source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/ViewCellsManager.h @ 2015

Revision 2015, 34.5 KB checked in by bittner, 17 years ago (diff)

pvs efficiency tuning

RevLine 
[440]1#ifndef _ViewCellsManager_H__
2#define _ViewCellsManager_H__
3
4#include "Ray.h"
5#include "VssRay.h"
6#include "Containers.h"
[475]7#include "ViewCell.h"
[610]8#include "ViewCellBsp.h"
[440]9
[860]10namespace GtpVisibilityPreprocessor {
11
[440]12class ViewCell;
13class Intersectable;
14class RenderSimulator;
[480]15class Renderer;
[440]16class Mesh;
17struct Triangle3;
18class SimulationStatistics;
19class BspTree;
20class KdTree;
[1006]21class VspOspTree;
[440]22class VspBspTree;
23class KdNode;
24class KdLeaf;
25class AxisAlignedBox3;
[448]26class BspLeaf;
[475]27class ViewCellsStatistics;
[482]28class Exporter;
[532]29class Beam;
[570]30class Preprocessor;
[580]31class ViewCellsTree;
32class MergeCandidate;
[931]33class BoundingBoxConverter;
[1021]34class VspTree;
35class OspTree;
36class VspNode;
[1027]37class HierarchyManager;
[1259]38class BvHierarchy;
[1264]39class ViewCellsTree;
[1786]40class ViewCell;
[1903]41class MixtureDistribution;
[1047]42struct AxisAlignedPlane;
[475]43struct BspRay;
44
[1903]45
[2015]46
47
[1761]48  struct PvsFilterStatistics {
[1773]49        PvsFilterStatistics():
50  mAvgFilterRadius(0.0f), mLocalFilterCount(0), mGlobalFilterCount(0) {}
[1761]51        float mAvgFilterRadius;
52        int mLocalFilterCount;
53        int mGlobalFilterCount;
54       
55  };
56 
[1145]57/** Probably Visible Set
58*/
[697]59class PrVs
60{
61public:
[704]62  /// root of view cells tree
63  ViewCell *mViewCell;
64
[880]65  // input parameter is the render budget for the PrVs
[677]66  float mRenderBudget;
67
[1557]68  // some characteristic values could be stored as well
[677]69};
70
[1786]71
72class LocalMergeNode
73{
74public:
75        virtual ~LocalMergeNode() {};
76        virtual bool IsLeaf() const = 0;
77};
78
79
[850]80/**     Manages different higher order operations on the view cells.
[440]81*/
82class ViewCellsManager
83{
84public:
[1983]85 
[1942]86  struct PerViewCellStat {
87        float pvsSize;
88        float relPvsIncrease;
89  };
[1983]90
91  struct SamplesStatistics {
92        int mRays;
93        int mViewCells;
94        int mContributingRays;
95        int mPvsContributions;
96        void Reset() {
97          mRays = 0;
98          mViewCells = 0;
99          mContributingRays = 0;
100          mPvsContributions = 0;
101        };
102  };
103
[1942]104  struct PvsStatistics
[728]105        {
[1737]106          float minPvs;
107          float maxPvs;
108          float avgPvs;
[1974]109          float avgPvsEntries;
110         
[1737]111          float avgFilteredPvs;
[1974]112          float avgFilteredPvsEntries;
113
[1737]114          float avgFilterContribution;
[1761]115          float avgFilterRadius;
116          float avgFilterRatio;
[1942]117          float avgRelPvsIncrease;
118          float devRelPvsIncrease;
[1737]119          int viewcells;
[1545]120        };
[1942]121 
[728]122        /// view cell container types
[1021]123        enum {BSP, KD, VSP_KD, VSP_BSP, VSP_OSP};
[466]124 
[931]125        /// render cost evaluation type
[728]126        enum {PER_OBJECT, PER_TRIANGLE};
127
[1545]128        friend class X3dViewCellsParseHandlers;
[1709]129
[1004]130        /** Default constructor.
[440]131        */
[1264]132        ViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree);
[440]133
[462]134        virtual ~ViewCellsManager();
[440]135
[527]136        /** Constructs view cells container taking a preprocessor
[570]137                @returns the output rays (if not null)
138        */
139        int Construct(Preprocessor *preprocessor, VssRayContainer *outRays = NULL);
[527]140
[440]141        /** Constructs view cell container with a given number of samples.
142        */
[1709]143        virtual int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
144                                                                         const VssRayContainer &rays) = 0;
[440]145
[441]146        /** Computes sample contributions of the rays to the view cells PVS.
147       
148                @param rays bundle of rays used to find intersections with view cells and
149                adding the contribution
[563]150                @param addRays true if rays should be added to the PVSs of the viewcells they
[574]151                intersect
152                @param storeViewCells true if view cells should be stored in the ray
153        */
[697]154        float ComputeSampleContributions(const VssRayContainer &rays,
[1155]155                                                                         const bool addContributions,
[1990]156                                                                         const bool storeViewCells,
157                                                                         const bool useHitObject = false);
[440]158
[475]159        /** Computes sample contribution of a simgle ray to the view cells PVS.
160                @param ray finds intersections with view cells and holds the contribution
[1570]161                @param addSample if sample should be added to the pvs
162                 
[475]163                @returns number of sample contributions
164        */
[1159]165        virtual float ComputeSampleContribution(VssRay &ray,
[1981]166                                                                                        const bool addContributions,
[1990]167                                                                                        const bool storeViewCells,
168                                                                                        const bool useHitObject = false);
[563]169
[1977]170        /** Compute sample contribution only for current view cell.
