source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/ViewCellsManager.h @ 1920

Revision 1920, 33.1 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)
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        struct PvsStatistics
84        {
85          float minPvs;
86          float maxPvs;
87          float avgPvs;
88          float avgFilteredPvs;
89          float avgFilterContribution;
90          float avgFilterRadius;
91          float avgFilterRatio;
92          int viewcells;
93         
94        };
95
96        /// view cell container types
97        enum {BSP, KD, VSP_KD, VSP_BSP, VSP_OSP};
98 
99        /// render cost evaluation type
100        enum {PER_OBJECT, PER_TRIANGLE};
101
102        friend class X3dViewCellsParseHandlers;
103
104        /** Default constructor.
105        */
106        ViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree);
107
108        virtual ~ViewCellsManager();
109
110        /** Constructs view cells container taking a preprocessor
111                @returns the output rays (if not null)
112        */
113        int Construct(Preprocessor *preprocessor, VssRayContainer *outRays = NULL);
114
115        /** Constructs view cell container with a given number of samples.
116        */
117        virtual int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
118                                                                         const VssRayContainer &rays) = 0;
119
120        /** Computes sample contributions of the rays to the view cells PVS.
121       
122                @param rays bundle of rays used to find intersections with view cells and
123                adding the contribution
124                @param addRays true if rays should be added to the PVSs of the viewcells they
125                intersect
126                @param storeViewCells true if view cells should be stored in the ray
127        */
128        float ComputeSampleContributions(const VssRayContainer &rays,
129                                                                         const bool addContributions,
130                                                                         const bool storeViewCells);
131
132        /** Add sample contributions to the viewcells they intersect
133        */
134        //void AddSampleContributions(const VssRayContainer &rays);
135 
136
137        /** Computes sample contribution of a simgle ray to the view cells PVS.
138                @param ray finds intersections with view cells and holds the contribution
139                @param addSample if sample should be added to the pvs
140                 
141                @returns number of sample contributions
142        */
143        virtual float ComputeSampleContribution(VssRay &ray,
144                                                                                        const bool addRays,
145                                                                                        const bool storeViewCells);
146
147        //virtual void AddSampleContributions(VssRay &ray);
148
149        /** Prints out statistics of the view cells.
150        */
151        virtual void PrintStatistics(ostream &s) const;
152
153        /** Post processes view cells givemŽa number of rays.
154        */
155        virtual int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
156                                                        const VssRayContainer &rays) = 0;
157
158        /** Show visualization of the view cells.
159        */
160        virtual void Visualize(const ObjectContainer &objects,
161                                                   const VssRayContainer &sampleRays) = 0;
162
163  /** collect objects intersecting a given spatial box */
164  virtual void CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects);
165
166        /** type of the view cell container.
167        */
168        virtual int GetType() const = 0;
169
170        /** Load the input viewcells. The input viewcells should be given as a collection
171                of meshes. Each mesh is assume to form a bounded polyhedron
172                defining the interior of the viewcell. The view cells manager
173                is responsible for building a hierarchy over these view cells.
174               
175                @param filename file to load
176                @return true on success
177    */
178    virtual bool LoadViewCellsGeometry(const string filename, const bool extrudeBaseTriangle);
179       
180        /** Merges two view cells.
181                @note the piercing rays of the front and back will be ordered   
182                @returns new view cell based on the merging.
183        */
184        ViewCellInterior *MergeViewCells(ViewCell *front, ViewCell *back) const;
185
186        /** Merges a container of view cells.
187                @returns new view cell based on the merging.
188        */
189        ViewCellInterior *MergeViewCells(ViewCellContainer &children) const;
190       
191        /** Generates view cell of the type specified by this manager
192        */
193        virtual ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh = NULL) const = 0;
194
195        /** Constructs view cell from base triangle.
196                The view cell is extruded along the normal vector.
197                @param the base triangle
198                @param the height of the newly created view cell
199        */
200        ViewCell *ExtrudeViewCell(const Triangle3 &baseTri, const float height) const;
201
202
203  virtual Intersectable *
204  GetIntersectable(const VssRay &ray, const bool isTermination) const;
205
206        /** Sets maximal number of samples used for the
207                construction of the view cells.
208        */
209        void SetVisualizationSamples(const int visSamples);
210
211        /** Sets maximal number of samples used for the construction of the view cells.
