBox.GetVolume();
3397        float subdivVol = 0;
3398        float newVol = 0;
3399
3400        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
3401        {
3402                BspNodeGeometry geom;
3403                mBspTree->ConstructGeometry(*it, geom);
3404
3405                const float lVol = geom.GetVolume();
3406                newVol += lVol;
3407                subdivVol += (*it)->GetVolume();
3408
3409                const float thres = 0.9f;
3410                if ((lVol < ((*it)->GetVolume() * thres)) ||
3411                        (lVol * thres > ((*it)->GetVolume())))
3412                        Debug << "warning: " << lVol << " " << (*it)->GetVolume() << endl;
3413        }
3414       
3415        Debug << "exact volume: " << vol << endl;
3416        Debug << "subdivision volume: " << subdivVol << endl;
3417        Debug << "new volume: " << newVol << endl;
3418}
3419
3420
3421void BspViewCellsManager::ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
3422                                                                                                 ViewCell *vc,
3423                                                                                                 const AxisAlignedBox3 *sceneBox,
3424                                                                                                 const AxisAlignedPlane *clipPlane
3425                                                                                                 ) const
3426{
3427        if (clipPlane)
3428        {
3429                const Plane3 plane = clipPlane->GetPlane();
3430
3431                ViewCellContainer leaves;
3432                mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
3433                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3434
3435                for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
3436                {
3437                        BspNodeGeometry geom;
3438                        BspNodeGeometry front;
3439                        BspNodeGeometry back;
3440
3441                        mBspTree->ConstructGeometry(*it, geom);
3442
3443                        const float eps = 0.0001f;
3444                        const int cf = geom.Side(plane, eps);
3445
3446                        if (cf == -1)
3447                        {
3448                                exporter->ExportPolygons(geom.GetPolys());
3449                        }
3450                        else if (cf == 0)
3451                        {
3452                                geom.SplitGeometry(front,
3453                                                                   back,
3454                                                                   plane,
3455                                                                   mViewSpaceBox,
3456                                                                   eps);
3457
3458                                if (back.Valid())
3459                                {
3460                                        exporter->ExportPolygons(back.GetPolys());
3461                                }                       
3462                        }
3463                }
3464        }
3465        else
3466        {
3467                // export mesh if available
3468                // TODO: some bug here?
3469                if (1 && vc->GetMesh())
3470                {
3471                        exporter->ExportMesh(vc->GetMesh());
3472                }
3473                else
3474                {
3475                        BspNodeGeometry geom;
3476                        mBspTree->ConstructGeometry(vc, geom);
3477                        exporter->ExportPolygons(geom.GetPolys());
3478                }
3479        }
3480}
3481
3482
3483void BspViewCellsManager::CreateMesh(ViewCell *vc)
3484{
3485        // note: should previous mesh be deleted (via mesh manager?)
3486        BspNodeGeometry geom;
3487        mBspTree->ConstructGeometry(vc, geom);
3488
3489        Mesh *mesh = MeshManager::GetSingleton()->CreateResource();
3490
3491        IncludeNodeGeomInMesh(geom, *mesh);
3492        vc->SetMesh(mesh);
3493}
3494
3495
3496void BspViewCellsManager::Finalize(ViewCell *viewCell,
3497                                                                   const bool createMesh)
3498{
3499        float area = 0;
3500        float volume = 0;
3501
3502        ViewCellContainer leaves;
3503        mViewCellsTree->CollectLeaves(viewCell, leaves);
3504
3505        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3506
3507    for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
3508        {
3509                BspNodeGeometry geom;
3510
3511                mBspTree->ConstructGeometry(*it, geom);
3512
3513                const float lVol = geom.GetVolume();
3514                const float lArea = geom.GetArea();
3515
3516                area += lArea;
3517                volume += lVol;
3518       
3519                CreateMesh(*it);
3520        }
3521
3522        viewCell->SetVolume(volume);
3523        viewCell->SetArea(area);
3524}
3525
3526
3527ViewCell *BspViewCellsManager::GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active) const
3528{
3529        if (!ViewCellsConstructed())
3530        {
3531                return NULL;
3532        }
3533        if (!mViewSpaceBox.IsInside(point))
3534        {
3535                return NULL;
3536        }
3537        return mBspTree->GetViewCell(point);
3538}
3539
3540
3541void BspViewCellsManager::CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
3542                                                                                                 vector<MergeCandidate> &candidates)
3543{
3544        cout << "collecting merge candidates ... " << endl;
3545
3546        if (mUseRaysForMerge)
3547        {
3548                mBspTree->CollectMergeCandidates(rays, candidates);
3549        }
3550        else
3551        {
3552                vector<BspLeaf *> leaves;
3553                mBspTree->CollectLeaves(leaves);
3554                mBspTree->CollectMergeCandidates(leaves, candidates);
3555        }
3556
3557        cout << "fininshed collecting candidates" << endl;
3558}
3559
3560
3561
3562bool BspViewCellsManager::ExportViewCells(const string filename,
3563                                                                                  const bool exportPvs,
3564                                                                                  const ObjectContainer &objects)
3565{
3566        if (!ViewCellsConstructed() || !ViewCellsTreeConstructed())
3567        {
3568                return false;
3569        }
3570
3571        cout << "exporting view cells to xml ... ";
3572
3573        OUT_STREAM stream(filename.c_str());
3574
3575        // for output we need unique ids for each view cell
3576        CreateUniqueViewCellIds();
3577
3578        stream << "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>"<<endl;
3579        stream << "<VisibilitySolution>" << endl;
3580
3581        if (exportPvs)
3582        {
3583                //////////
3584                //-- export bounding boxes: they are used to identify the objects from the pvs and
3585                //-- assign them to the entities in the rendering engine
3586
3587                stream << "<BoundingBoxes>" << endl;
3588                ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = objects.end();
3589
3590                for (oit = objects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
3591                {
3592                        const AxisAlignedBox3 box = (*oit)->GetBox();
3593                       
3594                        stream << "<BoundingBox" << " id=\"" << (*oit)->GetId() << "\""
3595                                   << " min=\"" << box.Min().x << " " << box.Min().y << " " << box.Min().z << "\""
3596                                   << " max=\"" << box.Max().x << " " << box.Max().y << " " << box.Max().z << "\" />" << endl;
3597                }
3598
3599                stream << "</BoundingBoxes>" << endl;
3600        }
3601
3602        ///////////
3603        //-- export the view cells and the pvs
3604
3605        const int numViewCells = mCurrentViewCellsStats.viewCells;
3606        stream << "<ViewCells number=\"" << numViewCells << "\" >" << endl;
3607
3608        mViewCellsTree->Export(stream, exportPvs);
3609       
3610        stream << "</ViewCells>" << endl;
3611
3612        /////////////
3613        //-- export the view space hierarchy
3614        stream << "<ViewSpaceHierarchy type=\"bsp\""
3615                   << " min=\"" << mViewSpaceBox.Min().x << " " << mViewSpaceBox.Min().y << " " << mViewSpaceBox.Min().z << "\""
3616                   << " max=\"" << mViewSpaceBox.Max().x << " " << mViewSpaceBox.Max().y << " " << mViewSpaceBox.Max().z << "\">" << endl;
3617
3618        mBspTree->Export(stream);
3619
3620        // end tags
3621        stream << "</ViewSpaceHierarchy>" << endl;
3622        stream << "</VisibilitySolution>" << endl;
3623
3624        stream.close();
3625        cout << "finished" << endl;
3626
3627        return true;
3628}
3629
3630
3631ViewCell *BspViewCellsManager::ConstructDummyMergeTree(BspNode *root)
3632{
3633        ViewCellInterior *vcRoot = new ViewCellInterior();
3634               
3635        // evaluate merge cost for priority traversal
3636        const float mergeCost =  -(float)root->mTimeStamp;
3637        vcRoot->SetMergeCost(mergeCost);
3638
3639        float volume = 0;
3640        vector<BspLeaf *> leaves;
3641        mBspTree->CollectLeaves(leaves);
3642        vector<BspLeaf *>::const_iterator lit, lit_end = leaves.end();
3643        ViewCell::NewMail();
3644
3645        for (lit = leaves.begin(); lit != lit_end; ++ lit)
3646        {
3647                BspLeaf *leaf = *lit;
3648                ViewCell *vc = leaf->GetViewCell();
3649
3650                if (!vc->Mailed())
3651                {
3652                        vc->Mail();
3653                        vc->SetMergeCost(0.0f);
3654                        vcRoot->SetupChildLink(vc);
3655
3656                        volume += vc->GetVolume();
3657                        volume += vc->GetVolume();     
3658                        vcRoot->SetVolume(volume);
3659                }
3660        }
3661       
3662        return vcRoot;
3663}
3664
3665
3666ViewCell *BspViewCellsManager::ConstructSpatialMergeTree(BspNode *root)
3667{
3668        // terminate recursion
3669        if (root->IsLeaf())
3670        {
3671                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(root);
3672                leaf->GetViewCell()->SetMergeCost(0.0f);
3673                return leaf->GetViewCell();
3674        }
3675       
3676        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(root);
3677        ViewCellInterior *viewCellInterior = new ViewCellInterior();
3678               
3679        // evaluate merge cost for priority traversal
3680        const float mergeCost = -(float)root->mTimeStamp;
3681        viewCellInterior->SetMergeCost(mergeCost);
3682
3683        float volume = 0;
3684       
3685        BspNode *front = interior->GetFront();
3686        BspNode *back = interior->GetBack();
3687
3688
3689        ////////////
3690        //-- recursivly compute child hierarchies
3691
3692        ViewCell *backVc = ConstructSpatialMergeTree(back);
3693        ViewCell *frontVc = ConstructSpatialMergeTree(front);
3694
3695        viewCellInterior->SetupChildLink(backVc);
3696        viewCellInterior->SetupChildLink(frontVc);
3697
3698        volume += backVc->GetVolume();
3699        volume += frontVc->GetVolume();
3700
3701        viewCellInterior->SetVolume(volume);
3702
3703        return viewCellInterior;
3704}
3705
3706
3707/************************************************************************/
3708/*                   KdViewCellsManager implementation                  */
3709/************************************************************************/
3710
3711
3712
3713KdViewCellsManager::KdViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, KdTree *kdTree):
3714ViewCellsManager(vcTree), mKdTree(kdTree), mKdPvsDepth(100)
3715{
3716}
3717
3718
3719float KdViewCellsManager::GetProbability(ViewCell *viewCell)
3720{
3721        // compute view cell area / volume as subsititute for probability
3722        if (0)
3723                return GetArea(viewCell) / GetViewSpaceBox().SurfaceArea();
3724        else
3725                return GetVolume(viewCell) / GetViewSpaceBox().GetVolume();
3726}
3727
3728
3729
3730
3731void KdViewCellsManager::CollectViewCells()
3732{
3733        //mKdTree->CollectViewCells(mViewCells); TODO
3734}
3735
3736
3737int KdViewCellsManager::ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
