source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/VspBspTree.cpp @ 1551

Revision 1551, 98.4 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)

updated view cells loading. probably no optimal for performance

RevLine 
[478]1#include <stack>
2#include <time.h>
3#include <iomanip>
4
[463]5#include "Plane3.h"
6#include "VspBspTree.h"
7#include "Mesh.h"
8#include "common.h"
9#include "ViewCell.h"
10#include "Environment.h"
11#include "Polygon3.h"
12#include "Ray.h"
13#include "AxisAlignedBox3.h"
14#include "Exporter.h"
15#include "Plane3.h"
16#include "ViewCellBsp.h"
[478]17#include "ViewCellsManager.h"
[532]18#include "Beam.h"
[463]19
[1077]20
21
[863]22namespace GtpVisibilityPreprocessor {
[860]23
[1077]24
[639]25#define USE_FIXEDPOINT_T 0
[1020]26#define COUNT_ORIGIN_OBJECTS 1
[590]27
[1020]28       
[463]29//-- static members
[508]30
[482]31int VspBspTree::sFrontId = 0;
[463]32int VspBspTree::sBackId = 0;
33int VspBspTree::sFrontAndBackId = 0;
34
[1020]35
36
[697]37typedef pair<BspNode *, BspNodeGeometry *> bspNodePair;
[463]38
[557]39
[579]40// pvs penalty can be different from pvs size
[882]41inline static float EvalPvsPenalty(const int pvs,
42                                                                   const int lower,
43                                                                   const int upper)
[579]44{
45        // clamp to minmax values
46        if (pvs < lower)
47                return (float)lower;
48        if (pvs > upper)
49                return (float)upper;
[578]50
[579]51        return (float)pvs;
52}
[463]53
[557]54
[579]55
56
[601]57/******************************************************************************/
58/*                       class VspBspTree implementation                      */
59/******************************************************************************/
[579]60
61
[1004]62VspBspTree::VspBspTree():
[463]63mRoot(NULL),
[547]64mUseAreaForPvs(false),
[478]65mCostNormalizer(Limits::Small),
66mViewCellsManager(NULL),
[497]67mOutOfBoundsCell(NULL),
[643]68mStoreRays(false),
[605]69mRenderCostWeight(0.5),
[610]70mUseRandomAxis(false),
[650]71mTimeStamp(1)
[463]72{
[486]73        bool randomize = false;
[1004]74        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.Construction.randomize", randomize);
[1011]75        if (randomize) Randomize(); // initialise random generator for heuristics
[463]76
77        //-- termination criteria for autopartition
[1004]78        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxDepth", mTermMaxDepth);
79        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minPvs", mTermMinPvs);
80        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minRays", mTermMinRays);
81        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minProbability", mTermMinProbability);
82        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxRayContribution", mTermMaxRayContribution);
83        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minAccRayLenght", mTermMinAccRayLength);
[1023]84       
[1004]85        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.missTolerance", mTermMissTolerance);
86        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxViewCells", mMaxViewCells);
[666]87
[564]88        //-- max cost ratio for early tree termination
[1004]89        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxCostRatio", mTermMaxCostRatio);
[610]90
[1004]91        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minGlobalCostRatio", mTermMinGlobalCostRatio);
92        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.globalCostMissTolerance", mTermGlobalCostMissTolerance);
[610]93
[463]94        //-- factors for bsp tree split plane heuristics
[1004]95        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Factor.pvs", mPvsFactor);
96        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.ct_div_ci", mCtDivCi);
[463]97
[482]98
[463]99        //-- partition criteria
[1004]100        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.maxPolyCandidates", mMaxPolyCandidates);
101        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.maxRayCandidates", mMaxRayCandidates);
102        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.splitPlaneStrategy", mSplitPlaneStrategy);
[463]103
[1004]104        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.epsilon", mEpsilon);
105        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.maxTests", mMaxTests);
[463]106
[564]107        // if only the driving axis is used for axis aligned split
[1004]108        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.splitUseOnlyDrivingAxis", mOnlyDrivingAxis);
[580]109       
[508]110        //-- termination criteria for axis aligned split
[1004]111        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.maxRayContribution",
[665]112                                                                mTermMaxRayContriForAxisAligned);
[1004]113        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.minRays",
[665]114                                                         mTermMinRaysForAxisAligned);
[487]115
[1004]116        //Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.maxTotalMemory", mMaxTotalMemory);
117        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.maxStaticMemory", mMaxMemory);
[508]118
[1004]119        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.renderCostWeight", mRenderCostWeight);
[1020]120        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.renderCostDecreaseWeight", mRenderCostDecreaseWeight);
[1004]121        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.usePolygonSplitIfAvailable", mUsePolygonSplitIfAvailable);
[547]122
[1004]123        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.useCostHeuristics", mUseCostHeuristics);
124        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.useSplitCostQueue", mUseSplitCostQueue);
125        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.simulateOctree", mCirculatingAxis);
126        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.useRandomAxis", mUseRandomAxis);
127        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.nodePriorityQueueType", mNodePriorityQueueType);
[580]128
[676]129       
[660]130        char subdivisionStatsLog[100];
[1004]131        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("VspBspTree.subdivisionStats", subdivisionStatsLog);
[660]132        mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
[612]133
[1004]134        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.minBand", mMinBand);
135        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.maxBand", mMaxBand);
[1006]136        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.Construction.useDrivingAxisForMaxCost", mUseDrivingAxisIfMaxCostViolated);
[801]137
[478]138        //-- debug output
[580]139
[473]140        Debug << "******* VSP BSP options ******** " << endl;
141    Debug << "max depth: " << mTermMaxDepth << endl;
142        Debug << "min PVS: " << mTermMinPvs << endl;
[547]143        Debug << "min probabiliy: " << mTermMinProbability << endl;
[473]144        Debug << "min rays: " << mTermMinRays << endl;
145        Debug << "max ray contri: " << mTermMaxRayContribution << endl;
146        Debug << "max cost ratio: " << mTermMaxCostRatio << endl;
147        Debug << "miss tolerance: " << mTermMissTolerance << endl;
148        Debug << "max view cells: " << mMaxViewCells << endl;
149        Debug << "max polygon candidates: " << mMaxPolyCandidates << endl;
[663]150        //Debug << "max plane candidates: " << mMaxRayCandidates << endl;
[486]151        Debug << "randomize: " << randomize << endl;
[582]152
[551]153        Debug << "using area for pvs: " << mUseAreaForPvs << endl;
[580]154        Debug << "render cost weight: " << mRenderCostWeight << endl;
[663]155        Debug << "min global cost ratio: " << mTermMinGlobalCostRatio << endl;
156        Debug << "global cost miss tolerance: " << mTermGlobalCostMissTolerance << endl;
157        Debug << "only driving axis: " << mOnlyDrivingAxis << endl;
158        Debug << "max memory: " << mMaxMemory << endl;
159        Debug << "use poly split if available: " << mUsePolygonSplitIfAvailable << endl;
160        Debug << "use cost heuristics: " << mUseCostHeuristics << endl;
161        Debug << "use split cost queue: " << mUseSplitCostQueue << endl;
162        Debug << "subdivision stats log: " << subdivisionStatsLog << endl;
[664]163        Debug << "use random axis: " << mUseRandomAxis << endl;
[735]164        Debug << "priority queue type: " << mNodePriorityQueueType << endl;
[822]165        Debug << "circulating axis: " << mCirculatingAxis << endl;
[801]166        Debug << "minband: " << mMinBand << endl;
167        Debug << "maxband: " << mMaxBand << endl;
[1006]168        Debug << "use driving axis for max cost: " << mUseDrivingAxisIfMaxCostViolated << endl;
[1020]169        Debug << "render cost decrease weight: " << mRenderCostDecreaseWeight << endl;
[663]170
[463]171        Debug << "Split plane strategy: ";
[564]172
[463]173        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
[474]174        {
[463]175                Debug << "random polygon ";
[474]176        }
[463]177        if (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED)
[472]178        {
[463]179                Debug << "axis aligned ";
[472]180        }
[665]181        if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
[472]182        {
[474]183                mCostNormalizer += mLeastRaySplitsFactor;
[463]184                Debug << "least ray splits ";
[472]185        }
[463]186        if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
[472]187        {
[474]188                mCostNormalizer += mBalancedRaysFactor;
[463]189                Debug << "balanced rays ";
[472]190        }
[463]191        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
[472]192        {
[474]193                mCostNormalizer += mPvsFactor;
[463]194                Debug << "pvs";
[665]195        }
[482]196
[489]197
[1233]198        mLocalSubdivisionCandidates = new vector<SortableEntry>;
[463]199
200        Debug << endl;
201}
[580]202
[1027]203
[508]204BspViewCell *VspBspTree::GetOutOfBoundsCell()
205{
206        return mOutOfBoundsCell;
207}
[463]208
[508]209
[489]210BspViewCell *VspBspTree::GetOrCreateOutOfBoundsCell()
211{
212        if (!mOutOfBoundsCell)
[508]213        {
[489]214                mOutOfBoundsCell = new BspViewCell();
[508]215                mOutOfBoundsCell->SetId(-1);
[547]216                mOutOfBoundsCell->SetValid(false);
[508]217        }
[547]218
[489]219        return mOutOfBoundsCell;
220}
221
222
[482]223const BspTreeStatistics &VspBspTree::GetStatistics() const
[463]224{
[574]225        return mBspStats;
[463]226}
227
228
229VspBspTree::~VspBspTree()
230{
231        DEL_PTR(mRoot);
[1233]232        DEL_PTR(mLocalSubdivisionCandidates);
[463]233}
234
[579]235
[482]236int VspBspTree::AddMeshToPolygons(Mesh *mesh,
237                                                                  PolygonContainer &polys,
[463]238                                                                  MeshInstance *parent)
239{
240        FaceContainer::const_iterator fi;
[482]241
[463]242        // copy the face data to polygons
243        for (fi = mesh->mFaces.begin(); fi != mesh->mFaces.end(); ++ fi)
244        {
245                Polygon3 *poly = new Polygon3((*fi), mesh);
[482]246
[463]247                if (poly->Valid(mEpsilon))
248                {
249                        poly->mParent = parent; // set parent intersectable
250                        polys.push_back(poly);
251                }
252                else
253                        DEL_PTR(poly);
254        }
255        return (int)mesh->mFaces.size();
256}
257
[580]258
[482]259int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ViewCellContainer &viewCells,
[882]260                                                                 PolygonContainer &polys,
261                                                                 int maxObjects)
[463]262{
[482]263        int limit = (maxObjects > 0) ?
[463]264                Min((int)viewCells.size(), maxObjects) : (int)viewCells.size();
[482]265
[463]266        int polysSize = 0;
[1545]267       
[463]268        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
269        {
[1545]270                Mesh *mesh = viewCells[i]->GetMesh();
271                if (mesh)
272                {       // // copy the mesh into polygons and add to BSP tree aabb
273                        mBox.Include(viewCells[i]->GetBox());
274                        polysSize += AddMeshToPolygons(mesh,
275                                                                                   polys,
276                                                                                   viewCells[i]);
[463]277                }
278        }
[1545]279       
[463]280        return polysSize;
281}
282
[580]283
[482]284int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ObjectContainer &objects,
285                                                                 PolygonContainer &polys,
[463]286                                                                 int maxObjects)
287{
[482]288        int limit = (maxObjects > 0) ?
[463]289                Min((int)objects.size(), maxObjects) : (int)objects.size();
[482]290
[463]291        for (int i = 0; i < limit; ++i)
292        {
293                Intersectable *object = objects[i];//*it;
294                Mesh *mesh = NULL;
295
296                switch (object->Type()) // extract the meshes
297                {
298                case Intersectable::MESH_INSTANCE:
299                        mesh = dynamic_cast<MeshInstance *>(object)->GetMesh();
300                        break;
301                case Intersectable::VIEW_CELL:
302                        mesh = dynamic_cast<ViewCell *>(object)->GetMesh();
303                        break;
[1001]304                case Intersectable::TRANSFORMED_MESH_INSTANCE:
305                        {
306                                TransformedMeshInstance *mi = dynamic_cast<TransformedMeshInstance *>(object);
307
[1002]308                                if (!mi->GetMesh())     
[1001]309                                        break;
[1002]310                                mesh = new Mesh();
311                                mi->GetTransformedMesh(*mesh);
312                               
[1001]313                break;
314                        }
[463]315                default:
316                        Debug << "intersectable type not supported" << endl;
317                        break;
318                }
[482]319
[463]320        if (mesh) // copy the mesh data to polygons
321                {
322                        mBox.Include(object->GetBox()); // add to BSP tree aabb
[485]323                        AddMeshToPolygons(mesh, polys, NULL);
[1001]324
325                        // cleanup
326                        if (object->Type() == Intersectable::TRANSFORMED_MESH_INSTANCE)
327                                DEL_PTR(mesh);
[463]328                }
329        }
330
331        return (int)polys.size();
332}
333
[580]334
[1027]335void VspBspTree::ComputeBoundingBox(const VssRayContainer &sampleRays,
336                                                                        AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox)
337{
338        if (forcedBoundingBox)
339        {
340                mBox = *forcedBoundingBox;
341        }
342        else // compute vsp tree bounding box
343        {
344                mBox.Initialize();
345
346                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
347
348                //-- compute bounding box
349        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
350                {
351                        VssRay *ray = *rit;
352
353                        // compute bounding box of view space
354                        mBox.Include(ray->GetTermination());
355                        mBox.Include(ray->GetOrigin());
356                }
357        }
358}
359
360
[483]361void VspBspTree::Construct(const VssRayContainer &sampleRays,
362                                                   AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox)
[463]363{
[1027]364        // Compute the bounding box from the rays
365        ComputeBoundingBox(sampleRays, forcedBoundingBox);
[484]366       
[463]367        PolygonContainer polys;
368        RayInfoContainer *rays = new RayInfoContainer();
369
[1027]370        //-- extract polygons from rays if there are polygon candidates
371        if (mMaxPolyCandidates)
372        {
373                int numObj = 0;
[463]374
[1027]375                Intersectable::NewMail();
[463]376
[1027]377        cout << "Extracting polygons from rays ... ";
[463]378
[1027]379                long startTime = GetTime();
[463]380
[1027]381        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
[542]382
[1027]383                //-- extract polygons intersected by the rays
384                for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
[463]385                {
[1027]386                        VssRay *ray = *rit;
387                        Intersectable *obj = ray->mTerminationObject;
[1002]388
[1027]389                        if ((mBox.IsInside(ray->mTermination) || !forcedBoundingBox) &&
390                                obj && !obj->Mailed())
[1002]391                        {
[1027]392                                obj->Mail();
393
394                                // transformed mesh instance and mesh instance handle mesh differently
395                                if (obj->Type() == Intersectable::TRANSFORMED_MESH_INSTANCE)
396                                {
397                                        Mesh mesh;
[1002]398                               
[1027]399                                        TransformedMeshInstance *tmobj =
400                                                dynamic_cast<TransformedMeshInstance *>(obj);
[1002]401                               
[1027]402                                        tmobj->GetTransformedMesh(mesh);
403                                        AddMeshToPolygons(&mesh, polys, tmobj);
404                                }
405                                else // MeshInstance
406                                {
407                                        MeshInstance *mobj = dynamic_cast<MeshInstance *>(obj);
408                                        AddMeshToPolygons(mobj->GetMesh(), polys, mobj);
409                                }
410
411                                ++ numObj;
412
413                                //-- compute bounding box
414                                if (!forcedBoundingBox)
415                                        mBox.Include(ray->mTermination);
[1002]416                        }
[1027]417
418                        if ((mBox.IsInside(ray->mOrigin) || !forcedBoundingBox) &&
419                                ray->mOriginObject &&
420                                !ray->mOriginObject->Mailed())
421                        {               
422                                ray->mOriginObject->Mail();
423                                MeshInstance *obj = dynamic_cast<MeshInstance *>(ray->mOriginObject);
424                                AddMeshToPolygons(obj->GetMesh(), polys, obj);
425                               
426                                ++ numObj;
[1002]427                        }
[1027]428                }
[1002]429
[1027]430                // throw out unnecessary polygons
431                PreprocessPolygons(polys);
[648]432
[1027]433                cout << "finished" << endl;
[463]434
[1027]435                Debug << "\n" << (int)polys.size() << " polys extracted from "
436                  << (int)sampleRays.size() << " rays in "
437                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << " secs" << endl << endl;
[463]438        }
[535]439       