171        */
172        virtual float ComputeSampleContribution(VssRay &ray,
[1981]173                                                                                        const bool addContributions,
[1990]174                                                                                        ViewCell *currentViewCell,
175                                                                                        const bool useHitObject = false);
[563]176
[452]177        /** Prints out statistics of the view cells.
178        */
[475]179        virtual void PrintStatistics(ostream &s) const;
[452]180
[440]181        /** Post processes view cells givemŽa number of rays.
182        */
[475]183        virtual int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
184                                                        const VssRayContainer &rays) = 0;
[440]185
186        /** Show visualization of the view cells.
187        */
188        virtual void Visualize(const ObjectContainer &objects,
[466]189                                                   const VssRayContainer &sampleRays) = 0;
[440]190
[1982]191        /** collect objects intersecting a given spatial box.
192        */
193        virtual void CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects);
[1737]194
[440]195        /** type of the view cell container.
196        */
197        virtual int GetType() const = 0;
198
[463]199        /** Load the input viewcells. The input viewcells should be given as a collection
[1545]200                of meshes. Each mesh is assume to form a bounded polyhedron
201                defining the interior of the viewcell. The view cells manager
202                is responsible for building a hierarchy over these view cells.
[463]203               
204                @param filename file to load
205                @return true on success
[1982]206        */
207        virtual bool LoadViewCellsGeometry(const string filename, const bool extrudeBaseTriangle);
[577]208       
[440]209        /** Merges two view cells.
210                @note the piercing rays of the front and back will be ordered   
211                @returns new view cell based on the merging.
212        */
[582]213        ViewCellInterior *MergeViewCells(ViewCell *front, ViewCell *back) const;
214
215        /** Merges a container of view cells.
216                @returns new view cell based on the merging.
217        */
218        ViewCellInterior *MergeViewCells(ViewCellContainer &children) const;
[440]219       
[1545]220        /** Generates view cell of the type specified by this manager
[440]221        */
[580]222        virtual ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh = NULL) const = 0;
[440]223
[1545]224        /** Constructs view cell from base triangle.
225                The view cell is extruded along the normal vector.
226                @param the base triangle
227                @param the height of the newly created view cell
[440]228        */
[1545]229        ViewCell *ExtrudeViewCell(const Triangle3 &baseTri, const float height) const;
[440]230
[1982]231        virtual Intersectable *GetIntersectable(const VssRay &ray, const bool isTermination) const;
[1743]232
[440]233        /** Sets maximal number of samples used for the
234                construction of the view cells.
235        */
236        void SetVisualizationSamples(const int visSamples);
237
[574]238        /** Sets maximal number of samples used for the construction of the view cells.
[440]239        */
240        void SetConstructionSamples(const int constructionSamples);
241
[574]242        /** Sets maximal number of samples used for the visualization of the view cells.
243        */
244        void SetInitialSamples(const int initialSamples);
245
[440]246        /** Sets maximal number of samples used for the post processing of the view cells.
247        */
248        void SetPostProcessSamples(const int postProcessingSamples);
249
250        /** See set.
251        */
252        int GetVisualizationSamples() const;
253
254        /** See set.
255        */
256        int GetConstructionSamples() const;
257
258        /** See set.
259        */
260        int GetPostProcessSamples() const;
261
[1002]262        /** Returns true if view cells are already constructed.
[440]263        */
264        virtual bool ViewCellsConstructed() const = 0;
[441]265
[477]266        /** cast line segment to get a list of unique viewcells which are intersected
267                by this line segment
268        */
[1977]269        virtual int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
[466]270                                                          const Vector3 &termination,
271                                                          ViewCellContainer &viewcells
272                                                          ) = 0;
273
[1977]274        /** Tests if this line segment intersects a particular view cell.
275        */
276        virtual bool LineSegmentIntersects(const Vector3 &origin,
277                                                                           const Vector3 &termination,
278                                                                           ViewCell *viewCell) = 0;
279
[1294]280        /** Returns a stats about the global pvs.
281        */
[477]282        virtual void GetPvsStatistics(PvsStatistics &stat);
[466]283
[904]284        virtual void GetPrVS(const Vector3 &viewPoint, PrVs &prvs, const float filterWidth);
[677]285 
[697]286        /** Get a viewcell containing the specified point
[879]287                @param active if the active or elementary view cell should be returned.
[697]288        */
[879]289        virtual ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const = 0;
[492]290 
[1982]291        ViewCell *GetViewCell(const int idx) const {return mViewCells[idx];}
292
[503]293        virtual void PrintPvsStatistics(ostream &s);
[467]294
[719]295        /** Updates pvs of the view cell hierarchy if necessary.
296        */
297        void UpdatePvs();
298
[477]299        /** Returns probability that view point lies in one view cell.
300        */
301        virtual float GetProbability(ViewCell *viewCell) = 0;
[468]302
[477]303        /** Returns render cost of a single view cell given the render cost of an object.
304        */
[728]305        float GetRendercost(ViewCell *viewCell) const;
[468]306
[720]307        /** Returns reference to container of loaded / generated view cells.
[477]308        */
309        ViewCellContainer &GetViewCells();
[468]310
[485]311        /** Helper function used to split ray sets uniformly
312                into one that is currently used and the other that
313                is saved for later processing.