212        */
213        void SetConstructionSamples(const int constructionSamples);
214
215        /** Sets maximal number of samples used for the visualization of the view cells.
216        */
217        void SetInitialSamples(const int initialSamples);
218
219        /** Sets maximal number of samples used for the post processing of the view cells.
220        */
221        void SetPostProcessSamples(const int postProcessingSamples);
222
223        /** See set.
224        */
225        int GetVisualizationSamples() const;
226
227        /** See set.
228        */
229        int GetConstructionSamples() const;
230
231        /** See set.
232        */
233        int GetPostProcessSamples() const;
234
235        /** Returns true if view cells are already constructed.
236        */
237        virtual bool ViewCellsConstructed() const = 0;
238
239        /** cast line segment to get a list of unique viewcells which are intersected
240                by this line segment
241        */
242 
243        virtual int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
244                                                          const Vector3 &termination,
245                                                          ViewCellContainer &viewcells
246                                                          ) = 0;
247
248        /** Returns a stats about the global pvs.
249        */
250        virtual void GetPvsStatistics(PvsStatistics &stat);
251
252        virtual void GetPrVS(const Vector3 &viewPoint, PrVs &prvs, const float filterWidth);
253 
254        /** Get a viewcell containing the specified point
255                @param active if the active or elementary view cell should be returned.
256        */
257        virtual ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const = 0;
258 
259        virtual void PrintPvsStatistics(ostream &s);
260
261        /** Updates pvs of the view cell hierarchy if necessary.
262        */
263        void UpdatePvs();
264
265        /** Returns probability that view point lies in one view cell.
266        */
267        virtual float GetProbability(ViewCell *viewCell) = 0;
268
269        /** Returns render cost of a single view cell given the render cost of an object.
270        */
271        float GetRendercost(ViewCell *viewCell) const;
272
273        /** Returns reference to container of loaded / generated view cells.
274        */
275        ViewCellContainer &GetViewCells();
276
277        /** Helper function used to split ray sets uniformly
278                into one that is currently used and the other that
279                is saved for later processing.
280                @param sourceRays the input ray set
281                @param maxSize the maximal number of rays that will be used
282                @param usedRays returns the used ray set
283                @param savedRays if not null, returns the saved ray set
284        */
285        void GetRaySets(const VssRayContainer &sourceRays,
286                                        const int maxSize,
287                                        VssRayContainer &usedRays,
288                                        VssRayContainer *savedRays = NULL) const;
289       
290        /** Returns accumulated area of all view cells.
291        */
292        float GetAccVcArea();
293
294        /** Returns area of one view cell.
295        */
296        virtual float GetArea(ViewCell *viewCell) const;
297
298        /** Returns volume of view cell.
299        */
300        virtual float GetVolume(ViewCell *viewCell) const;
301
302        /** Sets the current renderer mainly for view cells statistics.
303        */
304        void SetRenderer(Renderer *renderer);
305
306        /** Computes a (random) view point in the valid view space.
307                @returns true if valid view point was found
308        */
309        virtual bool GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const;
310 
311  virtual bool GetViewPoint(Vector3 &viewPoint, const Vector3 &params) const;
312
313        /** Returns true if this view point is in the valid view space.
314        */
315        virtual bool ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const;
316
317        /** Sets a view space boundary.
318        */
319        void SetViewSpaceBox(const AxisAlignedBox3 &box);
320
321        AxisAlignedBox3 GetViewSpaceBox() const;
322
323        /** Creates mesh for this view cell.
324        */
325        virtual void CreateMesh(ViewCell *vc) = NULL;
326
327        /** Writes view cells to disc.
328        */
329        virtual bool ExportViewCells(const string filename,
330                                                                 const bool exportPvs,
331                                                                 const ObjectContainer &objects);
332
333        /** Casts beam to collect view cells.
334        */
335        virtual int CastBeam(Beam &beam);
336
337        /** Checks if view cell is considered as valid.
338        */
339        virtual bool CheckValidity(ViewCell *vc,
340                                                           int minPvsSize,
341                                                           int maxPvsSize) const;
342
343       
344        /** Sets validity of view cell
345        */
346        virtual void SetValidity(ViewCell *vc,
347                                                         int minPvsSize,
348                                                         int maxPvsSize) const;
349
350        /** sets validy of all viewcells
351        */
352        virtual void SetValidity(int minPvsSize,
353                                                         int maxPvsSize) const;
354
355
356        /** set valid viewcells in the range of pvs. sorts the viewcells
357          according to the pvs and then pickups those in the ranges
358          */
359        void SetValidityPercentage(const float minValid, const float maxValid);
360
361        /** Returns number of valid view cells.