[1027]440        Debug << "maximal pvs (i.e., pvs still considered as valid): "
[653]441                  << mViewCellsManager->GetMaxPvsSize() << endl;
[580]442
[1027]443        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
444
[463]445        //-- store rays
446        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
447        {
448                VssRay *ray = *rit;
[482]449
[463]450                float minT, maxT;
451
[564]452                static Ray hray;
453                hray.Init(*ray);
[562]454
[483]455                // TODO: not very efficient to implictly cast between rays types
[564]456                if (mBox.GetRaySegment(hray, minT, maxT))
[463]457                {
458                        float len = ray->Length();
[482]459
460                        if (!len)
[463]461                                len = Limits::Small;
[482]462
[463]463                        rays->push_back(RayInfo(ray, minT / len, maxT / len));
464                }
465        }
466
[587]467        // normalize
[547]468        if (mUseAreaForPvs)
[587]469                mTermMinProbability *= mBox.SurfaceArea();
[547]470        else
471                mTermMinProbability *= mBox.GetVolume();
472
[648]473
[1027]474        mBspStats.nodes = 1;
[574]475        mBspStats.polys = (int)polys.size();
[1449]476        mBspStats.mGlobalCostMisses = 0;
[654]477
[463]478
[655]479        // use split cost priority queue
480        if (mUseSplitCostQueue)
481        {
[654]482                ConstructWithSplitQueue(polys, rays);
[655]483        }
[654]484        else
[655]485        {
[654]486                Construct(polys, rays);
[655]487        }
[463]488
489        // clean up polygons
490        CLEAR_CONTAINER(polys);
491}
492
[508]493
[612]494// TODO: return memory usage in MB
[656]495float VspBspTree::GetMemUsage() const
[508]496{
[656]497        return (float)
498                 (sizeof(VspBspTree) +
499                  mBspStats.Leaves() * sizeof(BspLeaf) +
500                  mCreatedViewCells * sizeof(BspViewCell) +
[1189]501                  mBspStats.pvs * sizeof(PvsData) +
[656]502                  mBspStats.Interior() * sizeof(BspInterior) +
503                  mBspStats.accumRays * sizeof(RayInfo)) / (1024.0f * 1024.0f);
[508]504}
505
506
[463]507void VspBspTree::Construct(const PolygonContainer &polys, RayInfoContainer *rays)
508{
[600]509        VspBspTraversalQueue tQueue;
[463]510
[1016]511        /// create new vsp tree
[463]512        mRoot = new BspLeaf();
513
514        // constrruct root node geometry
515        BspNodeGeometry *geom = new BspNodeGeometry();
516        ConstructGeometry(mRoot, *geom);
517
[1016]518        /// we use the overall probability as normalizer
519        /// either the overall area or the volume
[547]520        const float prop = mUseAreaForPvs ? geom->GetArea() : geom->GetVolume();
521
[1020]522        /// first traversal data
[482]523        VspBspTraversalData tData(mRoot,
524                                                          new PolygonContainer(polys),
[463]525                                                          0,
[482]526                                                          rays,
527                              ComputePvsSize(*rays),
[547]528                                                          prop,
[463]529                                                          geom);
[663]530
[1302]531        // evaluate the priority of this traversal data
[664]532        EvalPriority(tData);
[663]533
[578]534        // first node is kd node, i.e. an axis aligned box
[710]535        if (1)
[578]536        tData.mIsKdNode = true;
537        else
538                tData.mIsKdNode = false;
[562]539
[600]540        tQueue.push(tData);
[463]541
[609]542
[605]543        mTotalCost = tData.mPvs * tData.mProbability / mBox.GetVolume();
[607]544        mTotalPvsSize = tData.mPvs;
545       
[1020]546        // first subdivison statistics
547        AddSubdivisionStats(1, 0, 0, mTotalCost, (float)mTotalPvsSize);
548   
[574]549        mBspStats.Start();
[667]550        cout << "Constructing vsp bsp tree ... \n";
[463]551
[1016]552        const long startTime = GetTime();       
553        // used for intermediate time measurements and progress
554        long interTime = GetTime();
555
[664]556        int nLeaves = 500;
557        int nViewCells = 500;
[587]558
[542]559        mOutOfMemory = false;
[612]560        mCreatedViewCells = 0;
561       
[600]562        while (!tQueue.empty())
[463]563        {
[600]564                tData = tQueue.top();
565            tQueue.pop();               
[463]566
[508]567                if (0 && !mOutOfMemory)
568                {
569                        float mem = GetMemUsage();
[478]570
[508]571                        if (mem > mMaxMemory)
572                        {
573                                mOutOfMemory = true;
574                                Debug << "memory limit reached: " << mem << endl;
575                        }
576                }
577
[587]578                // subdivide leaf node
[1016]579                const BspNode *r = Subdivide(tQueue, tData);
[463]580
581                if (r == mRoot)
[482]582                        Debug << "VSP BSP tree construction time spent at root: "
[542]583                                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
584
[654]585                if (mBspStats.Leaves() >= nLeaves)
[542]586                {
[612]587                        nLeaves += 500;
588
[574]589                        cout << "leaves=" << mBspStats.Leaves() << endl;
[542]590                        Debug << "needed "
[587]591                                  << TimeDiff(interTime, GetTime())*1e-3
[612]592                                  << " secs to create 500 view cells" << endl;
[542]593                        interTime = GetTime();
594                }
[612]595
[664]596                if (mCreatedViewCells >= nViewCells)
[612]597                {
598                        nViewCells += 500;
599
600                        cout << "generated " << mCreatedViewCells << " viewcells" << endl;
601                }
[463]602        }
603
[542]604        Debug << "Used Memory: " << GetMemUsage() << " MB" << endl << endl;
[1020]605        cout << "finished in " << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "secs" << endl;
[463]606
[574]607        mBspStats.Stop();
[463]608}
609
[508]610
[653]611
[654]612void VspBspTree::ConstructWithSplitQueue(const PolygonContainer &polys,
[653]613                                                                                          RayInfoContainer *rays)
614{
615        VspBspSplitQueue tQueue;
616
617        mRoot = new BspLeaf();
618
619        // constrruct root node geometry
620        BspNodeGeometry *geom = new BspNodeGeometry();
621        ConstructGeometry(mRoot, *geom);
622
623        const float prop = mUseAreaForPvs ? geom->GetArea() : geom->GetVolume();
624
625        VspBspTraversalData tData(mRoot,
626                                                          new PolygonContainer(polys),
627                                                          0,
628                                                          rays,
629                              ComputePvsSize(*rays),
630                                                          prop,
631                                                          geom);
632
[663]633
[1076]634        // first node is kd node, i.e. an axis aligned box
635        if (1)
636        tData.mIsKdNode = true;
637        else
638                tData.mIsKdNode = false;
639
[660]640        // compute first split candidate
[1233]641        VspBspSubdivisionCandidate splitCandidate;
[1145]642        splitCandidate.mParentData = tData;
[653]643
[1233]644        EvalSubdivisionCandidate(splitCandidate);
[1145]645
[653]646        tQueue.push(splitCandidate);
647
648        mTotalCost = tData.mPvs * tData.mProbability / mBox.GetVolume();
649        mTotalPvsSize = tData.mPvs;
650       
[1020]651        // first subdivison statistics
652        AddSubdivisionStats(1, 0, 0, mTotalCost, (float)mTotalPvsSize);
653   
654    mBspStats.Start();
[667]655        cout << "Constructing vsp bsp tree ... \n";
[653]656
657        long startTime = GetTime();     
[666]658        int nLeaves = 500;
659        int nViewCells = 500;
[653]660
661        // used for intermediate time measurements and progress
662        long interTime = GetTime();     
663
664        mOutOfMemory = false;
665
666        mCreatedViewCells = 0;
667       
668        while (!tQueue.empty())
669        {
670                splitCandidate = tQueue.top();
671            tQueue.pop();               
672
[654]673                // cost ratio of cost decrease / totalCost
[1288]674                float costRatio = splitCandidate.mRenderCostDecr / mTotalCost;
[654]675
[655]676                //Debug << "cost ratio: " << costRatio << endl;
[654]677                if (costRatio < mTermMinGlobalCostRatio)
[1449]678                {
679                        ++ mBspStats.mGlobalCostMisses;
680                }
681
[653]682                if (0 && !mOutOfMemory)
683                {
684                        float mem = GetMemUsage();
685                        if (mem > mMaxMemory)
686                        {
687                                mOutOfMemory = true;
688                                Debug << "memory limit reached: " << mem << endl;
689                        }
690                }
691
692                // subdivide leaf node
693                BspNode *r = Subdivide(tQueue, splitCandidate);
694
695                if (r == mRoot)
[1449]696                {
[653]697                        Debug << "VSP BSP tree construction time spent at root: "
698                                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
[1449]699                }
[653]700
[654]701                if (mBspStats.Leaves() >= nLeaves)
[653]702                {
703                        nLeaves += 500;
704
705                        cout << "leaves=" << mBspStats.Leaves() << endl;
706                        Debug << "needed "
707                                  << TimeDiff(interTime, GetTime())*1e-3
708                                  << " secs to create 500 view cells" << endl;
709                        interTime = GetTime();
710                }
711
712                if (mCreatedViewCells == nViewCells)
713                {
714                        nViewCells += 500;
715                        cout << "generated " << mCreatedViewCells << " viewcells" << endl;
716                }
717        }
718
719        Debug << "Used Memory: " << GetMemUsage() << " MB" << endl << endl;
720        cout << "finished\n";
721
722        mBspStats.Stop();
723}
724
725
[654]726bool VspBspTree::LocalTerminationCriteriaMet(const VspBspTraversalData &data) const
[463]727{
[482]728        return
[463]729                (((int)data.mRays->size() <= mTermMinRays) ||
[473]730                 (data.mPvs <= mTermMinPvs)   ||
[547]731                 (data.mProbability <= mTermMinProbability) ||
[535]732                 (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution) ||
[463]733                 (data.mDepth >= mTermMaxDepth));
734}
735
[508]736
[1020]737void VspBspTree::AddSubdivisionStats(const int viewCells,
738                                                                         const float renderCostDecr,
739                                                                         const float splitCandidateCost,
740                                                                         const float totalRenderCost,
741                                                                         const float avgRenderCost)
742{
743        mSubdivisionStats
744                        << "#ViewCells\n" << viewCells << endl
745                        << "#RenderCostDecrease\n" << renderCostDecr << endl
[1233]746                        << "#SubdivisionCandidateCost\n" << splitCandidateCost << endl
[1020]747                        << "#TotalRenderCost\n" << totalRenderCost << endl
748                        << "#AvgRenderCost\n" << avgRenderCost << endl;
749}
750
751
[654]752bool VspBspTree::GlobalTerminationCriteriaMet(const VspBspTraversalData &data) const
753{
754        return
[1302]755                (0
756                || mOutOfMemory
[654]757                || (mBspStats.Leaves() >= mMaxViewCells)
[1449]758                || (mBspStats.mGlobalCostMisses >= mTermGlobalCostMissTolerance)
[654]759                 );
760}
761
762
[600]763BspNode *VspBspTree::Subdivide(VspBspTraversalQueue &tQueue,
[463]764                                                           VspBspTraversalData &tData)
765{
[473]766        BspNode *newNode = tData.mNode;
767
[654]768        if (!LocalTerminationCriteriaMet(tData) && !GlobalTerminationCriteriaMet(tData))
[473]769        {
770                PolygonContainer coincident;
[482]771
[473]772                VspBspTraversalData tFrontData;
773                VspBspTraversalData tBackData;
[612]774
[473]775                // create new interior node and two leaf nodes
776                // or return leaf as it is (if maxCostRatio missed)
[653]777                int splitAxis;
778                bool splitFurther = true;
779                int maxCostMisses = tData.mMaxCostMisses;
780               
781                Plane3 splitPlane;
782                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
[726]783               
784                // choose next split plane
[653]785                if (!SelectPlane(splitPlane, leaf, tData, tFrontData, tBackData, splitAxis))
[473]786                {
[653]787                        ++ maxCostMisses;
788
789                        if (maxCostMisses > mTermMissTolerance)
790                        {
791                                // terminate branch because of max cost
792                                ++ mBspStats.maxCostNodes;
793                                splitFurther = false;
794                        }
795                }
796       
[726]797                // if this a valid split => subdivide this node further
[1193]798
799                if (splitFurther)
[653]800                {
801                        newNode = SubdivideNode(splitPlane, tData, tFrontData, tBackData, coincident);
802
803                        if (splitAxis < 3)
804                                ++ mBspStats.splits[splitAxis];
805                        else
806                                ++ mBspStats.polySplits;
807
[822]808                        // if it was a kd node (i.e., a box) and the split axis is axis aligned, it is still a kd node
[710]809                        tFrontData.mIsKdNode = tBackData.mIsKdNode = (tData.mIsKdNode && (splitAxis < 3));
[1076]810                       
[726]811                        tFrontData.mAxis = tBackData.mAxis = splitAxis;
[663]812
[653]813                        // how often was max cost ratio missed in this branch?
814                        tFrontData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
815                        tBackData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
816
[664]817                        EvalPriority(tFrontData);
818                        EvalPriority(tBackData);
[663]819
[726]820                        // evaluate subdivision stats
[600]821                        if (1)
[1145]822                                EvalSubdivisionStats(tData, tFrontData, tBackData);
823                       
[605]824
[473]825                        // push the children on the stack
[600]826                        tQueue.push(tFrontData);
827                        tQueue.push(tBackData);
[473]828
829                        // delete old leaf node
[482]830                        DEL_PTR(tData.mNode);
[473]831                }
832        }
[482]833
[478]834        //-- terminate traversal and create new view cell
[473]835        if (newNode->IsLeaf())
[463]836        {
[473]837                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(newNode);
[1020]838               
[547]839                BspViewCell *viewCell = new BspViewCell();
[463]840                leaf->SetViewCell(viewCell);
[487]841       
842                //-- update pvs
[556]843                int conSamp = 0;
844                float sampCon = 0.0f;
845                AddToPvs(leaf, *tData.mRays, sampCon, conSamp);
[487]846
[1002]847                // update scalar pvs size lookup
[1160]848                ObjectPvs &pvs = viewCell->GetPvs();
[1168]849                mViewCellsManager->UpdateScalarPvsSize(viewCell, pvs.CountObjectsInPvs(), pvs.GetSize());
[1002]850       
[752]851
[574]852                mBspStats.contributingSamples += conSamp;
[1047]853                mBspStats.sampleContributions += (int)sampCon;
[487]854
855                //-- store additional info
[478]856                if (mStoreRays)
857                {
858                        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = tData.mRays->end();
859                        for (it = tData.mRays->begin(); it != it_end; ++ it)
[639]860                        {
861                                (*it).mRay->Ref();                     
[478]862                                leaf->mVssRays.push_back((*it).mRay);
[639]863                        }
[478]864                }
[612]865
[564]866                // should I check here?
[1027]867                if (0 && !mViewCellsManager->CheckValidity(viewCell, 0,
868                        mViewCellsManager->GetMaxPvsSize()))
[547]869                {
870                        viewCell->SetValid(false);
871                        leaf->SetTreeValid(false);
872                        PropagateUpValidity(leaf);
[463]873
[574]874                        ++ mBspStats.invalidLeaves;
[547]875                }
876               
[1551]877                viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
[547]878
879                if (mUseAreaForPvs)
880                        viewCell->SetArea(tData.mProbability);
881                else
882                        viewCell->SetVolume(tData.mProbability);
883
884                leaf->mProbability = tData.mProbability;
885
[1020]886                // finally evaluate stats until this leaf
[1027]887                if (0)
888                        EvaluateLeafStats(tData);               
[463]889        }
[482]890
[473]891        //-- cleanup
[478]892        tData.Clear();
[463]893
[472]894        return newNode;
[463]895}
896
[1027]897
898// subdivide node using a split plane queue
[653]899BspNode *VspBspTree::Subdivide(VspBspSplitQueue &tQueue,
[1233]900                                                           VspBspSubdivisionCandidate &splitCandidate)
[653]901{
902        VspBspTraversalData &tData = splitCandidate.mParentData;
903
904        BspNode *newNode = tData.mNode;
905
[654]906        if (!LocalTerminationCriteriaMet(tData) && !GlobalTerminationCriteriaMet(tData))
[666]907        {       
[653]908                PolygonContainer coincident;
909
910                VspBspTraversalData tFrontData;
911                VspBspTraversalData tBackData;
912
913                //-- continue subdivision
[726]914               
[653]915                // create new interior node and two leaf node
916                const Plane3 splitPlane = splitCandidate.mSplitPlane;
[654]917                               
[653]918                newNode = SubdivideNode(splitPlane, tData, tFrontData, tBackData, coincident);
[666]919       
[660]920                const int splitAxis = splitCandidate.mSplitAxis;
921                const int maxCostMisses = splitCandidate.mMaxCostMisses;
922
[654]923                if (splitAxis < 3)
924                        ++ mBspStats.splits[splitAxis];
925                else
926                        ++ mBspStats.polySplits;
[653]927
[710]928                tFrontData.mIsKdNode = tBackData.mIsKdNode = (tData.mIsKdNode && (splitAxis < 3));
[726]929                tFrontData.mAxis = tBackData.mAxis = splitAxis;
930
[654]931                // how often was max cost ratio missed in this branch?