314                @param sourceRays the input ray set
315                @param maxSize the maximal number of rays that will be used
316                @param usedRays returns the used ray set
317                @param savedRays if not null, returns the saved ray set
[477]318        */
319        void GetRaySets(const VssRayContainer &sourceRays,
[485]320                                        const int maxSize,
321                                        VssRayContainer &usedRays,
322                                        VssRayContainer *savedRays = NULL) const;
323       
[480]324        /** Returns accumulated area of all view cells.
325        */
326        float GetAccVcArea();
[470]327
[480]328        /** Returns area of one view cell.
329        */
330        virtual float GetArea(ViewCell *viewCell) const;
[470]331
[551]332        /** Returns volume of view cell.
[480]333        */
334        virtual float GetVolume(ViewCell *viewCell) const;
[470]335
[480]336        /** Sets the current renderer mainly for view cells statistics.
337        */
338        void SetRenderer(Renderer *renderer);
339
[487]340        /** Computes a (random) view point in the valid view space.
341                @returns true if valid view point was found
342        */
343        virtual bool GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const;
[1867]344 
[1982]345        virtual bool GetViewPoint(Vector3 &viewPoint, const Vector3 &params) const;
[487]346
[490]347        /** Returns true if this view point is in the valid view space.
348        */
349        virtual bool ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const;
350
[487]351        /** Sets a view space boundary.
352        */
353        void SetViewSpaceBox(const AxisAlignedBox3 &box);
354
[519]355        AxisAlignedBox3 GetViewSpaceBox() const;
356
[503]357        /** Creates mesh for this view cell.
358        */
359        virtual void CreateMesh(ViewCell *vc) = NULL;
[487]360
[508]361        /** Writes view cells to disc.
362        */
[1027]363        virtual bool ExportViewCells(const string filename,
364                                                                 const bool exportPvs,
365                                                                 const ObjectContainer &objects);
[508]366
[532]367        /** Casts beam to collect view cells.
368        */
369        virtual int CastBeam(Beam &beam);
370
[547]371        /** Checks if view cell is considered as valid.
372        */
[561]373        virtual bool CheckValidity(ViewCell *vc,
[562]374                                                           int minPvsSize,
375                                                           int maxPvsSize) const;
[547]376
[2015]377
378  // resort pvss after a pass of the algorithm
379  void
380  SortViewCellPvs();
381
[562]382        /** Sets validity of view cell
383        */
384        virtual void SetValidity(ViewCell *vc,
385                                                         int minPvsSize,
386                                                         int maxPvsSize) const;
387
[710]388        /** sets validy of all viewcells
389        */
[810]390        virtual void SetValidity(int minPvsSize,
[569]391                                                         int maxPvsSize) const;
392
[609]393
394        /** set valid viewcells in the range of pvs. sorts the viewcells
[710]395          according to the pvs and then pickups those in the ranges
396          */
397        void SetValidityPercentage(const float minValid, const float maxValid);
[569]398
[1545]399        /** Returns number of valid view cells.
400        */
[609]401    int CountValidViewcells() const;
402
[547]403        /** Returns maximal allowed pvs size.
404        */
405        int GetMaxPvsSize() const;
406
[562]407        /** Returns maximal allowed pvs size.
408        */
409        int GetMinPvsSize() const;
[561]410        /** Returns maximal ratio. i.e., currentPVs / maxPvs,
411                where pvs is still considered valid.
412        */
413        float GetMaxPvsRatio() const;
[547]414        /** Exports view cell geometry.
415        */
[1416]416        virtual void ExportViewCellGeometry(
417                Exporter *exporter,
418                ViewCell *vc,
419                const AxisAlignedBox3 *box,
420                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL
421                ) const = 0;
[547]422
[860]423        /** Brings the view cells into their final state, computes meshes and volume.
424        */
[551]425        virtual void FinalizeViewCells(const bool createMesh);
426
[579]427        /** Evaluates statistics values on view cells.
428        */
[580]429        void EvaluateRenderStatistics(float &totalRenderCost,
430                                                                  float &expectedRenderCost,
431                                                                  float &deviation,
432                                                                  float &variance,
[1709]433                                                                  float &totalPvs,
[580]434                                                                  float &avgRenderCost);
[579]435
[580]436
437        /** Returns hierarchy of the view cells.
438        */
439        ViewCellsTree *GetViewCellsTree();
440
[1545]441        /** Collect candidates for the view cell merge.
442        */
[581]443        virtual void CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
[1022]444                                                                                vector<MergeCandidate> &candidates);
[580]445
[1294]446        /** Collects n view cells and stores it as the active view cells.
447        */
[610]448        void CollectViewCells(const int n);
449
[1686]450        /** Sets current view cells set to active,
451                i.e., the sampling is done in this view cell set.
[660]452        */
453        void SetViewCellsActive();
[599]454
[1145]455        /** Evaluates render cost statistics of current view cell hierarchy.
[660]456        */
[1178]457        virtual void EvalViewCellPartition();
[660]458
[728]459        /** Sets maximal size of a view cell filter.
460        */
461        void SetMaxFilterSize(const int size);
[697]462
[840]463        /** Returns maximal filter size.
464        */
465        int GetMaxFilterSize() const;
[746]466
[1686]467        /** Deletes interior nodes from the tree which have negative
468                merge cost set (local merge).
[840]469        */ 
470        void DeleteLocalMergeTree(ViewCell *vc) const;
[713]471 
[728]472        /** Evaluautes histogram for a given number of view cells.
473        */
474        void EvalViewCellHistogram(const string filename, const int nViewCells);
475
[735]476        /** Evaluautes histogram for a given number of view cells.
