source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/VspBspTree.cpp @ 2233

Revision 2233, 98.6 KB checked in by mattausch, 17 years ago (diff)
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"
[1603]19#include "IntersectableWrapper.h"
[463]20
[1077]21
22
[863]23namespace GtpVisibilityPreprocessor {
[860]24
[1077]25
[639]26#define USE_FIXEDPOINT_T 0
[1020]27#define COUNT_ORIGIN_OBJECTS 1
[590]28
[2072]29#define STORE_PVS 0
[1580]30
[2066]31
[1580]32//////////////
[463]33//-- static members
[508]34
[482]35int VspBspTree::sFrontId = 0;
[463]36int VspBspTree::sBackId = 0;
37int VspBspTree::sFrontAndBackId = 0;
38
[1020]39
40
[697]41typedef pair<BspNode *, BspNodeGeometry *> bspNodePair;
[463]42
[557]43
[579]44// pvs penalty can be different from pvs size
[1765]45inline static float EvalPvsPenalty(const float pvs,
46                                                                   const float lower,
47                                                                   const float upper)
[579]48{
49        // clamp to minmax values
50        if (pvs < lower)
51                return (float)lower;
52        if (pvs > upper)
53                return (float)upper;
[578]54
[579]55        return (float)pvs;
56}
[463]57
[557]58
[579]59
60
[601]61/******************************************************************************/
62/*                       class VspBspTree implementation                      */
63/******************************************************************************/
[579]64
65
[1004]66VspBspTree::VspBspTree():
[463]67mRoot(NULL),
[547]68mUseAreaForPvs(false),
[478]69mCostNormalizer(Limits::Small),
70mViewCellsManager(NULL),
[497]71mOutOfBoundsCell(NULL),
[643]72mStoreRays(false),
[605]73mRenderCostWeight(0.5),
[610]74mUseRandomAxis(false),
[650]75mTimeStamp(1)
[463]76{
[486]77        bool randomize = false;
[1004]78        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.Construction.randomize", randomize);
[1011]79        if (randomize) Randomize(); // initialise random generator for heuristics
[463]80
[1557]81        //////////////////
[463]82        //-- termination criteria for autopartition
[1557]83
[1004]84        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxDepth", mTermMaxDepth);
85        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minPvs", mTermMinPvs);
86        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minRays", mTermMinRays);
87        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minProbability", mTermMinProbability);
88        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxRayContribution", mTermMaxRayContribution);
89        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minAccRayLenght", mTermMinAccRayLength);
[1023]90       
[1004]91        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.missTolerance", mTermMissTolerance);
92        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxViewCells", mMaxViewCells);
[666]93
[1557]94        ////////////////////////
95        //-- cost ratios for early tree termination
[1004]96        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxCostRatio", mTermMaxCostRatio);
97        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minGlobalCostRatio", mTermMinGlobalCostRatio);
98        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.globalCostMissTolerance", mTermGlobalCostMissTolerance);
[610]99
[1557]100        ///////////
[463]101        //-- factors for bsp tree split plane heuristics
[1557]102
[1004]103        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Factor.pvs", mPvsFactor);
104        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.ct_div_ci", mCtDivCi);
[463]105
[1557]106        //////////
107        //-- partition criteria
[482]108
[1004]109        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.maxPolyCandidates", mMaxPolyCandidates);
110        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.maxRayCandidates", mMaxRayCandidates);
111        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.splitPlaneStrategy", mSplitPlaneStrategy);
[463]112
[1004]113        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.epsilon", mEpsilon);
114        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.maxTests", mMaxTests);
[463]115
[564]116        // if only the driving axis is used for axis aligned split
[1004]117        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.splitUseOnlyDrivingAxis", mOnlyDrivingAxis);
[580]118       
[1557]119        //////////////////////
[508]120        //-- termination criteria for axis aligned split
[1004]121        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.maxRayContribution",
[665]122                                                                mTermMaxRayContriForAxisAligned);
[1004]123        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.minRays",
[665]124                                                         mTermMinRaysForAxisAligned);
[487]125
[1004]126        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.maxStaticMemory", mMaxMemory);
[508]127
[1004]128        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.renderCostWeight", mRenderCostWeight);
[1020]129        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.renderCostDecreaseWeight", mRenderCostDecreaseWeight);
[1004]130        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.usePolygonSplitIfAvailable", mUsePolygonSplitIfAvailable);
[547]131
[1004]132        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.useCostHeuristics", mUseCostHeuristics);