932                tFrontData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
933                tBackData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
[664]934                       
[1020]935                // statistics
[653]936                if (1)
937                {
938                        float cFront = (float)tFrontData.mPvs * tFrontData.mProbability;
939                        float cBack = (float)tBackData.mPvs * tBackData.mProbability;
[675]940                        float cData = (float)tData.mPvs * tData.mProbability;
[653]941
[675]942                       
[653]943                        float costDecr =
944                                (cFront + cBack - cData) / mBox.GetVolume();
945
946                        mTotalCost += costDecr;
947                        mTotalPvsSize += tFrontData.mPvs + tBackData.mPvs - tData.mPvs;
948
[1020]949                        AddSubdivisionStats(mBspStats.Leaves(),
950                                                                -costDecr, 
951                                                                splitCandidate.GetPriority(),
952                                                                mTotalCost,
953                                                                (float)mTotalPvsSize / (float)mBspStats.Leaves());
[653]954                }
955
[666]956       
[653]957                //-- push the new split candidates on the stack
[1233]958                VspBspSubdivisionCandidate frontCandidate;
[1145]959                frontCandidate.mParentData = tFrontData;
960
[1233]961                VspBspSubdivisionCandidate backCandidate;
[1145]962                backCandidate.mParentData = tBackData;
[653]963
[1233]964                EvalSubdivisionCandidate(frontCandidate);
965                EvalSubdivisionCandidate(backCandidate);
[654]966       
[653]967                tQueue.push(frontCandidate);
968                tQueue.push(backCandidate);
[666]969       
[653]970                // delete old leaf node
971                DEL_PTR(tData.mNode);
972        }
973
[654]974
[1551]975        //////////////////
[653]976        //-- terminate traversal and create new view cell
977        if (newNode->IsLeaf())
978        {
979                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(newNode);
[1020]980
[653]981                BspViewCell *viewCell = new BspViewCell();
[710]982        leaf->SetViewCell(viewCell);
[653]983               
984                //-- update pvs
985                int conSamp = 0;
986                float sampCon = 0.0f;
987                AddToPvs(leaf, *tData.mRays, sampCon, conSamp);
988
[1002]989                // update scalar pvs size value
[1160]990                ObjectPvs &pvs = viewCell->GetPvs();
[1168]991                mViewCellsManager->UpdateScalarPvsSize(viewCell, pvs.CountObjectsInPvs(), pvs.GetSize());
[752]992
[653]993                mBspStats.contributingSamples += conSamp;
994                mBspStats.sampleContributions +=(int) sampCon;
995
[1551]996                viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
997
998                ///////////
[653]999                //-- store additional info
1000                if (mStoreRays)
1001                {
1002                        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = tData.mRays->end();
1003                        for (it = tData.mRays->begin(); it != it_end; ++ it)
1004                        {
1005                                (*it).mRay->Ref();                     
1006                                leaf->mVssRays.push_back((*it).mRay);
1007                        }
1008                }
[1551]1009       
[653]1010                if (mUseAreaForPvs)
1011                        viewCell->SetArea(tData.mProbability);
1012                else
1013                        viewCell->SetVolume(tData.mProbability);
1014
[675]1015        leaf->mProbability = tData.mProbability;
[653]1016
[1020]1017                // finally evaluate stats until this leaf
[1027]1018                if (0)
1019                        EvaluateLeafStats(tData);               
[653]1020        }
1021
1022        //-- cleanup
1023        tData.Clear();
1024
1025        return newNode;
1026}
1027
1028
[664]1029void VspBspTree::EvalPriority(VspBspTraversalData &tData) const
1030{
[735]1031    switch (mNodePriorityQueueType)
1032        {
1033        case BREATH_FIRST:
[734]1034                tData.mPriority = (float)-tData.mDepth;
[735]1035                break;
1036        case DEPTH_FIRST:
[734]1037                tData.mPriority = (float)tData.mDepth;
[735]1038                break;
1039        default:
[734]1040                tData.mPriority = tData.mPvs * tData.mProbability;
[735]1041                //Debug << "priority: " << tData.mPriority << endl;
1042                break;
1043        }
[664]1044}
1045
1046
[1233]1047void VspBspTree::EvalSubdivisionCandidate(VspBspSubdivisionCandidate &splitCandidate)
[1145]1048{
1049        VspBspTraversalData frontData;
1050        VspBspTraversalData backData;
1051       
1052        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(splitCandidate.mParentData.mNode);
1053       
1054        // compute locally best split plane
[1288]1055    const bool costRatioViolated =
1056                SelectPlane(splitCandidate.mSplitPlane,
1057                                        leaf,
1058                                        splitCandidate.mParentData,
1059                                        frontData,
1060                                        backData,
1061                                        splitCandidate.mSplitAxis);
[652]1062
[1288]1063        // max cost threshold violated?
1064        splitCandidate.mMaxCostMisses = costRatioViolated ?
1065                splitCandidate.mParentData.mMaxCostMisses :
1066                splitCandidate.mParentData.mMaxCostMisses + 1;
1067
[1145]1068        float oldRenderCost;
1069
1070        // compute global decrease in render cost
1071        const float renderCostDecr = EvalRenderCostDecrease(splitCandidate.mSplitPlane,
1072                                                                                                                splitCandidate.mParentData,
1073                                                                                                                oldRenderCost);
1074
1075        splitCandidate.mRenderCostDecr = renderCostDecr;
1076
1077        // TODO: geometry could be reused
1078        delete frontData.mGeometry;
1079        delete backData.mGeometry;
1080
1081        // set priority for queue
1082#if 0
1083        const float priority = (float)-data.mDepth;
1084#else   
1085
1086        // take render cost of node into account
1087        // otherwise danger of being stuck in a local minimum!!
1088        const float factor = mRenderCostDecreaseWeight;
1089        const float priority = factor * renderCostDecr + (1.0f - factor) * oldRenderCost;
1090#endif
1091       
1092        splitCandidate.mPriority = priority;
1093}
1094
1095
1096void VspBspTree::EvalSubdivisionStats(const VspBspTraversalData &tData,
1097                                                                          const VspBspTraversalData &tFrontData,
1098                                                                          const VspBspTraversalData &tBackData)
1099{
1100        const float cFront = (float)tFrontData.mPvs * tFrontData.mProbability;
1101        const float cBack = (float)tBackData.mPvs * tBackData.mProbability;
1102        const float cData = (float)tData.mPvs * tData.mProbability;
1103       
1104        const float costDecr =
1105                (cFront + cBack - cData) / mBox.GetVolume();
1106
1107        mTotalCost += costDecr;
1108        mTotalPvsSize += tFrontData.mPvs + tBackData.mPvs - tData.mPvs;
1109
1110        AddSubdivisionStats(mBspStats.Leaves(),
1111                                                -costDecr,
1112                                                0,
1113                                                mTotalCost,
1114                                                (float)mTotalPvsSize / (float)mBspStats.Leaves());
1115}
1116
1117
[653]1118BspInterior *VspBspTree::SubdivideNode(const Plane3 &splitPlane,
1119                                                                           VspBspTraversalData &tData,
1120                                                                           VspBspTraversalData &frontData,
1121                                                                           VspBspTraversalData &backData,
1122                                                                           PolygonContainer &coincident)
[463]1123{
1124        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
[508]1125       
[473]1126        //-- the front and back traversal data is filled with the new values
1127        frontData.mDepth = tData.mDepth + 1;
[508]1128        frontData.mPolygons = new PolygonContainer();
[473]1129        frontData.mRays = new RayInfoContainer();
[508]1130       
[473]1131        backData.mDepth = tData.mDepth + 1;
[508]1132        backData.mPolygons = new PolygonContainer();
[473]1133        backData.mRays = new RayInfoContainer();
[508]1134       
[653]1135
1136        //-- subdivide rays
[652]1137        SplitRays(splitPlane,
[482]1138                          *tData.mRays,
1139                          *frontData.mRays,
[463]1140                          *backData.mRays);
[482]1141
[463]1142
[472]1143        // compute pvs
[463]1144        frontData.mPvs = ComputePvsSize(*frontData.mRays);
1145        backData.mPvs = ComputePvsSize(*backData.mRays);
1146
[508]1147        // split front and back node geometry and compute area
[547]1148       
1149        // if geometry was not already computed
[602]1150        if (!frontData.mGeometry && !backData.mGeometry)
[463]1151        {
[547]1152                frontData.mGeometry = new BspNodeGeometry();
1153                backData.mGeometry = new BspNodeGeometry();
[482]1154
[547]1155                tData.mGeometry->SplitGeometry(*frontData.mGeometry,
1156                                                                           *backData.mGeometry,
[652]1157                                                                           splitPlane,
[547]1158                                                                           mBox,
[679]1159                                                                           //0.0f);
1160                                                                           mEpsilon);
[508]1161               
[547]1162                if (mUseAreaForPvs)
1163                {
1164                        frontData.mProbability = frontData.mGeometry->GetArea();
1165                        backData.mProbability = backData.mGeometry->GetArea();
[508]1166                }
[547]1167                else
1168                {
1169                        frontData.mProbability = frontData.mGeometry->GetVolume();
[654]1170                        backData.mProbability = tData.mProbability - frontData.mProbability;
[676]1171
[744]1172                        // should never come here: wrong volume !!!
[676]1173                        if (0)
1174                        {
[744]1175                                if (frontData.mProbability < -0.00001)
1176                                        Debug << "fatal error f: " << frontData.mProbability << endl;
1177                                if (backData.mProbability < -0.00001)
1178                                        Debug << "fatal error b: " << backData.mProbability << endl;
1179
1180                                // clamp because of precision issues
[676]1181                                if (frontData.mProbability < 0) frontData.mProbability = 0;
1182                                if (backData.mProbability < 0) backData.mProbability = 0;
1183                        }
[547]1184                }
[463]1185        }
[663]1186
[547]1187       
[652]1188    // subdivide polygons
1189        SplitPolygons(splitPlane,
1190                                  *tData.mPolygons,
1191                      *frontData.mPolygons,
1192                                  *backData.mPolygons,
1193                                  coincident);
[463]1194
[652]1195
1196
[653]1197        ///////////////////////////////////////
1198        // subdivide further
[652]1199
[711]1200        // store maximal and minimal depth
1201        if (tData.mDepth > mBspStats.maxDepth)
1202        {
1203                Debug << "max depth increases to " << tData.mDepth << " at " << mBspStats.Leaves() << " leaves" << endl;
1204                mBspStats.maxDepth = tData.mDepth;
1205        }
1206
[652]1207        mBspStats.nodes += 2;
1208
[711]1209   
[652]1210        BspInterior *interior = new BspInterior(splitPlane);
1211
1212#ifdef _DEBUG
1213        Debug << interior << endl;
1214#endif
1215
[711]1216
[463]1217        //-- create front and back leaf
1218
1219        BspInterior *parent = leaf->GetParent();
1220
1221        // replace a link from node's parent
[487]1222        if (parent)
[463]1223        {
1224                parent->ReplaceChildLink(leaf, interior);
1225                interior->SetParent(parent);
1226        }
1227        else // new root
1228        {
1229                mRoot = interior;
1230        }
1231
1232        // and setup child links
1233        interior->SetupChildLinks(new BspLeaf(interior), new BspLeaf(interior));
[482]1234
[463]1235        frontData.mNode = interior->GetFront();
1236        backData.mNode = interior->GetBack();
[473]1237
[650]1238        interior->mTimeStamp = mTimeStamp ++;
[652]1239       
[711]1240
[463]1241        //DEL_PTR(leaf);
1242        return interior;
1243}
1244
[508]1245
[463]1246void VspBspTree::AddToPvs(BspLeaf *leaf,
[482]1247                                                  const RayInfoContainer &rays,
[556]1248                                                  float &sampleContributions,
[463]1249                                                  int &contributingSamples)
1250{
[1002]1251        sampleContributions = 0;
1252        contributingSamples = 0;
[556]1253 
[1002]1254        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
[556]1255 
[1002]1256        ViewCellLeaf *vc = leaf->GetViewCell();
[556]1257 
[1002]1258        // add contributions from samples to the PVS
1259        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
[463]1260        {
[1002]1261                float sc = 0.0f;
1262                VssRay *ray = (*it).mRay;
1263
1264                bool madeContrib = false;
1265                float contribution;
1266
1267                if (ray->mTerminationObject)
1268                {
1269                        if (vc->AddPvsSample(ray->mTerminationObject, ray->mPdf, contribution))
1270                                madeContrib = true;
1271                        sc += contribution;
1272                }
[556]1273         
[1006]1274                // only count termination objects?
[1020]1275                if (COUNT_ORIGIN_OBJECTS && ray->mOriginObject)
[1002]1276                {
1277                        if (vc->AddPvsSample(ray->mOriginObject, ray->mPdf, contribution))
1278                                madeContrib = true;
[1020]1279
[1002]1280                        sc += contribution;
1281                }
[556]1282               
[1047]1283                sampleContributions += sc;
1284               
1285                if (madeContrib)
1286                        ++ contributingSamples;
[463]1287        }
1288}
1289
[580]1290
[1233]1291void VspBspTree::SortSubdivisionCandidates(const RayInfoContainer &rays,
[710]1292                                                                         const int axis,
1293                                                                         float minBand,
1294                                                                         float maxBand)
[463]1295{
[1233]1296        mLocalSubdivisionCandidates->clear();
[463]1297
[480]1298        int requestedSize = 2 * (int)(rays.size());
1299        // creates a sorted split candidates array
[1233]1300        if (mLocalSubdivisionCandidates->capacity() > 500000 &&
1301                requestedSize < (int)(mLocalSubdivisionCandidates->capacity() / 10) )
[480]1302        {
[1233]1303        delete mLocalSubdivisionCandidates;
1304                mLocalSubdivisionCandidates = new vector<SortableEntry>;
[480]1305        }
[463]1306
[1233]1307        mLocalSubdivisionCandidates->reserve(requestedSize);
[480]1308
[710]1309        if (0)
[1137]1310        {       // float values => don't compare with exact values
[710]1311                minBand += Limits::Small;
1312                maxBand -= Limits::Small;
1313        }
1314
[480]1315        // insert all queries
[612]1316        for (RayInfoContainer::const_iterator ri = rays.begin(); ri < rays.end(); ++ ri)
[473]1317        {
[612]1318                const bool positive = (*ri).mRay->HasPosDir(axis);
[1137]1319                float pos = (*ri).ExtrapOrigin(axis);
1320
[710]1321                // clamp to min / max band
1322                if (0) ClipValue(pos, minBand, maxBand);
1323               
[1233]1324                mLocalSubdivisionCandidates->push_back(SortableEntry(positive ? SortableEntry::ERayMin : SortableEntry::ERayMax,
[810]1325                                                                        pos, (*ri).mRay));
[480]1326
[710]1327                pos = (*ri).ExtrapTermination(axis);
[1137]1328
[710]1329                // clamp to min / max band
1330                if (0) ClipValue(pos, minBand, maxBand);
1331
[1233]1332                mLocalSubdivisionCandidates->push_back(SortableEntry(positive ? SortableEntry::ERayMax : SortableEntry::ERayMin,
[810]1333                                                                        pos, (*ri).mRay));
[473]1334        }
[480]1335
[1233]1336        stable_sort(mLocalSubdivisionCandidates->begin(), mLocalSubdivisionCandidates->end());
[463]1337}
1338
[580]1339
[480]1340float VspBspTree::BestCostRatioHeuristics(const RayInfoContainer &rays,
1341                                                                                  const AxisAlignedBox3 &box,
1342                                                                                  const int pvsSize,
[710]1343                                                                                  const int axis,
[480]1344                                          float &position)
[463]1345{
[1149]1346        RayInfoContainer usedRays;
[1147]1347
[1149]1348        if (mMaxTests < rays.size())
[1147]1349        {
[1149]1350                GetRayInfoSets(rays, mMaxTests, usedRays);
[1147]1351        }
1352        else
[1149]1353        {
[1147]1354                usedRays = rays;
[1149]1355        }
[1147]1356
[710]1357        const float minBox = box.Min(axis);
1358        const float maxBox = box.Max(axis);
[822]1359
[710]1360        const float sizeBox = maxBox - minBox;
[480]1361
[801]1362        const float minBand = minBox + mMinBand * sizeBox;
1363        const float maxBand = minBox + mMaxBand * sizeBox;
[710]1364
[1233]1365        SortSubdivisionCandidates(usedRays, axis, minBand, maxBand);
[710]1366
[463]1367        // go through the lists, count the number of objects left and right
1368        // and evaluate the following cost funcion:
[480]1369        // C = ct_div_ci  + (ql*rl + qr*rr)/queries
1370
[810]1371        int pvsl = 0;
1372        int pvsr = pvsSize;
[480]1373
[612]1374        int pvsBack = pvsl;
1375        int pvsFront = pvsr;
1376
1377        float sum = (float)pvsSize * sizeBox;
[463]1378        float minSum = 1e20f;
1379
[822]1380       
[710]1381        // if no border can be found, take mid split
1382        position = minBox + 0.5f * sizeBox;
[822]1383       
1384        // the relative cost ratio
[1074]1385        float ratio = 99999999.0f;
[822]1386        bool splitPlaneFound = false;
[710]1387
[480]1388        Intersectable::NewMail();
1389
[1147]1390        RayInfoContainer::const_iterator ri, ri_end = usedRays.end();
[612]1391
1392        // set all object as belonging to the front pvs
[1149]1393        for(ri = usedRays.begin(); ri != ri_end; ++ ri)
[463]1394        {
[612]1395                Intersectable *oObject = (*ri).mRay->mOriginObject;
1396                Intersectable *tObject = (*ri).mRay->mTerminationObject;
1397
[1020]1398                if (COUNT_ORIGIN_OBJECTS && oObject)
[463]1399                {
[612]1400                        if (!oObject->Mailed())
[482]1401                        {
[612]1402                                oObject->Mail();
1403                                oObject->mCounter = 1;
[482]1404                        }
[612]1405                        else
1406                        {
1407                                ++ oObject->mCounter;
1408                        }
[463]1409                }
[1020]1410
[612]1411                if (tObject)
1412                {
1413                        if (!tObject->Mailed())
1414                        {
1415                                tObject->Mail();
1416                                tObject->mCounter = 1;
1417                        }
1418                        else
1419                        {
1420                                ++ tObject->mCounter;
1421                        }
1422                }
[480]1423        }
1424
1425        Intersectable::NewMail();
1426
[1233]1427        vector<SortableEntry>::const_iterator ci, ci_end = mLocalSubdivisionCandidates->end();
[612]1428
[1233]1429        for (ci = mLocalSubdivisionCandidates->begin(); ci != ci_end; ++ ci)
[480]1430        {
1431                VssRay *ray;
[612]1432                ray = (*ci).ray;
1433               
1434                Intersectable *oObject = ray->mOriginObject;
1435                Intersectable *tObject = ray->mTerminationObject;
1436               
[480]1437
1438                switch ((*ci).type)
[463]1439                {
[480]1440                        case SortableEntry::ERayMin:
1441                                {
[1020]1442                                        if (COUNT_ORIGIN_OBJECTS && oObject && !oObject->Mailed())
[480]1443                                        {
[612]1444                                                oObject->Mail();
1445                                                ++ pvsl;
[480]1446                                        }
[1020]1447
[612]1448                                        if (tObject && !tObject->Mailed())
1449                                        {
1450                                                tObject->Mail();
1451                                                ++ pvsl;
1452                                        }
[1020]1453
[480]1454                                        break;
1455                                }
1456                        case SortableEntry::ERayMax:
1457                                {
[1020]1458                                        if (COUNT_ORIGIN_OBJECTS && oObject)
[612]1459                                        {
1460                                                if (-- oObject->mCounter == 0)
1461                                                        -- pvsr;
1462                                        }
[463]1463
[612]1464                                        if (tObject)
[480]1465                                        {
[612]1466                                                if (-- tObject->mCounter == 0)
1467                                                        -- pvsr;
[480]1468                                        }
1469
1470                                        break;
1471                                }
1472                }
[822]1473               
1474               
[1020]1475                // Note: we compare size of bounding boxes of front and back side because
1476                // of efficiency reasons (otherwise a new geometry would have to be computed
1477                // in each step and incremential evaluation would be difficult.