477        */
478        void EvalViewCellHistogramForPvsSize(const string filename, const int nViewCells);
479
[1919]480        void EvalViewCellHistogramForPvsSize(const string filename,
481                                                                                 ViewCellContainer &viewCells);
482
[728]483        /** Evaluates the render cost of a view cell.
484        */
[1703]485        static float EvalRenderCost(Intersectable *obj);
[1002]486   
487        /** Sets pvs size of view cell as a scalar. Used when storing pvs only in the leaves
488                of the hierarchy.
489        */
[1709]490        void UpdateScalarPvsSize(ViewCell *vc, const float pvsCost, const int entriesInPvs) const;
[728]491
[870]492        /** Returns bounding box of a view cell.
493        */
494        AxisAlignedBox3 GetViewCellBox(ViewCell *vc);
[859]495
[840]496        /** Exports bounding boxes of objects to file.
497        */
498        bool ExportBoundingBoxes(const string filename, const ObjectContainer &objects) const;
[931]499   
[850]500        /** Load the bounding boxes into the container.
501        */
502        bool LoadBoundingBoxes(const string filename, IndexedBoundingBoxContainer &boxes) const;
[840]503
[1002]504        /** Returns true if pvs should be exported together with the view cells.
505        */
506        bool GetExportPvs() const;
[870]507
[1786]508        /** Efficiently merges the view cells in the container.
509        */
[1787]510        void MergeViewCellsRecursivly(ObjectPvs &pvs,
511                                                                  const ViewCellContainer &viewCells) const;
[1786]512
[1845]513        virtual void CompressViewCells();
514
[1982]515        int GetNumViewCells() const;
516
[1582]517        /////////////////////////////
518        // static members
519       
520        /** Loads view cells from file. The view cells manager is created with
521                respect to the loaded view cells.
[870]522
[1582]523                @param filename the filename of the view cells
524                @param objects the scene objects
525                @param finalizeViewCells if the view cells should be post processed, i.e.
526                        a mesh is created representing the geometry
527                @param bconverter a conversion routine working with the similarities of bounding
[1932]528                        boxes: if there is a certain similarity of overlap between
529                        bounding boxes, two tested
[1582]530                candidate objects are considered to be the same objects
531                @returns the view cells manager if loading was successful, false otherwise
532        */
533        static ViewCellsManager *LoadViewCells(const string &filename,
534                                                                                   ObjectContainer *objects,
[1676]535                                                                                   bool finalizeViewCells = false,
[1582]536                                                                                   BoundingBoxConverter *bconverter = NULL);
[870]537
[904]538
[931]539        ////////////////////////////////////////////////////////7
540        // visiblity filter options
[1294]541
[931]542        // TODO: write own visibiltiy filter class
[1761]543  void ApplyFilter(KdTree *kdTree,
[1932]544                                   const float viewSpaceFilterSize,
545                                   const float spatialFilterSize);
[904]546
[1715]547  // new adaptive version of the filter
[1761]548  PvsFilterStatistics
[1715]549  ApplyFilter2(ViewCell *viewCell,
[1932]550                           const bool useViewSpaceFilter,
551                           const float filterSize,
552                           ObjectPvs &pvs,
553                           vector<AxisAlignedBox3> *filteredBoxes = NULL);
[1715]554
[931]555        void ApplySpatialFilter(KdTree *kdTree,
556                                                        const float spatialFilterSize,
557                                                        ObjectPvs &pvs);
[480]558
[931]559         void ApplyFilter(ViewCell *viewCell,
560                                          KdTree *kdTree,
561                                          const float viewSpaceFilterSize,
562                                          const float spatialFilterSize,
563                                          ObjectPvs &pvs);
564
565        float GetFilterWidth();
566
567        float GetAbsFilterWidth();
568
[697]569        /** Returns the bounding box of filter width.
570        */
571        AxisAlignedBox3 GetFilterBBox(const Vector3 &viewPoint, const float width) const;
[609]572
[1294]573        //////////////////////////////////////////////////////////////////
[979]574
[1155]575        /** If true, the kd nodes are stored instead of the object pvs.
576        */
577        void SetStoreKdPvs(const bool storeKdPvs);
578
579        /** Returns true if the kd nodes are stored instead of the object pvs.
580        **/
581        bool GetStoreKdPVs() const;
582
[1570]583        /** Exports single view cells for visualization.
584                @param objects the scene objects
585                @param limit the maximal number of output view cells
586                @param sortViewCells if the view cells should be sorted by pvs size
587                @param exportPvs if the pvs should also be exported
588                @param exportRays if sample rays should be exported as well
[1580]589                @param maxRays maximum number of rays to export
590                @param prefix the prefix for the output file
[1570]591                @param visRays additional rays
592        */
[1686]593        virtual void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
594                                                                           const int maxViewCells,
595                                                                           const bool sortViewCells,
596                                                                           const bool exportPvs,
597                                                                           const bool exportRays,
598                                                                           const int maxRays,
599                                                                           const string prefix,
600                                                                           VssRayContainer *visRays = NULL) = NULL;
[1570]601
[1932]602
[1580]603        void ViewCellsManager::ResetPvs();
604
[1932]605        Preprocessor *GetPreprocessor() const {
606                return mPreprocessor;
607        }
[1580]608
[1932]609        void SetPreprocessor(Preprocessor *p) {
610                mPreprocessor = p;
611        }
[1608]612
[1932]613        void UpdatePvsForEvaluation();
614
[931]615protected:
[1145]616
[1932]617        void ComputeViewCellContribution(ViewCell *viewCell,
618                                                                         VssRay &ray,
619                                                                         Intersectable *obj,
620                                                                         const Vector3 &pt,
621                                                                         const bool addRays);
622
[1787]623        void MergeViewCellsRecursivly(ObjectPvs &pvs,
624                                                                  const ViewCellContainer &viewCells,
625                                                                  const int leftIdx,
626                                                                  const int rightIdx) const;
627
[697]628        /** Intersects box with the tree and returns the number of intersected boxes.