3738                                                                  const VssRayContainer &rays)
3739{
3740        // if view cells already constructed
3741        if (ViewCellsConstructed())
3742                return 0;
3743
3744        mKdTree->Construct();
3745
3746        mTotalAreaValid = false;
3747        // create the view cells
3748        mKdTree->CreateAndCollectViewCells(mViewCells);
3749        // cast rays
3750        ComputeSampleContributions(rays, true, false);
3751
3752        EvaluateViewCellsStats();
3753        Debug << "\nView cells after construction:\n" << mCurrentViewCellsStats << endl;
3754
3755        return 0;
3756}
3757
3758
3759bool KdViewCellsManager::ViewCellsConstructed() const
3760{
3761        return mKdTree->GetRoot() != NULL;
3762}
3763
3764
3765int KdViewCellsManager::PostProcess(const ObjectContainer &objects,
3766                                                                        const VssRayContainer &rays)
3767{
3768        return 0;
3769}
3770
3771
3772void KdViewCellsManager::ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
3773                                                                                           const int maxViewCells,
3774                                                                                           const bool sortViewCells,
3775                                                                                           const bool exportPvs,
3776                                                                                           const bool exportRays,
3777                                                                                           const int maxRays,
3778                                                                                           const string prefix,
3779                                                                                           VssRayContainer *visRays)
3780{
3781        // TODO
3782}
3783
3784
3785void KdViewCellsManager::Visualize(const ObjectContainer &objects,
3786                                                                   const VssRayContainer &sampleRays)
3787{
3788        if (!ViewCellsConstructed())
3789                return;
3790
3791        // using view cells instead of the kd PVS of objects
3792        const bool useViewCells = true;
3793        bool exportRays = false;
3794
3795        int limit = min(mVisualizationSamples, (int)sampleRays.size());
3796        const int pvsOut = min((int)objects.size(), 10);
3797        VssRayContainer *rays = new VssRayContainer[pvsOut];
3798
3799        if (useViewCells)
3800        {
3801                const int leafOut = 10;
3802
3803                ViewCell::NewMail();
3804
3805                //-- some rays for output
3806                const int raysOut = min((int)sampleRays.size(), mVisualizationSamples);
3807                Debug << "visualization using " << raysOut << " samples" << endl;
3808
3809                //-- some random view cells and rays for output
3810                vector<KdLeaf *> kdLeaves;
3811
3812                for (int i = 0; i < leafOut; ++ i)
3813                        kdLeaves.push_back(dynamic_cast<KdLeaf *>(mKdTree->GetRandomLeaf()));
3814
3815                for (int i = 0; i < kdLeaves.size(); ++ i)
3816                {
3817                        KdLeaf *leaf = kdLeaves[i];
3818                        RayContainer vcRays;
3819
3820                        cout << "creating output for view cell " << i << " ... ";
3821#if 0
3822                        // check whether we can add the current ray to the output rays
3823                        for (int k = 0; k < raysOut; ++ k)
3824                        {
3825                                Ray *ray = sampleRays[k];
3826
3827                                for (int j = 0; j < (int)ray->bspIntersections.size(); ++ j)
3828                                {
3829                                        BspLeaf *leaf2 = ray->bspIntersections[j].mLeaf;
3830
3831                                        if (leaf->GetViewCell() == leaf2->GetViewCell())
3832                                        {
3833                                                vcRays.push_back(ray);
3834                                        }
3835                                }
3836                        }
3837#endif
3838                        Intersectable::NewMail();
3839
3840                        ViewCell *vc = leaf->mViewCell;
3841                        char str[64]; sprintf(str, "viewcell%04d.wrl", i);
3842
3843                        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(str);
3844                        exporter->SetFilled();
3845
3846                        exporter->SetWireframe();
3847                        //exporter->SetFilled();
3848
3849                        Material m;//= RandomMaterial();
3850                        m.mDiffuseColor = RgbColor(1, 1, 0);
3851                        exporter->SetForcedMaterial(m);
3852
3853                        AxisAlignedBox3 box = mKdTree->GetBox(leaf);
3854                        exporter->ExportBox(box);
3855
3856                        // export rays piercing this view cell
3857                        exporter->ExportRays(vcRays, 1000, RgbColor(0, 1, 0));
3858
3859                        m.mDiffuseColor = RgbColor(1, 0, 0);
3860                        exporter->SetForcedMaterial(m);
3861
3862                        // exporter->SetWireframe();
3863                        exporter->SetFilled();
3864
3865                        ObjectPvsIterator pit = vc->GetPvs().GetIterator();
3866                       
3867                        while (pit.HasMoreEntries())
3868                        {               
3869                                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
3870                               
3871                                //-- output PVS of view cell
3872                                Intersectable *intersect = entry.mObject;
3873                                if (!intersect->Mailed())
3874                                {
3875                                        exporter->ExportIntersectable(intersect);
3876                                        intersect->Mail();
3877                                }
3878                        }
3879
3880                        DEL_PTR(exporter);
3881                        cout << "finished" << endl;
3882                }
3883
3884                DEL_PTR(rays);
3885        }
3886        else // using kd PVS of objects
3887        {
3888                for (int i = 0; i < limit; ++ i)
3889                {
3890                        VssRay *ray = sampleRays[i];
3891
3892                        // check whether we can add this to the rays
3893                        for (int j = 0; j < pvsOut; j++)
3894                        {
3895                                if (objects[j] == ray->mTerminationObject)
3896                                {
3897                                        rays[j].push_back(ray);
3898                                }
3899                        }
3900                }
3901
3902                if (exportRays)
3903                {
3904                        Exporter *exporter = NULL;
3905                        exporter = Exporter::GetExporter("sample-rays.x3d");
3906                        exporter->SetWireframe();
3907                        exporter->ExportKdTree(*mKdTree);
3908
3909                        for (i = 0; i < pvsOut; i++)
3910                                exporter->ExportRays(rays[i], RgbColor(1, 0, 0));
3911
3912                        exporter->SetFilled();
3913                        delete exporter;
3914                }
3915
3916                for (int k=0; k < pvsOut; k++)
3917                {
3918                        Intersectable *object = objects[k];
3919                        char str[64]; sprintf(str, "viewcell%04d.wrl", i);
3920
3921                        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(str);
3922                        exporter->SetWireframe();
3923
3924                        // matt: no kd pvs
3925                        /*
3926                        KdPvsMap::iterator kit = object->mKdPvs.mEntries.begin();
3927                        Intersectable::NewMail();
3928
3929                        // avoid adding the object to the list
3930                        object->Mail();
3931                        ObjectContainer visibleObjects;
3932
3933                        for (; kit != object->mKdPvs.mEntries.end(); i++)
3934                        {
3935                                KdNode *node = (*kit).first;
3936                                exporter->ExportBox(mKdTree->GetBox(node));
3937
3938                                mKdTree->CollectObjects(node, visibleObjects);
3939                        }
3940
3941                        exporter->ExportRays(rays[k],  RgbColor(0, 1, 0));
3942                        exporter->SetFilled();
3943
3944                        for (int j = 0; j < visibleObjects.size(); j++)
3945                                exporter->ExportIntersectable(visibleObjects[j]);
3946
3947                        Material m;
3948                        m.mDiffuseColor = RgbColor(1, 0, 0);
3949                        exporter->SetForcedMaterial(m);
3950                        exporter->ExportIntersectable(object);
3951*/
3952                        delete exporter;
3953                }
3954        }
3955}
3956
3957
3958ViewCell *KdViewCellsManager::GenerateViewCell(Mesh *mesh) const
3959{
3960        return new KdViewCell(mesh);
3961}
3962
3963
3964void KdViewCellsManager::ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
3965                                                                                                ViewCell *vc,
3966                                                                                                const AxisAlignedBox3 *sceneBox,
3967                                                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane
3968                                                                                                ) const
3969{
3970        ViewCellContainer leaves;
3971        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
3972        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3973
3974        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
3975        {
3976                KdViewCell *kdVc = dynamic_cast<KdViewCell *>(*it);
3977                exporter->ExportBox(mKdTree->GetBox(kdVc->mLeaves[0]));
3978        }
3979}
3980
3981
3982int KdViewCellsManager::GetType() const
3983{
3984        return ViewCellsManager::KD;
3985}
3986
3987
3988
3989KdNode *KdViewCellsManager::GetNodeForPvs(KdLeaf *leaf)
3990{
3991        KdNode *node = leaf;
3992
3993        while (node->mParent && node->mDepth > mKdPvsDepth)
3994                node = node->mParent;
3995
3996        return node;
3997}
3998
3999int KdViewCellsManager::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
4000                                                                                const Vector3 &termination,
4001                                                                                ViewCellContainer &viewcells)
4002{
4003        return mKdTree->CastLineSegment(origin, termination, viewcells);
4004}
4005
4006
4007void KdViewCellsManager::CreateMesh(ViewCell *vc)
4008{
4009        // TODO
4010}
4011
4012
4013
4014void KdViewCellsManager::CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
4015                                                                                                vector<MergeCandidate> &candidates)
4016{
4017        // TODO
4018}
4019
4020
4021
4022/**************************************************************************/
4023/*                   VspBspViewCellsManager implementation                */
4024/**************************************************************************/
4025
4026
4027VspBspViewCellsManager::VspBspViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, VspBspTree *vspBspTree):
4028ViewCellsManager(vcTree), mVspBspTree(vspBspTree)
4029{
4030        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Construction.samples", mInitialSamples);
4031        mVspBspTree->SetViewCellsManager(this);
4032        mVspBspTree->mViewCellsTree = mViewCellsTree;
4033}
4034
4035
4036VspBspViewCellsManager::~VspBspViewCellsManager()
4037{
4038}
4039
4040
4041float VspBspViewCellsManager::GetProbability(ViewCell *viewCell)
4042{
4043        if (0 && mVspBspTree->mUseAreaForPvs)
4044                return GetArea(viewCell) / GetAccVcArea();
4045        else
4046                return GetVolume(viewCell) / mViewSpaceBox.GetVolume();
4047}
4048
4049
4050void VspBspViewCellsManager::CollectViewCells()
4051{
4052        // view cells tree constructed?