1478                // but then errors happen if the geometry is not an axis aligned box
1479                // (i.e., if a geometry aligned split was taken before)
1480                // question: is it sufficient to make this approximation?
[710]1481                if (((*ci).value >= minBand) && ((*ci).value <= maxBand))
[480]1482                {
[612]1483                        sum = pvsl * ((*ci).value - minBox) + pvsr * (maxBox - (*ci).value);
[480]1484
[1147]1485                        float currentPos;
1486                       
1487                        // HACK: current positition is BETWEEN visibility events
[1149]1488                        if (0 && ((ci + 1) != ci_end))
1489                        {
[1147]1490                                currentPos = ((*ci).value + (*(ci + 1)).value) * 0.5f;
[1149]1491                        }
[1147]1492                        else
[1149]1493                currentPos = (*ci).value;                       
[1147]1494
[822]1495                        //Debug  << "pos=" << (*ci).value << "\t pvs=(" <<  pvsl << "," << pvsr << ")" << endl;
1496                        //Debug << "cost= " << sum << endl;
[480]1497
1498                        if (sum < minSum)
[463]1499                        {
[822]1500                                splitPlaneFound = true;
1501
[463]1502                                minSum = sum;
[1147]1503                                position = currentPos;
[710]1504                               
[612]1505                                pvsBack = pvsl;
1506                                pvsFront = pvsr;
[463]1507                        }
1508                }
1509        }
[710]1510       
[612]1511        // -- compute cost
1512        const int lowerPvsLimit = mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
1513        const int upperPvsLimit = mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
1514
1515        const float pOverall = sizeBox;
1516
1517        const float pBack = position - minBox;
1518        const float pFront = maxBox - position;
1519       
1520        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty(pvsSize, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1521    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty(pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1522        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty(pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1523       
1524        const float oldRenderCost = penaltyOld * pOverall;
1525        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
1526
[822]1527        if (splitPlaneFound)
1528        {
1529                ratio = mPvsFactor * newRenderCost / (oldRenderCost + Limits::Small);
1530        }
1531        //if (axis != 1)
1532        //Debug << "axis=" << axis << " costRatio=" << ratio << " pos=" << position << " t=" << (position - minBox) / (maxBox - minBox)
1533         //    <<"\t pb=(" << pvsBack << ")\t pf=(" << pvsFront << ")" << endl;
[612]1534
[480]1535        return ratio;
[463]1536}
1537
[480]1538
[482]1539float VspBspTree::SelectAxisAlignedPlane(Plane3 &plane,
[491]1540                                                                                 const VspBspTraversalData &tData,
[495]1541                                                                                 int &axis,
[508]1542                                                                                 BspNodeGeometry **frontGeom,
1543                                                                                 BspNodeGeometry **backGeom,
[547]1544                                                                                 float &pFront,
1545                                                                                 float &pBack,
[710]1546                                                                                 const bool isKdNode)
[463]1547{
[508]1548        float nPosition[3];
1549        float nCostRatio[3];
[547]1550        float nProbFront[3];
1551        float nProbBack[3];
[508]1552
1553        BspNodeGeometry *nFrontGeom[3];
1554        BspNodeGeometry *nBackGeom[3];
1555
[822]1556        // set to NULL, so I can find out which gemetry was stored
[612]1557        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
1558        {
1559                nFrontGeom[i] = NULL;
1560                nBackGeom[i] = NULL;
1561        }
1562
[545]1563        // create bounding box of node geometry
[463]1564        AxisAlignedBox3 box;
[710]1565               
[562]1566        //TODO: for kd split geometry already is box => only take minmax vertices
[551]1567        if (1)
[1147]1568        {       // get bounding box from geometry
[710]1569                tData.mGeometry->GetBoundingBox(box);
[509]1570        }
1571        else
1572        {
[710]1573                box.Initialize();
[509]1574                RayInfoContainer::const_iterator ri, ri_end = tData.mRays->end();
[480]1575
[509]1576                for(ri = tData.mRays->begin(); ri < ri_end; ++ ri)
1577                        box.Include((*ri).ExtrapTermination());
1578        }
[663]1579
[1147]1580
[663]1581        int sAxis = 0;
[822]1582        int bestAxis;
1583
[837]1584        // if max cost ratio is exceeded, take split along longest axis instead
1585        const float maxCostRatioForArbitraryAxis = 0.9f;
1586
[1006]1587        if (mUseDrivingAxisIfMaxCostViolated)
[822]1588                bestAxis = box.Size().DrivingAxis();
1589        else
1590                bestAxis = -1;
1591
[978]1592#if 0
1593        // maximum cost ratio for axis to be valid:
[822]1594        // if exceeded, spatial mid split is used instead
[978]1595        const maxCostRatioForHeur = 0.99f;
1596#endif
[822]1597
[978]1598        // if we use some kind of specialised fixed axis
[837]1599    const bool useSpecialAxis =
1600                mOnlyDrivingAxis || mUseRandomAxis || mCirculatingAxis;
[663]1601
[801]1602        if (mUseRandomAxis)
[663]1603                sAxis = Random(3);
[801]1604        else if (mCirculatingAxis)
[726]1605                sAxis = (tData.mAxis + 1) % 3;
[822]1606        else if (mOnlyDrivingAxis)
[801]1607                sAxis = box.Size().DrivingAxis();
1608
[664]1609               
[670]1610        //Debug << "use special axis: " << useSpecialAxis << endl;
1611        //Debug << "axis: " << sAxis << " drivingaxis: " << box.Size().DrivingAxis();
[1076]1612       
[822]1613        for (axis = 0; axis < 3 ; ++ axis)
[480]1614        {
[663]1615                if (!useSpecialAxis || (axis == sAxis))
[463]1616                {
[822]1617                        if (mUseCostHeuristics)
[480]1618                        {
[1106]1619                                //-- place split plane using heuristics
[822]1620                                nCostRatio[axis] =
1621                                        BestCostRatioHeuristics(*tData.mRays,
1622                                                                                    box,
1623                                                                                        tData.mPvs,
1624                                                                                        axis,
1625                                                                                        nPosition[axis]);                       
1626                        }
[1106]1627                        else
[1147]1628                        {       //-- split plane position is spatial median
[822]1629
[480]1630                                nPosition[axis] = (box.Min()[axis] + box.Max()[axis]) * 0.5f;
[543]1631                                Vector3 normal(0,0,0); normal[axis] = 1.0f;
[1076]1632                               
[547]1633                                // allows faster split because we have axis aligned kd tree boxes
[822]1634                                if (isKdNode)
[542]1635                                {
1636                                        nCostRatio[axis] = EvalAxisAlignedSplitCost(tData,
1637                                                                                                                                box,
1638                                                                                                                                axis,
[547]1639                                                                                                                                nPosition[axis],
1640                                                                                                                                nProbFront[axis],
1641                                                                                                                                nProbBack[axis]);
[542]1642                                       
[543]1643                                        Vector3 pos;
[542]1644                                       
[710]1645                                        // create back geometry from box
[1047]1646                                        // NOTE: the geometry is returned from the function so we
1647                                        // don't have to recompute it when possible
[543]1648                                        pos = box.Max(); pos[axis] = nPosition[axis];
[547]1649                                        AxisAlignedBox3 bBox(box.Min(), pos);
[710]1650                                        PolygonContainer fPolys;
1651                                        bBox.ExtractPolys(fPolys);
1652
1653                                        nBackGeom[axis] = new BspNodeGeometry(fPolys);
1654       
[822]1655                                        //-- create front geometry from box
[542]1656                                        pos = box.Min(); pos[axis] = nPosition[axis];
[547]1657                                        AxisAlignedBox3 fBox(pos, box.Max());
[710]1658
1659                                        PolygonContainer bPolys;
1660                                        fBox.ExtractPolys(bPolys);
1661                                        nFrontGeom[axis] = new BspNodeGeometry(bPolys);
[542]1662                                }
1663                                else
1664                                {
[710]1665                                        nFrontGeom[axis] = new BspNodeGeometry();
1666                                        nBackGeom[axis] = new BspNodeGeometry();
1667
[573]1668                                        nCostRatio[axis] =
1669                                                EvalSplitPlaneCost(Plane3(normal, nPosition[axis]),
1670                                                                                   tData, *nFrontGeom[axis], *nBackGeom[axis],
1671                                                                                   nProbFront[axis], nProbBack[axis]);
[542]1672                                }
[480]1673                        }
[822]1674                                               
[978]1675                       
[1006]1676                        if (mUseDrivingAxisIfMaxCostViolated)
[480]1677                        {
[978]1678                                // we take longest axis split if cost ratio exceeds threshold
1679                                if (nCostRatio[axis] < min(maxCostRatioForArbitraryAxis, nCostRatio[bestAxis]))
[822]1680                                {
1681                                        bestAxis = axis;
1682                                }
[1072]1683                                /*else if (nCostRatio[axis] < nCostRatio[bestAxis])
1684                                {
[978]1685                                        Debug << "taking split along longest axis (" << bestAxis << ") instead of  (" << axis << ")" << endl;
[1072]1686                                }*/
1687
[978]1688                        }
1689                        else
1690                        {
1691                                if (bestAxis == -1)
[822]1692                                {
1693                                        bestAxis = axis;
1694                                }
[978]1695                                else if (nCostRatio[axis] < nCostRatio[bestAxis])
[822]1696                                {
1697                                        bestAxis = axis;
1698                                }
[978]1699                        }
[463]1700                }
1701        }
1702
[495]1703        //-- assign values
[1072]1704
[495]1705        axis = bestAxis;
[547]1706        pFront = nProbFront[bestAxis];
1707        pBack = nProbBack[bestAxis];
[495]1708
[508]1709        // assign best split nodes geometry
1710        *frontGeom = nFrontGeom[bestAxis];
1711        *backGeom = nBackGeom[bestAxis];
[542]1712
[508]1713        // and delete other geometry
[612]1714        DEL_PTR(nFrontGeom[(bestAxis + 1) % 3]);
1715        DEL_PTR(nBackGeom[(bestAxis + 2) % 3]);
[495]1716
[508]1717        //-- split plane
1718    Vector3 normal(0,0,0); normal[bestAxis] = 1;
[480]1719        plane = Plane3(normal, nPosition[bestAxis]);
[508]1720
[822]1721        //Debug << "best axis: " << bestAxis << " pos " << nPosition[bestAxis] << endl;
[1072]1722
[480]1723        return nCostRatio[bestAxis];
[463]1724}
1725
[480]1726
[508]1727bool VspBspTree::SelectPlane(Plane3 &bestPlane,
1728                                                         BspLeaf *leaf,
[652]1729                                                         VspBspTraversalData &data,                                                     
[508]1730                                                         VspBspTraversalData &frontData,
[612]1731                                                         VspBspTraversalData &backData,
1732                                                         int &splitAxis)
[491]1733{
[810]1734        // HACK matt: subdivide regularily to certain depth
[1072]1735        if (data.mDepth < 0)    // question matt: why depth < 0 ?