[1932]629        @returns number of view cells found
[697]630        */
[710]631        virtual int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
632                                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
[697]633
[880]634        /** Tests the visibility filter functionality.
635        */
[697]636        virtual void TestFilter(const ObjectContainer &objects) {};
637
[931]638        /** If the view cells tree was already constructed or not.
[581]639        */
640        bool ViewCellsTreeConstructed() const;
641
[1294]642        /** Requests preprocessor to cast samplesPerPass samples of a specific type.
643        */
[574]644        int CastPassSamples(const int samplesPerPass,
[1768]645                                                const vector<int> &strategies,
[574]646                                                VssRayContainer &vssRays) const;
[573]647
[1903]648        int CastPassSamples2(const int samplesPerPass,
649                                                 VssRayContainer &passSamples) const;
650
[931]651        /** Parse the options from the environment file.
652        */
[482]653        void ParseEnvironment();
654
[508]655        /** Creates unique view cell ids.
656        */
657        void CreateUniqueViewCellIds();
[547]658
[551]659        /** Finalizes, i.e., creates mesh, volume, area etc. for the view cell.
660        */
661        virtual void Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh);
662
[480]663        /** Recollects view cells and resets statistics.
664        */
665        void ResetViewCells();
[1932]666
[1707]667        /** Sets this view cell to active.
668        */
669        void SetViewCellActive(ViewCell *vc) const;
670
[480]671        /** Collects the view cells in the view cell container.
672        */
673        virtual void CollectViewCells() = 0;
[1932]674
[479]675        /** Evaluates view cells statistics and stores it in
[1932]676        mViewCellsStatistics.
[479]677        */
678        void EvaluateViewCellsStats();
[482]679
[1932]680
[1416]681        ///////////////////////
[482]682        //-- helper functions for view cell visualization
683
684        /** Exports the view cell partition.
685        */
[1686]686        void ExportViewCellsForViz(Exporter *exporter,
687                                                           const AxisAlignedBox3 *box,
[1760]688                                                           const bool colorCode,
[1932]689                                                           const AxisAlignedPlane *clipPlane) const;
[482]690
691        /** Sets exporter color.
692        */
[1773]693        virtual void ExportColor(Exporter *exporter,
694                                                         ViewCell *vc,
695                                                         const bool colorCode) const;
[1932]696
[1416]697        /** Creates meshes from the view cells.
698        */
699        void CreateViewCellMeshes();
[1545]700
[1932]701        /** Creates clip plane for visualization.
[1416]702        */
703        void CreateClipPlane();
[482]704
[1416]705        AxisAlignedPlane *GetClipPlane();
[1932]706
[1551]707        void ExportMergedViewCells(const ObjectContainer &objects);
708
[1416]709        ///////////////////////
710
[1002]711        /** Returns volume of the view space.
712        */
[557]713        virtual float GetViewSpaceVolume();
[1416]714        /** Prepares the view cells for sampling after loading them from disc.
[503]715        */
[577]716        virtual void PrepareLoadedViewCells() {};
[704]717        /** Constructs local view cell merge hierarchy.
718        */
719        ViewCell *ConstructLocalMergeTree(ViewCell *currentViewCell,
[1932]720                const ViewCellContainer &viewCells);
[704]721
[713]722        /** Constructs local view cell merge hierarchy based solely on similarity with the
[1932]723        current viewcell
[713]724        */
725        ViewCell *ConstructLocalMergeTree2(ViewCell *currentViewCell,
726                                                                           const ViewCellContainer &viewCells);
727 
[860]728        /** Updates pvs of all view cells for statistical evaluation after some more sampling
729        */
[1168]730        void UpdatePvsForEvaluation(ViewCell *root, ObjectPvs &pvs);
[752]731
[1679]732        virtual void ExportStats(const string &mergeStats);
[1582]733
734 
[979]735        ////////////////////////////////////////////////
[752]736
[1145]737        Preprocessor *mPreprocessor;
[1902]738       
[1145]739        /// if bounding boxes should be exported together with the view cells
[840]740        bool mExportBboxesForPvs;
[1902]741       
[1416]742        /// the clip plane for visualization
743        AxisAlignedPlane mClipPlaneForViz;
[1902]744       
[1416]745        /// if the visualization is using the clip plane
[660]746        bool mUseClipPlaneForViz;
[1902]747       
[480]748        /// Renders the view cells.
749        Renderer *mRenderer;
[1902]750       
[440]751        /// Loaded view cells
[469]752        ViewCellContainer mViewCells;
[1902]753       
[1416]754        /// the view cell hierarchy (i.e., the logical description of view cells)
[580]755        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
[1414]756       
[1773]757        std::vector<int> mStrategies;
758
[1416]759        /** if the values in the view cell leaves and the interiors are up to date
760                this is meant for lazy storing of the pvs, where only a scalar indicating
761                pvs size is stored in interiors and not the pvs itself.