4053        if (!ViewCellsTreeConstructed())
4054        {
4055                mVspBspTree->CollectViewCells(mViewCells, false);
4056        }
4057        else
4058        {       
4059                // we can use the view cells tree hierarchy to get the right set
4060                mViewCellsTree->CollectBestViewCellSet(mViewCells, mNumActiveViewCells);
4061        }
4062}
4063
4064
4065void VspBspViewCellsManager::CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
4066                                                                                                        vector<MergeCandidate> &candidates)
4067{       
4068        cout << "collecting merge candidates ... " << endl;
4069
4070        if (mUseRaysForMerge)
4071        {
4072                mVspBspTree->CollectMergeCandidates(rays, candidates);
4073        }
4074        else
4075        {
4076                vector<BspLeaf *> leaves;
4077                mVspBspTree->CollectLeaves(leaves);
4078       
4079                mVspBspTree->CollectMergeCandidates(leaves, candidates);
4080        }
4081
4082        cout << "fininshed collecting candidates" << endl;
4083}
4084
4085
4086bool VspBspViewCellsManager::ViewCellsConstructed() const
4087{
4088        return mVspBspTree->GetRoot() != NULL;
4089}
4090
4091
4092ViewCell *VspBspViewCellsManager::GenerateViewCell(Mesh *mesh) const
4093{
4094        return new BspViewCell(mesh);
4095}
4096
4097
4098int VspBspViewCellsManager::ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
4099                                                                                                 const VssRayContainer &rays)
4100{
4101        mMaxPvsSize = (int)(mMaxPvsRatio * (float)objects.size());
4102
4103        // if view cells were already constructed
4104        if (ViewCellsConstructed())
4105        {
4106                return 0;
4107        }
4108
4109        int sampleContributions = 0;
4110        VssRayContainer sampleRays;
4111
4112        const int limit = min(mInitialSamples, (int)rays.size());
4113
4114        Debug << "samples used for vsp bsp subdivision: " << mInitialSamples
4115                  << ", actual rays: " << (int)rays.size() << endl;
4116
4117        VssRayContainer savedRays;
4118
4119        if (SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION)
4120        {
4121                VssRayContainer constructionRays;
4122               
4123                GetRaySets(rays, mInitialSamples, constructionRays, &savedRays);
4124
4125                Debug << "rays used for initial construction: " << (int)constructionRays.size() << endl;
4126                Debug << "rays saved for later use: " << (int)savedRays.size() << endl;
4127       
4128                mVspBspTree->Construct(constructionRays, &mViewSpaceBox);
4129        }
4130        else
4131        {
4132                Debug << "rays used for initial construction: " << (int)rays.size() << endl;
4133                mVspBspTree->Construct(rays, &mViewSpaceBox);
4134        }
4135
4136        // collapse invalid regions
4137        cout << "collapsing invalid tree regions ... ";
4138        long startTime = GetTime();
4139
4140        const int collapsedLeaves = mVspBspTree->CollapseTree();
4141        Debug << "collapsed in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3
4142                  << " seconds" << endl;
4143
4144    cout << "finished" << endl;
4145
4146        /////////////////
4147        //-- stats after construction
4148
4149        Debug << mVspBspTree->GetStatistics() << endl;
4150
4151        ResetViewCells();
4152        Debug << "\nView cells after construction:\n" << mCurrentViewCellsStats << endl;
4153
4154
4155        //////////////////////
4156        //-- recast the rest of the rays
4157
4158        startTime = GetTime();
4159
4160        cout << "Computing remaining ray contributions ... ";
4161
4162        if (SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION)
4163                ComputeSampleContributions(savedRays, true, false);
4164
4165        cout << "finished" << endl;
4166
4167        Debug << "Computed remaining ray contribution in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3
4168                  << " secs" << endl;
4169
4170        cout << "construction finished" << endl;
4171
4172        if (0)
4173        {       ////////
4174                //-- real meshes are contructed at this stage
4175                cout << "finalizing view cells ... ";
4176                FinalizeViewCells(true);
4177                cout << "finished" << endl;
4178        }
4179
4180        return sampleContributions;
4181}
4182
4183
4184void VspBspViewCellsManager::MergeViewCells(const VssRayContainer &rays,
4185                                                                                        const ObjectContainer &objects)
4186{
4187    int vcSize = 0;
4188        int pvsSize = 0;
4189
4190        //-- merge view cells
4191        cout << "starting merge using " << mPostProcessSamples << " samples ... " << endl;
4192        long startTime = GetTime();
4193
4194
4195        if (mMergeViewCells)
4196        {
4197                // TODO: should be done BEFORE the ray casting
4198                // compute tree by merging the nodes based on cost heuristics
4199                mViewCellsTree->ConstructMergeTree(rays, objects);
4200        }
4201        else
4202        {
4203                // compute tree by merging the nodes of the spatial hierarchy
4204                ViewCell *root = ConstructSpatialMergeTree(mVspBspTree->GetRoot());
4205                mViewCellsTree->SetRoot(root);
4206
4207                // compute pvs
4208                ObjectPvs pvs;
4209                UpdatePvsForEvaluation(root, pvs);
4210        }
4211
4212        if (1)
4213        {
4214                char mstats[100];
4215                ObjectPvs pvs;
4216
4217                Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.mergeStats", mstats);
4218                mViewCellsTree->ExportStats(mstats);
4219        }
4220
4221        cout << "merged view cells in "
4222                 << TimeDiff(startTime, GetTime()) *1e-3 << " secs" << endl;
4223
4224        Debug << "Postprocessing: Merged view cells in "
4225                  << TimeDiff(startTime, GetTime()) *1e-3 << " secs" << endl << endl;
4226       
4227
4228        //////////////////
4229        //-- stats and visualizations
4230
4231        int savedColorCode = mColorCode;
4232       
4233        // get currently active view cell set
4234        ResetViewCells();
4235        Debug << "\nView cells after merge:\n" << mCurrentViewCellsStats << endl;
4236       
4237        if (mShowVisualization) // export merged view cells
4238        {
4239                mColorCode = 0;
4240                Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("merged_view_cells.wrl");
4241               
4242                cout << "exporting view cells after merge ... ";
4243
4244                if (exporter)
4245                {
4246                        if (0)
4247                                exporter->SetWireframe();
4248                        else
4249                                exporter->SetFilled();
4250
4251                        ExportViewCellsForViz(exporter, NULL, GetClipPlane());
4252
4253                        if (mExportGeometry)
4254                        {
4255                                Material m;
4256                                m.mDiffuseColor = RgbColor(0, 1, 0);
4257                                exporter->SetForcedMaterial(m);
4258                                exporter->SetFilled();
4259
4260                                exporter->ExportGeometry(objects);
4261                        }
4262
4263                        delete exporter;
4264                }
4265                cout << "finished" << endl;
4266        }
4267
4268        if (mShowVisualization)
4269        {
4270                // use pvs size for color coding
4271                mColorCode = 1;
4272                Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("merged_view_cells_pvs.wrl");
4273
4274                cout << "exporting view cells after merge (pvs size) ... ";     
4275
4276                if (exporter)
4277                {
4278                        exporter->SetFilled();
4279
4280                        ExportViewCellsForViz(exporter, NULL, GetClipPlane());
4281
4282                        if (mExportGeometry)
4283                        {
4284                                Material m;
4285                                m.mDiffuseColor = RgbColor(0, 1, 0);
4286                                exporter->SetForcedMaterial(m);
4287                                exporter->SetFilled();
4288
4289                                exporter->ExportGeometry(objects);
4290                        }
4291
4292                        delete exporter;
4293                }
4294                cout << "finished" << endl;
4295        }
4296
4297        mColorCode = savedColorCode;
4298}
4299
4300
4301void VspBspViewCellsManager::RefineViewCells(const VssRayContainer &rays,
4302                                                                                         const ObjectContainer &objects)
4303{
4304        mRenderer->RenderScene();
4305
4306        SimulationStatistics ss;
4307        dynamic_cast<RenderSimulator *>(mRenderer)->GetStatistics(ss);
4308    Debug << "render time before refine\n\n" << ss << endl;
4309
4310        const long startTime = GetTime();
4311        cout << "Refining the merged view cells ... ";
4312
4313        // refining the merged view cells
4314        const int refined = mViewCellsTree->RefineViewCells(rays, objects);
4315
4316        //-- stats and visualizations
4317        cout << "finished" << endl;
4318        cout << "refined " << refined << " view cells in "
4319                 << TimeDiff(startTime, GetTime()) *1e-3 << " secs" << endl;
4320
4321        Debug << "Postprocessing: refined " << refined << " view cells in "
4322                  << TimeDiff(startTime, GetTime()) *1e-3 << " secs" << endl << endl;
4323}
4324
4325
4326int VspBspViewCellsManager::PostProcess(const ObjectContainer &objects,
4327                                                                                const VssRayContainer &rays)
4328{
4329        if (!ViewCellsConstructed())
4330        {
4331                Debug << "postprocess error: no view cells constructed" << endl;
4332                return 0;
4333        }
4334
4335        // view cells already finished before post processing step
4336        // (i.e. because they were loaded)
4337        if (mViewCellsFinished)
4338        {
4339                FinalizeViewCells(true);
4340                EvaluateViewCellsStats();
4341
4342                return 0;
4343        }
4344
4345        // check if new view cells turned invalid
4346        int minPvs, maxPvs;
4347
4348        if (0)
4349        {
4350                minPvs = mMinPvsSize;
4351                maxPvs = mMaxPvsSize;
4352        }
4353        else
4354        {
4355                // problem matt: why did I start here from zero?