[801]1736        {
[1072]1737                cout << "depth: " << data.mDepth << endl;
1738
[801]1739                // return axis aligned split
1740                AxisAlignedBox3 box;
1741                box.Initialize();
1742       
1743                // create bounding box of region
1744                data.mGeometry->GetBoundingBox(box);
1745       
1746                const int axis = box.Size().DrivingAxis();
1747                const Vector3 position = (box.Min()[axis] + box.Max()[axis]) * 0.5f;
1748
1749                Vector3 norm(0,0,0); norm[axis] = 1.0f;
1750                bestPlane = Plane3(norm, position);
1751                splitAxis = axis;
[1072]1752
[801]1753                return true;
1754        }
1755
[508]1756        // simplest strategy: just take next polygon
1757        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
[491]1758        {
[508]1759        if (!data.mPolygons->empty())
1760                {
1761                        const int randIdx =
1762                                (int)RandomValue(0, (Real)((int)data.mPolygons->size() - 1));
1763                        Polygon3 *nextPoly = (*data.mPolygons)[randIdx];
[491]1764
[508]1765                        bestPlane = nextPoly->GetSupportingPlane();
1766                        return true;
1767                }
[491]1768        }
1769
[508]1770        //-- use heuristics to find appropriate plane
[491]1771
[508]1772        // intermediate plane
1773        Plane3 plane;
1774        float lowestCost = MAX_FLOAT;
[517]1775       
1776        // decides if the first few splits should be only axisAligned
[508]1777        const bool onlyAxisAligned  =
1778                (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED) &&
1779                ((int)data.mRays->size() > mTermMinRaysForAxisAligned) &&
1780                ((int)data.GetAvgRayContribution() < mTermMaxRayContriForAxisAligned);
1781       
1782        const int limit = onlyAxisAligned ? 0 :
1783                Min((int)data.mPolygons->size(), mMaxPolyCandidates);
[491]1784
[508]1785        float candidateCost;
[491]1786
[508]1787        int maxIdx = (int)data.mPolygons->size();
[491]1788
[508]1789        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
[491]1790        {
[562]1791                // the already taken candidates are stored behind maxIdx
1792                // => assure that no index is taken twice
[508]1793                const int candidateIdx = (int)RandomValue(0, (Real)(-- maxIdx));
1794                Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[candidateIdx];
[491]1795
[508]1796                // swap candidate to the end to avoid testing same plane
1797                std::swap((*data.mPolygons)[maxIdx], (*data.mPolygons)[candidateIdx]);
1798                //Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[(int)RandomValue(0, (int)polys.size() - 1)];
[491]1799
[508]1800                // evaluate current candidate
1801                BspNodeGeometry fGeom, bGeom;
1802                float fArea, bArea;
1803                plane = poly->GetSupportingPlane();
[573]1804                candidateCost = EvalSplitPlaneCost(plane, data, fGeom, bGeom, fArea, bArea);
[491]1805               
[508]1806                if (candidateCost < lowestCost)
[491]1807                {
[508]1808                        bestPlane = plane;
1809                        lowestCost = candidateCost;
[491]1810                }
1811        }
1812
[1006]1813
[508]1814        //-- evaluate axis aligned splits
[1006]1815       
[508]1816        int axis;
1817        BspNodeGeometry *fGeom, *bGeom;
[547]1818        float pFront, pBack;
[491]1819
[653]1820        candidateCost = 99999999.0f;
[491]1821
[1006]1822        // as a variant, we take axis aligned split only if there is
1823        // more polygon available to guide the split
[653]1824        if (!mUsePolygonSplitIfAvailable || data.mPolygons->empty())
1825        {
1826                candidateCost = SelectAxisAlignedPlane(plane,
1827                                                                                           data,
1828                                                                                           axis,
1829                                                                                           &fGeom,
1830                                                                                           &bGeom,
1831                                                                                           pFront,
1832                                                                                           pBack,
1833                                                                                           data.mIsKdNode);     
1834        }
1835
[612]1836        splitAxis = 3;
[562]1837
[508]1838        if (candidateCost < lowestCost)
1839        {       
1840                bestPlane = plane;
1841                lowestCost = candidateCost;
[612]1842                splitAxis = axis;
[653]1843       
[542]1844                // assign already computed values
1845                // we can do this because we always save the
[562]1846                // computed values from the axis aligned splits         
[653]1847
[612]1848                if (fGeom && bGeom)
1849                {
1850                        frontData.mGeometry = fGeom;
1851                        backData.mGeometry = bGeom;
[547]1852       
[612]1853                        frontData.mProbability = pFront;
1854                        backData.mProbability = pBack;
1855                }
[508]1856        }
1857        else
[463]1858        {
[508]1859                DEL_PTR(fGeom);
1860                DEL_PTR(bGeom);
[463]1861        }
[678]1862   
[679]1863#ifdef _DEBUG
[508]1864        Debug << "plane lowest cost: " << lowestCost << endl;
[679]1865#endif
[508]1866
[801]1867        // exeeded relative max cost ratio
[508]1868        if (lowestCost > mTermMaxCostRatio)
[611]1869        {
[508]1870                return false;
[611]1871        }
[508]1872
1873        return true;
[463]1874}
1875
[480]1876
[473]1877Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1878{
[473]1879        const int candidateIdx = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
[482]1880
[473]1881        const Vector3 minPt = rays[candidateIdx].ExtrapOrigin();
1882        const Vector3 maxPt = rays[candidateIdx].ExtrapTermination();
1883
1884        const Vector3 pt = (maxPt + minPt) * 0.5;
1885        const Vector3 normal = Normalize(rays[candidateIdx].mRay->GetDir());
1886
1887        return Plane3(normal, pt);
1888}
1889
[480]1890
[473]1891Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane2(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1892{
[473]1893        Vector3 pt[3];
[482]1894
[473]1895        int idx[3];
1896        int cmaxT = 0;
1897        int cminT = 0;
1898        bool chooseMin = false;
1899
1900        for (int j = 0; j < 3; ++ j)
1901        {
1902                idx[j] = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() * 2 - 1));
[482]1903
[473]1904                if (idx[j] >= (int)rays.size())
1905                {
1906                        idx[j] -= (int)rays.size();
[482]1907
[473]1908                        chooseMin = (cminT < 2);
1909                }
1910                else
1911                        chooseMin = (cmaxT < 2);
1912
1913                RayInfo rayInf = rays[idx[j]];
1914                pt[j] = chooseMin ? rayInf.ExtrapOrigin() : rayInf.ExtrapTermination();
[482]1915        }
[473]1916
1917        return Plane3(pt[0], pt[1], pt[2]);
1918}
1919
[580]1920
[473]1921Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane3(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1922{
[473]1923        Vector3 pt[3];
[482]1924
[473]1925        int idx1 = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1926        int idx2 = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1927
1928        // check if rays different
1929        if (idx1 == idx2)
1930                idx2 = (idx2 + 1) % (int)rays.size();
1931
1932        const RayInfo ray1 = rays[idx1];
1933        const RayInfo ray2 = rays[idx2];
1934
1935        // normal vector of the plane parallel to both lines
1936        const Vector3 norm = Normalize(CrossProd(ray1.mRay->GetDir(), ray2.mRay->GetDir()));
1937
1938        // vector from line 1 to line 2
[479]1939        const Vector3 vd = ray2.ExtrapOrigin() - ray1.ExtrapOrigin();
[482]1940
[473]1941        // project vector on normal to get distance
1942        const float dist = DotProd(vd, norm);
1943
1944        // point on plane lies halfway between the two planes
1945        const Vector3 planePt = ray1.ExtrapOrigin() + norm * dist * 0.5;
1946
1947        return Plane3(norm, planePt);
1948}
1949
[495]1950
[463]1951inline void VspBspTree::GenerateUniqueIdsForPvs()
1952{
[580]1953        Intersectable::NewMail(); sBackId = Intersectable::sMailId;
1954        Intersectable::NewMail(); sFrontId = Intersectable::sMailId;
1955        Intersectable::NewMail(); sFrontAndBackId = Intersectable::sMailId;
[463]1956}
1957
[495]1958
[652]1959float VspBspTree::EvalRenderCostDecrease(const Plane3 &candidatePlane,
[1145]1960                                                                                 const VspBspTraversalData &data,
1961                                                                                 float &normalizedOldRenderCost) const
[652]1962{
[729]1963        float pvsFront = 0;
1964        float pvsBack = 0;
1965        float totalPvs = 0;
[652]1966
1967        // probability that view point lies in back / front node
1968        float pOverall = data.mProbability;
1969        float pFront = 0;
1970        float pBack = 0;
1971
1972
1973        // create unique ids for pvs heuristics
1974        GenerateUniqueIdsForPvs();
1975       
1976        for (int i = 0; i < data.mRays->size(); ++ i)
1977        {
1978                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[i];
1979
1980                float t;
1981                VssRay *ray = rayInf.mRay;
1982                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane, t);
1983
1984                // find front and back pvs for origing and termination object
1985                AddObjToPvs(ray->mTerminationObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
[1020]1986
1987                if (COUNT_ORIGIN_OBJECTS)
1988                        AddObjToPvs(ray->mOriginObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
[652]1989        }
1990
1991
1992        BspNodeGeometry geomFront;
1993        BspNodeGeometry geomBack;
1994
1995        // construct child geometry with regard to the candidate split plane
1996        data.mGeometry->SplitGeometry(geomFront,
1997                                                                  geomBack,
1998                                                                  candidatePlane,
1999                                                                  mBox,
[679]2000                                                                  //0.0f);
2001                                                                  mEpsilon);
[652]2002
2003        if (!mUseAreaForPvs) // use front and back cell areas to approximate volume
2004        {
2005                pFront = geomFront.GetVolume();
2006                pBack = pOverall - pFront;
[675]2007
[729]2008                // something is wrong with the volume
[1027]2009                if (0 && ((pFront < 0.0) || (pBack < 0.0)))
[676]2010                {
[752]2011                        Debug << "ERROR in volume:\n"
2012                                  << "volume f :" << pFront << " b: " << pBack << " p: " << pOverall
2013                                  << ", real volume f: " << pFront << " b: " << geomBack.GetVolume()
2014                                  << ", #polygons f: " << geomFront.Size() << " b: " << geomBack.Size() << " p: " << data.mGeometry->Size() << endl;
[676]2015                }
[652]2016        }
2017        else
2018        {
2019                pFront = geomFront.GetArea();
2020                pBack = geomBack.GetArea();
2021        }
2022       
2023
2024        // -- pvs rendering heuristics
[1020]2025
2026        // upper and lower bounds
[652]2027        const int lowerPvsLimit = mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
2028        const int upperPvsLimit = mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
2029
[1020]2030        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty((int)totalPvs, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
2031    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty((int)pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
2032        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty((int)pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
[652]2033                       
2034        const float oldRenderCost = pOverall * penaltyOld;
2035        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
2036
[752]2037        const float renderCostDecrease = (oldRenderCost - newRenderCost) / mBox.GetVolume();
2038       
[1006]2039        // take render cost of node into account to avoid being stuck in a local minimum
[1145]2040        normalizedOldRenderCost = oldRenderCost / mBox.GetVolume();
[1006]2041       
[1145]2042        return renderCostDecrease;
[652]2043}
2044
2045
[573]2046float VspBspTree::EvalSplitPlaneCost(const Plane3 &candidatePlane,
2047                                                                         const VspBspTraversalData &data,
2048                                                                         BspNodeGeometry &geomFront,
2049                                                                         BspNodeGeometry &geomBack,
2050                                                                         float &pFront,
2051                                                                         float &pBack) const
[463]2052{
[729]2053        float totalPvs = 0;
2054        float pvsFront = 0;
2055        float pvsBack = 0;
[652]2056       
[1006]2057        // overall probability is used as normalizer
[463]2058        float pOverall = 0;
[1006]2059
2060        // probability that view point lies in back / front node
[547]2061        pFront = 0;
2062        pBack = 0;
[463]2063
[1020]2064        int numTests; // the number of tests
[508]2065
[1020]2066        // if random samples shold be taken instead of testing all the rays
2067        bool useRand;
[463]2068
2069        if ((int)data.mRays->size() > mMaxTests)
2070        {
2071                useRand = true;
[1020]2072                numTests = mMaxTests;
[463]2073        }
2074        else
2075        {
2076                useRand = false;
[1020]2077                numTests = (int)data.mRays->size();
[463]2078        }
[508]2079       
[1020]2080        // create unique ids for pvs heuristics
2081        GenerateUniqueIdsForPvs();
2082
2083        for (int i = 0; i < numTests; ++ i)
[463]2084        {
[508]2085                const int testIdx = useRand ?
2086                        (int)RandomValue(0, (Real)((int)data.mRays->size() - 1)) : i;
[463]2087                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[testIdx];
2088
2089                float t;
[508]2090                VssRay *ray = rayInf.mRay;
[463]2091                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane, t);
2092
[652]2093                // find front and back pvs for origing and termination object
2094                AddObjToPvs(ray->mTerminationObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
[1020]2095
2096                if (COUNT_ORIGIN_OBJECTS)
2097                        AddObjToPvs(ray->mOriginObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
[652]2098        }
[508]2099
[652]2100        // construct child geometry with regard to the candidate split plane
[679]2101        bool splitSuccessFull = data.mGeometry->SplitGeometry(geomFront,
2102                                                                                                                  geomBack,
2103                                                                                                                  candidatePlane,
2104                                                                                                                  mBox,
2105                                                                                                                  //0.0f);
2106                                                                                                                  mEpsilon);
[675]2107
[652]2108        pOverall = data.mProbability;
[463]2109
[652]2110        if (!mUseAreaForPvs) // use front and back cell areas to approximate volume
2111        {
2112                pFront = geomFront.GetVolume();
2113                pBack = pOverall - pFront;
[675]2114               
[729]2115                // HACK: precision issues possible for unbalanced split => don't take this split!
[685]2116                if (1 &&
[682]2117                        (!splitSuccessFull || (pFront <= 0) || (pBack <= 0) ||
2118                        !geomFront.Valid() || !geomBack.Valid()))
[676]2119                {
[752]2120                        //Debug << "error f: " << pFront << " b: " << pBack << endl;
[1027]2121
2122                        // high penalty for degenerated / wrong split
[711]2123                        return 99999.9f;
[676]2124                }
[463]2125        }
[652]2126        else
[542]2127        {
[652]2128                pFront = geomFront.GetArea();
2129                pBack = geomBack.GetArea();
[542]2130        }
[652]2131       
[542]2132
[580]2133        // -- pvs rendering heuristics
[652]2134        const int lowerPvsLimit = mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
2135        const int upperPvsLimit = mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
[580]2136
[652]2137        // only render cost heuristics or combined with standard deviation
[752]2138        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty((int)totalPvs, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
2139    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty((int)pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
2140        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty((int)pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
[579]2141                       
[652]2142        const float oldRenderCost = pOverall * penaltyOld;
2143        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
[579]2144
[652]2145        float oldCost, newCost;
[580]2146
[652]2147        // only render cost
2148        if (1)
2149        {
2150                oldCost = oldRenderCost;
2151                newCost = newRenderCost;
2152        }
2153        else // also considering standard deviation
2154        {
2155                // standard deviation is difference of back and front pvs
2156                const float expectedCost = 0.5f * (penaltyFront + penaltyBack);
[580]2157
[652]2158                const float newDeviation = 0.5f *
2159                        fabs(penaltyFront - expectedCost) + fabs(penaltyBack - expectedCost);
[580]2160
[652]2161                const float oldDeviation = penaltyOld;
[580]2162
[652]2163                newCost = mRenderCostWeight * newRenderCost + (1.0f - mRenderCostWeight) * newDeviation;
2164                oldCost = mRenderCostWeight * oldRenderCost + (1.0f - mRenderCostWeight) * oldDeviation;
2165        }
[580]2166
[1020]2167        const float cost = mPvsFactor * newCost / (oldCost + Limits::Small);
[607]2168               
[463]2169
2170#ifdef _DEBUG
[474]2171        Debug << "totalpvs: " << data.mPvs << " ptotal: " << pOverall
[508]2172                  << " frontpvs: " << pvsFront << " pFront: " << pFront
2173                  << " backpvs: " << pvsBack << " pBack: " << pBack << endl << endl;
[600]2174        Debug << "cost: " << cost << endl;
[463]2175#endif
[482]2176
[652]2177        return cost;
[463]2178}
2179
[508]2180
[697]2181int VspBspTree::ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
2182                                                                                ViewCellContainer &viewCells) const
2183{
2184        stack<bspNodePair> nodeStack;
2185        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
2186
2187        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
2188
2189        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
2190 
2191        ViewCell::NewMail();
2192
2193        while (!nodeStack.empty())
2194        {
2195                BspNode *node = nodeStack.top().first;
2196                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
2197                nodeStack.pop();
2198
2199                const int side = geom->ComputeIntersection(box);
2200               
2201                switch (side)
2202                {
2203                case -1:
2204                        // node geometry is contained in box
2205                        CollectViewCells(node, true, viewCells, true);
2206                        break;
2207
2208                case 0:
2209                        if (node->IsLeaf())
2210                        {
2211                                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2212                       
2213                                if (!leaf->GetViewCell()->Mailed() && leaf->TreeValid())
2214                                {
2215                                        leaf->GetViewCell()->Mail();
2216                                        viewCells.push_back(leaf->GetViewCell());
2217                                }
2218                        }
2219                        else
2220                        {
2221                                BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2222                       
2223                                BspNode *first = interior->GetFront();
2224                                BspNode *second = interior->GetBack();
2225           
2226                                BspNodeGeometry *firstGeom = new BspNodeGeometry();
2227                                BspNodeGeometry *secondGeom = new BspNodeGeometry();
2228
2229                                geom->SplitGeometry(*firstGeom,
2230                                                                        *secondGeom,
2231                                                                        interior->GetPlane(),
2232                                                                        mBox,
2233                                                                        //0.0000001f);
2234                                                                        mEpsilon);
2235
2236                                nodeStack.push(bspNodePair(first, firstGeom));
2237                                nodeStack.push(bspNodePair(second, secondGeom));
2238                        }
2239                       
2240                        break;
2241                default:
2242                        // default: cull
2243                        break;
2244                }
2245               
2246                DEL_PTR(geom);
2247               
2248        }
2249
2250        return (int)viewCells.size();
2251}
2252
2253
[580]2254float VspBspTree::EvalAxisAlignedSplitCost(const VspBspTraversalData &data,
2255                                                                                   const AxisAlignedBox3 &box,
2256                                                                                   const int axis,
2257                                                                                   const float &position,                                                                                 
2258                                                                                   float &pFront,
2259                                                                                   float &pBack) const
2260{
[729]2261        float pvsTotal = 0;
2262        float pvsFront = 0;
2263        float pvsBack = 0;
[580]2264       
2265        // create unique ids for pvs heuristics
2266        GenerateUniqueIdsForPvs();
2267
2268        const int pvsSize = data.mPvs;
[726]2269
[580]2270        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = data.mRays->end();
2271
2272        // this is the main ray classification loop!
2273        for(rit = data.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
2274        {
2275                // determine the side of this ray with respect to the plane
2276                float t;
2277                const int side = (*rit).ComputeRayIntersection(axis, position, t);
2278       
2279                AddObjToPvs((*rit).mRay->mTerminationObject, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
[1020]2280
2281                if (COUNT_ORIGIN_OBJECTS)
2282                        AddObjToPvs((*rit).mRay->mOriginObject, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
[580]2283        }
2284
[1020]2285
[580]2286        //-- pvs heuristics
2287
[1020]2288        float pOverall = data.mProbability;
[580]2289
[1020]2290        // note: we use a simplified computation assuming that we always do a
2291        // spatial mid split   
2292       
[580]2293        if (!mUseAreaForPvs)
[1020]2294        {   
2295                // volume
[580]2296                pBack = pFront = pOverall * 0.5f;
2297#if 0
2298                // box length substitute for probability
2299                const float minBox = box.Min(axis);
2300                const float maxBox = box.Max(axis);
2301
2302                pBack = position - minBox;
2303                pFront = maxBox - position;
2304                pOverall = maxBox - minBox;
2305#endif
2306        }
2307        else //-- area substitute for probability
2308        {
2309                const int axis2 = (axis + 1) % 3;
2310                const int axis3 = (axis + 2) % 3;
2311
2312                const float faceArea =
2313                        (box.Max(axis2) - box.Min(axis2)) *
2314                        (box.Max(axis3) - box.Min(axis3));
2315
2316                pBack = pFront = pOverall * 0.5f + faceArea;
2317        }
2318
2319#ifdef _DEBUG
[1302]2320        Debug << "axis: " << axis << " " << pvsSize << " " << pvsBack << " " << pvsFront << endl;
2321        Debug << "p: " << pFront << " " << pBack << " " << pOverall << endl;
[580]2322#endif
2323
2324       
2325        const float newCost = pvsBack * pBack + pvsFront * pFront;
2326        const float oldCost = (float)pvsSize * pOverall + Limits::Small;
2327
2328        return  (mCtDivCi + newCost) / oldCost;
2329}
2330
2331
[1076]2332inline void VspBspTree::AddObjToPvs(Intersectable *obj,
2333                                                                                 const int cf,
2334                                                                                 float &frontPvs,
2335                                                                                 float &backPvs,
2336                                                                                 float &totalPvs) const
[463]2337{
2338        if (!obj)
2339                return;
[1076]2340#if 0
[744]2341        const float renderCost = mViewCellsManager->EvalRenderCost(obj);
[1076]2342#else
2343        const int renderCost = 1;
2344#endif
[654]2345        // new object
[508]2346        if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
2347                (obj->mMailbox != sBackId) &&
2348                (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
2349        {
[744]2350                totalPvs += renderCost;
[508]2351        }
2352
[463]2353        // TODO: does this really belong to no pvs?