362        */
363    int CountValidViewcells() const;
364
365        /** Returns maximal allowed pvs size.
366        */
367        int GetMaxPvsSize() const;
368
369        /** Returns maximal allowed pvs size.
370        */
371        int GetMinPvsSize() const;
372        /** Returns maximal ratio. i.e., currentPVs / maxPvs,
373                where pvs is still considered valid.
374        */
375        float GetMaxPvsRatio() const;
376        /** Exports view cell geometry.
377        */
378        virtual void ExportViewCellGeometry(
379                Exporter *exporter,
380                ViewCell *vc,
381                const AxisAlignedBox3 *box,
382                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL
383                ) const = 0;
384
385        /** Brings the view cells into their final state, computes meshes and volume.
386        */
387        virtual void FinalizeViewCells(const bool createMesh);
388
389        /** Evaluates statistics values on view cells.
390        */
391        void EvaluateRenderStatistics(float &totalRenderCost,
392                                                                  float &expectedRenderCost,
393                                                                  float &deviation,
394                                                                  float &variance,
395                                                                  float &totalPvs,
396                                                                  float &avgRenderCost);
397
398
399        /** Returns hierarchy of the view cells.
400        */
401        ViewCellsTree *GetViewCellsTree();
402
403        /** Collect candidates for the view cell merge.
404        */
405        virtual void CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
406                                                                                vector<MergeCandidate> &candidates);
407
408        /** Collects n view cells and stores it as the active view cells.
409        */
410        void CollectViewCells(const int n);
411
412        /** Sets current view cells set to active,
413                i.e., the sampling is done in this view cell set.
414        */
415        void SetViewCellsActive();
416
417        /** Evaluates render cost statistics of current view cell hierarchy.
418        */
419        virtual void EvalViewCellPartition();
420
421        /** Sets maximal size of a view cell filter.
422        */
423        void SetMaxFilterSize(const int size);
424
425        /** Returns maximal filter size.
426        */
427        int GetMaxFilterSize() const;
428
429        /** Deletes interior nodes from the tree which have negative
430                merge cost set (local merge).
431        */ 
432        void DeleteLocalMergeTree(ViewCell *vc) const;
433 
434        /** Evaluautes histogram for a given number of view cells.
435        */
436        void EvalViewCellHistogram(const string filename, const int nViewCells);
437
438        /** Evaluautes histogram for a given number of view cells.
439        */
440        void EvalViewCellHistogramForPvsSize(const string filename, const int nViewCells);
441
442        void EvalViewCellHistogramForPvsSize(const string filename,
443                                                                                 ViewCellContainer &viewCells);
444
445        /** Evaluates the render cost of a view cell.
446        */
447        static float EvalRenderCost(Intersectable *obj);
448   
449        /** Sets pvs size of view cell as a scalar. Used when storing pvs only in the leaves
450                of the hierarchy.
451        */
452        void UpdateScalarPvsSize(ViewCell *vc, const float pvsCost, const int entriesInPvs) const;
453
454        /** Returns bounding box of a view cell.
455        */
456        AxisAlignedBox3 GetViewCellBox(ViewCell *vc);
457
458        /** Exports bounding boxes of objects to file.
459        */
460        bool ExportBoundingBoxes(const string filename, const ObjectContainer &objects) const;
461   
462        /** Load the bounding boxes into the container.
463        */
464        bool LoadBoundingBoxes(const string filename, IndexedBoundingBoxContainer &boxes) const;
465
466        /** Returns true if pvs should be exported together with the view cells.
467        */
468        bool GetExportPvs() const;
469
470        /** Efficiently merges the view cells in the container.
471        */
472        void MergeViewCellsRecursivly(ObjectPvs &pvs,
473                                                                  const ViewCellContainer &viewCells) const;
474
475        virtual void CompressViewCells();
476
477        /////////////////////////////
478        // static members
479       
480        /** Loads view cells from file. The view cells manager is created with
481                respect to the loaded view cells.
482
483                @param filename the filename of the view cells
484                @param objects the scene objects
485                @param finalizeViewCells if the view cells should be post processed, i.e.
