source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/ViewCellsManager.h @ 1974

Revision 1974, 33.5 KB checked in by bittner, 18 years ago (diff)

mutation updates, ray sorting, merge

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