762        */
[719]763        bool mViewCellPvsIsUpdated;
[1002]764
[1416]765        /// maximum number of samples for the view cell construction
[440]766        int mConstructionSamples;
[574]767        int mSamplesPerPass;
768        int mInitialSamples;
[440]769        int mPostProcessSamples;
770        int mVisualizationSamples;
[441]771
[470]772        float mTotalAreaValid;
773        float mTotalArea;
[475]774
[547]775        int mMaxPvsSize;
[562]776        int mMinPvsSize;
[547]777        float mMaxPvsRatio;
778
[660]779        int mSamplingType;
[722]780        int mEvaluationSamplingType;
[600]781        int mNumActiveViewCells;
[586]782        bool mCompressViewCells;
783
[1002]784        /// holds the current view cell statistics
[660]785        ViewCellsStatistics mCurrentViewCellsStats;
[487]786        /// the scene bounding box
[542]787        AxisAlignedBox3 mViewSpaceBox;
[1001]788       
[508]789        /// if view cells should be exported
790        bool mExportViewCells;
[547]791
[1002]792        // if only valid view cells should be considered for processing
[564]793        bool mOnlyValidViewCells;
[547]794
[580]795        /// if rays should be used to collect merge candidates
796        bool mUseRaysForMerge;
[1021]797
[1002]798        /// if there should be an additional merge step after the subdivision
[592]799        bool mMergeViewCells;
[697]800
801        /// the width of the box filter
802        float mFilterWidth;
[1570]803        /// Maximal size of the filter in terms of contributing view cells
[697]804        int mMaxFilterSize;
[1570]805       
[1576]806        // only for debugging
[1686]807        VssRayContainer storedRays;
808
[1902]809        bool mUseKdPvs;
[1974]810        bool mUseKdPvsAfterFiltering;
[1902]811
[1903]812        MixtureDistribution *mMixtureDistribution;
813
[1545]814        //////////////////
[487]815        //-- visualization options
816       
[1002]817        /// color code for view cells visualization
[1570]818        bool mShowVisualization;
[487]819        int mColorCode;
820        bool mExportGeometry;
821        bool mExportRays;
[517]822        bool mViewCellsFinished;
[664]823        bool mEvaluateViewCells;
[844]824
825        /// if pvs should be exported with view cells
826        bool mExportPvs;
[1155]827
[1703]828        static int sRenderCostEvaluationType;
829
830        /// if view cells geometry should be used from other sources
[1545]831        bool mUsePredefinedViewCells;
[1942]832
833 
834  vector<PerViewCellStat> mPerViewCellStat;
[1983]835  SamplesStatistics mSamplesStat;
[440]836};
837
[441]838
[1545]839/** Manages different higher order operations on the view cells.
[440]840*/
841class BspViewCellsManager: public ViewCellsManager
842{
843
844public:
[485]845        /** Constructor taking the bsp tree and the number of samples
846                used to construct the bsp tree.
847        */
[1264]848        BspViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree, BspTree *tree);
[440]849
[477]850        ~BspViewCellsManager();
[1582]851
[574]852        int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
[487]853                                  const VssRayContainer &rays);
[440]854
855        int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
[466]856                                        const VssRayContainer &rays);
[440]857
858        void Visualize(const ObjectContainer &objects,
[466]859                                   const VssRayContainer &sampleRays);
[440]860
861        int GetType() const;
862       
863        ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh = NULL) const;
864
865        bool ViewCellsConstructed() const;
866
[475]867        //void PrintStatistics(ostream &s) const;
[452]868
[468]869        int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
870                                                const Vector3 &termination,
871                                                ViewCellContainer &viewcells);
872       
[1294]873        /** Returns the probability that the view point lies
874                in this view cells.
875        */
[471]876        float GetProbability(ViewCell *viewCell);
[466]877
[1294]878        /** Get a viewcell containing the specified point.
[879]879        */
880        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const;
[492]881
[1294]882        /** Creates mesh for this view cell.
883        */
[503]884        void CreateMesh(ViewCell *vc);
885
[1416]886        void ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
887                                                                ViewCell *vc,
888                                                                const AxisAlignedBox3 *box,
889                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL
890                                                                ) const;
[580]891       
[587]892        void CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
893                                                                vector<MergeCandidate> &candidates);
[547]894
[587]895        void Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh);
896
[1416]897        bool ExportViewCells(const string filename,
898                                                 const bool exportPvs,
899                                                 const ObjectContainer &objects);
[590]900
[752]901        /** Constructs merge hierarchy which corresponds to the spatial hierarchy.
902        */
[650]903        ViewCell *ConstructSpatialMergeTree(BspNode *root);
[610]904
[1686]905        void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
906                                                           const int maxViewCells,
907                                                           const bool sortViewCells,
908                                                           const bool exportPvs,
909                                                           const bool exportRays,
910                                                           const int maxRays,
911                                                           const string prefix,
912                                                           VssRayContainer *visRays = NULL);
[1545]913
[1977]914        bool LineSegmentIntersects(const Vector3 &origin,
915                                                           const Vector3 &termination,
916                                                           ViewCell *viewCell);
917
[440]918protected:
919
[480]920        void CollectViewCells();
[547]921       
[440]922        /// the BSP tree.
923        BspTree *mBspTree;
[475]924        vector<BspRay *> mBspRays;
[440]925
926private:
927
[1545]928        /** Constructs a spatial merge tree only 2 levels deep.
929        */
930        ViewCell *ConstructDummyMergeTree(BspNode *root);
931
[440]932        /** Exports visualization of the BSP splits.