486                        a mesh is created representing the geometry
487                @param bconverter a conversion routine working with the similarities of bounding
488                boxes: if there is a certain similarity of overlap between bounding boxes, two tested
489                candidate objects are considered to be the same objects
490                @returns the view cells manager if loading was successful, false otherwise
491        */
492        static ViewCellsManager *LoadViewCells(const string &filename,
493                                                                                   ObjectContainer *objects,
494                                                                                   bool finalizeViewCells = false,
495                                                                                   BoundingBoxConverter *bconverter = NULL);
496
497
498        ////////////////////////////////////////////////////////7
499        // visiblity filter options
500
501        // TODO: write own visibiltiy filter class
502  void ApplyFilter(KdTree *kdTree,
503                                         const float viewSpaceFilterSize,
504                                         const float spatialFilterSize);
505
506  // new adaptive version of the filter
507  PvsFilterStatistics
508  ApplyFilter2(ViewCell *viewCell,
509                                                         const bool useViewSpaceFilter,
510                                                         const float filterSize,
511                                                         ObjectPvs &pvs,
512                                                         vector<AxisAlignedBox3> *filteredBoxes = NULL
513                                                         );
514
515        void ApplySpatialFilter(KdTree *kdTree,
516                                                        const float spatialFilterSize,
517                                                        ObjectPvs &pvs);
518
519         void ApplyFilter(ViewCell *viewCell,
520                                          KdTree *kdTree,
521                                          const float viewSpaceFilterSize,
522                                          const float spatialFilterSize,
523                                          ObjectPvs &pvs);
524
525        float GetFilterWidth();
526
527        float GetAbsFilterWidth();
528
529        /** Returns the bounding box of filter width.
530        */
531        AxisAlignedBox3 GetFilterBBox(const Vector3 &viewPoint, const float width) const;
532
533        //////////////////////////////////////////////////////////////////
534
535        /** If true, the kd nodes are stored instead of the object pvs.
536        */
537        void SetStoreKdPvs(const bool storeKdPvs);
538
539        /** Returns true if the kd nodes are stored instead of the object pvs.
540        **/
541        bool GetStoreKdPVs() const;
542
543        /** Exports single view cells for visualization.
544                @param objects the scene objects
545                @param limit the maximal number of output view cells
546                @param sortViewCells if the view cells should be sorted by pvs size
547                @param exportPvs if the pvs should also be exported
548                @param exportRays if sample rays should be exported as well
549                @param maxRays maximum number of rays to export
550                @param prefix the prefix for the output file
551                @param visRays additional rays
552        */
553        virtual void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
554                                                                           const int maxViewCells,
555                                                                           const bool sortViewCells,
556                                                                           const bool exportPvs,
557                                                                           const bool exportRays,
558                                                                           const int maxRays,
559                                                                           const string prefix,
560                                                                           VssRayContainer *visRays = NULL) = NULL;
561
562       
563        void ViewCellsManager::ResetPvs();
564 
565  Preprocessor *GetPreprocessor() const {
566        return mPreprocessor;
567  }
568
569  void SetPreprocessor(Preprocessor *p) {
570        mPreprocessor = p;
571  }
572
573  void UpdatePvsForEvaluation();
574
575protected:
576
577        void MergeViewCellsRecursivly(ObjectPvs &pvs,
578                                                                  const ViewCellContainer &viewCells,
579                                                                  const int leftIdx,
580                                                                  const int rightIdx) const;
581
582        /** Intersects box with the tree and returns the number of intersected boxes.
583                @returns number of view cells found
584        */
585        virtual int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
586                                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
587
588        /** Tests the visibility filter functionality.
589        */
590        virtual void TestFilter(const ObjectContainer &objects) {};
591
592        /** If the view cells tree was already constructed or not.
593        */
594        bool ViewCellsTreeConstructed() const;
595
596        /** Requests preprocessor to cast samplesPerPass samples of a specific type.
597        */
598        int CastPassSamples(const int samplesPerPass,
599                                                const vector<int> &strategies,
600                                                VssRayContainer &vssRays) const;
601
602        int CastPassSamples2(const int samplesPerPass,
603                                                 VssRayContainer &passSamples) const;
604
605        /** Parse the options from the environment file.
606        */
607        void ParseEnvironment();
608
609        /** Creates unique view cell ids.
610        */
611        void CreateUniqueViewCellIds();
612
613        /** Finalizes, i.e., creates mesh, volume, area etc. for the view cell.