133        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.useSplitCostQueue", mUseSplitCostQueue);
134        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.simulateOctree", mCirculatingAxis);
135        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.useRandomAxis", mUseRandomAxis);
136        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspBspTree.nodePriorityQueueType", mNodePriorityQueueType);
[580]137
[676]138       
[660]139        char subdivisionStatsLog[100];
[1004]140        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("VspBspTree.subdivisionStats", subdivisionStatsLog);
[660]141        mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
[612]142
[1004]143        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.minBand", mMinBand);
144        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.maxBand", mMaxBand);
[1006]145        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspBspTree.Construction.useDrivingAxisForMaxCost", mUseDrivingAxisIfMaxCostViolated);
[801]146
[1557]147        /////////
[478]148        //-- debug output
[580]149
[473]150        Debug << "******* VSP BSP options ******** " << endl;
151    Debug << "max depth: " << mTermMaxDepth << endl;
152        Debug << "min PVS: " << mTermMinPvs << endl;
[547]153        Debug << "min probabiliy: " << mTermMinProbability << endl;
[473]154        Debug << "min rays: " << mTermMinRays << endl;
155        Debug << "max ray contri: " << mTermMaxRayContribution << endl;
156        Debug << "max cost ratio: " << mTermMaxCostRatio << endl;
157        Debug << "miss tolerance: " << mTermMissTolerance << endl;
158        Debug << "max view cells: " << mMaxViewCells << endl;
159        Debug << "max polygon candidates: " << mMaxPolyCandidates << endl;
[486]160        Debug << "randomize: " << randomize << endl;
[582]161
[551]162        Debug << "using area for pvs: " << mUseAreaForPvs << endl;
[580]163        Debug << "render cost weight: " << mRenderCostWeight << endl;
[663]164        Debug << "min global cost ratio: " << mTermMinGlobalCostRatio << endl;
165        Debug << "global cost miss tolerance: " << mTermGlobalCostMissTolerance << endl;
166        Debug << "only driving axis: " << mOnlyDrivingAxis << endl;
167        Debug << "max memory: " << mMaxMemory << endl;
168        Debug << "use poly split if available: " << mUsePolygonSplitIfAvailable << endl;
169        Debug << "use cost heuristics: " << mUseCostHeuristics << endl;
170        Debug << "use split cost queue: " << mUseSplitCostQueue << endl;
171        Debug << "subdivision stats log: " << subdivisionStatsLog << endl;
[664]172        Debug << "use random axis: " << mUseRandomAxis << endl;
[735]173        Debug << "priority queue type: " << mNodePriorityQueueType << endl;
[822]174        Debug << "circulating axis: " << mCirculatingAxis << endl;
[801]175        Debug << "minband: " << mMinBand << endl;
176        Debug << "maxband: " << mMaxBand << endl;
[1006]177        Debug << "use driving axis for max cost: " << mUseDrivingAxisIfMaxCostViolated << endl;
[1020]178        Debug << "render cost decrease weight: " << mRenderCostDecreaseWeight << endl;
[663]179
[463]180        Debug << "Split plane strategy: ";
[564]181
[463]182        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
[474]183        {
[463]184                Debug << "random polygon ";
[474]185        }
[463]186        if (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED)
[472]187        {
[463]188                Debug << "axis aligned ";
[472]189        }
[665]190        if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
[472]191        {
[474]192                mCostNormalizer += mLeastRaySplitsFactor;
[463]193                Debug << "least ray splits ";
[472]194        }
[463]195        if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
[472]196        {
[474]197                mCostNormalizer += mBalancedRaysFactor;
[463]198                Debug << "balanced rays ";
[472]199        }
[463]200        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
[472]201        {
[474]202                mCostNormalizer += mPvsFactor;
[463]203                Debug << "pvs";
[665]204        }
[482]205
[1557]206        Debug << endl;
[489]207
[1233]208        mLocalSubdivisionCandidates = new vector<SortableEntry>;
[463]209}
[580]210
[1027]211
[508]212BspViewCell *VspBspTree::GetOutOfBoundsCell()
213{
214        return mOutOfBoundsCell;
215}
[463]216
[508]217
[489]218BspViewCell *VspBspTree::GetOrCreateOutOfBoundsCell()
219{
220        if (!mOutOfBoundsCell)
[508]221        {
[489]222                mOutOfBoundsCell = new BspViewCell();
[1557]223                mOutOfBoundsCell->SetId(OUT_OF_BOUNDS_ID);
[547]224                mOutOfBoundsCell->SetValid(false);
[508]225        }
[547]226
[489]227        return mOutOfBoundsCell;
228}
229
230
[482]231const BspTreeStatistics &VspBspTree::GetStatistics() const
[463]232{
[574]233        return mBspStats;
[463]234}
235
236
237VspBspTree::~VspBspTree()
238{
239        DEL_PTR(mRoot);
[1233]240        DEL_PTR(mLocalSubdivisionCandidates);
[463]241}
242
[579]243
[482]244int VspBspTree::AddMeshToPolygons(Mesh *mesh,
[1632]245                                                                  PolygonContainer &polys) const
[463]246{
[1632]247        if (!mesh) return 0;
[1603]248
[463]249        FaceContainer::const_iterator fi;
[482]250
[463]251        // copy the face data to polygons
252        for (fi = mesh->mFaces.begin(); fi != mesh->mFaces.end(); ++ fi)
253        {
254                Polygon3 *poly = new Polygon3((*fi), mesh);