4356                minPvs = 0;
4357                maxPvs = mMaxPvsSize;
4358        }
4359
4360        Debug << "setting validity, min: " << minPvs << " max: " << maxPvs << endl;
4361        cout << "setting validity, min: " << minPvs << " max: " << maxPvs << endl;
4362       
4363        SetValidity(minPvs, maxPvs);
4364
4365        // update valid view space according to valid view cells
4366        if (0) mVspBspTree->ValidateTree();
4367
4368        // area has to be recomputed
4369        mTotalAreaValid = false;
4370        VssRayContainer postProcessRays;
4371        GetRaySets(rays, mPostProcessSamples, postProcessRays);
4372
4373        Debug << "post processing using " << (int)postProcessRays.size() << " samples" << endl;
4374
4375        // should maybe be done here to allow merge working
4376        // with area or volume and to correct the rendering statistics
4377        if (0) FinalizeViewCells(false);
4378               
4379        //////////
4380        //-- merge the individual view cells
4381        MergeViewCells(postProcessRays, objects);
4382       
4383        // refines the merged view cells
4384        if (0) RefineViewCells(postProcessRays, objects);
4385
4386
4387        ///////////
4388        //-- render simulation after merge + refine
4389
4390        cout << "\nview cells partition render time before compress" << endl << endl;;
4391        dynamic_cast<RenderSimulator *>(mRenderer)->RenderScene();
4392        SimulationStatistics ss;
4393        dynamic_cast<RenderSimulator *>(mRenderer)->GetStatistics(ss);
4394        cout << ss << endl;
4395       
4396
4397        ////////////
4398        //-- compression
4399//#if HAS_TO_BE_REDONE
4400        if (ViewCellsTreeConstructed() && mCompressViewCells)
4401        {
4402                int pvsEntries = mViewCellsTree->CountStoredPvsEntries(mViewCellsTree->GetRoot());
4403                Debug << "number of entries before compress: " << pvsEntries << endl;
4404
4405                mViewCellsTree->SetViewCellsStorage(ViewCellsTree::COMPRESSED);
4406
4407                pvsEntries = mViewCellsTree->CountStoredPvsEntries(mViewCellsTree->GetRoot());
4408                Debug << "number of entries after compress: " << pvsEntries << endl;
4409        }
4410//#endif
4411
4412        // collapse sibling leaves that share the same view cell
4413        if (0) mVspBspTree->CollapseTree();
4414
4415        // recompute view cell list and statistics
4416        ResetViewCells();
4417
4418        // compute final meshes and volume / area
4419        if (1) FinalizeViewCells(true);
4420
4421        return 0;
4422}
4423
4424
4425int VspBspViewCellsManager::GetType() const
4426{
4427        return VSP_BSP;
4428}
4429
4430
4431ViewCell *VspBspViewCellsManager::ConstructSpatialMergeTree(BspNode *root)
4432{
4433        // terminate recursion
4434        if (root->IsLeaf())
4435        {
4436                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(root);
4437                leaf->GetViewCell()->SetMergeCost(0.0f);
4438                return leaf->GetViewCell();
4439        }
4440       
4441       
4442        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(root);
4443        ViewCellInterior *viewCellInterior = new ViewCellInterior();
4444               
4445        // evaluate merge cost for priority traversal
4446        float mergeCost = 1.0f / (float)root->mTimeStamp;
4447        viewCellInterior->SetMergeCost(mergeCost);
4448
4449        float volume = 0;
4450       
4451        BspNode *front = interior->GetFront();
4452        BspNode *back = interior->GetBack();
4453
4454
4455        ObjectPvs frontPvs, backPvs;
4456
4457        //-- recursivly compute child hierarchies
4458        ViewCell *backVc = ConstructSpatialMergeTree(back);
4459        ViewCell *frontVc = ConstructSpatialMergeTree(front);
4460
4461
4462        viewCellInterior->SetupChildLink(backVc);
4463        viewCellInterior->SetupChildLink(frontVc);
4464
4465        volume += backVc->GetVolume();
4466        volume += frontVc->GetVolume();
4467
4468        viewCellInterior->SetVolume(volume);
4469
4470        return viewCellInterior;
4471}
4472
4473
4474bool VspBspViewCellsManager::GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const
4475{
4476        if (!ViewCellsConstructed())
4477                return ViewCellsManager::GetViewPoint(viewPoint);
4478
4479        // TODO: set reasonable limit
4480        const int limit = 20;
4481
4482        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
4483        {
4484                viewPoint = mViewSpaceBox.GetRandomPoint();
4485                if (mVspBspTree->ViewPointValid(viewPoint))
4486                {
4487                        return true;
4488                }
4489        }
4490
4491        Debug << "failed to find valid view point, taking " << viewPoint << endl;
4492        return false;
4493}
4494
4495
4496bool VspBspViewCellsManager::ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const
4497{
4498        // $$JB -> implemented in viewcellsmanager (slower, but allows dynamic
4499        // validy update in preprocessor for all managers)
4500        return ViewCellsManager::ViewPointValid(viewPoint);
4501
4502        //      return mViewSpaceBox.IsInside(viewPoint) &&
4503        //                 mVspBspTree->ViewPointValid(viewPoint);
4504}
4505
4506
4507void VspBspViewCellsManager::Visualize(const ObjectContainer &objects,
4508                                                                           const VssRayContainer &sampleRays)
4509{
4510        if (!ViewCellsConstructed())
4511                return;
4512
4513        VssRayContainer visRays;
4514        GetRaySets(sampleRays, mVisualizationSamples, visRays);
4515       
4516        if (1)
4517        {       
4518                //////////////////
4519                //-- export final view cell partition
4520
4521                Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("final_view_cells.wrl");
4522               
4523                if (exporter)
4524                {
4525                        cout << "exporting view cells after post process ... ";
4526                        if (0)
4527                        {       // export view space box
4528                                exporter->SetWireframe();
4529                                exporter->ExportBox(mViewSpaceBox);
4530                                exporter->SetFilled();
4531                        }
4532
4533                        Material m;
4534                        m.mDiffuseColor.r = 0.0f;
4535                        m.mDiffuseColor.g = 0.5f;
4536                        m.mDiffuseColor.b = 0.5f;
4537
4538            exporter->SetForcedMaterial(m);
4539
4540                        if (1 && mExportGeometry)
4541                        {
4542                                exporter->ExportGeometry(objects);
4543                        }
4544
4545                        if (0 && mExportRays)
4546                        {
4547                                exporter->ExportRays(visRays, RgbColor(1, 0, 0));
4548                        }
4549                        ExportViewCellsForViz(exporter, NULL, GetClipPlane());
4550
4551                        delete exporter;
4552                        cout << "finished" << endl;
4553                }
4554        }
4555
4556        ////////////////
4557        //-- visualization of the BSP splits
4558
4559        bool exportSplits = false;
4560        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.Visualization.exportSplits", exportSplits);
4561
4562        if (exportSplits)
4563        {
4564                cout << "exporting splits ... ";
4565                ExportSplits(objects, visRays);
4566                cout << "finished" << endl;
4567        }
4568
4569        ////////
4570        //-- export single view cells
4571       
4572        int leafOut;
4573        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Visualization.maxOutput", leafOut);
4574        const int raysOut = 100;
4575       
4576        ExportSingleViewCells(objects, leafOut, false, true, false, raysOut, "");
4577}
4578
4579
4580void VspBspViewCellsManager::ExportSplits(const ObjectContainer &objects,
4581                                                                                  const VssRayContainer &rays)
4582{
4583        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("bsp_splits.x3d");
4584
4585        if (exporter)
4586        {
4587                Material m;
4588                m.mDiffuseColor = RgbColor(1, 0, 0);
4589                exporter->SetForcedMaterial(m);
4590                exporter->SetWireframe();
4591
4592                exporter->ExportBspSplits(*mVspBspTree, true);
4593
4594                // take forced material, else big scenes cannot be viewed
4595                m.mDiffuseColor = RgbColor(0, 1, 0);
4596                exporter->SetForcedMaterial(m);
4597                exporter->SetFilled();
4598
4599                exporter->ResetForcedMaterial();
4600
4601                // export rays
4602                if (mExportRays)
4603                {
4604                        exporter->ExportRays(rays, RgbColor(1, 1, 0));
4605                }
4606
4607                if (mExportGeometry)
4608                {
4609                        exporter->ExportGeometry(objects);
4610                }
4611                delete exporter;
4612        }
4613}
4614
4615
4616void VspBspViewCellsManager::ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
4617                                                                                                   const int maxViewCells,
4618                                                                                                   const bool sortViewCells,
4619                                                                                                   const bool exportPvs,
4620                                                                                                   const bool exportRays,
4621                                                                                                   const int maxRays,
4622                                                                                                   const string prefix,
4623                                                                                                   VssRayContainer *visRays)
4624{       
4625        if (sortViewCells)
4626        {
4627                // sort view cells to visualize the largest view cells
4628                stable_sort(mViewCells.begin(), mViewCells.end(), ViewCell::LargerRenderCost);
4629        }
4630
4631        //////////
4632        //-- some view cells for output
4633
4634        ViewCell::NewMail();
4635        const int limit = min(maxViewCells, (int)mViewCells.size());
4636       
4637        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
4638        {
4639                cout << "creating output for view cell " << i << " ... ";
4640
4641                ViewCell *vc = sortViewCells ? // largest view cell pvs first?
4642                        mViewCells[(int)RandomValue(0, (float)mViewCells.size() - 0.5f)] : mViewCells[i];
4643
4644                if (vc->Mailed() || vc->GetId() == OUT_OF_BOUNDS_ID)
4645                        continue;
4646
4647                vc->Mail();
4648
4649                ObjectPvs pvs;
4650                mViewCellsTree->GetPvs(vc, pvs);
4651
4652                char s[64]; sprintf(s, "%sviewcell%04d.wrl", prefix.c_str(), i);
4653                Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(s);
4654               
4655                const float pvsCost = mViewCellsTree->GetPvsCost(vc);
4656                cout << "view cell " << vc->GetId() << ": pvs cost=" << pvsCost << endl;
4657
4658                if (exportRays)
4659                {
4660                        ////////////
4661                        //-- export rays piercing this view cell
4662
4663                        // take rays stored with the view cells during subdivision
4664                        VssRayContainer vcRays;
4665            VssRayContainer collectRays;
4666
4667                        // collect initial view cells
4668                        ViewCellContainer leaves;
4669                        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
4670
4671                        ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = leaves.end();
4672                for (vit = leaves.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
4673                        {       
4674                                BspLeaf *vcLeaf = dynamic_cast<BspViewCell *>(*vit)->mLeaves[0];
4675                                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = vcLeaf->mVssRays.end();
4676
4677                                for (rit = vcLeaf->mVssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
4678                                {
4679                                        collectRays.push_back(*rit);
4680                                }
4681                        }
4682
4683                        const int raysOut = min((int)collectRays.size(), maxRays);
4684               
4685                        // prepare some rays for output
4686                        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = collectRays.end();
4687                        for (rit = collectRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
4688                        {
4689                                const float p = RandomValue(0.0f, (float)collectRays.size());
4690                       
4691                                if (p < raysOut)
4692                                {
4693                                        vcRays.push_back(*rit);
4694                                }
4695                        }
4696
4697                        exporter->ExportRays(vcRays, RgbColor(1, 1, 1));
4698                }
4699               
4700                ////////////////
4701                //-- export view cell geometry
4702
4703                exporter->SetWireframe();