2354        //if (cf == Ray::COINCIDENT) return;
2355
2356        // object belongs to both PVS
2357        if (cf >= 0)
2358        {
[482]2359                if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
[463]2360                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
2361                {
[744]2362                        frontPvs += renderCost;
[508]2363               
[463]2364                        if (obj->mMailbox == sBackId)
[482]2365                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
[463]2366                        else
[482]2367                                obj->mMailbox = sFrontId;
[463]2368                }
2369        }
[482]2370
[463]2371        if (cf <= 0)
2372        {
2373                if ((obj->mMailbox != sBackId) &&
2374                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
2375                {
[744]2376                        backPvs += renderCost;
[508]2377               
[463]2378                        if (obj->mMailbox == sFrontId)
[482]2379                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
[463]2380                        else
[482]2381                                obj->mMailbox = sBackId;
[463]2382                }
2383        }
2384}
2385
[491]2386
[503]2387void VspBspTree::CollectLeaves(vector<BspLeaf *> &leaves,
2388                                                           const bool onlyUnmailed,
2389                                                           const int maxPvsSize) const
[463]2390{
2391        stack<BspNode *> nodeStack;
2392        nodeStack.push(mRoot);
[482]2393
2394        while (!nodeStack.empty())
[463]2395        {
2396                BspNode *node = nodeStack.top();
2397                nodeStack.pop();
[489]2398               
[482]2399                if (node->IsLeaf())
[463]2400                {
[490]2401                        // test if this leaf is in valid view space
[503]2402                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2403                        if (leaf->TreeValid() &&
[508]2404                                (!onlyUnmailed || !leaf->Mailed()) &&
[1168]2405                                ((maxPvsSize < 0) || (leaf->GetViewCell()->GetPvs().CountObjectsInPvs() <= maxPvsSize)))
[490]2406                        {
2407                                leaves.push_back(leaf);
2408                        }
[482]2409                }
2410                else
[463]2411                {
2412                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2413
2414                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2415                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2416                }
2417        }
2418}
2419
[489]2420
[463]2421AxisAlignedBox3 VspBspTree::GetBoundingBox() const
2422{
2423        return mBox;
2424}
2425
[489]2426
[463]2427BspNode *VspBspTree::GetRoot() const
2428{
2429        return mRoot;
2430}
2431
[489]2432
[463]2433void VspBspTree::EvaluateLeafStats(const VspBspTraversalData &data)
2434{
2435        // the node became a leaf -> evaluate stats for leafs
2436        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(data.mNode);
2437
2438
[574]2439        if (data.mPvs > mBspStats.maxPvs)
[711]2440        {
[574]2441                mBspStats.maxPvs = data.mPvs;
[711]2442        }
2443
[656]2444        mBspStats.pvs += data.mPvs;
2445
[574]2446        if (data.mDepth < mBspStats.minDepth)
[711]2447        {
[574]2448                mBspStats.minDepth = data.mDepth;
[711]2449        }
[656]2450       
[463]2451        if (data.mDepth >= mTermMaxDepth)
[711]2452        {
[744]2453        ++ mBspStats.maxDepthNodes;
2454                //Debug << "new max depth: " << mBspStats.maxDepthNodes << endl;
[711]2455        }
[611]2456
[508]2457        // accumulate rays to compute rays /  leaf
[574]2458        mBspStats.accumRays += (int)data.mRays->size();
[463]2459
[437]2460        if (data.mPvs < mTermMinPvs)
[574]2461                ++ mBspStats.minPvsNodes;
[437]2462
2463        if ((int)data.mRays->size() < mTermMinRays)
[574]2464                ++ mBspStats.minRaysNodes;
[437]2465
2466        if (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution)
[574]2467                ++ mBspStats.maxRayContribNodes;
[482]2468
[547]2469        if (data.mProbability <= mTermMinProbability)
[574]2470                ++ mBspStats.minProbabilityNodes;
[508]2471       
[474]2472        // accumulate depth to compute average depth
[574]2473        mBspStats.accumDepth += data.mDepth;
[463]2474
[612]2475        ++ mCreatedViewCells;
[656]2476
[463]2477#ifdef _DEBUG
2478        Debug << "BSP stats: "
2479                  << "Depth: " << data.mDepth << " (max: " << mTermMaxDepth << "), "
2480                  << "PVS: " << data.mPvs << " (min: " << mTermMinPvs << "), "
[1027]2481                  << "#rays: " << (int)data.mRays->size() << " (max: " << mTermMinRays << "), "
[1168]2482                  << "#pvs: " << leaf->GetViewCell()->GetPvs().CountObjectsInPvs() << "), "
[463]2483                  << "#avg ray contrib (pvs): " << (float)data.mPvs / (float)data.mRays->size() << endl;
2484#endif
2485}
2486
[612]2487
[463]2488int VspBspTree::CastRay(Ray &ray)
2489{
2490        int hits = 0;
[482]2491
[600]2492        stack<BspRayTraversalData> tQueue;
[482]2493
[463]2494        float maxt, mint;
2495
2496        if (!mBox.GetRaySegment(ray, mint, maxt))
2497                return 0;
2498
2499        Intersectable::NewMail();
[600]2500        ViewCell::NewMail();
[1012]2501
[463]2502        Vector3 entp = ray.Extrap(mint);
2503        Vector3 extp = ray.Extrap(maxt);
[482]2504
[463]2505        BspNode *node = mRoot;
2506        BspNode *farChild = NULL;
[482]2507
[463]2508        while (1)
2509        {
[482]2510                if (!node->IsLeaf())
[463]2511                {
2512                        BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2513
2514                        Plane3 splitPlane = in->GetPlane();
2515                        const int entSide = splitPlane.Side(entp);
2516                        const int extSide = splitPlane.Side(extp);
2517
2518                        if (entSide < 0)
2519                        {
2520                                node = in->GetBack();
2521
2522                                if(extSide <= 0) // plane does not split ray => no far child
2523                                        continue;
[482]2524
[463]2525                                farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
2526
2527                        } else if (entSide > 0)
2528                        {
2529                                node = in->GetFront();
2530
2531                                if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
2532                                        continue;
2533
[482]2534                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray
[463]2535                        }
2536                        else // ray and plane are coincident
2537                        {
[1012]2538                                // matt: WHAT TO DO IN THIS CASE ?
[463]2539                                //break;
2540                                node = in->GetFront();
2541                                continue;
2542                        }
2543
2544                        // push data for far child
[600]2545                        tQueue.push(BspRayTraversalData(farChild, extp, maxt));
[463]2546
2547                        // find intersection of ray segment with plane
2548                        float t;
2549                        extp = splitPlane.FindIntersection(ray.GetLoc(), extp, &t);
2550                        maxt *= t;
[1047]2551                }
2552                else // reached leaf => intersection with view cell
[463]2553                {
2554                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
[482]2555
[463]2556                        if (!leaf->GetViewCell()->Mailed())
2557                        {
2558                                //ray.bspIntersections.push_back(Ray::VspBspIntersection(maxt, leaf));
2559                                leaf->GetViewCell()->Mail();
2560                                ++ hits;
2561                        }
[482]2562
[463]2563                        //-- fetch the next far child from the stack
[600]2564                        if (tQueue.empty())
[463]2565                                break;
[482]2566
[463]2567                        entp = extp;
2568                        mint = maxt; // NOTE: need this?
2569
2570                        if (ray.GetType() == Ray::LINE_SEGMENT && mint > 1.0f)
2571                                break;
2572
[600]2573                        BspRayTraversalData &s = tQueue.top();
[463]2574
2575                        node = s.mNode;
2576                        extp = s.mExitPoint;
2577                        maxt = s.mMaxT;
2578
[600]2579                        tQueue.pop();
[463]2580                }
2581        }
2582
2583        return hits;
2584}
2585
[532]2586
[1072]2587void VspBspTree::CollectViewCells(ViewCellContainer &viewCells,
2588                                                                  bool onlyValid) const
[463]2589{
[532]2590        ViewCell::NewMail();
[551]2591        CollectViewCells(mRoot, onlyValid, viewCells, true);
[532]2592}
2593
2594
[1545]2595void VspBspTree::CollectViewCells(BspNode *root,
2596                                                                  bool onlyValid,
2597                                                                  ViewCellContainer &viewCells,
2598                                                                  bool onlyUnmailed) const
2599{
2600        stack<BspNode *> nodeStack;
2601
2602        if (!root)
2603                return;
2604
2605        nodeStack.push(root);
2606       
2607        while (!nodeStack.empty())
2608        {
2609                BspNode *node = nodeStack.top();
2610                nodeStack.pop();
2611               
2612                if (node->IsLeaf())
2613                {
2614                        if (!onlyValid || node->TreeValid())
2615                        {
2616                                ViewCellLeaf *leafVc = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
2617
2618                                ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leafVc);
2619                                               
2620                                if (!onlyUnmailed || !viewCell->Mailed())
2621                                {
2622                                        viewCell->Mail();
2623                                        viewCells.push_back(viewCell);
2624                                }
2625                        }
2626                }
2627                else
2628                {
2629                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2630               
2631                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2632                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2633                }
2634        }
2635}
2636
2637
[574]2638void VspBspTree::CollapseViewCells()
[542]2639{
[590]2640// TODO
[728]2641#if HAS_TO_BE_REDONE
[542]2642        stack<BspNode *> nodeStack;
2643
2644        if (!mRoot)
2645                return;
2646
2647        nodeStack.push(mRoot);
2648       
2649        while (!nodeStack.empty())
2650        {
2651                BspNode *node = nodeStack.top();
2652                nodeStack.pop();
2653               
2654                if (node->IsLeaf())
[574]2655        {
2656                        BspViewCell *viewCell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[542]2657
[574]2658                        if (!viewCell->GetValid())
[542]2659                        {
2660                                BspViewCell *viewCell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[580]2661       
2662                                ViewCellContainer leaves;
[590]2663                                mViewCellsTree->CollectLeaves(viewCell, leaves);
[580]2664
2665                                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
2666
2667                                for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
[542]2668                                {
[580]2669                                        BspLeaf *l = dynamic_cast<BspViewCell *>(*it)->mLeaf;
[574]2670                                        l->SetViewCell(GetOrCreateOutOfBoundsCell());
2671                                        ++ mBspStats.invalidLeaves;
2672                                }
[542]2673
[574]2674                                // add to unbounded view cell
2675                                GetOrCreateOutOfBoundsCell()->GetPvs().AddPvs(viewCell->GetPvs());
2676                                DEL_PTR(viewCell);
2677                        }
2678                }
2679                else
2680                {
2681                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2682               
2683                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2684                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2685                }
2686        }
[542]2687
[574]2688        Debug << "invalid leaves: " << mBspStats.invalidLeaves << endl;
[590]2689#endif
[574]2690}
2691
2692
[639]2693void VspBspTree::CollectRays(VssRayContainer &rays)
2694{
2695        vector<BspLeaf *> leaves;
2696
2697        vector<BspLeaf *>::const_iterator lit, lit_end = leaves.end();
2698
2699        for (lit = leaves.begin(); lit != lit_end; ++ lit)
2700        {
2701                BspLeaf *leaf = *lit;
2702                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = leaf->mVssRays.end();
2703
2704                for (rit = leaf->mVssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
2705                        rays.push_back(*rit);
2706        }
2707}
2708
2709
[574]2710void VspBspTree::ValidateTree()
2711{
2712        stack<BspNode *> nodeStack;
2713
2714        if (!mRoot)
2715                return;
2716
2717        nodeStack.push(mRoot);
2718       
2719        mBspStats.invalidLeaves = 0;
2720        while (!nodeStack.empty())
2721        {
2722                BspNode *node = nodeStack.top();
2723                nodeStack.pop();
2724               
2725                if (node->IsLeaf())
2726                {
2727                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2728
2729                        if (!leaf->GetViewCell()->GetValid())
2730                                ++ mBspStats.invalidLeaves;
2731
2732                        // validity flags don't match => repair
2733                        if (leaf->GetViewCell()->GetValid() != leaf->TreeValid())
2734                        {
2735                                leaf->SetTreeValid(leaf->GetViewCell()->GetValid());
2736                                PropagateUpValidity(leaf);
[542]2737                        }
2738                }
2739                else
2740                {
2741                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2742               
2743                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2744                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2745                }
2746        }
[562]2747
[574]2748        Debug << "invalid leaves: " << mBspStats.invalidLeaves << endl;
[542]2749}
2750
[547]2751
[648]2752void VspBspTree::PreprocessPolygons(PolygonContainer &polys)
2753{
2754        // preprocess: throw out polygons coincident to the view space box (not needed)
2755        PolygonContainer boxPolys;
[1027]2756       
2757        mBox.ExtractPolys(boxPolys);
[648]2758        vector<Plane3> boxPlanes;
2759
2760        PolygonContainer::iterator pit, pit_end = boxPolys.end();
2761
2762        // extract planes of box
2763        // TODO: can be done more elegantly than first extracting polygons
2764        // and take their planes
2765        for (pit = boxPolys.begin(); pit != pit_end; ++ pit)
2766        {
2767                boxPlanes.push_back((*pit)->GetSupportingPlane());
2768        }
2769
2770        pit_end = polys.end();
2771
2772        for (pit = polys.begin(); pit != pit_end; ++ pit)
2773        {
2774                vector<Plane3>::const_iterator bit, bit_end = boxPlanes.end();
2775               
2776                for (bit = boxPlanes.begin(); (bit != bit_end) && (*pit); ++ bit)
2777                {
2778                        const int cf = (*pit)->ClassifyPlane(*bit, mEpsilon);
2779
2780                        if (cf == Polygon3::COINCIDENT)
2781                        {
2782                                DEL_PTR(*pit);
2783                                //Debug << "coincident!!" << endl;
2784                        }
2785                }
2786        }
2787
[1002]2788        // remove deleted entries after swapping them to end of vector
[648]2789        for (int i = 0; i < (int)polys.size(); ++ i)
2790        {
2791                while (!polys[i] && (i < (int)polys.size()))
2792                {
2793                        swap(polys[i], polys.back());
2794                        polys.pop_back();
2795                }
[1027]2796        }
[648]2797}
2798
2799
[463]2800float VspBspTree::AccumulatedRayLength(const RayInfoContainer &rays) const
2801{
2802        float len = 0;
2803
2804        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
2805
2806        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
2807                len += (*it).SegmentLength();
2808
2809        return len;
2810}
2811
[479]2812
[463]2813int VspBspTree::SplitRays(const Plane3 &plane,
[482]2814                                                  RayInfoContainer &rays,
2815                                                  RayInfoContainer &frontRays,
[639]2816                                                  RayInfoContainer &backRays) const
[463]2817{
2818        int splits = 0;
2819
[574]2820        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
2821
2822        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
[463]2823        {
[574]2824                RayInfo bRay = *it;
2825               
[463]2826                VssRay *ray = bRay.mRay;
[473]2827                float t;
[463]2828
[485]2829                // get classification and receive new t
[463]2830                const int cf = bRay.ComputeRayIntersection(plane, t);
[482]2831
[463]2832                switch (cf)
2833                {
2834                case -1:
2835                        backRays.push_back(bRay);
2836                        break;
2837                case 1:
2838                        frontRays.push_back(bRay);
2839                        break;
[482]2840                case 0:
2841                        {
[485]2842                                //-- split ray
[639]2843                                //   test if start point behind or in front of plane
[485]2844                                const int side = plane.Side(bRay.ExtrapOrigin());
2845
[1011]2846                                ++ splits;
2847
[485]2848                                if (side <= 0)
2849                                {
2850                                        backRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
2851                                        frontRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
2852                                }
2853                                else
2854                                {
2855                                        frontRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
2856                                        backRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
2857                                }
[463]2858                        }
2859                        break;
2860                default:
[485]2861                        Debug << "Should not come here" << endl;
[463]2862                        break;
2863                }
2864        }
2865
2866        return splits;
2867}
2868
[479]2869
[463]2870void VspBspTree::ExtractHalfSpaces(BspNode *n, vector<Plane3> &halfSpaces) const
2871{
2872        BspNode *lastNode;
2873
2874        do
2875        {
2876                lastNode = n;
2877
2878                // want to get planes defining geometry of this node => don't take
2879                // split plane of node itself
2880                n = n->GetParent();
[482]2881
[463]2882                if (n)
2883                {
2884                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(n);
2885                        Plane3 halfSpace = dynamic_cast<BspInterior *>(interior)->GetPlane();
2886
[683]2887            if (interior->GetBack() != lastNode)
[463]2888                                halfSpace.ReverseOrientation();
2889
2890                        halfSpaces.push_back(halfSpace);
2891                }
2892        }
2893        while (n);
2894}
2895
[485]2896
[482]2897void VspBspTree::ConstructGeometry(BspNode *n,
[503]2898                                                                   BspNodeGeometry &geom) const
[463]2899{
[437]2900        vector<Plane3> halfSpaces;
2901        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
2902
2903        PolygonContainer candidatePolys;
[678]2904        vector<Plane3> candidatePlanes;
[437]2905
[719]2906        vector<Plane3>::const_iterator pit, pit_end = halfSpaces.end();
2907
[683]2908        // bounded planes are added to the polygons
[719]2909        for (pit = halfSpaces.begin(); pit != pit_end; ++ pit)
[437]2910        {
[719]2911                Polygon3 *p = GetBoundingBox().CrossSection(*pit);
[482]2912
[448]2913                if (p->Valid(mEpsilon))
[437]2914                {
[683]2915                        candidatePolys.push_back(p);
[719]2916                        candidatePlanes.push_back(*pit);
[437]2917                }
2918        }
2919
2920        // add faces of bounding box (also could be faces of the cell)
2921        for (int i = 0; i < 6; ++ i)
2922        {
2923                VertexContainer vertices;
[482]2924
[437]2925                for (int j = 0; j < 4; ++ j)
2926                        vertices.push_back(mBox.GetFace(i).mVertices[j]);
2927
[678]2928                Polygon3 *poly = new Polygon3(vertices);
2929
2930                candidatePolys.push_back(poly);
2931                candidatePlanes.push_back(poly->GetSupportingPlane());
[437]2932        }
2933
2934        for (int i = 0; i < (int)candidatePolys.size(); ++ i)
2935        {
2936                // polygon is split by all other planes
2937                for (int j = 0; (j < (int)halfSpaces.size()) && candidatePolys[i]; ++ j)
2938                {
2939                        if (i == j) // polygon and plane are coincident
2940                                continue;
2941
2942                        VertexContainer splitPts;
2943                        Polygon3 *frontPoly, *backPoly;
2944
[482]2945                        const int cf =
[448]2946                                candidatePolys[i]->ClassifyPlane(halfSpaces[j],
2947                                                                                                 mEpsilon);
[482]2948
[437]2949                        switch (cf)
2950                        {
2951                                case Polygon3::SPLIT:
2952                                        frontPoly = new Polygon3();
2953                                        backPoly = new Polygon3();
2954
[482]2955                                        candidatePolys[i]->Split(halfSpaces[j],
2956                                                                                         *frontPoly,
[448]2957                                                                                         *backPoly,
2958                                                                                         mEpsilon);
[437]2959
2960                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
2961
[683]2962                                        if (backPoly->Valid(mEpsilon))
2963                                                candidatePolys[i] = backPoly;
[437]2964                                        else
[683]2965                                                DEL_PTR(backPoly);
[437]2966
[683]2967                                        // outside, don't need this
2968                                        DEL_PTR(frontPoly);
[437]2969                                        break;
[683]2970                                // polygon outside of halfspace
2971                                case Polygon3::FRONT_SIDE:
[437]2972                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
2973                                        break;
2974                                // just take polygon as it is
[683]2975                                case Polygon3::BACK_SIDE:
[437]2976                                case Polygon3::COINCIDENT:
2977                                default:
2978                                        break;
2979                        }
2980                }
[482]2981
[437]2982                if (candidatePolys[i])
[678]2983                {
2984                        geom.Add(candidatePolys[i], candidatePlanes[i]);
2985                        //      geom.mPolys.push_back(candidates[i]);
2986                }
[437]2987        }
[463]2988}
2989
[485]2990
[582]2991void VspBspTree::ConstructGeometry(ViewCell *vc,
[503]2992                                                                   BspNodeGeometry &vcGeom) const
[589]2993{
[1551]2994        // if false, cannot construct geometry for interior leaf
2995        if (!mViewCellsTree)
2996                return;
2997
[580]2998        ViewCellContainer leaves;
[590]2999        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
[463]3000
[580]3001        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3002
[463]3003        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
[580]3004        {
[1551]3005                BspViewCell *bspVc = dynamic_cast<BspViewCell *>(*it);
3006                vector<BspLeaf *>::const_iterator bit, bit_end = bspVc->mLeaves.end();
3007
3008                for (bit = bspVc->mLeaves.begin(); bit != bit_end; ++ bit)
3009                {
3010                        BspLeaf *l = *bit;
3011                        ConstructGeometry(l, vcGeom);
3012                }
[580]3013        }
[463]3014}
3015
[485]3016
[482]3017int VspBspTree::FindNeighbors(BspNode *n, vector<BspLeaf *> &neighbors,
[562]3018                                                          const bool onlyUnmailed) const
[463]3019{
[551]3020        stack<bspNodePair> nodeStack;
3021       
3022        BspNodeGeometry nodeGeom;
3023        ConstructGeometry(n, nodeGeom);
[801]3024//      const float eps = 0.5f;
[752]3025        const float eps = 0.01f;
[500]3026        // split planes from the root to this node
3027        // needed to verify that we found neighbor leaf
[557]3028        // TODO: really needed?