[482]255
[463]256                if (poly->Valid(mEpsilon))
257                {
258                        polys.push_back(poly);
259                }
260                else
[1558]261                {
[463]262                        DEL_PTR(poly);
[1558]263                }
[463]264        }
[1603]265
[463]266        return (int)mesh->mFaces.size();
267}
268
[580]269
[1632]270void VspBspTree::ExtractPolygons(Intersectable *object, PolygonContainer &polys) const
[463]271{
[1632]272        // extract the polygons from the intersectables
273        switch (object->Type())
[463]274        {
275                case Intersectable::MESH_INSTANCE:
[1632]276                        {
[2017]277                                Mesh *mesh = static_cast<MeshInstance *>(object)->GetMesh();
[1632]278                                AddMeshToPolygons(mesh, polys);
279                        }
[463]280                        break;
281                case Intersectable::VIEW_CELL:
[1632]282                        {
[2017]283                                Mesh *mesh = static_cast<ViewCell *>(object)->GetMesh();
[1632]284                                AddMeshToPolygons(mesh, polys);
285                                break;
286                        }
[1001]287                case Intersectable::TRANSFORMED_MESH_INSTANCE:
288                        {
[1603]289                                TransformedMeshInstance *mi =
[2017]290                                        static_cast<TransformedMeshInstance *>(object);
[1001]291
[1603]292                                Mesh mesh;
293                                mi->GetTransformedMesh(mesh);
[1632]294                                AddMeshToPolygons(&mesh, polys);
[1001]295                        }
[1632]296                        break;
[1603]297                case Intersectable::TRIANGLE_INTERSECTABLE:
298                        {
299                                TriangleIntersectable *intersect =
[2017]300                                        static_cast<TriangleIntersectable *>(object);
[1603]301
302                                Polygon3 *poly = new Polygon3(intersect->GetItem());
303
304                                if (poly->Valid(mEpsilon))     
[1632]305                                {
[1603]306                                        polys.push_back(poly);
[1632]307                                }
[1603]308                                else
[1632]309                                {
[1603]310                                        delete poly;
[1632]311                                }
[1603]312                        }
[1632]313                        break;
[463]314                default:
[1632]315                        Debug << "intersectable type not supported" << endl;
[463]316                        break;
[1632]317        }
318}
[482]319
[1632]320
321int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ObjectContainer &objects,
322                                                                 PolygonContainer &polys,
323                                                                 int maxObjects)
324{
325        const int limit = (maxObjects > 0) ?
326                Min((int)objects.size(), maxObjects) : (int)objects.size();
327
328        for (int i = 0; i < limit; ++i)
329        {
330                Intersectable *object = objects[i];//*it;
331                ExtractPolygons(object, polys);
332
[2070]333                 // add to BSP tree aabb
334                mBoundingBox.Include(object->GetBox());
[463]335        }
336
337        return (int)polys.size();
338}
339
[580]340
[1027]341void VspBspTree::ComputeBoundingBox(const VssRayContainer &sampleRays,
342                                                                        AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox)
343{
344        if (forcedBoundingBox)
345        {
[1563]346                mBoundingBox = *forcedBoundingBox;
[1027]347        }
348        else // compute vsp tree bounding box
349        {
[1563]350                mBoundingBox.Initialize();
[1027]351
352                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
353
354                //-- compute bounding box
355        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
356                {
357                        VssRay *ray = *rit;
358
359                        // compute bounding box of view space
[1563]360                        mBoundingBox.Include(ray->GetTermination());
361                        mBoundingBox.Include(ray->GetOrigin());
[1027]362                }
363        }
364}
365
366
[483]367void VspBspTree::Construct(const VssRayContainer &sampleRays,
368                                                   AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox)
[463]369{
[1027]370        // Compute the bounding box from the rays
371        ComputeBoundingBox(sampleRays, forcedBoundingBox);
[484]372       
[463]373        PolygonContainer polys;
374        RayInfoContainer *rays = new RayInfoContainer();
375
[1564]376        ////////////
377        //-- extract polygons from rays if polygon candidate planes are required
378
[1027]379        if (mMaxPolyCandidates)
380        {
381                int numObj = 0;
382                Intersectable::NewMail();
[463]383
[1027]384        cout << "Extracting polygons from rays ... ";
[1580]385                const long startTime = GetTime();
[463]386
[1027]387        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
[542]388
[1027]389                //-- extract polygons intersected by the rays