4704
4705                Material m;//= RandomMaterial();
4706                m.mDiffuseColor = RgbColor(0, 1, 0);
4707                exporter->SetForcedMaterial(m);
4708
4709                ExportViewCellGeometry(exporter, vc, NULL, NULL);
4710                exporter->SetFilled();
4711
4712                if (exportPvs)
4713                {
4714                        Intersectable::NewMail();
4715
4716                        ObjectPvsIterator pit = pvs.GetIterator();
4717
4718                        cout << endl;
4719
4720                        // output PVS of view cell
4721                        while (pit.HasMoreEntries())
4722                        {
4723                                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();             
4724                                Intersectable *intersect = entry.mObject;
4725                               
4726                                if (!intersect->Mailed())
4727                                {
4728                                        intersect->Mail();
4729
4730                                        m = RandomMaterial();
4731                                        exporter->SetForcedMaterial(m);
4732                                        exporter->ExportIntersectable(intersect);
4733                                }
4734                        }
4735                        cout << endl;
4736                }
4737               
4738                DEL_PTR(exporter);
4739                cout << "finished" << endl;
4740        }
4741}
4742
4743
4744void VspBspViewCellsManager::TestFilter(const ObjectContainer &objects)
4745{
4746        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("filter.x3d");
4747
4748        Vector3 bsize = mViewSpaceBox.Size();
4749        const Vector3 viewPoint(mViewSpaceBox.Center());
4750        float w = Magnitude(mViewSpaceBox.Size()) * mFilterWidth;
4751        const Vector3 width = Vector3(w);
4752       
4753        PrVs testPrVs;
4754       
4755        if (exporter)
4756        {
4757                ViewCellContainer viewCells;
4758       
4759        const AxisAlignedBox3 tbox = GetFilterBBox(viewPoint, mFilterWidth);
4760
4761                GetPrVS(viewPoint, testPrVs, GetFilterWidth());
4762
4763                exporter->SetWireframe();
4764
4765                exporter->SetForcedMaterial(RgbColor(1,1,1));
4766                exporter->ExportBox(tbox);
4767               
4768                exporter->SetFilled();
4769
4770                exporter->SetForcedMaterial(RgbColor(0,1,0));
4771                ExportViewCellGeometry(exporter, GetViewCell(viewPoint), NULL, NULL);
4772
4773                //exporter->ResetForcedMaterial();
4774                exporter->SetForcedMaterial(RgbColor(0,0,1));
4775                ExportViewCellGeometry(exporter, testPrVs.mViewCell, NULL, NULL);
4776
4777        exporter->SetForcedMaterial(RgbColor(1,0,0));
4778                exporter->ExportGeometry(objects);
4779
4780                delete exporter;
4781        }
4782}
4783
4784
4785int VspBspViewCellsManager::ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
4786                                                                                                        ViewCellContainer &viewCells) const
4787{
4788        return mVspBspTree->ComputeBoxIntersections(box, viewCells);
4789}
4790
4791
4792int VspBspViewCellsManager::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
4793                                                                                        const Vector3 &termination,
4794                                                                                        ViewCellContainer &viewcells)
4795{
4796        return mVspBspTree->CastLineSegment(origin, termination, viewcells);
4797}
4798
4799
4800void VspBspViewCellsManager::VisualizeWithFromPointQueries()
4801{
4802        int numSamples;
4803       
4804        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("RenderSampler.samples", numSamples);
4805        cout << "samples" << numSamples << endl;
4806
4807        vector<RenderCostSample> samples;
4808 
4809        if (!mPreprocessor->GetRenderer())
4810                return;
4811
4812        //start the view point queries
4813        long startTime = GetTime();
4814        cout << "starting sampling of render cost ... ";
4815       
4816        mPreprocessor->GetRenderer()->SampleRenderCost(numSamples, samples, true);
4817
4818        cout << "finished in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
4819
4820
4821        // for each sample:
4822        //    find view cells associated with the samples
4823        //    store the sample pvs with the pvs associated with the view cell
4824        //
4825        // for each view cell:
4826        //    compute difference point sampled pvs - view cell pvs
4827        //    export geometry with color coded pvs difference
4828       
4829    std::map<ViewCell *, ObjectPvs> sampleMap;
4830
4831        vector<RenderCostSample>::const_iterator rit, rit_end = samples.end();
4832
4833        for (rit = samples.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
4834        {
4835                RenderCostSample sample = *rit;
4836       
4837                ViewCell *vc = GetViewCell(sample.mPosition);
4838
4839                std::map<ViewCell *, ObjectPvs>::iterator it = sampleMap.find(vc);
4840
4841                if (it == sampleMap.end())
4842                {
4843                        sampleMap[vc] = sample.mPvs;
4844                }
4845                else
4846                {
4847                        (*it).second.MergeInPlace(sample.mPvs);
4848                }
4849        }
4850
4851        // visualize the view cells
4852        std::map<ViewCell *, ObjectPvs>::const_iterator vit, vit_end = sampleMap.end();
4853
4854        Material m;//= RandomMaterial();
4855
4856        for (vit = sampleMap.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
4857        {
4858                ViewCell *vc = (*vit).first;
4859               
4860                const int pvsVc = mViewCellsTree->GetPvsEntries(vc);
4861                const int pvsPtSamples = (*vit).second.GetSize();
4862
4863        m.mDiffuseColor.r = (float) (pvsVc - pvsPtSamples);
4864                m.mDiffuseColor.b = 1.0f;
4865                //exporter->SetForcedMaterial(m);
4866                //ExportViewCellGeometry(exporter, vc, mClipPlaneForViz);
4867
4868                /*      // counting the pvss
4869                for (rit = samples.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
4870                {
4871                        RenderCostSample sample = *rit;
4872                        ViewCell *vc = GetViewCell(sample.mPosition);
4873
4874                        AxisAlignedBox3 box(sample.mPosition - Vector3(1, 1, 1), sample.mPosition + Vector3(1, 1, 1));
4875                        Mesh *hMesh = CreateMeshFromBox(box);
4876
4877                        DEL_PTR(hMesh);
4878                }
4879                */
4880        }
4881}
4882
4883
4884void VspBspViewCellsManager::ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
4885                                                                                                        ViewCell *vc,
4886                                                                                                        const AxisAlignedBox3 *sceneBox,
4887                                                                                                        const AxisAlignedPlane *clipPlane
4888                                                                                                        ) const
4889{
4890        if (clipPlane)
4891        {
4892                const Plane3 plane = clipPlane->GetPlane();
4893
4894                ViewCellContainer leaves;
4895                mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
4896                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
4897
4898                for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
4899                {
4900                        BspNodeGeometry geom;
4901                        BspNodeGeometry front;
4902                        BspNodeGeometry back;
4903
4904                        mVspBspTree->ConstructGeometry(*it, geom);
4905
4906                        const float eps = 0.0001f;
4907                        const int cf = geom.Side(plane, eps);
4908
4909                        if (cf == -1)
4910                        {
4911                                exporter->ExportPolygons(geom.GetPolys());
4912                        }
4913                        else if (cf == 0)
4914                        {
4915                                geom.SplitGeometry(front,
4916                                                                   back,
4917                                                                   plane,
4918                                                                   mViewSpaceBox,
4919                                                                   eps);
4920
4921                                if (back.Valid())
4922                                {
4923                                        exporter->ExportPolygons(back.GetPolys());
4924                                }                       
4925                        }
4926                }
4927        }
4928        else
4929        {
4930                // export mesh if available
4931                // TODO: some bug here?
4932                if (1 && vc->GetMesh())
4933                {
4934                        exporter->ExportMesh(vc->GetMesh());
4935                }
4936                else
4937                {
4938                        BspNodeGeometry geom;
4939                        mVspBspTree->ConstructGeometry(vc, geom);
4940                        exporter->ExportPolygons(geom.GetPolys());
4941                }
4942        }
4943}
4944
4945
4946int VspBspViewCellsManager::GetMaxTreeDiff(ViewCell *vc) const
4947{
4948        ViewCellContainer leaves;
4949        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
4950
4951        int maxDist = 0;
4952       
4953        // compute max height difference
4954        for (int i = 0; i < (int)leaves.size(); ++ i)
4955        {
4956                for (int j = 0; j < (int)leaves.size(); ++ j)
4957                {
4958                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspViewCell *>(leaves[i])->mLeaves[0];
4959
4960                        if (i != j)
4961                        {
4962                                BspLeaf *leaf2 =dynamic_cast<BspViewCell *>(leaves[j])->mLeaves[0];
4963                                const int dist = mVspBspTree->TreeDistance(leaf, leaf2);
4964                               
4965                                if (dist > maxDist)
4966                                        maxDist = dist;
4967                        }
4968                }
4969        }
4970
4971        return maxDist;
4972}
4973
4974
4975ViewCell *VspBspViewCellsManager::GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active) const
4976{
4977        if (!ViewCellsConstructed())
4978                return NULL;
4979
4980        if (!mViewSpaceBox.IsInside(point))
4981          return NULL;
4982
4983        return mVspBspTree->GetViewCell(point, active);
4984}
4985
4986
4987void VspBspViewCellsManager::CreateMesh(ViewCell *vc)
4988{
4989        BspNodeGeometry geom;
4990        mVspBspTree->ConstructGeometry(vc, geom);
4991       
4992        Mesh *mesh = MeshManager::GetSingleton()->CreateResource();
4993        IncludeNodeGeomInMesh(geom, *mesh);
4994
4995        vc->SetMesh(mesh);
4996}
4997
4998
4999int VspBspViewCellsManager::CastBeam(Beam &beam)
5000{
5001        return mVspBspTree->CastBeam(beam);
5002}
5003
5004
5005void VspBspViewCellsManager::Finalize(ViewCell *viewCell,
5006                                                                          const bool createMesh)
5007{
5008        float area = 0;
5009        float volume = 0;
5010
5011        ViewCellContainer leaves;
5012        mViewCellsTree->CollectLeaves(viewCell, leaves);
5013
5014        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
5015
5016    for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
5017        {
5018                BspNodeGeometry geom;
5019                mVspBspTree->ConstructGeometry(*it, geom);
5020
5021                const float lVol = geom.GetVolume();
5022                const float lArea = geom.GetArea();
5023
5024                area += lArea;
5025                volume += lVol;
5026
5027                if (createMesh)
5028                        CreateMesh(*it);
5029        }
5030
5031        viewCell->SetVolume(volume);
5032        viewCell->SetArea(area);
5033}
5034
5035
5036void VspBspViewCellsManager::TestSubdivision()
5037{
5038        ViewCellContainer leaves;
5039        mViewCellsTree->CollectLeaves(mViewCellsTree->GetRoot(), leaves);
5040
5041        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
5042
5043        const float vol = mViewSpaceBox.GetVolume();
5044        float subdivVol = 0;
5045        float newVol = 0;
5046
5047        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
5048        {
5049                BspNodeGeometry geom;
5050                mVspBspTree->ConstructGeometry(*it, geom);
5051
5052                const float lVol = geom.GetVolume();
5053               
5054                newVol += lVol;
5055                subdivVol += (*it)->GetVolume();
5056               
5057                float thres = 0.9f;
5058                if ((lVol < ((*it)->GetVolume() * thres)) || (lVol * thres > ((*it)->GetVolume())))
5059                        Debug << "warning: " << lVol << " " << (*it)->GetVolume() << endl;
5060        }
5061       
5062        Debug << "exact volume: " << vol << endl;
5063        Debug << "subdivision volume: " << subdivVol << endl;
5064        Debug << "new volume: " << newVol << endl;
5065}
5066
5067
5068void VspBspViewCellsManager::PrepareLoadedViewCells()
5069{
5070        // TODO: do I still need this here?