[463]3029        vector<Plane3> halfSpaces;
3030        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
3031
[551]3032
3033        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
3034        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
3035
3036        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
3037
[482]3038        while (!nodeStack.empty())
[463]3039        {
[551]3040                BspNode *node = nodeStack.top().first;
3041                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
[562]3042       
[463]3043                nodeStack.pop();
3044
[557]3045                if (node->IsLeaf())
[562]3046                {
[557]3047                        // test if this leaf is in valid view space
3048                        if (node->TreeValid() &&
3049                                (node != n) &&
3050                                (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
3051                        {
3052                                bool isAdjacent = true;
[551]3053
[570]3054                                if (1)
[557]3055                                {
[562]3056                                        // test all planes of current node if still adjacent
3057                                        for (int i = 0; (i < halfSpaces.size()) && isAdjacent; ++ i)
3058                                        {
3059                                                const int cf =
[678]3060                                                        Polygon3::ClassifyPlane(geom->GetPolys(),
[562]3061                                                                                                        halfSpaces[i],
[752]3062                                                                                                        eps);
[482]3063
[683]3064                                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
[562]3065                                                {
3066                                                        isAdjacent = false;
3067                                                }
[557]3068                                        }
3069                                }
[562]3070                                else
[557]3071                                {
[562]3072                                        // TODO: why is this wrong??
3073                                        // test all planes of current node if still adjacent
[678]3074                                        for (int i = 0; (i < nodeGeom.Size()) && isAdjacent; ++ i)
[562]3075                                        {
[678]3076                                                Polygon3 *poly = nodeGeom.GetPolys()[i];
[555]3077
[562]3078                                                const int cf =
[678]3079                                                        Polygon3::ClassifyPlane(geom->GetPolys(),
[562]3080                                                                                                        poly->GetSupportingPlane(),
[752]3081                                                                                                        eps);
[557]3082
[683]3083                                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
[562]3084                                                {
3085                                                        isAdjacent = false;
3086                                                }
[557]3087                                        }
[570]3088                                }
[557]3089                                // neighbor was found
3090                                if (isAdjacent)
[562]3091                                {       
[551]3092                                        neighbors.push_back(dynamic_cast<BspLeaf *>(node));
[562]3093                                }
[463]3094                        }
[562]3095                }
3096                else
3097                {
3098                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[482]3099
[678]3100                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(nodeGeom.GetPolys(),
[562]3101                                                                                                   interior->GetPlane(),
[752]3102                                                                                                   eps);
[551]3103                       
[562]3104                        BspNode *front = interior->GetFront();
3105                        BspNode *back = interior->GetBack();
[551]3106           
[562]3107                        BspNodeGeometry *fGeom = new BspNodeGeometry();
3108                        BspNodeGeometry *bGeom = new BspNodeGeometry();
[463]3109
[562]3110                        geom->SplitGeometry(*fGeom,
3111                                                                *bGeom,
3112                                                                interior->GetPlane(),
3113                                                                mBox,
[675]3114                                                                //0.0000001f);
[752]3115                                                                eps);
[551]3116               
[683]3117                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
[562]3118                        {
[683]3119                                nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetBack(), bGeom));
3120                                DEL_PTR(fGeom);
[562]3121                        }
3122                        else
3123                        {
[683]3124                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
[551]3125                                {
[683]3126                                        nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetFront(), fGeom));
3127                                        DEL_PTR(bGeom);
[551]3128                                }
[482]3129                                else
[562]3130                                {       // random decision
3131                                        nodeStack.push(bspNodePair(front, fGeom));
3132                                        nodeStack.push(bspNodePair(back, bGeom));
[463]3133                                }
[551]3134                        }
[463]3135                }
[562]3136       
[551]3137                DEL_PTR(geom);
[463]3138        }
[482]3139
[463]3140        return (int)neighbors.size();
3141}
3142
[489]3143
[600]3144
[710]3145int VspBspTree::FindApproximateNeighbors(BspNode *n,
3146                                                                                 vector<BspLeaf *> &neighbors,
[600]3147                                                                                 const bool onlyUnmailed) const
3148{
3149        stack<bspNodePair> nodeStack;
3150       
3151        BspNodeGeometry nodeGeom;
3152        ConstructGeometry(n, nodeGeom);
3153       
[752]3154        float eps = 0.01f;
[600]3155        // split planes from the root to this node
3156        // needed to verify that we found neighbor leaf
3157        // TODO: really needed?
3158        vector<Plane3> halfSpaces;
3159        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
3160
3161
3162        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
3163        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
3164
3165        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
3166
3167        while (!nodeStack.empty())
3168        {
3169                BspNode *node = nodeStack.top().first;
3170                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
3171       
3172                nodeStack.pop();
3173
3174                if (node->IsLeaf())
3175                {
3176                        // test if this leaf is in valid view space
3177                        if (node->TreeValid() &&
3178                                (node != n) &&
3179                                (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
3180                        {
3181                                bool isAdjacent = true;
3182
3183                                // neighbor was found
3184                                if (isAdjacent)
3185                                {       
3186                                        neighbors.push_back(dynamic_cast<BspLeaf *>(node));
3187                                }
3188                        }
3189                }
3190                else
3191                {
3192                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3193
[678]3194                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(nodeGeom.GetPolys(),
[600]3195                                                                                                   interior->GetPlane(),
[752]3196                                                                                                   eps);
[600]3197                       
3198                        BspNode *front = interior->GetFront();
3199                        BspNode *back = interior->GetBack();
3200           
3201                        BspNodeGeometry *fGeom = new BspNodeGeometry();
3202                        BspNodeGeometry *bGeom = new BspNodeGeometry();
3203
3204                        geom->SplitGeometry(*fGeom,
3205                                                                *bGeom,
3206                                                                interior->GetPlane(),
3207                                                                mBox,
[675]3208                                                                //0.0000001f);
[752]3209                                                                eps);
[600]3210               
[683]3211                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
[600]3212                        {
[683]3213                                nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetBack(), bGeom));
3214                                DEL_PTR(fGeom);
[710]3215                                }
[600]3216                        else
3217                        {
[683]3218                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
[600]3219                                {
[683]3220                                        nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetFront(), fGeom));
3221                                        DEL_PTR(bGeom);
[600]3222                                }
3223                                else
3224                                {       // random decision
3225                                        nodeStack.push(bspNodePair(front, fGeom));
3226                                        nodeStack.push(bspNodePair(back, bGeom));
3227                                }
3228                        }
3229                }
3230       
3231                DEL_PTR(geom);
3232        }
3233
3234        return (int)neighbors.size();
3235}
3236
3237
3238
[463]3239BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace)
3240{
3241    stack<BspNode *> nodeStack;
3242        nodeStack.push(mRoot);
[482]3243
[463]3244        int mask = rand();
[482]3245
3246        while (!nodeStack.empty())
[463]3247        {
3248                BspNode *node = nodeStack.top();
3249                nodeStack.pop();
[482]3250
3251                if (node->IsLeaf())
[463]3252                {
3253                        return dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
[482]3254                }
3255                else
[463]3256                {
3257                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3258                        BspNode *next;
[503]3259                        BspNodeGeometry geom;
[482]3260
[463]3261                        // todo: not very efficient: constructs full cell everytime
[498]3262                        ConstructGeometry(interior, geom);
[463]3263
[503]3264                        const int cf =
[678]3265                                Polygon3::ClassifyPlane(geom.GetPolys(), halfspace, mEpsilon);
[463]3266
3267                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
3268                                next = interior->GetFront();
3269                        else
3270                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
3271                                        next = interior->GetFront();
[482]3272                        else
[463]3273                        {
3274                                // random decision
3275                                if (mask & 1)
3276                                        next = interior->GetBack();
3277                                else
3278                                        next = interior->GetFront();
3279                                mask = mask >> 1;
3280                        }
3281
3282                        nodeStack.push(next);
3283                }
3284        }
[482]3285
[463]3286        return NULL;
3287}
3288
[694]3289
[463]3290BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed)
3291{
3292        stack<BspNode *> nodeStack;
[482]3293
[463]3294        nodeStack.push(mRoot);
3295
3296        int mask = rand();
[482]3297
3298        while (!nodeStack.empty())
[463]3299        {
3300                BspNode *node = nodeStack.top();
3301                nodeStack.pop();
[482]3302
3303                if (node->IsLeaf())
[463]3304                {
3305                        if ( (!onlyUnmailed || !node->Mailed()) )
3306                                return dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
3307                }
[482]3308                else
[463]3309                {
3310                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3311
3312                        // random decision
3313                        if (mask & 1)
3314                                nodeStack.push(interior->GetBack());
3315                        else
3316                                nodeStack.push(interior->GetFront());
3317
3318                        mask = mask >> 1;
3319                }
3320        }
[482]3321
[463]3322        return NULL;
3323}
3324
[694]3325
[463]3326int VspBspTree::ComputePvsSize(const RayInfoContainer &rays) const
3327{
3328        int pvsSize = 0;
3329
3330        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
3331
3332        Intersectable::NewMail();
3333
3334        for (rit = rays.begin(); rit != rays.end(); ++ rit)
3335        {
3336                VssRay *ray = (*rit).mRay;
[482]3337
[1020]3338                if (COUNT_ORIGIN_OBJECTS && ray->mOriginObject)
[463]3339                {
3340                        if (!ray->mOriginObject->Mailed())
3341                        {
3342                                ray->mOriginObject->Mail();
3343                                ++ pvsSize;
3344                        }
3345                }
[1020]3346
[463]3347                if (ray->mTerminationObject)
3348                {
3349                        if (!ray->mTerminationObject->Mailed())
3350                        {
3351                                ray->mTerminationObject->Mail();
3352                                ++ pvsSize;
3353                        }
3354                }
3355        }
3356
3357        return pvsSize;
3358}
3359
[694]3360
[463]3361float VspBspTree::GetEpsilon() const
3362{
3363        return mEpsilon;
3364}
3365
3366
3367int VspBspTree::SplitPolygons(const Plane3 &plane,
[482]3368                                                          PolygonContainer &polys,
3369                                                          PolygonContainer &frontPolys,
3370                                                          PolygonContainer &backPolys,
[463]3371                                                          PolygonContainer &coincident) const
3372{
3373        int splits = 0;
3374
[574]3375        PolygonContainer::const_iterator it, it_end = polys.end();
3376
3377        for (it = polys.begin(); it != polys.end(); ++ it)     
[463]3378        {
[574]3379                Polygon3 *poly = *it;
[463]3380
3381                // classify polygon
3382                const int cf = poly->ClassifyPlane(plane, mEpsilon);
3383
3384                switch (cf)
3385                {
3386                        case Polygon3::COINCIDENT:
3387                                coincident.push_back(poly);
[482]3388                                break;
3389                        case Polygon3::FRONT_SIDE:
[463]3390                                frontPolys.push_back(poly);
3391                                break;
3392                        case Polygon3::BACK_SIDE:
3393                                backPolys.push_back(poly);
3394                                break;
3395                        case Polygon3::SPLIT:
3396                                backPolys.push_back(poly);
3397                                frontPolys.push_back(poly);
3398                                ++ splits;
3399                                break;
3400                        default:
3401                Debug << "SHOULD NEVER COME HERE\n";
3402                                break;
3403                }
3404        }
3405
3406        return splits;
3407}
[466]3408
3409
[469]3410int VspBspTree::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
3411                                                                const Vector3 &termination,
[882]3412                                                                ViewCellContainer &viewcells)
[466]3413{
[469]3414        int hits = 0;
[719]3415        stack<BspRayTraversalData> tStack;
[482]3416
[469]3417        float mint = 0.0f, maxt = 1.0f;
[482]3418
[1291]3419        //ViewCell::NewMail();
[482]3420
[469]3421        Vector3 entp = origin;
3422        Vector3 extp = termination;
[482]3423
[469]3424        BspNode *node = mRoot;
3425        BspNode *farChild = NULL;
[482]3426
[485]3427        float t;
[752]3428        const float thresh = 1e-6f; // matt: change this to adjustable value
[694]3429       
[482]3430        while (1)
[469]3431        {
[482]3432                if (!node->IsLeaf())
[469]3433                {
3434                        BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[482]3435
[469]3436                        Plane3 splitPlane = in->GetPlane();
[485]3437                       
[666]3438                        const int entSide = splitPlane.Side(entp, thresh);
3439                        const int extSide = splitPlane.Side(extp, thresh);
[482]3440
[485]3441                        if (entSide < 0)
[469]3442                        {
[666]3443                                node = in->GetBack();
3444                               
3445                                // plane does not split ray => no far child
3446                                if (extSide <= 0)
3447                                        continue;
3448 
3449                                farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
[485]3450                        }
3451                        else if (entSide > 0)
[469]3452                        {
[666]3453                                node = in->GetFront();
[482]3454
[666]3455                                if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
3456                                        continue;
[482]3457
3458                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray
[469]3459                        }
[694]3460                        else // one of the ray end points is on the plane
[1020]3461                        {       
3462                                // NOTE: what to do if ray is coincident with plane?
[485]3463                                if (extSide < 0)
3464                                        node = in->GetBack();
[694]3465                                else //if (extSide > 0)
[485]3466                                        node = in->GetFront();
[694]3467                                //else break; // coincident => count no intersections
3468
[485]3469                                continue; // no far child
[469]3470                        }
[482]3471
[469]3472                        // push data for far child
[719]3473                        tStack.push(BspRayTraversalData(farChild, extp));
[482]3474
[469]3475                        // find intersection of ray segment with plane
3476                        extp = splitPlane.FindIntersection(origin, extp, &t);
[485]3477                }
3478                else
[469]3479                {
3480                        // reached leaf => intersection with view cell
3481                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
[666]3482                        ViewCell *viewCell;
3483                       
[1020]3484                        // question: always contribute to leaf or to currently active view cell?