390                for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
[463]391                {
[1027]392                        VssRay *ray = *rit;
393                        Intersectable *obj = ray->mTerminationObject;
[1002]394
[1632]395                        ++ numObj;
[1027]396
[1632]397                        /////////
398                        //-- compute bounding box
[1603]399
[1632]400                        if (!forcedBoundingBox)
401                        {
402                                mBoundingBox.Include(ray->mTermination);
[1002]403                        }
[1027]404
[1563]405                        if ((mBoundingBox.IsInside(ray->mOrigin) || !forcedBoundingBox) &&
[1027]406                                ray->mOriginObject &&
407                                !ray->mOriginObject->Mailed())
408                        {               
409                                ray->mOriginObject->Mail();
[1632]410                                ExtractPolygons(ray->mOriginObject, polys);
411                                                               
[1027]412                                ++ numObj;
[1002]413                        }
[1027]414                }
[1002]415
[1027]416                // throw out unnecessary polygons
417                PreprocessPolygons(polys);
418                cout << "finished" << endl;
[463]419
[1027]420                Debug << "\n" << (int)polys.size() << " polys extracted from "
421                  << (int)sampleRays.size() << " rays in "
422                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << " secs" << endl << endl;
[463]423        }
[535]424       
[1027]425        Debug << "maximal pvs (i.e., pvs still considered as valid): "
[653]426                  << mViewCellsManager->GetMaxPvsSize() << endl;
[580]427
[1027]428        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
429
[2070]430        /////////
[463]431        //-- store rays
432        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
433        {
434                VssRay *ray = *rit;
[482]435
[463]436                float minT, maxT;
437
[564]438                static Ray hray;
439                hray.Init(*ray);
[562]440
[483]441                // TODO: not very efficient to implictly cast between rays types
[1563]442                if (mBoundingBox.GetRaySegment(hray, minT, maxT))
[463]443                {
444                        float len = ray->Length();
[482]445
446                        if (!len)
[463]447                                len = Limits::Small;
[482]448
[463]449                        rays->push_back(RayInfo(ray, minT / len, maxT / len));
450                }
451        }
452
[547]453        if (mUseAreaForPvs)
[1563]454                mTermMinProbability *= mBoundingBox.SurfaceArea();
[2072]455        else // normalize volume
[1563]456                mTermMinProbability *= mBoundingBox.GetVolume();
[547]457
[1027]458        mBspStats.nodes = 1;
[574]459        mBspStats.polys = (int)polys.size();
[1449]460        mBspStats.mGlobalCostMisses = 0;
[654]461
[463]462
[655]463        // use split cost priority queue
464        if (mUseSplitCostQueue)
465        {
[654]466                ConstructWithSplitQueue(polys, rays);
[655]467        }
[654]468        else
[655]469        {
[654]470                Construct(polys, rays);
[655]471        }
[463]472
473        // clean up polygons
474        CLEAR_CONTAINER(polys);
475}
476
[508]477
[612]478// TODO: return memory usage in MB
[656]479float VspBspTree::GetMemUsage() const
[508]480{
[656]481        return (float)
482                 (sizeof(VspBspTree) +
483                  mBspStats.Leaves() * sizeof(BspLeaf) +
484                  mCreatedViewCells * sizeof(BspViewCell) +
[1189]485                  mBspStats.pvs * sizeof(PvsData) +
[656]486                  mBspStats.Interior() * sizeof(BspInterior) +
487                  mBspStats.accumRays * sizeof(RayInfo)) / (1024.0f * 1024.0f);
[508]488}
489
490
[463]491void VspBspTree::Construct(const PolygonContainer &polys, RayInfoContainer *rays)
492{
[600]493        VspBspTraversalQueue tQueue;
[463]494
[1016]495        /// create new vsp tree
[463]496        mRoot = new BspLeaf();
497
498        // constrruct root node geometry
499        BspNodeGeometry *geom = new BspNodeGeometry();
500        ConstructGeometry(mRoot, *geom);
501
[1016]502        /// we use the overall probability as normalizer
503        /// either the overall area or the volume
[547]504        const float prop = mUseAreaForPvs ? geom->GetArea() : geom->GetVolume();
505
[1020]506        /// first traversal data
[482]507        VspBspTraversalData tData(mRoot,
508                                                          new PolygonContainer(polys),
[463]509                                                          0,
[482]510                                                          rays,
511                              ComputePvsSize(*rays),
[547]512                                                          prop,
[463]513                                                          geom);
[663]514
[1302]515        // evaluate the priority of this traversal data
[664]516        EvalPriority(tData);
[663]517
[578]518        // first node is kd node, i.e. an axis aligned box
[710]519        if (1)
[578]520        tData.mIsKdNode = true;
521        else
522                tData.mIsKdNode = false;
[562]523
[600]524        tQueue.push(tData);
[463]525
[609]526
[1563]527        mTotalCost = tData.mPvs * tData.mProbability / mBoundingBox.GetVolume();
[607]528        mTotalPvsSize = tData.mPvs;