614        */
615        virtual void Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh);
616
617        /** Recollects view cells and resets statistics.
618        */
619        void ResetViewCells();
620       
621        /** Sets this view cell to active.
622        */
623        void SetViewCellActive(ViewCell *vc) const;
624
625        /** Collects the view cells in the view cell container.
626        */
627        virtual void CollectViewCells() = 0;
628       
629        /** Evaluates view cells statistics and stores it in
630                mViewCellsStatistics.
631        */
632        void EvaluateViewCellsStats();
633
634       
635        ///////////////////////
636        //-- helper functions for view cell visualization
637
638        /** Exports the view cell partition.
639        */
640        void ExportViewCellsForViz(Exporter *exporter,
641                                                           const AxisAlignedBox3 *box,
642                                                           const bool colorCode,
643                                                           const AxisAlignedPlane *clipPlane
644                                                           ) const;
645
646        /** Sets exporter color.
647        */
648        virtual void ExportColor(Exporter *exporter,
649                                                         ViewCell *vc,
650                                                         const bool colorCode) const;
651       
652        /** Creates meshes from the view cells.
653        */
654        void CreateViewCellMeshes();
655
656    /** Creates clip plane for visualization.
657        */
658        void CreateClipPlane();
659
660        AxisAlignedPlane *GetClipPlane();
661       
662        void ExportMergedViewCells(const ObjectContainer &objects);
663
664        ///////////////////////
665
666        /** Returns volume of the view space.
667        */
668        virtual float GetViewSpaceVolume();
669        /** Prepares the view cells for sampling after loading them from disc.
670        */
671        virtual void PrepareLoadedViewCells() {};
672        /** Constructs local view cell merge hierarchy.
673        */
674        ViewCell *ConstructLocalMergeTree(ViewCell *currentViewCell,
675                                                                          const ViewCellContainer &viewCells);
676
677        /** Constructs local view cell merge hierarchy based solely on similarity with the
678                current viewcell
679        */
680        ViewCell *ConstructLocalMergeTree2(ViewCell *currentViewCell,
681                                                                           const ViewCellContainer &viewCells);
682 
683        /** Updates pvs of all view cells for statistical evaluation after some more sampling
684        */
685        void UpdatePvsForEvaluation(ViewCell *root, ObjectPvs &pvs);
686
687        virtual void ExportStats(const string &mergeStats);
688
689 
690        ////////////////////////////////////////////////
691
692        Preprocessor *mPreprocessor;
693       
694        /// if bounding boxes should be exported together with the view cells
695        bool mExportBboxesForPvs;
696       
697        /// the clip plane for visualization
698        AxisAlignedPlane mClipPlaneForViz;
699       
700        /// if the visualization is using the clip plane
701        bool mUseClipPlaneForViz;
702       
703        /// Renders the view cells.
704        Renderer *mRenderer;
705       
706        /// Loaded view cells
707        ViewCellContainer mViewCells;
708       
709        /// the view cell hierarchy (i.e., the logical description of view cells)
710        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
711       
712        std::vector<int> mStrategies;
713
714        /** if the values in the view cell leaves and the interiors are up to date
715                this is meant for lazy storing of the pvs, where only a scalar indicating
716                pvs size is stored in interiors and not the pvs itself.
717        */
718        bool mViewCellPvsIsUpdated;
719
720        /// maximum number of samples for the view cell construction
721        int mConstructionSamples;
722        int mSamplesPerPass;
723        int mInitialSamples;
724        int mPostProcessSamples;
725        int mVisualizationSamples;
726
727        float mTotalAreaValid;
728        float mTotalArea;
729
730        int mMaxPvsSize;
731        int mMinPvsSize;
732        float mMaxPvsRatio;
733
734        int mSamplingType;
735        int mEvaluationSamplingType;
736        int mNumActiveViewCells;
737        bool mCompressViewCells;
738
739        /// holds the current view cell statistics
740        ViewCellsStatistics mCurrentViewCellsStats;
741        /// the scene bounding box
742        AxisAlignedBox3 mViewSpaceBox;
743       
744        /// if view cells should be exported
745        bool mExportViewCells;
746
747        // if only valid view cells should be considered for processing
748        bool mOnlyValidViewCells;
749
750        /// if rays should be used to collect merge candidates
751        bool mUseRaysForMerge;
752
753        /// if there should be an additional merge step after the subdivision
754        bool mMergeViewCells;
755
756        /// the width of the box filter
757        float mFilterWidth;
758        /// Maximal size of the filter in terms of contributing view cells
759        int mMaxFilterSize;
760       
761        // only for debugging
762        VssRayContainer storedRays;
763
764        bool mUseKdPvs;
765
766        MixtureDistribution *mMixtureDistribution;
767
768        //////////////////
769        //-- visualization options
770       
771        /// color code for view cells visualization
772        bool mShowVisualization;
773        int mColorCode;
774        bool mExportGeometry;
775        bool mExportRays;
776        bool mViewCellsFinished;
777        bool mEvaluateViewCells;
778
779        /// if pvs should be exported with view cells
780        bool mExportPvs;
781
782        static int sRenderCostEvaluationType;
783
784        /// if view cells geometry should be used from other sources
785        bool mUsePredefinedViewCells;
786};
787
788
789/** Manages different higher order operations on the view cells.