5071        if (0)
5072                mVspBspTree->RepairViewCellsLeafLists();
5073}
5074
5075
5076
5077/**************************************************************************/
5078/*                   VspOspViewCellsManager implementation                */
5079/**************************************************************************/
5080
5081
5082VspOspViewCellsManager::VspOspViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, const string &hierarchyType)
5083: ViewCellsManager(vcTree)
5084{
5085        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Hierarchy.Construction.samples", mInitialSamples);
5086
5087        mHierarchyManager = CreateHierarchyManager(hierarchyType);
5088        mHierarchyManager->SetViewCellsManager(this);
5089        mHierarchyManager->SetViewCellsTree(mViewCellsTree);
5090}
5091
5092
5093VspOspViewCellsManager::VspOspViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, HierarchyManager *hm)
5094: ViewCellsManager(vcTree), mHierarchyManager(hm)
5095{
5096        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("Hierarchy.Construction.samples", mInitialSamples);
5097
5098        mHierarchyManager->SetViewCellsManager(this);
5099        mHierarchyManager->SetViewCellsTree(mViewCellsTree);
5100}
5101
5102Intersectable *
5103VspOspViewCellsManager::GetIntersectable(const VssRay &ray, const bool isTermination) const
5104{
5105  return mHierarchyManager->GetIntersectable(ray, isTermination);
5106}
5107
5108HierarchyManager *VspOspViewCellsManager::CreateHierarchyManager(const string &hierarchyType)
5109{
5110        HierarchyManager *hierarchyManager;
5111
5112        if (strcmp(hierarchyType.c_str(), "osp") == 0)
5113        {
5114                Debug << "hierarchy manager: osp" << endl;
5115                hierarchyManager = new HierarchyManager(HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV);
5116        }
5117        else if (strcmp(hierarchyType.c_str(), "bvh") == 0)
5118        {
5119                Debug << "hierarchy manager: bvh" << endl;
5120                hierarchyManager = new HierarchyManager(HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV);
5121        }
5122        else // only view space partition
5123        {
5124                Debug << "hierarchy manager: obj" << endl;
5125                hierarchyManager = new HierarchyManager(HierarchyManager::NO_OBJ_SUBDIV);
5126        }
5127
5128        return hierarchyManager;
5129}
5130
5131
5132VspOspViewCellsManager::~VspOspViewCellsManager()
5133{
5134        DEL_PTR(mHierarchyManager);
5135}
5136
5137
5138float VspOspViewCellsManager::GetProbability(ViewCell *viewCell)
5139{
5140        return GetVolume(viewCell) / mViewSpaceBox.GetVolume();
5141}
5142
5143
5144void VspOspViewCellsManager::CollectViewCells()
5145{
5146        // view cells tree constructed
5147        if (!ViewCellsTreeConstructed())
5148        {
5149                mHierarchyManager->GetVspTree()->CollectViewCells(mViewCells, false);
5150        }
5151        else
5152        {       // we can use the view cells tree hierarchy to get the right set
5153                mViewCellsTree->CollectBestViewCellSet(mViewCells, mNumActiveViewCells);
5154        }
5155}
5156
5157
5158bool VspOspViewCellsManager::ViewCellsConstructed() const
5159{
5160        return mHierarchyManager->GetVspTree()->GetRoot() != NULL;
5161}
5162
5163
5164ViewCell *VspOspViewCellsManager::GenerateViewCell(Mesh *mesh) const
5165{
5166        return new VspViewCell(mesh);
5167}
5168
5169
5170int VspOspViewCellsManager::ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
5171                                                                                                 const VssRayContainer &rays)
5172{
5173        mMaxPvsSize = (int)(mMaxPvsRatio * (float)objects.size());
5174
5175        // skip rest if view cells were already constructed
5176        if (ViewCellsConstructed())
5177                return 0;
5178
5179        int sampleContributions = 0;
5180        VssRayContainer sampleRays;
5181
5182        int limit = min (mInitialSamples, (int)rays.size());
5183
5184        VssRayContainer constructionRays;
5185        VssRayContainer savedRays;
5186
5187        Debug << "samples used for vsp bsp subdivision: " << mInitialSamples
5188                  << ", actual rays: " << (int)rays.size() << endl;
5189
5190        GetRaySets(rays, mInitialSamples, constructionRays, &savedRays);
5191
5192        Debug << "initial rays used for construction: " << (int)constructionRays.size() << endl;
5193        Debug << "saved rays: " << (int)savedRays.size() << endl;
5194
5195        mHierarchyManager->Construct(constructionRays, objects, &mViewSpaceBox);
5196
5197#if TEST_EVALUATION
5198        VssRayContainer::const_iterator tit, tit_end = constructionRays.end();
5199        for (tit = constructionRays.begin(); tit != tit_end; ++ tit)
5200        {
5201                storedRays.push_back(new VssRay(*(*tit)));
5202        }
5203#endif
5204
5205        /////////////////////////
5206        //-- print satistics for subdivision and view cells
5207
5208        Debug << endl << endl << *mHierarchyManager << endl;
5209
5210        ResetViewCells();
5211        Debug << "\nView cells after construction:\n" << mCurrentViewCellsStats << endl;
5212
5213        //////////////
5214        //-- recast rest of rays
5215       
5216        const long startTime = GetTime();
5217        cout << "Computing remaining ray contributions ... ";
5218
5219        if (SAMPLE_AFTER_SUBDIVISION)
5220                ComputeSampleContributions(savedRays, true, false);
5221
5222        Debug << "finished computing remaining ray contribution in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3
5223                  << " secs" << endl;
5224
5225        if (0)
5226        {       // real meshes are constructed at this stage
5227                cout << "finalizing view cells ... ";
5228                FinalizeViewCells(true);
5229                cout << "finished" << endl;
5230        }
5231
5232        return sampleContributions;
5233}
5234
5235
5236int VspOspViewCellsManager::PostProcess(const ObjectContainer &objects,
5237                                                                                const VssRayContainer &rays)
5238{
5239        if (!ViewCellsConstructed())
5240        {
5241                Debug << "postprocess error: no view cells constructed" << endl;
5242                return 0;
5243        }
5244
5245        // if view cells were already constructed before post processing step
5246        // (e.g., because they were loaded), we are finished
5247        if (mViewCellsFinished)
5248        {
5249                FinalizeViewCells(true);
5250                EvaluateViewCellsStats();
5251
5252                return 0;
5253        }
5254
5255        // check if new view cells turned invalid
5256        int minPvs, maxPvs;
5257
5258        if (0)
5259        {
5260                minPvs = mMinPvsSize;
5261                maxPvs = mMaxPvsSize;
5262        }
5263        else
5264        {
5265                // problem matt: why did I start here from zero?
5266                minPvs = 0;
5267                maxPvs = mMaxPvsSize;
5268        }
5269
5270        Debug << "setting validity, min: " << minPvs << " max: " << maxPvs << endl;
5271        cout << "setting validity, min: " << minPvs << " max: " << maxPvs << endl;
5272       
5273        SetValidity(minPvs, maxPvs);
5274
5275       
5276        // area is not up to date, has to be recomputed
5277        mTotalAreaValid = false;
5278        VssRayContainer postProcessRays;
5279        GetRaySets(rays, mPostProcessSamples, postProcessRays);
5280
5281        Debug << "post processing using " << (int)postProcessRays.size() << " samples" << endl;
5282
5283
5284        // compute tree by merging the nodes of the spatial hierarchy
5285        ViewCell *root = ConstructSpatialMergeTree(mHierarchyManager->GetVspTree()->GetRoot());
5286        mViewCellsTree->SetRoot(root);
5287
5288        //////////////////////////
5289        //-- update pvs up to the root of the hierarchy
5290
5291        ObjectPvs pvs;
5292        UpdatePvsForEvaluation(root, pvs);
5293
5294
5295        //////////////////////
5296        //-- render simulation after merge + refine
5297
5298        cout << "\nview cells partition render time before compress" << endl << endl;
5299        dynamic_cast<RenderSimulator *>(mRenderer)->RenderScene();
5300        SimulationStatistics ss;
5301        dynamic_cast<RenderSimulator *>(mRenderer)->GetStatistics(ss);
5302        cout << ss << endl;
5303       
5304
5305        ///////////
5306        //-- compression
5307
5308        if (ViewCellsTreeConstructed() && mCompressViewCells)
5309        {
5310                int pvsEntries = mViewCellsTree->CountStoredPvsEntries(mViewCellsTree->GetRoot());
5311                Debug << "number of entries before compress: " << pvsEntries << endl;
5312
5313                mViewCellsTree->SetViewCellsStorage(ViewCellsTree::COMPRESSED);
5314
5315                pvsEntries = mViewCellsTree->CountStoredPvsEntries(mViewCellsTree->GetRoot());
5316                Debug << "number of entries after compress: " << pvsEntries << endl;
5317        }
5318
5319        /////////////
5320        //-- some tasks still to do on the view cells:
5321        //-- Compute meshes from view cell geometry, evaluate volume and / or area
5322
5323        if (1) FinalizeViewCells(true);
5324
5325        return 0;
5326}
5327
5328
5329int VspOspViewCellsManager::GetType() const
5330{
5331        return VSP_OSP;
5332}
5333
5334
5335ViewCell *VspOspViewCellsManager::ConstructSpatialMergeTree(VspNode *root)
5336{
5337        // terminate recursion
5338        if (root->IsLeaf())
5339        {
5340                VspLeaf *leaf = dynamic_cast<VspLeaf *>(root);
5341                leaf->GetViewCell()->SetMergeCost(0.0f);
5342                return leaf->GetViewCell();
5343        }
5344       
5345        VspInterior *interior = dynamic_cast<VspInterior *>(root);
5346        ViewCellInterior *viewCellInterior = new ViewCellInterior();
5347               
5348        // evaluate merge cost for priority traversal
5349        const float mergeCost = -(float)root->mTimeStamp;
5350        viewCellInterior->SetMergeCost(mergeCost);
5351
5352        float volume = 0;
5353       
5354        VspNode *front = interior->GetFront();
5355        VspNode *back = interior->GetBack();
5356
5357        ObjectPvs frontPvs, backPvs;
5358
5359        /////////
5360        //-- recursivly compute child hierarchies
5361
5362        ViewCell *backVc = ConstructSpatialMergeTree(back);
5363        ViewCell *frontVc = ConstructSpatialMergeTree(front);
5364
5365        viewCellInterior->SetupChildLink(backVc);
5366        viewCellInterior->SetupChildLink(frontVc);
5367
5368        volume += backVc->GetVolume();
5369        volume += frontVc->GetVolume();
5370
5371        viewCellInterior->SetVolume(volume);
5372
5373        return viewCellInterior;
5374}
5375
5376
5377bool VspOspViewCellsManager::GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const
5378{
5379        if (!ViewCellsConstructed())
5380                return ViewCellsManager::GetViewPoint(viewPoint);
5381
5382        // TODO: set reasonable limit
5383        const int limit = 20;
5384
5385        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
5386        {
5387                viewPoint = mViewSpaceBox.GetRandomPoint();
5388
5389                if (mHierarchyManager->GetVspTree()->ViewPointValid(viewPoint))
5390                {
5391                        return true;
5392                }
5393        }
5394
5395        Debug << "failed to find valid view point, taking " << viewPoint << endl;
5396        return false;
5397}
5398
5399
5400void VspOspViewCellsManager::ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
5401                                                                                                        ViewCell *vc,
5402                                                                                                        const AxisAlignedBox3 *sceneBox,
5403                                                                                                        const AxisAlignedPlane *clipPlane
5404                                                                                                        ) const
5405{
5406        ViewCellContainer leaves;
5407        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
5408        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
5409
5410        Plane3 plane;
5411        if (clipPlane)
5412        {
5413                // arbitrary plane definition
5414                plane = clipPlane->GetPlane();
5415        }
5416
5417        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
5418        {
5419                VspViewCell *vspVc = dynamic_cast<VspViewCell *>(*it);
5420                VspLeaf *l = vspVc->mLeaves[0];
5421
5422                const AxisAlignedBox3 box =
5423                        mHierarchyManager->GetVspTree()->GetBoundingBox(vspVc->mLeaves[0]);
5424               
5425                if (sceneBox && !Overlap(*sceneBox, box))
5426                        continue;
5427
5428                if (clipPlane)
5429                {
5430                        if (box.Side(plane) == -1)
5431                        {
5432                                exporter->ExportBox(box);
5433                        }
5434                        else if (box.Side(plane) == 0)
5435                        {
5436                                // intersection
5437                                AxisAlignedBox3 fbox, bbox;
5438                                box.Split(clipPlane->mAxis, clipPlane->mPosition, fbox, bbox);
5439                                exporter->ExportBox(bbox);
5440                        }
5441                }
5442                else
5443                {
5444                        exporter->ExportBox(box);
5445                }
5446        }
5447}
5448
5449
5450bool VspOspViewCellsManager::ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const
5451{
5452  // $$JB -> implemented in viewcellsmanager (slower, but allows dynamic
5453  // validy update in preprocessor for all managers)
5454  return ViewCellsManager::ViewPointValid(viewPoint);
5455
5456  //    return mViewSpaceBox.IsInside(viewPoint) &&
5457  //               mVspTree->ViewPointValid(viewPoint);
5458}
5459
5460
5461void VspOspViewCellsManager::Visualize(const ObjectContainer &objects,
5462                                                                           const VssRayContainer &sampleRays)
5463{
5464        if (!ViewCellsConstructed())
5465                return;
5466
5467        VssRayContainer visRays;
5468        GetRaySets(sampleRays, mVisualizationSamples, visRays);
5469
5470        ////////////
5471        //-- export final view cells
5472
5473        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter("final_view_cells.wrl");
5474
5475        if (exporter)
5476        {
5477                // hack color code (show pvs size)
5478                const int savedColorCode = mColorCode;
5479                mColorCode = 0;
5480
5481                const long starttime = GetTime();
5482                cout << "exporting final view cells (after initial construction + post process) ... ";
5483
5484                // matt: hack for clamping scene
5485                AxisAlignedBox3 bbox = mViewSpaceBox;
5486                bbox.Scale(Vector3(0.5, 1, 0.5));
5487
5488                if (CLAMP_TO_BOX)
5489                {       
5490                        exporter->SetWireframe();
5491                        exporter->ExportBox(bbox);
5492                        exporter->SetFilled();
5493                }
5494
5495                if (0 && mExportGeometry)
5496                {
5497                        exporter->ExportGeometry(objects, true, CLAMP_TO_BOX ? &bbox : NULL);
5498                }
5499
5500                if (1 && mExportRays)