529       
[1020]530        // first subdivison statistics
531        AddSubdivisionStats(1, 0, 0, mTotalCost, (float)mTotalPvsSize);
532   
[574]533        mBspStats.Start();
[667]534        cout << "Constructing vsp bsp tree ... \n";
[463]535
[1016]536        const long startTime = GetTime();       
537        // used for intermediate time measurements and progress
538        long interTime = GetTime();
539
[664]540        int nLeaves = 500;
541        int nViewCells = 500;
[587]542
[542]543        mOutOfMemory = false;
[612]544        mCreatedViewCells = 0;
545       
[600]546        while (!tQueue.empty())
[463]547        {
[600]548                tData = tQueue.top();
549            tQueue.pop();               
[463]550
[508]551                if (0 && !mOutOfMemory)
552                {
553                        float mem = GetMemUsage();
[478]554
[508]555                        if (mem > mMaxMemory)
556                        {
557                                mOutOfMemory = true;
558                                Debug << "memory limit reached: " << mem << endl;
559                        }
560                }
561
[587]562                // subdivide leaf node
[1016]563                const BspNode *r = Subdivide(tQueue, tData);
[463]564
565                if (r == mRoot)
[482]566                        Debug << "VSP BSP tree construction time spent at root: "
[542]567                                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
568
[654]569                if (mBspStats.Leaves() >= nLeaves)
[542]570                {
[612]571                        nLeaves += 500;
572
[574]573                        cout << "leaves=" << mBspStats.Leaves() << endl;
[542]574                        Debug << "needed "
[587]575                                  << TimeDiff(interTime, GetTime())*1e-3
[612]576                                  << " secs to create 500 view cells" << endl;
[542]577                        interTime = GetTime();
578                }
[612]579
[664]580                if (mCreatedViewCells >= nViewCells)
[612]581                {
582                        nViewCells += 500;
583
584                        cout << "generated " << mCreatedViewCells << " viewcells" << endl;
585                }
[463]586        }
587
[542]588        Debug << "Used Memory: " << GetMemUsage() << " MB" << endl << endl;
[1020]589        cout << "finished in " << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "secs" << endl;
[463]590
[574]591        mBspStats.Stop();
[463]592}
593
[508]594
[653]595
[654]596void VspBspTree::ConstructWithSplitQueue(const PolygonContainer &polys,
[653]597                                                                                          RayInfoContainer *rays)
598{
599        VspBspSplitQueue tQueue;
600
601        mRoot = new BspLeaf();
602
603        // constrruct root node geometry
604        BspNodeGeometry *geom = new BspNodeGeometry();
605        ConstructGeometry(mRoot, *geom);
606
607        const float prop = mUseAreaForPvs ? geom->GetArea() : geom->GetVolume();
608
609        VspBspTraversalData tData(mRoot,
610                                                          new PolygonContainer(polys),
611                                                          0,
612                                                          rays,
613                              ComputePvsSize(*rays),
614                                                          prop,
615                                                          geom);
616
[663]617
[1076]618        // first node is kd node, i.e. an axis aligned box
619        if (1)
620        tData.mIsKdNode = true;
621        else
622                tData.mIsKdNode = false;
623
[660]624        // compute first split candidate
[1233]625        VspBspSubdivisionCandidate splitCandidate;
[1145]626        splitCandidate.mParentData = tData;
[653]627
[1233]628        EvalSubdivisionCandidate(splitCandidate);
[1145]629
[653]630        tQueue.push(splitCandidate);
631
[1563]632        mTotalCost = tData.mPvs * tData.mProbability / mBoundingBox.GetVolume();
[653]633        mTotalPvsSize = tData.mPvs;
634       
[1020]635        // first subdivison statistics
636        AddSubdivisionStats(1, 0, 0, mTotalCost, (float)mTotalPvsSize);
637   
638    mBspStats.Start();
[667]639        cout << "Constructing vsp bsp tree ... \n";
[653]640
641        long startTime = GetTime();     
[666]642        int nLeaves = 500;
643        int nViewCells = 500;
[653]644
645        // used for intermediate time measurements and progress
646        long interTime = GetTime();     
647
648        mOutOfMemory = false;
649
650        mCreatedViewCells = 0;
651       
652        while (!tQueue.empty())
653        {
654                splitCandidate = tQueue.top();
655            tQueue.pop();               
656
[654]657                // cost ratio of cost decrease / totalCost
[1288]658                float costRatio = splitCandidate.mRenderCostDecr / mTotalCost;
[654]659
[655]660                //Debug << "cost ratio: " << costRatio << endl;
[654]661                if (costRatio < mTermMinGlobalCostRatio)
[1449]662                {
663                        ++ mBspStats.mGlobalCostMisses;
664                }
665
[653]666                if (0 && !mOutOfMemory)
667                {
668                        float mem = GetMemUsage();
669                        if (mem > mMaxMemory)
670                        {
671                                mOutOfMemory = true;
672                                Debug << "memory limit reached: " << mem << endl;