790*/
791class BspViewCellsManager: public ViewCellsManager
792{
793
794public:
795        /** Constructor taking the bsp tree and the number of samples
796                used to construct the bsp tree.
797        */
798        BspViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree, BspTree *tree);
799
800        ~BspViewCellsManager();
801
802        int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
803                                  const VssRayContainer &rays);
804
805        int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
806                                        const VssRayContainer &rays);
807
808        void Visualize(const ObjectContainer &objects,
809                                   const VssRayContainer &sampleRays);
810
811        int GetType() const;
812       
813        ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh = NULL) const;
814
815        bool ViewCellsConstructed() const;
816
817        //void PrintStatistics(ostream &s) const;
818
819        int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
820                                                const Vector3 &termination,
821                                                ViewCellContainer &viewcells);
822       
823        /** Returns the probability that the view point lies
824                in this view cells.
825        */
826        float GetProbability(ViewCell *viewCell);
827
828        /** Get a viewcell containing the specified point.
829        */
830        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const;
831
832        /** Creates mesh for this view cell.
833        */
834        void CreateMesh(ViewCell *vc);
835
836        void ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
837                                                                ViewCell *vc,
838                                                                const AxisAlignedBox3 *box,
839                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL
840                                                                ) const;
841       
842        void CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
843                                                                vector<MergeCandidate> &candidates);
844
845        void Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh);
846
847        bool ExportViewCells(const string filename,
848                                                 const bool exportPvs,
849                                                 const ObjectContainer &objects);
850
851        /** Constructs merge hierarchy which corresponds to the spatial hierarchy.
852        */
853        ViewCell *ConstructSpatialMergeTree(BspNode *root);
854
855        void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
856                                                           const int maxViewCells,
857                                                           const bool sortViewCells,
858                                                           const bool exportPvs,
859                                                           const bool exportRays,
860                                                           const int maxRays,
861                                                           const string prefix,
862                                                           VssRayContainer *visRays = NULL);
863
864protected:
865
866        void CollectViewCells();
867       
868        /// the BSP tree.
869        BspTree *mBspTree;
870        vector<BspRay *> mBspRays;
871
872private:
873
874        /** Constructs a spatial merge tree only 2 levels deep.
875        */
876        ViewCell *ConstructDummyMergeTree(BspNode *root);
877
878        /** Exports visualization of the BSP splits.
879        */
880        void ExportSplits(const ObjectContainer &objects);
881
882        /** test if subdivision is valid in terms of volume / area.
883        */
884        void TestSubdivision();
885};
886
887
888/**
889        Manages different higher order operations on the KD type view cells.
890*/
891class KdViewCellsManager: public ViewCellsManager
892{
893
894public:
895
896        KdViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree, KdTree *tree);
897
898        int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
899                                                         const VssRayContainer &rays);
900
901        int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
902                                                const Vector3 &termination,
903                                                ViewCellContainer &viewcells);
904
905        int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
906                                        const VssRayContainer &rays);
907
908        void Visualize(const ObjectContainer &objects,
909                                   const VssRayContainer &sampleRays);
910
911        int GetType() const;
912
913        bool ViewCellsConstructed() const;
914
915        ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh) const;
916
917        /** Prints out statistics of this approach.