5501                {       
5502                        exporter->ExportRays(visRays, RgbColor(0, 1, 0));
5503                }
5504
5505                mHierarchyManager->ExportObjectSpaceHierarchy(exporter,
5506                                objects, CLAMP_TO_BOX ? &bbox : NULL, false);
5507                ExportViewCellsForViz(exporter, CLAMP_TO_BOX ? &bbox : NULL, GetClipPlane());
5508
5509                delete exporter;
5510                cout << "finished in " << TimeDiff(starttime, GetTime()) * 1e-3f << " secs" << endl;
5511                mColorCode = savedColorCode;
5512        }
5513
5514        // export final object partition
5515        exporter = Exporter::GetExporter("final_object_partition.wrl");
5516
5517        if (exporter)
5518        {
5519                const long starttime = GetTime();
5520
5521                // matt: hack for making visualization smaller in size
5522                AxisAlignedBox3 bbox = mHierarchyManager->GetObjectSpaceBox();
5523                bbox.Scale(Vector3(0.5, 1, 0.5));
5524
5525                cout << "exporting object space hierarchy ... ";
5526                mHierarchyManager->ExportObjectSpaceHierarchy(exporter, objects, CLAMP_TO_BOX ? &bbox : NULL);
5527
5528                delete exporter;
5529                cout << "finished in " << TimeDiff(starttime, GetTime()) * 1e-3f << " secs" << endl;
5530        }
5531
5532       
5533        //  visualization of the view cells
5534        if (0) ExportMergedViewCells(objects);
5535
5536        // export some view cell
5537        int leafOut;
5538        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Visualization.maxOutput", leafOut);
5539        const int raysOut = 100;
5540
5541        ExportSingleViewCells(objects, leafOut, false, true, false, raysOut, "");
5542}
5543
5544
5545void VspOspViewCellsManager::ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
5546                                                                                                   const int maxViewCells,
5547                                                                                                   const bool sortViewCells,
5548                                                                                                   const bool exportPvs,
5549                                                                                                   const bool exportRays,
5550                                                                                                   const int maxRays,
5551                                                                                                   const string prefix,
5552                                                                                                   VssRayContainer *visRays)
5553{
5554        if (sortViewCells)
5555        {
5556                // sort view cells to visualize the view cells with highest render cost
5557                stable_sort(mViewCells.begin(), mViewCells.end(), ViewCell::LargerRenderCost);
5558        }
5559
5560        ViewCell::NewMail();
5561        const int limit = min(maxViewCells, (int)mViewCells.size());
5562       
5563        cout << "\nExporting " << limit << " single view cells: " << endl;
5564       
5565        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
5566        {
5567                cout << "creating output for view cell " << i << " ... ";
5568               
5569                // largest view cell pvs first of random view cell
5570                ViewCell *vc = sortViewCells ?
5571                        mViewCells[i] : mViewCells[(int)RandomValue(0, (float)mViewCells.size() - 1)];
5572               
5573                if (vc->Mailed()) // already used
5574                        continue;
5575
5576                vc->Mail();
5577
5578                ObjectPvs pvs;
5579                mViewCellsTree->GetPvs(vc, pvs);
5580
5581                char s[64]; sprintf(s, "%sviewcell%04d.wrl", prefix.c_str(), i);
5582                Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(s);
5583               
5584                cout << "view cell " << vc->GetId() << ": pvs cost=" << mViewCellsTree->GetPvsCost(vc) << endl;
5585
5586                if (exportPvs)
5587                {
5588                        Material m;
5589
5590                        Intersectable::NewMail();
5591                       
5592                        ObjectPvsIterator pit = pvs.GetIterator();
5593
5594                        // output PVS of view cell
5595                        while (pit.HasMoreEntries())
5596                        {               
5597                                ObjectPvsEntry entry = pit.Next();
5598                               
5599                                Intersectable *intersect = entry.mObject;
5600
5601                                if (!intersect->Mailed())
5602                                {
5603                                        m = RandomMaterial();
5604                                        exporter->SetForcedMaterial(m);
5605
5606                                        exporter->ExportIntersectable(intersect);
5607                                        intersect->Mail();
5608                                }
5609                        }
5610                }
5611
5612                if (exportRays)
5613                {
5614                        ////////////
5615                        //-- export the sample rays
5616
5617                        // output rays stored with the view cells during subdivision
5618                        VssRayContainer vcRays;
5619                        VssRayContainer collectRays;
5620
5621                        // collect intial view cells
5622                        ViewCellContainer leaves;
5623                        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
5624
5625                        ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = leaves.end();
5626
5627                        for (vit = leaves.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
5628                        {
5629                                VspLeaf *vcLeaf = dynamic_cast<VspViewCell *>(*vit)->mLeaves[0];
5630                                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = vcLeaf->mVssRays.end();
5631
5632                                for (rit = vcLeaf->mVssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
5633                                {
5634                                        collectRays.push_back(*rit);
5635                                }
5636                        }
5637
5638                        const int raysOut = min((int)collectRays.size(), maxRays);
5639
5640                        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = collectRays.end();
5641
5642                        for (rit = collectRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
5643                        {
5644                                const float p = RandomValue(0.0f, (float)collectRays.size());
5645
5646                                if (p < raysOut)
5647                                        vcRays.push_back(*rit);
5648                        }
5649
5650                        exporter->ExportRays(vcRays, RgbColor(1, 1, 1));
5651                }
5652               
5653       
5654                /////////////////
5655                //-- export view cell geometry
5656
5657                exporter->SetWireframe();
5658
5659                Material m;
5660                m.mDiffuseColor = RgbColor(0, 1, 0);
5661                exporter->SetForcedMaterial(m);
5662
5663                ExportViewCellGeometry(exporter, vc, NULL, NULL);
5664                exporter->SetFilled();
5665
5666                DEL_PTR(exporter);
5667                cout << "finished" << endl;
5668        }
5669
5670        cout << endl;
5671}
5672
5673
5674int VspOspViewCellsManager::ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
5675                                                                                                        ViewCellContainer &viewCells) const
5676{
5677        return mHierarchyManager->GetVspTree()->ComputeBoxIntersections(box, viewCells);
5678}
5679
5680
5681int VspOspViewCellsManager::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
5682                                                                                        const Vector3 &termination,
5683                                                                                        ViewCellContainer &viewcells)
5684{
5685        return mHierarchyManager->GetVspTree()->CastLineSegment(origin, termination, viewcells);
5686}
5687
5688
5689bool VspOspViewCellsManager::ExportViewCells(const string filename,
5690                                                                                         const bool exportPvs,
5691                                                                                         const ObjectContainer &objects)
5692{
5693        if (!ViewCellsConstructed() || !ViewCellsTreeConstructed())
5694                return false;
5695
5696        const long starttime = GetTime();
5697        cout << "exporting view cells to xml ... ";
5698       
5699        OUT_STREAM stream(filename.c_str());
5700
5701        // for output we need unique ids for each view cell
5702        CreateUniqueViewCellIds();
5703
5704        stream << "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>"<<endl;
5705        stream << "<VisibilitySolution>" << endl;
5706
5707        if (exportPvs)
5708        {
5709        ///////////////
5710                //-- export bounding boxes
5711                //-- The bounding boxes are used to identify
5712                //-- the objects in the rendering engine
5713                mHierarchyManager->ExportBoundingBoxes(stream, objects);
5714        }
5715
5716        //////////////////////////
5717        //-- export the view cells and the pvs
5718
5719        const int numViewCells = mCurrentViewCellsStats.viewCells;
5720
5721        stream << "<ViewCells number=\"" << numViewCells << "\" >" << endl;
5722        mViewCellsTree->Export(stream, exportPvs);
5723        stream << "</ViewCells>" << endl;
5724
5725        //////////////////////
5726        //-- export the view space hierarchy
5727       
5728        stream << "<ViewSpaceHierarchy type=\"vsp\""
5729                   << " min=\"" << mViewSpaceBox.Min().x << " " << mViewSpaceBox.Min().y << " " << mViewSpaceBox.Min().z << "\""
5730                   << " max=\"" << mViewSpaceBox.Max().x << " " << mViewSpaceBox.Max().y << " " << mViewSpaceBox.Max().z << "\">" << endl;
5731
5732        mHierarchyManager->GetVspTree()->Export(stream);
5733        stream << "</ViewSpaceHierarchy>" << endl;
5734
5735        ////////////////////// 
5736        //-- export the object space partition
5737       
5738        mHierarchyManager->ExportObjectSpaceHierarchy(stream);
5739       
5740        stream << "</VisibilitySolution>" << endl;
5741        stream.close();
5742       
5743        cout << "finished in " << TimeDiff(starttime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
5744        return true;
5745}
5746
5747
5748
5749ViewCell *VspOspViewCellsManager::GetViewCell(const Vector3 &point,
5750                                                                                          const bool active) const
5751{
5752        if (!ViewCellsConstructed())
5753                return NULL;
5754
5755        if (!mViewSpaceBox.IsInside(point))
5756                return NULL;
5757
5758        return mHierarchyManager->GetVspTree()->GetViewCell(point, active);
5759}
5760
5761
5762void VspOspViewCellsManager::CreateMesh(ViewCell *vc)
5763{
5764        // matt: TODO
5765        Mesh *mesh = MeshManager::GetSingleton()->CreateResource();
5766
5767        ViewCellContainer leaves;
5768        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
5769
5770        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
5771
5772    for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
5773        {
5774                VspLeaf *leaf = dynamic_cast<VspViewCell *>(*it)->mLeaves[0];
5775                const AxisAlignedBox3 box = mHierarchyManager->GetVspTree()->GetBoundingBox(leaf);
5776        IncludeBoxInMesh(box, *mesh);
5777        }
5778
5779        vc->SetMesh(mesh);
5780}
5781
5782
5783int VspOspViewCellsManager::CastBeam(Beam &beam)
5784{
5785        // matt: TODO
5786        return 0;
5787}
5788
5789
5790void VspOspViewCellsManager::Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh)
5791{
5792        float area = 0;
5793        float volume = 0;
5794
5795        ViewCellContainer leaves;
5796        mViewCellsTree->CollectLeaves(viewCell, leaves);
5797
5798        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
5799
5800    for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
5801        {
5802                VspLeaf *leaf = dynamic_cast<VspViewCell *>(*it)->mLeaves[0];
5803               
5804                const AxisAlignedBox3 box = mHierarchyManager->GetVspTree()->GetBoundingBox(leaf);
5805
5806                const float lVol = box.GetVolume();
5807                const float lArea = box.SurfaceArea();
5808
5809                area += lArea;
5810                volume += lVol;
5811
5812        CreateMesh(*it);
5813        }
5814
5815        viewCell->SetVolume(volume);
5816        viewCell->SetArea(area);
5817}
5818       
5819
5820float VspOspViewCellsManager::ComputeSampleContribution(VssRay &ray,
5821                                                                                                                const bool addRays,
5822                                                                                                                const bool storeViewCells)
5823{
5824        ViewCellContainer viewcells;
5825
5826        ray.mPvsContribution = 0;
5827        ray.mRelativePvsContribution = 0.0f;
5828
5829        static Ray hray;
5830        hray.Init(ray);
5831        //hray.mFlags |= Ray::CULL_BACKFACES;
5832        //Ray hray(ray);
5833
5834        float tmin = 0, tmax = 1.0;
5835
5836        if (!GetViewSpaceBox().GetRaySegment(hray, tmin, tmax) || (tmin > tmax))
5837                return 0;
5838
5839        Vector3 origin = hray.Extrap(tmin);
5840        Vector3 termination = hray.Extrap(tmax);
5841
5842        ViewCell::NewMail();
5843
5844        // traverse the view space subdivision
5845        CastLineSegment(origin, termination, viewcells);
5846
5847        if (storeViewCells)
5848        {       
5849                // copy viewcells memory efficiently
5850                ray.mViewCells.reserve(viewcells.size());
5851                ray.mViewCells = viewcells;
5852        }
5853
5854        ViewCellContainer::const_iterator it = viewcells.begin();
5855
5856        for (; it != viewcells.end(); ++ it)
5857        {
5858                ViewCell *viewcell = *it;
5859
5860                if (viewcell->GetValid())
5861                {       // if ray not outside of view space
5862                        float contribution;
5863
5864                        if (ray.mTerminationObject)
5865                        {
5866                                // todo: maybe not correct for kd node pvs
5867                                Intersectable *obj = mHierarchyManager->GetIntersectable(ray, true);
5868
5869                                if (viewcell->GetPvs().GetSampleContribution(obj,
5870                                        ray.mPdf,
5871                                        contribution))
5872                                {
5873                                        ++ ray.mPvsContribution;
5874                                }
5875
5876                                ray.mRelativePvsContribution += contribution;
5877                        }
5878
5879                        ////////////////
5880                        //-- for directional sampling it is important to count only contributions
5881                        //-- made in one direction!