673                        }
674                }
675
676                // subdivide leaf node
677                BspNode *r = Subdivide(tQueue, splitCandidate);
678
679                if (r == mRoot)
[1449]680                {
[2069]681                        cout << "VSP BSP tree construction time spent at root: "
682                                 << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
[1449]683                }
[653]684
[654]685                if (mBspStats.Leaves() >= nLeaves)
[653]686                {
687                        nLeaves += 500;
688
689                        cout << "leaves=" << mBspStats.Leaves() << endl;
690                        Debug << "needed "
691                                  << TimeDiff(interTime, GetTime())*1e-3
692                                  << " secs to create 500 view cells" << endl;
693                        interTime = GetTime();
694                }
695
696                if (mCreatedViewCells == nViewCells)
697                {
698                        nViewCells += 500;
699                        cout << "generated " << mCreatedViewCells << " viewcells" << endl;
700                }
701        }
702
703        Debug << "Used Memory: " << GetMemUsage() << " MB" << endl << endl;
704        cout << "finished\n";
705
706        mBspStats.Stop();
707}
708
709
[654]710bool VspBspTree::LocalTerminationCriteriaMet(const VspBspTraversalData &data) const
[463]711{
[482]712        return
[463]713                (((int)data.mRays->size() <= mTermMinRays) ||
[473]714                 (data.mPvs <= mTermMinPvs)   ||
[547]715                 (data.mProbability <= mTermMinProbability) ||
[535]716                 (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution) ||
[463]717                 (data.mDepth >= mTermMaxDepth));
718}
719
[508]720
[1020]721void VspBspTree::AddSubdivisionStats(const int viewCells,
722                                                                         const float renderCostDecr,
723                                                                         const float splitCandidateCost,
724                                                                         const float totalRenderCost,
725                                                                         const float avgRenderCost)
726{
727        mSubdivisionStats
728                        << "#ViewCells\n" << viewCells << endl
729                        << "#RenderCostDecrease\n" << renderCostDecr << endl
[1233]730                        << "#SubdivisionCandidateCost\n" << splitCandidateCost << endl
[1020]731                        << "#TotalRenderCost\n" << totalRenderCost << endl
732                        << "#AvgRenderCost\n" << avgRenderCost << endl;
733}
734
735
[654]736bool VspBspTree::GlobalTerminationCriteriaMet(const VspBspTraversalData &data) const
737{
738        return
[1302]739                (0
740                || mOutOfMemory
[654]741                || (mBspStats.Leaves() >= mMaxViewCells)
[1449]742                || (mBspStats.mGlobalCostMisses >= mTermGlobalCostMissTolerance)
[654]743                 );
744}
745
746
[600]747BspNode *VspBspTree::Subdivide(VspBspTraversalQueue &tQueue,
[463]748                                                           VspBspTraversalData &tData)
749{
[473]750        BspNode *newNode = tData.mNode;
751
[654]752        if (!LocalTerminationCriteriaMet(tData) && !GlobalTerminationCriteriaMet(tData))
[473]753        {
754                PolygonContainer coincident;
[482]755
[473]756                VspBspTraversalData tFrontData;
757                VspBspTraversalData tBackData;
[612]758
[473]759                // create new interior node and two leaf nodes
760                // or return leaf as it is (if maxCostRatio missed)
[653]761                int splitAxis;
762                bool splitFurther = true;
763                int maxCostMisses = tData.mMaxCostMisses;
764               
765                Plane3 splitPlane;
[2017]766                BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
[726]767               
768                // choose next split plane
[653]769                if (!SelectPlane(splitPlane, leaf, tData, tFrontData, tBackData, splitAxis))
[473]770                {
[653]771                        ++ maxCostMisses;
772
773                        if (maxCostMisses > mTermMissTolerance)
774                        {
775                                // terminate branch because of max cost
776                                ++ mBspStats.maxCostNodes;
777                                splitFurther = false;
778                        }
779                }
780       
[726]781                // if this a valid split => subdivide this node further
[1193]782
783                if (splitFurther)
[653]784                {
785                        newNode = SubdivideNode(splitPlane, tData, tFrontData, tBackData, coincident);
786
787                        if (splitAxis < 3)
788                                ++ mBspStats.splits[splitAxis];
789                        else
790                                ++ mBspStats.polySplits;
791
[822]792                        // if it was a kd node (i.e., a box) and the split axis is axis aligned, it is still a kd node
[710]793                        tFrontData.mIsKdNode = tBackData.mIsKdNode = (tData.mIsKdNode && (splitAxis < 3));
[1076]794                       
[726]795                        tFrontData.mAxis = tBackData.mAxis = splitAxis;
[663]796
[653]797                        // how often was max cost ratio missed in this branch?