918        */
919        //  virtual void PrintStatistics(ostream &s) const;
920        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const
921        { return NULL; }
922
923        float GetProbability(ViewCell *viewCell);
924       
925        void CreateMesh(ViewCell *vc);
926
927        void ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
928                                                                ViewCell *vc,
929                                                                const AxisAlignedBox3 *box,
930                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL) const;
931
932
933        void CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
934                                                                vector<MergeCandidate> &candidates);
935
936        void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
937                                                           const int maxViewCells,
938                                                           const bool sortViewCells,
939                                                           const bool exportPvs,
940                                                           const bool exportRays,
941                                                           const int maxRays,
942                                                           const string prefix,
943                                                           VssRayContainer *visRays = NULL);
944
945protected:
946
947        /** Collects view cells from a hierarchy.
948        */
949        void CollectViewCells();
950
951        KdNode *GetNodeForPvs(KdLeaf *leaf);
952
953        ////////////////////////////////////////
954
955        /// the BSP tree.
956        KdTree *mKdTree;
957
958        /// depth of the KD tree nodes with represent the view cells
959        int mKdPvsDepth;
960
961
962};
963
964
965/** Manages different higher order operations on the view cells.
966*/
967class VspBspViewCellsManager: public ViewCellsManager
968{
969
970public:
971
972        VspBspViewCellsManager(ViewCellsTree *viewCellsTree, VspBspTree *tree);
973        ~VspBspViewCellsManager();
974
975        int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
976                                                         const VssRayContainer &rays);
977
978        int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
979                                        const VssRayContainer &rays);
980
981        void Visualize(const ObjectContainer &objects,
982                                   const VssRayContainer &sampleRays);
983
984        int GetType() const;
985       
986        ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh = NULL) const;
987
988        bool ViewCellsConstructed() const;
989
990       
991        int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
992                                                const Vector3 &termination,
993                                                ViewCellContainer &viewcells);
994
995        float GetProbability(ViewCell *viewCell);
996       
997        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const;
998
999        bool GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const;
1000
1001        bool ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const;
1002
1003        void CreateMesh(ViewCell *vc);
1004
1005        bool ExportViewCells(const string filename,
1006                                                 const bool exportPvs,
1007                                                 const ObjectContainer &objects);
1008
1009        int CastBeam(Beam &beam);
1010       
1011        void ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
1012                                                                ViewCell *vc,
1013                                                                const AxisAlignedBox3 *box,
1014                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL) const;
1015
1016
1017        void Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh);
1018
1019        void CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
1020                                                                vector<MergeCandidate> &candidates);
1021
1022        void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
1023                                                           const int maxViewCells,
1024                                                           const bool sortViewCells,
1025                                                           const bool exportPvs,
1026                                                           const bool exportRays,               
1027                                                           const int maxRays,
1028                                                           const string prefix,
1029                                                           VssRayContainer *visRays = NULL);
1030
1031       
1032protected:
1033
1034        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
1035                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
1036       
1037        /** Merges view cells according to some criteria
1038        */
1039        void MergeViewCells(const VssRayContainer &rays,
1040                                                const ObjectContainer &objects);
1041       
1042        void RefineViewCells(const VssRayContainer &rays, const ObjectContainer &objects);
1043
1044        void CollectViewCells();
1045
1046        /** Returns maximal depth difference of view cell
1047                leaves in tree.
1048        */
1049        int GetMaxTreeDiff(ViewCell *vc) const;
1050
1051        /** Prepare view cells for use after loading them from disc.
1052        */
1053        void PrepareLoadedViewCells();
1054
1055        /** Constructs merge hierarchy which corresponds to the spatial hierarchy.
1056        */
1057        ViewCell *ConstructSpatialMergeTree(BspNode *root);
1058
1059        /// HACK for testing visibility filter functionality
1060        void TestFilter(const ObjectContainer &objects);
1061
1062        /** Visualization of the pvs difference to exact visubility using
1063                from point queries.
1064        */
1065        void VisualizeWithFromPointQueries();
1066
1067        /** Evaluate from point queries for the current scene.
1068        */
1069        void EvalFromPointQueries();
1070
1071        /** Exports visualization of the BSP splits.
1072        */
1073        void ExportSplits(const ObjectContainer &objects,
1074                                          const VssRayContainer &rays);
1075
1076
1077        /////////////////////////
1078
1079        /// the view space partition BSP tree.
1080        VspBspTree *mVspBspTree;
1081
1082
1083private:
1084
1085        /** test if subdivision is valid in terms of volume / area.