933        */
[477]934        void ExportSplits(const ObjectContainer &objects);
[440]935
[1002]936        /** test if subdivision is valid in terms of volume / area.
937        */
[693]938        void TestSubdivision();
[440]939};
940
[1545]941
[440]942/**
943        Manages different higher order operations on the KD type view cells.
944*/
945class KdViewCellsManager: public ViewCellsManager
946{
947
948public:
949
[1264]950        KdViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree, KdTree *tree);
[440]951
[574]952        int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
[1686]953                                                         const VssRayContainer &rays);
[440]954
[478]955        int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
956                                                const Vector3 &termination,
957                                                ViewCellContainer &viewcells);
[440]958
959        int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
[466]960                                        const VssRayContainer &rays);
[440]961
962        void Visualize(const ObjectContainer &objects,
[466]963                                   const VssRayContainer &sampleRays);
[440]964
965        int GetType() const;
966
967        bool ViewCellsConstructed() const;
968
[580]969        ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh) const;
[440]970
[452]971        /** Prints out statistics of this approach.
972        */
[503]973        //  virtual void PrintStatistics(ostream &s) const;
[1416]974        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const
975        { return NULL; }
[452]976
[503]977        float GetProbability(ViewCell *viewCell);
[609]978       
[503]979        void CreateMesh(ViewCell *vc);
980
[1686]981        void ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
982                                                                ViewCell *vc,
983                                                                const AxisAlignedBox3 *box,
984                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL) const;
[547]985
[1416]986
[591]987        void CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
988                                                                vector<MergeCandidate> &candidates);
[580]989
[1686]990        void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
991                                                           const int maxViewCells,
992                                                           const bool sortViewCells,
993                                                           const bool exportPvs,
994                                                           const bool exportRays,
995                                                           const int maxRays,
996                                                           const string prefix,
997                                                           VssRayContainer *visRays = NULL);
[752]998
[1977]999        bool LineSegmentIntersects(const Vector3 &origin,
1000                                                           const Vector3 &termination,
1001                                                           ViewCell *viewCell);
1002
[440]1003protected:
1004
[580]1005        /** Collects view cells from a hierarchy.
1006        */
[480]1007        void CollectViewCells();
[580]1008
[480]1009        KdNode *GetNodeForPvs(KdLeaf *leaf);
[440]1010
[1570]1011        ////////////////////////////////////////
[440]1012
[480]1013        /// the BSP tree.
1014        KdTree *mKdTree;
[440]1015
[480]1016        /// depth of the KD tree nodes with represent the view cells
1017        int mKdPvsDepth;
[938]1018
1019
[440]1020};
1021
[1570]1022
1023/** Manages different higher order operations on the view cells.
[442]1024*/
1025class VspBspViewCellsManager: public ViewCellsManager
1026{
1027
1028public:
1029
[1264]1030        VspBspViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree, VspBspTree *tree);
[475]1031        ~VspBspViewCellsManager();
[442]1032
[574]1033        int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
[1686]1034                                                         const VssRayContainer &rays);
[442]1035
1036        int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
[466]1037                                        const VssRayContainer &rays);
[442]1038
1039        void Visualize(const ObjectContainer &objects,
[466]1040                                   const VssRayContainer &sampleRays);
[442]1041
1042        int GetType() const;
1043       
1044        ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh = NULL) const;
1045
1046        bool ViewCellsConstructed() const;
[468]1047       
1048        int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
1049                                                const Vector3 &termination,
1050                                                ViewCellContainer &viewcells);
[452]1051
[471]1052        float GetProbability(ViewCell *viewCell);
[479]1053       
[879]1054        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const;
[477]1055
[487]1056        bool GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const;
1057
[490]1058        bool ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const;
[503]1059
1060        void CreateMesh(ViewCell *vc);
1061
[1686]1062        bool ExportViewCells(const string filename,
1063                                                 const bool exportPvs,
1064                                                 const ObjectContainer &objects);
[508]1065
[532]1066        int CastBeam(Beam &beam);
[1416]1067       
[1686]1068        void ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
1069                                                                ViewCell *vc,
1070                                                                const AxisAlignedBox3 *box,
1071                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL) const;
[532]1072
[547]1073
[555]1074        void Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh);
[551]1075
[1686]1076        void CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
1077                                                                vector<MergeCandidate> &candidates);
[580]1078
[1686]1079        void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
1080                                                           const int maxViewCells,
1081                                                           const bool sortViewCells,
1082                                                           const bool exportPvs,
1083                                                           const bool exportRays,               
1084                                                           const int maxRays,
1085                                                           const string prefix,
1086                                                           VssRayContainer *visRays = NULL);
[1570]1087
[1920]1088       
[1977]1089        bool LineSegmentIntersects(const Vector3 &origin,
1090                                                           const Vector3 &termination,
1091                                                           ViewCell *viewCell);
1092
[442]1093protected:
[475]1094
[1686]1095        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
1096                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
[651]1097       
[1021]1098        /** Merges view cells according to some criteria
[442]1099        */
[508]1100        void MergeViewCells(const VssRayContainer &rays,
1101                                                const ObjectContainer &objects);
[503]1102       
[564]1103        void RefineViewCells(const VssRayContainer &rays, const ObjectContainer &objects);
[442]1104
[480]1105        void CollectViewCells();
1106
[482]1107        /** Returns maximal depth difference of view cell
1108                leaves in tree.
1109        */
1110        int GetMaxTreeDiff(ViewCell *vc) const;
1111
[752]1112        /** Prepare view cells for use after loading them from disc.