798                        tFrontData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
799                        tBackData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
800
[664]801                        EvalPriority(tFrontData);
802                        EvalPriority(tBackData);
[663]803
[726]804                        // evaluate subdivision stats
[600]805                        if (1)
[1145]806                                EvalSubdivisionStats(tData, tFrontData, tBackData);
807                       
[605]808
[473]809                        // push the children on the stack
[600]810                        tQueue.push(tFrontData);
811                        tQueue.push(tBackData);
[473]812
813                        // delete old leaf node
[482]814                        DEL_PTR(tData.mNode);
[473]815                }
816        }
[482]817
[478]818        //-- terminate traversal and create new view cell
[473]819        if (newNode->IsLeaf())
[463]820        {
[2017]821                BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(newNode);
[1020]822               
[547]823                BspViewCell *viewCell = new BspViewCell();
[463]824                leaf->SetViewCell(viewCell);
[487]825       
[2066]826                if (STORE_PVS)
827                {
828                        //////////
829                        //-- update pvs
[487]830
[2066]831                        int conSamp = 0;
832                        float sampCon = 0.0f;
[752]833
[2066]834                        AddToPvs(leaf, *tData.mRays, sampCon, conSamp);
[487]835
[2066]836                        // update scalar pvs size lookup
837                        ObjectPvs &pvs = viewCell->GetPvs();
838                        mViewCellsManager->UpdateScalarPvsSize(viewCell, pvs.EvalPvsCost(), pvs.GetSize());
839               
840                        mBspStats.contributingSamples += conSamp;
841                        mBspStats.sampleContributions += (int)sampCon;
842                }
843
844                //////////
[487]845                //-- store additional info
[2066]846
[478]847                if (mStoreRays)
848                {
849                        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = tData.mRays->end();
850                        for (it = tData.mRays->begin(); it != it_end; ++ it)
[639]851                        {
852                                (*it).mRay->Ref();                     
[478]853                                leaf->mVssRays.push_back((*it).mRay);
[639]854                        }
[478]855                }
[612]856
[564]857                // should I check here?
[1027]858                if (0 && !mViewCellsManager->CheckValidity(viewCell, 0,
859                        mViewCellsManager->GetMaxPvsSize()))
[547]860                {
861                        viewCell->SetValid(false);
862                        leaf->SetTreeValid(false);
863                        PropagateUpValidity(leaf);
[463]864
[574]865                        ++ mBspStats.invalidLeaves;
[547]866                }
867               
[1551]868                viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
[547]869
870                if (mUseAreaForPvs)
871                        viewCell->SetArea(tData.mProbability);
872                else
873                        viewCell->SetVolume(tData.mProbability);
874
875                leaf->mProbability = tData.mProbability;
876
[1020]877                // finally evaluate stats until this leaf
[1027]878                if (0)
879                        EvaluateLeafStats(tData);               
[463]880        }
[482]881
[473]882        //-- cleanup
[478]883        tData.Clear();
[463]884
[472]885        return newNode;
[463]886}
887
[1027]888
889// subdivide node using a split plane queue
[653]890BspNode *VspBspTree::Subdivide(VspBspSplitQueue &tQueue,
[1233]891                                                           VspBspSubdivisionCandidate &splitCandidate)
[653]892{
893        VspBspTraversalData &tData = splitCandidate.mParentData;
894
895        BspNode *newNode = tData.mNode;
896
[654]897        if (!LocalTerminationCriteriaMet(tData) && !GlobalTerminationCriteriaMet(tData))
[666]898        {       
[653]899                PolygonContainer coincident;
900
901                VspBspTraversalData tFrontData;
902                VspBspTraversalData tBackData;
903
[1586]904                ////////////////////
[653]905                //-- continue subdivision
[726]906               
[653]907                // create new interior node and two leaf node
908                const Plane3 splitPlane = splitCandidate.mSplitPlane;
[654]909                               
[653]910                newNode = SubdivideNode(splitPlane, tData, tFrontData, tBackData, coincident);
[666]911       
[660]912                const int splitAxis = splitCandidate.mSplitAxis;
913                const int maxCostMisses = splitCandidate.mMaxCostMisses;
914
[654]915                if (splitAxis < 3)
916                        ++ mBspStats.splits[splitAxis];
917                else
918                        ++ mBspStats.polySplits;
[653]919
[710]920                tFrontData.mIsKdNode = tBackData.mIsKdNode = (tData.mIsKdNode && (splitAxis < 3));
[726]921                tFrontData.mAxis = tBackData.mAxis = splitAxis;
922
[654]923                // how often was max cost ratio missed in this branch?