1086        */
1087        void TestSubdivision();
1088};
1089
1090#define TEST_EVALUATION 0
1091
1092/**
1093        Manages different higher order operations on the view cells.
1094*/
1095class VspOspViewCellsManager: public ViewCellsManager
1096{
1097        friend class ViewCellsParseHandlers;
1098public:
1099
1100        VspOspViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, const string &hierarchyType);
1101       
1102        ~VspOspViewCellsManager();
1103
1104        int ConstructSubdivision(const ObjectContainer &objects,
1105                                                         const VssRayContainer &rays);
1106
1107        int PostProcess(const ObjectContainer &objects,
1108                                        const VssRayContainer &rays);
1109
1110        void Visualize(const ObjectContainer &objects,
1111                                   const VssRayContainer &sampleRays);
1112
1113        int GetType() const;
1114       
1115        ViewCell *GenerateViewCell(Mesh *mesh = NULL) const;
1116
1117  virtual Intersectable *
1118  GetIntersectable(const VssRay &ray, const bool isTermination) const;
1119
1120        bool ViewCellsConstructed() const;
1121
1122       
1123        int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
1124                                                const Vector3 &termination,
1125                                                ViewCellContainer &viewcells);
1126
1127        float GetProbability(ViewCell *viewCell);
1128       
1129        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false) const;
1130
1131        bool GetViewPoint(Vector3 &viewPoint) const;
1132
1133        bool ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const;
1134
1135        void CreateMesh(ViewCell *vc);
1136
1137        bool ExportViewCells(const string filename,
1138                                                 const bool exportPvs,
1139                                                 const ObjectContainer &objects);
1140
1141        int CastBeam(Beam &beam);
1142
1143        void Finalize(ViewCell *viewCell, const bool createMesh);
1144
1145        /** Stores sample contribution for kd cells or objects.
1146        */
1147  //    virtual float ComputeSampleContribution(VssRay &ray,
1148  //                                                                                    const bool addRays,
1149  //                                                                                    const bool storeViewCells);
1150
1151        ViewCellsManager *LoadViewCells(const string &filename,
1152                                                                        ObjectContainer *objects,
1153                                                                        const bool finalizeViewCells,
1154                                                                        BoundingBoxConverter *bconverter);
1155
1156        void ExportSingleViewCells(const ObjectContainer &objects,
1157                                                           const int maxViewCells,
1158                                                           const bool sortViewCells,
1159                                                           const bool exportPvs,
1160                                                           const bool exportRays,
1161                                                           const int maxRays,
1162                                                           const string prefix,
1163                                                           VssRayContainer *visRays = NULL);
1164       
1165        float UpdateObjectCosts();
1166
1167protected:
1168
1169        VspOspViewCellsManager(ViewCellsTree *vcTree, HierarchyManager *hm);
1170       
1171#if 1//TEST_EVALUATION
1172        virtual void EvalViewCellPartition();
1173#endif
1174
1175        /** Exports view cell geometry.
1176        */
1177        void ExportViewCellGeometry(Exporter *exporter,
1178                                                                ViewCell *vc,
1179                                                                const AxisAlignedBox3 *box,
1180                                                                const AxisAlignedPlane *clipPlane = NULL) const;
1181
1182        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
1183                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
1184       
1185        void CollectViewCells();
1186
1187        virtual void CompressViewCells();
1188
1189        /** Prepare view cells for use after loading them from disc.
1190        */
1191        void PrepareLoadedViewCells();
1192
1193        /** Constructs merge hierarchy which corresponds to the spatial hierarchy.
1194        */
1195        ViewCell *ConstructSpatialMergeTree(VspNode *root);
1196
1197        /** Exports visualization of the PVS.
1198        */
1199        void ExportPvs(const ObjectContainer &objects, const VssRayContainer &rays);
1200
1201        /** Returns a hierarchy manager of the given name.
1202        */
1203        static HierarchyManager *CreateHierarchyManager(const string &name);
1204
1205        //void ExportStats(const string &mergeStats);
1206
1207        /** collect objects intersecting a given spatial box
1208        */
1209        virtual void CollectObjects(const AxisAlignedBox3 &box, ObjectContainer &objects);
1210
1211
1212        /////////////////////////////////////////
1213
1214
1215        bool mCompressObjects;
1216
1217        HierarchyManager *mHierarchyManager;
1218};
1219
1220
1221}
1222
1223#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.