1113        */
[577]1114        void PrepareLoadedViewCells();
1115
[752]1116        /** Constructs merge hierarchy which corresponds to the spatial hierarchy.
1117        */
[650]1118        ViewCell *ConstructSpatialMergeTree(BspNode *root);
[649]1119
[979]1120        /// HACK for testing visibility filter functionality
[697]1121        void TestFilter(const ObjectContainer &objects);
1122
[979]1123        /** Visualization of the pvs difference to exact visubility using
1124                from point queries.
1125        */
1126        void VisualizeWithFromPointQueries();
[697]1127
[991]1128        /** Evaluate from point queries for the current scene.
1129        */
1130        void EvalFromPointQueries();
[979]1131
[1021]1132        /** Exports visualization of the BSP splits.
1133        */
1134        void ExportSplits(const ObjectContainer &objects,
1135                                          const VssRayContainer &rays);
[991]1136
[1686]1137
1138        /////////////////////////
1139
[442]1140        /// the view space partition BSP tree.
1141        VspBspTree *mVspBspTree;
1142
[591]1143
[442]1144private:
1145
[1021]1146        /** test if subdivision is valid in terms of volume / area.
[442]1147        */
[1021]1148        void TestSubdivision();
1149};
[442]1150
[1662]1151#define TEST_EVALUATION 0
[1021]1152
1153/**
1154        Manages different higher order operations on the view cells.
1155*/
1156class VspOspViewCellsManager: public ViewCellsManager
1157{
[1740]1158        friend class ViewCellsParseHandlers;
[1977]1159
[1021]1160public:
1161
[1740]1162        VspOspViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, const string &hierarchyType);
[1278]1163       
[1021]1164        ~VspOspViewCellsManager();
1165
1166        int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
1167                                                         const VssRayContainer &rays);
1168
1169        int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
1170                                        const VssRayContainer &rays);
1171
[1686]1172        void Visualize(const ObjectContainer &objects,
[1021]1173                                   const VssRayContainer &sampleRays);
1174
1175        int GetType() const;
1176       
1177        ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh = NULL) const;
1178
[1977]1179        virtual Intersectable *GetIntersectable(
1180                const VssRay &ray, const bool isTermination) const;
[1743]1181
[1021]1182        bool ViewCellsConstructed() const;
1183
1184       
1185        int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
1186                                                const Vector3 &termination,
1187                                                ViewCellContainer &viewcells);
1188
[1977]1189        bool LineSegmentIntersects(const Vector3 &origin,
1190                                                           const Vector3 &termination,
1191                                                           ViewCell *viewCell);
1192
[1021]1193        float GetProbability(ViewCell *viewCell);
1194       
1195        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const;
1196
1197        bool GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const;
1198
1199        bool ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const;
1200
1201        void CreateMesh(ViewCell *vc);
1202
[1027]1203        bool ExportViewCells(const string filename,
1204                                                 const bool exportPvs,
1205                                                 const ObjectContainer &objects);
[1021]1206
1207        int CastBeam(Beam &beam);
1208
1209        void Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh);
1210
[1977]1211        ViewCellsManager *LoadViewCells(const string &filename,
[1666]1212                                                                        ObjectContainer *objects,
1213                                                                        const bool finalizeViewCells,
1214                                                                        BoundingBoxConverter *bconverter);
[1201]1215
[1666]1216        void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
1217                                                           const int maxViewCells,
1218                                                           const bool sortViewCells,
1219                                                           const bool exportPvs,
1220                                                           const bool exportRays,
1221                                                           const int maxRays,
1222                                                           const string prefix,
1223                                                           VssRayContainer *visRays = NULL);
[1920]1224       
1225        float UpdateObjectCosts();
[1570]1226
[1021]1227protected:
[1180]1228
[1740]1229        VspOspViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, HierarchyManager *hm);
1230       
[1709]1231#if 1//TEST_EVALUATION
1232        virtual void EvalViewCellPartition();
1233#endif
[1416]1234
[1027]1235        /** Exports view cell geometry.
1236        */
[1666]1237        void ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
1238                                                                ViewCell *vc,
1239                                                                const AxisAlignedBox3 *box,
1240                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL) const;
[1027]1241
[1666]1242        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
1243                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
[1021]1244       
1245        void CollectViewCells();
1246
[1845]1247        virtual void CompressViewCells();
1248
[1021]1249        /** Prepare view cells for use after loading them from disc.
1250        */
1251        void PrepareLoadedViewCells();
1252
1253        /** Constructs merge hierarchy which corresponds to the spatial hierarchy.
1254        */
1255        ViewCell *ConstructSpatialMergeTree(VspNode *root);
1256
[1074]1257        /** Exports visualization of the PVS.
[442]1258        */
[1666]1259        void ExportPvs(const ObjectContainer &objects, const VssRayContainer &rays);
[442]1260
[1740]1261        /** Returns a hierarchy manager of the given name.
1262        */
1263        static HierarchyManager *CreateHierarchyManager(const string &name);
1264
[1679]1265        //void ExportStats(const string &mergeStats);
[1021]1266
[1887]1267        /** collect objects intersecting a given spatial box
[1845]1268        */
1269        virtual void CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects);
[1737]1270
[1887]1271
1272        /////////////////////////////////////////
1273
1274
1275        bool mCompressObjects;
1276
[1027]1277        HierarchyManager *mHierarchyManager;
[442]1278};
1279
[575]1280
[860]1281}
1282
[440]1283#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.