5882                        //-- the other contributions of this sample will be counted for the opposite ray!
5883#if SAMPLE_ORIGIN_OBJECTS
5884                        if (ray.mOriginObject &&
5885                                viewcell->GetPvs().GetSampleContribution(ray.mOriginObject,
5886                                ray.mPdf,
5887                                contribution))
5888                        {
5889                                ++ ray.mPvsContribution;
5890                                ray.mRelativePvsContribution += contribution;
5891                        }
5892#endif
5893                }
5894        }
5895
5896        if (!addRays)
5897        {
5898                return ray.mRelativePvsContribution;
5899        }
5900
5901        // sampled objects are stored in the pvs
5902        for (it = viewcells.begin(); it != viewcells.end(); ++ it)
5903        {
5904                ViewCell *viewCell = *it;
5905
5906                if (!viewCell->GetValid())
5907                        break;
5908
5909                AddSampleToPvs(
5910                        ray.mTerminationObject,
5911                        ray.mTermination,
5912                        viewCell,
5913                        ray.mPdf,
5914                        ray.mRelativePvsContribution);
5915
5916#if SAMPLE_ORIGIN_OBJECTS
5917
5918                AddSampleToPvs(
5919                        ray.mOriginObject,
5920                        ray.mOrigin,
5921                        viewCell,
5922                        ray.mPdf,
5923                        ray.mRelativePvsContribution);
5924#endif                 
5925        }
5926
5927       
5928
5929        return ABS_CONTRIBUTION_WEIGHT*ray.mPvsContribution +
5930          (1.0f - ABS_CONTRIBUTION_WEIGHT)*ray.mRelativePvsContribution;
5931}
5932
5933
5934bool VspOspViewCellsManager::AddSampleToPvs(Intersectable *obj,
5935                                                                                        const Vector3 &hitPoint,
5936                                                                                        ViewCell *vc,
5937                                                                                        const float pdf,
5938                                                                                        float &contribution) const
5939{
5940        // The hierarchy manager decides about the type of sample cast
5941        return mHierarchyManager->AddSampleToPvs(obj, hitPoint, vc, pdf, contribution);
5942}
5943
5944
5945void VspOspViewCellsManager::PrepareLoadedViewCells()
5946{
5947        // TODO
5948}
5949
5950
5951ViewCellsManager *VspOspViewCellsManager::LoadViewCells(const string &filename,
5952                                                                                                                ObjectContainer *objects,
5953                                                                                                                const bool finalizeViewCells,
5954                                                                                                                BoundingBoxConverter *bconverter)
5955                                                                                                 
5956{
5957        ViewCellsManager *vm =
5958                ViewCellsManager::LoadViewCells(filename, objects, finalizeViewCells, bconverter);
5959#if 0
5960        // insert scene objects in tree
5961        mOspTree->InsertObjects(mOspTree->GetRoot(), *objects);
5962#endif
5963        return vm;
5964}
5965
5966void
5967VspOspViewCellsManager::CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects)
5968{
5969  mHierarchyManager->CollectObjects(box, objects);
5970}
5971
5972
5973#if 1
5974
5975void VspOspViewCellsManager::EvalViewCellPartition()
5976{
5977        int samplesPerPass;
5978        int numSamples;
5979        int castSamples = 0;
5980        int oldSamples = 0;
5981        int samplesForStats;
5982        char statsPrefix[100];
5983        char suffix[100];
5984        int splitsStepSize;
5985
5986
5987        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Evaluation.samplesPerPass", samplesPerPass);
5988        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Evaluation.samplesForStats", samplesForStats);
5989        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Evaluation.samples", numSamples);
5990        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("ViewCells.Evaluation.statsPrefix", statsPrefix);
5991        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("ViewCells.Evaluation.stepSize", splitsStepSize);
5992       
5993        Debug << "step size: " << splitsStepSize << endl;
5994        Debug << "view cell evaluation samples per pass: " << samplesPerPass << endl;
5995        Debug << "view cell evaluation samples: " << numSamples << endl;
5996        Debug << "view cell stats prefix: " << statsPrefix << endl;
5997
5998        // should directional sampling be used?
5999        bool dirSamples =
6000                (mEvaluationSamplingType == SamplingStrategy::DIRECTION_BASED_DISTRIBUTION);
6001
6002        cout << "reseting pvs ... ";
6003               
6004        // reset pvs and start over from zero
6005        mViewCellsTree->ResetPvs();
6006       
6007        cout << "finished" << endl;
6008    cout << "Evaluating view cell partition ... " << endl;
6009
6010        while (castSamples < numSamples)
6011        {               
6012                ///////////////
6013                //-- we have to use uniform sampling strategy for construction rays
6014
6015                VssRayContainer evaluationSamples;
6016                const int samplingType = mEvaluationSamplingType;
6017
6018                long startTime = GetTime();
6019
6020                cout << "casting " << samplesPerPass << " samples ... ";
6021                Debug << "casting " << samplesPerPass << " samples ... ";
6022
6023                CastPassSamples(samplesPerPass, samplingType, evaluationSamples);
6024               
6025                castSamples += samplesPerPass;
6026
6027                Real timeDiff = TimeDiff(startTime, GetTime());
6028               
6029                cout << "finished in " << timeDiff * 1e-3f << " secs" << endl;
6030                cout << "computing sample contributions of " << (int)evaluationSamples.size()  << " samples ... ";
6031               
6032                Debug << "finished in " << timeDiff * 1e-3f << " secs" << endl;
6033                Debug << "computing sample contributions of " << (int)evaluationSamples.size()  << " samples ... ";
6034
6035                startTime = GetTime();
6036
6037                ComputeSampleContributions(evaluationSamples, true, false);
6038
6039                timeDiff = TimeDiff(startTime, GetTime());
6040                cout << "finished in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
6041                Debug << "finished in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
6042
6043                if ((castSamples >= samplesForStats + oldSamples) || (castSamples >= numSamples))
6044                {
6045                        oldSamples += samplesForStats;
6046
6047                        ///////////
6048                        //-- output stats
6049
6050                        sprintf(suffix, "-%09d-eval.log", castSamples);
6051                        const string filename = string(statsPrefix) + string(suffix);
6052
6053                        startTime = GetTime();
6054                       
6055                        cout << "compute new statistics ... " << endl;
6056
6057                        ofstream ofstr(filename.c_str());
6058                        mHierarchyManager->EvaluateSubdivision2(ofstr, splitsStepSize, false);
6059
6060                        timeDiff = TimeDiff(startTime, GetTime());
6061                        cout << "finished in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
6062                        cout << "*************************************" << endl;
6063
6064                        Debug << "statistics computed in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
6065
6066#if 0
6067                        ////////////////////////////
6068                        // filtered stats
6069                        sprintf(suffix, "-%09d-eval-filter.log", castSamples);
6070                        const string filename2 = string(statsPrefix) + string(suffix);
6071
6072                        startTime = GetTime();
6073                       
6074                        cout << "compute new statistics for filtered pvs ... " << endl;
6075
6076                        ofstream ofstr2(filename2.c_str());
6077                        mHierarchyManager->EvaluateSubdivision2(ofstr2, splitsStepSize, true);
6078
6079                        timeDiff = TimeDiff(startTime, GetTime());
6080                        cout << "finished in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
6081                        cout << "*************************************" << endl;
6082
6083                        Debug << "statistics computed in " << timeDiff * 1e-3 << " secs" << endl;
6084#endif
6085
6086                        // only for debugging purpose
6087                        if (0)
6088                        {
6089                                ViewCellContainer viewCells;
6090                                mViewCellsTree->CollectLeaves(mViewCellsTree->GetRoot(), viewCells);
6091
6092                                ViewCellContainer::const_iterator vit, vit_end = viewCells.end();
6093                                int pvsSize = 0;
6094
6095                                for (vit = viewCells.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
6096                                {
6097                                        pvsSize += (*vit)->GetPvs().GetSize();
6098                                }
6099
6100                                cout << "debug entries: " << pvsSize << ", memcost: " << (float)pvsSize * ObjectPvs::GetEntrySize() << endl;
6101                        }
6102                }
6103
6104                disposeRays(evaluationSamples, NULL);
6105        }
6106       
6107}
6108#endif
6109}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.