[708]3485                        if (0)
3486                                viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
3487                        else
3488                                viewCell = leaf->GetViewCell();
[482]3489
[590]3490                        if (!viewCell->Mailed())
[469]3491                        {
[590]3492                                viewcells.push_back(viewCell);
3493                                viewCell->Mail();
[469]3494                                ++ hits;
3495                        }
[482]3496
[469]3497                        //-- fetch the next far child from the stack
[719]3498                        if (tStack.empty())
[469]3499                                break;
[482]3500
[469]3501                        entp = extp;
[485]3502                       
[719]3503                        const BspRayTraversalData &s = tStack.top();
[482]3504
[469]3505                        node = s.mNode;
3506                        extp = s.mExitPoint;
[482]3507
[719]3508                        tStack.pop();
[469]3509                }
[466]3510        }
[487]3511
[469]3512        return hits;
[466]3513}
[478]3514
[576]3515
3516
3517
[485]3518int VspBspTree::TreeDistance(BspNode *n1, BspNode *n2) const
[482]3519{
3520        std::deque<BspNode *> path1;
3521        BspNode *p1 = n1;
[479]3522
[482]3523        // create path from node 1 to root
3524        while (p1)
3525        {
3526                if (p1 == n2) // second node on path
3527                        return (int)path1.size();
3528
3529                path1.push_front(p1);
3530                p1 = p1->GetParent();
3531        }
3532
3533        int depth = n2->GetDepth();
3534        int d = depth;
3535
3536        BspNode *p2 = n2;
3537
3538        // compare with same depth
3539        while (1)
3540        {
3541                if ((d < (int)path1.size()) && (p2 == path1[d]))
3542                        return (depth - d) + ((int)path1.size() - 1 - d);
3543
3544                -- d;
3545                p2 = p2->GetParent();
3546        }
3547
3548        return 0; // never come here
3549}
3550
[580]3551
[501]3552BspNode *VspBspTree::CollapseTree(BspNode *node, int &collapsed)
[479]3553{
[590]3554// TODO
[728]3555#if HAS_TO_BE_REDONE
[495]3556        if (node->IsLeaf())
[479]3557                return node;
3558
[492]3559        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3560
[501]3561        BspNode *front = CollapseTree(interior->GetFront(), collapsed);
3562        BspNode *back = CollapseTree(interior->GetBack(), collapsed);
[492]3563
[479]3564        if (front->IsLeaf() && back->IsLeaf())
3565        {
3566                BspLeaf *frontLeaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(front);
3567                BspLeaf *backLeaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(back);
3568
3569                //-- collapse tree
3570                if (frontLeaf->GetViewCell() == backLeaf->GetViewCell())
3571                {
3572                        BspViewCell *vc = frontLeaf->GetViewCell();
3573
3574                        BspLeaf *leaf = new BspLeaf(interior->GetParent(), vc);
[489]3575                        leaf->SetTreeValid(frontLeaf->TreeValid());
[482]3576
[479]3577                        // replace a link from node's parent
3578                        if (leaf->GetParent())
3579                                leaf->GetParent()->ReplaceChildLink(node, leaf);
[517]3580                        else
3581                                mRoot = leaf;
3582
[501]3583                        ++ collapsed;
[479]3584                        delete interior;
3585
3586                        return leaf;
3587                }
3588        }
[590]3589#endif
[495]3590        return node;
3591}
3592
3593
[501]3594int VspBspTree::CollapseTree()
[495]3595{
[501]3596        int collapsed = 0;
[580]3597        //TODO
[728]3598#if HAS_TO_BE_REDONE
[501]3599        (void)CollapseTree(mRoot, collapsed);
[517]3600
[485]3601        // revalidate leaves
[517]3602        RepairViewCellsLeafLists();
[580]3603#endif
[501]3604        return collapsed;
[479]3605}
3606
3607
[517]3608void VspBspTree::RepairViewCellsLeafLists()
[492]3609{
[590]3610// TODO
[728]3611#if HAS_TO_BE_REDONE
[479]3612        // list not valid anymore => clear
[492]3613        stack<BspNode *> nodeStack;
3614        nodeStack.push(mRoot);
3615
3616        ViewCell::NewMail();
3617
3618        while (!nodeStack.empty())
3619        {
3620                BspNode *node = nodeStack.top();
3621                nodeStack.pop();
3622
3623                if (node->IsLeaf())
3624                {
3625                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
3626
3627                        BspViewCell *viewCell = leaf->GetViewCell();
[590]3628
[492]3629                        if (!viewCell->Mailed())
3630                        {
3631                                viewCell->mLeaves.clear();
3632                                viewCell->Mail();
3633                        }
[580]3634       
[492]3635                        viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
[590]3636
[492]3637                }
3638                else
3639                {
3640                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3641
3642                        nodeStack.push(interior->GetFront());
3643                        nodeStack.push(interior->GetBack());
3644                }
[479]3645        }
[590]3646// TODO
3647#endif
[479]3648}
3649
3650
[532]3651int VspBspTree::CastBeam(Beam &beam)
3652{
3653    stack<bspNodePair> nodeStack;
3654        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
3655        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
3656
3657        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
3658 
3659        ViewCell::NewMail();
3660
3661        while (!nodeStack.empty())
3662        {
3663                BspNode *node = nodeStack.top().first;
3664                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
3665                nodeStack.pop();
3666               
3667                AxisAlignedBox3 box;
[697]3668                geom->GetBoundingBox(box);
[532]3669
[535]3670                const int side = beam.ComputeIntersection(box);
[532]3671               
3672                switch (side)
3673                {
3674                case -1:
[547]3675                        CollectViewCells(node, true, beam.mViewCells, true);
[532]3676                        break;
3677                case 0:
[535]3678                       
[532]3679                        if (node->IsLeaf())
3680                        {
[535]3681                                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
3682                       
[532]3683                                if (!leaf->GetViewCell()->Mailed() && leaf->TreeValid())
[535]3684                                {
3685                                        leaf->GetViewCell()->Mail();
[532]3686                                        beam.mViewCells.push_back(leaf->GetViewCell());
[535]3687                                }
[532]3688                        }
3689                        else
3690                        {
3691                                BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[535]3692                       
[538]3693                                BspNode *first = interior->GetFront();
3694                                BspNode *second = interior->GetBack();
[535]3695           
3696                                BspNodeGeometry *firstGeom = new BspNodeGeometry();
3697                                BspNodeGeometry *secondGeom = new BspNodeGeometry();
3698
[538]3699                                geom->SplitGeometry(*firstGeom,
3700                                                                        *secondGeom,
3701                                                                        interior->GetPlane(),
3702                                                                        mBox,
[675]3703                                                                        //0.0000001f);
[538]3704                                                                        mEpsilon);
[535]3705
[532]3706                                // decide on the order of the nodes
3707                                if (DotProd(beam.mPlanes[0].mNormal,
3708                                        interior->GetPlane().mNormal) > 0)
3709                                {
3710                                        swap(first, second);
[535]3711                                        swap(firstGeom, secondGeom);
[532]3712                                }
3713
[535]3714                                nodeStack.push(bspNodePair(first, firstGeom));
3715                                nodeStack.push(bspNodePair(second, secondGeom));
[532]3716                        }
[535]3717                       
[532]3718                        break;
[538]3719                default:
[532]3720                        // default: cull
[538]3721                        break;
[532]3722                }
[538]3723               
[532]3724                DEL_PTR(geom);
[535]3725               
[532]3726        }
3727
[538]3728        return (int)beam.mViewCells.size();
[532]3729}
3730
3731
[485]3732void VspBspTree::SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm)
[478]3733{
[485]3734        mViewCellsManager = vcm;
3735}
3736
3737
[580]3738int VspBspTree::CollectMergeCandidates(const vector<BspLeaf *> leaves,
3739                                                                           vector<MergeCandidate> &candidates)
[485]3740{
[478]3741        BspLeaf::NewMail();
[508]3742       
[478]3743        vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3744
[580]3745        int numCandidates = 0;
[509]3746
[478]3747        // find merge candidates and push them into queue
3748        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
3749        {
3750                BspLeaf *leaf = *it;
[485]3751               
3752                // the same leaves must not be part of two merge candidates
3753                leaf->Mail();
[650]3754               
[485]3755                vector<BspLeaf *> neighbors;
[710]3756               
3757                // appoximate neighbor search has slightl relaxed constraints
[694]3758                if (1)
[650]3759                        FindNeighbors(leaf, neighbors, true);
3760                else
3761                        FindApproximateNeighbors(leaf, neighbors, true);
[710]3762
[485]3763                vector<BspLeaf *>::const_iterator nit, nit_end = neighbors.end();
3764
3765                // TODO: test if at least one ray goes from one leaf to the other
3766                for (nit = neighbors.begin(); nit != nit_end; ++ nit)
[508]3767                {
3768                        if ((*nit)->GetViewCell() != leaf->GetViewCell())
[509]3769                        {
[580]3770                                MergeCandidate mc(leaf->GetViewCell(), (*nit)->GetViewCell());
[564]3771
[1006]3772                                if (!leaf->GetViewCell()->GetPvs().Empty() ||
[710]3773                                        !(*nit)->GetViewCell()->GetPvs().Empty() ||
[676]3774                    leaf->IsSibling(*nit))
3775                                {
3776                                        candidates.push_back(mc);
3777                                }
3778
[580]3779                                ++ numCandidates;
3780                                if ((numCandidates % 1000) == 0)
[566]3781                                {
[580]3782                                        cout << "collected " << numCandidates << " merge candidates" << endl;
[566]3783                                }
[509]3784                        }
[485]3785                }
3786        }
3787
[580]3788        Debug << "merge queue: " << (int)candidates.size() << endl;
3789        Debug << "leaves in queue: " << numCandidates << endl;
3790       
[508]3791
[485]3792        return (int)leaves.size();
3793}
3794
3795
[580]3796int VspBspTree::CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
3797                                                                           vector<MergeCandidate> &candidates)
[485]3798{
[547]3799        ViewCell::NewMail();
[503]3800        long startTime = GetTime();
[574]3801       
[485]3802        map<BspLeaf *, vector<BspLeaf*> > neighborMap;
[574]3803        ViewCellContainer::const_iterator iit;
[485]3804
[503]3805        int numLeaves = 0;
[485]3806       
3807        BspLeaf::NewMail();
3808
[574]3809        for (int i = 0; i < (int)rays.size(); ++ i)
[485]3810        { 
[574]3811                VssRay *ray = rays[i];
[547]3812       
[485]3813                // traverse leaves stored in the rays and compare and
3814                // merge consecutive leaves (i.e., the neighbors in the tree)
[574]3815                if (ray->mViewCells.size() < 2)
[485]3816                        continue;
[1551]3817
[574]3818                iit = ray->mViewCells.begin();
3819                BspViewCell *bspVc = dynamic_cast<BspViewCell *>(*(iit ++));
[1551]3820                BspLeaf *leaf = bspVc->mLeaves[0];
[485]3821               
3822                // traverse intersections
[489]3823                // consecutive leaves are neighbors => add them to queue
[574]3824                for (; iit != ray->mViewCells.end(); ++ iit)
[485]3825                {
[489]3826                        // next pair
3827                        BspLeaf *prevLeaf = leaf;
[574]3828                        bspVc = dynamic_cast<BspViewCell *>(*iit);
[1551]3829            leaf = bspVc->mLeaves[0]; // exactly one leaf
[489]3830
[508]3831                        // view space not valid or same view cell
3832                        if (!leaf->TreeValid() || !prevLeaf->TreeValid() ||
3833                                (leaf->GetViewCell() == prevLeaf->GetViewCell()))
[489]3834                                continue;
3835
[580]3836                vector<BspLeaf *> &neighbors = neighborMap[leaf];
[485]3837                       
3838                        bool found = false;
[478]3839
[485]3840                        // both leaves inserted in queue already =>
3841                        // look if double pair already exists
3842                        if (leaf->Mailed() && prevLeaf->Mailed())
[478]3843                        {
[485]3844                                vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = neighbors.end();
3845                               
3846                for (it = neighbors.begin(); !found && (it != it_end); ++ it)
3847                                        if (*it == prevLeaf)
3848                                                found = true; // already in queue
3849                        }
[547]3850               
[485]3851                        if (!found)
3852                        {
[564]3853                                // this pair is not in map yet
[485]3854                                // => insert into the neighbor map and the queue
3855                                neighbors.push_back(prevLeaf);
3856                                neighborMap[prevLeaf].push_back(leaf);
[478]3857
[485]3858                                leaf->Mail();
3859                                prevLeaf->Mail();
[547]3860               
[580]3861                                MergeCandidate mc(leaf->GetViewCell(), prevLeaf->GetViewCell());
3862                               
3863                                candidates.push_back(mc);
[564]3864
[580]3865                                if (((int)candidates.size() % 1000) == 0)
[564]3866                                {
[580]3867                                        cout << "collected " << (int)candidates.size() << " merge candidates" << endl;
[564]3868                                }
[478]3869                        }
[485]3870        }
3871        }
[564]3872
[485]3873        Debug << "neighbormap size: " << (int)neighborMap.size() << endl;
[580]3874        Debug << "merge queue: " << (int)candidates.size() << endl;
[503]3875        Debug << "leaves in queue: " << numLeaves << endl;
[485]3876
[580]3877
[503]3878        //-- collect the leaves which haven't been found by ray casting
[542]3879        if (0)
3880        {
[551]3881                cout << "finding additional merge candidates using geometry" << endl;
[542]3882                vector<BspLeaf *> leaves;
[547]3883                CollectLeaves(leaves, true);
[542]3884                Debug << "found " << (int)leaves.size() << " new leaves" << endl << endl;
[580]3885                CollectMergeCandidates(leaves, candidates);
[542]3886        }
[503]3887
3888        return numLeaves;
[485]3889}
3890
3891
3892
3893
[879]3894ViewCell *VspBspTree::GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active)
[492]3895{
[879]3896        if (mRoot == NULL)
3897                return NULL;
3898
3899        stack<BspNode *> nodeStack;
3900        nodeStack.push(mRoot);
[492]3901 
[882]3902        ViewCellLeaf *viewcell = NULL;
[492]3903 
[879]3904        while (!nodeStack.empty()) 
3905        {
3906                BspNode *node = nodeStack.top();
3907                nodeStack.pop();
[492]3908       
[879]3909                if (node->IsLeaf())
3910                {
3911                        viewcell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
3912                        break;
3913                }
3914                else   
3915                {       
3916                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3917       
3918                        // random decision
3919                        if (interior->GetPlane().Side(point) < 0)
3920                                nodeStack.push(interior->GetBack());
3921                        else
3922                                nodeStack.push(interior->GetFront());
3923                }
[492]3924        }
3925 
[879]3926        if (active)
3927                return mViewCellsTree->GetActiveViewCell(viewcell);
3928        else
3929                return viewcell;
[492]3930}
3931
3932
[487]3933bool VspBspTree::ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const
3934{
3935        BspNode *node = mRoot;
[485]3936
[487]3937        while (1)
3938        {
3939                // early exit
3940                if (node->TreeValid())
3941                        return true;
3942
3943                if (node->IsLeaf())
3944                        return false;
3945                       
3946                BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[490]3947                                       
3948                if (in->GetPlane().Side(viewPoint) <= 0)
[487]3949                {
3950                        node = in->GetBack();
3951                }
3952                else
3953                {
3954                        node = in->GetFront();
3955                }
3956        }
3957
3958        // should never come here
3959        return false;
3960}
3961
3962
3963void VspBspTree::PropagateUpValidity(BspNode *node)
3964{
[574]3965        const bool isValid = node->TreeValid();
3966
3967        // propagative up invalid flag until only invalid nodes exist over this node
3968        if (!isValid)
[487]3969        {
[574]3970                while (!node->IsRoot() && node->GetParent()->TreeValid())
3971                {
3972                        node = node->GetParent();
3973                        node->SetTreeValid(false);
3974                }
[487]3975        }
[574]3976        else
3977        {
3978                // propagative up valid flag until one of the subtrees is invalid
3979                while (!node->IsRoot() && !node->TreeValid())
3980                {
3981            node = node->GetParent();
3982                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3983                       
3984                        // the parent is valid iff both leaves are valid
3985                        node->SetTreeValid(interior->GetBack()->TreeValid() &&
3986                                                           interior->GetFront()->TreeValid());
3987                }
3988        }
[487]3989}
3990
[1201]3991
3992bool VspBspTree::Export(OUT_STREAM &stream)
[503]3993{
[508]3994        ExportNode(mRoot, stream);
[503]3995        return true;
3996}
3997
[1201]3998
3999void VspBspTree::ExportNode(BspNode *node, OUT_STREAM &stream)
[508]4000{
4001        if (node->IsLeaf())
[503]4002        {
[508]4003                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
[590]4004                ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
4005
[508]4006                int id = -1;
[590]4007                if (viewCell != mOutOfBoundsCell)
4008                        id = viewCell->GetId();
[503]4009
[508]4010                stream << "<Leaf viewCellId=\"" << id << "\" />" << endl;
[503]4011        }
[508]4012        else
[503]4013        {
[508]4014                BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
4015       
4016                Plane3 plane = interior->GetPlane();
4017                stream << "<Interior plane=\"" << plane.mNormal.x << " "
4018                           << plane.mNormal.y << " " << plane.mNormal.z << " "
4019                           << plane.mD << "\">" << endl;
[503]4020
[508]4021                ExportNode(interior->GetBack(), stream);
4022                ExportNode(interior->GetFront(), stream);
[503]4023
[508]4024                stream << "</Interior>" << endl;
[503]4025        }
4026}
[860]4027
4028}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.