924                tFrontData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
925                tBackData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
[664]926                       
[1020]927                // statistics
[653]928                if (1)
929                {
[2070]930                        const float cFront = (float)tFrontData.mPvs * tFrontData.mProbability;
931                        const float cBack = (float)tBackData.mPvs * tBackData.mProbability;
932                        const float cData = (float)tData.mPvs * tData.mProbability;
[675]933                       
[2070]934                        const float costDecr =
[1563]935                                (cFront + cBack - cData) / mBoundingBox.GetVolume();
[653]936
937                        mTotalCost += costDecr;
938                        mTotalPvsSize += tFrontData.mPvs + tBackData.mPvs - tData.mPvs;
939
[1020]940                        AddSubdivisionStats(mBspStats.Leaves(),
941                                                                -costDecr, 
942                                                                splitCandidate.GetPriority(),
943                                                                mTotalCost,
944                                                                (float)mTotalPvsSize / (float)mBspStats.Leaves());
[653]945                }
946
[2070]947                ////////////
[653]948                //-- push the new split candidates on the stack
[2070]949
[1233]950                VspBspSubdivisionCandidate frontCandidate;
[1145]951                frontCandidate.mParentData = tFrontData;
952
[1233]953                VspBspSubdivisionCandidate backCandidate;
[1145]954                backCandidate.mParentData = tBackData;
[653]955
[1233]956                EvalSubdivisionCandidate(frontCandidate);
957                EvalSubdivisionCandidate(backCandidate);
[654]958       
[2071]959                cout << "f cost: " << frontCandidate.mPriority << " " << frontCandidate.mRenderCostDecr << endl;
960                cout << "b cost: " << backCandidate.mPriority << " " << backCandidate.mRenderCostDecr << endl;
[653]961                tQueue.push(frontCandidate);
962                tQueue.push(backCandidate);
[666]963       
[653]964                // delete old leaf node
965                DEL_PTR(tData.mNode);
966        }
967
[654]968
[1551]969        //////////////////
[653]970        //-- terminate traversal and create new view cell
[1632]971
[653]972        if (newNode->IsLeaf())
973        {
[2017]974                BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(newNode);
[1020]975
[653]976                BspViewCell *viewCell = new BspViewCell();
[710]977        leaf->SetViewCell(viewCell);
[653]978               
[2066]979                if (STORE_PVS)
980                {
981                        /////////
982                        //-- update pvs
[653]983
[2066]984            int conSamp = 0;
985                        float sampCon = 0.0f;
[752]986
[2066]987                        AddToPvs(leaf, *tData.mRays, sampCon, conSamp);
988               
989                        // update scalar pvs size value
990                        ObjectPvs &pvs = viewCell->GetPvs();
991                        mViewCellsManager->UpdateScalarPvsSize(viewCell,
992                                                                                                   pvs.EvalPvsCost(),
993                                                                                                   pvs.GetSize());
994                       
995                        mBspStats.contributingSamples += conSamp;
996                        mBspStats.sampleContributions += (int)sampCon;
997                }
[653]998
[1551]999                viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
1000
1001                ///////////
[653]1002                //-- store additional info
[1632]1003
[653]1004                if (mStoreRays)
1005                {
1006                        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = tData.mRays->end();
1007                        for (it = tData.mRays->begin(); it != it_end; ++ it)
1008                        {
1009                                (*it).mRay->Ref();                     
1010                                leaf->mVssRays.push_back((*it).mRay);
1011                        }
1012                }
[1551]1013       
[653]1014                if (mUseAreaForPvs)
1015                        viewCell->SetArea(tData.mProbability);
1016                else
1017                        viewCell->SetVolume(tData.mProbability);
1018
[675]1019        leaf->mProbability = tData.mProbability;
[653]1020
[2070]1021                // finally evaluate stats for this leaf
1022                if (1)
[1027]1023                        EvaluateLeafStats(tData);               
[653]1024        }
1025
1026        //-- cleanup
1027        tData.Clear();
1028
1029        return newNode;
1030}
1031
1032
[664]1033void VspBspTree::EvalPriority(VspBspTraversalData &tData) const
1034{
[735]1035    switch (mNodePriorityQueueType)
1036        {
1037        case BREATH_FIRST:
[734]1038                tData.mPriority = (float)-tData.mDepth;
[735]1039                break;
1040        case DEPTH_FIRST:
[734]1041                tData.mPriority = (float)tData.mDepth;
[735]1042                break;
1043        default:
[734]1044                tData.mPriority = tData.mPvs * tData.mProbability;
[735]1045                //Debug << "priority: " << tData.mPriority << endl;
1046                break;
1047        }
[664]1048}
1049
1050
[1233]1051void VspBspTree::EvalSubdivisionCandidate(VspBspSubdivisionCandidate &splitCandidate)
[1145]1052{
1053        VspBspTraversalData frontData;
1054        VspBspTraversalData backData;
1055       
[2017]1056        BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(splitCandidate.mParentData.mNode);
[1145]1057       
1058        // compute locally best split plane
[1288]1059    const bool costRatioViolated =
1060                SelectPlane(splitCandidate.mSplitPlane,
1061                                        leaf,
1062                                        splitCandidate.mParentData,
1063                                        frontData,
1064                                        backData,
1065                                        splitCandidate.mSplitAxis);
[652]1066
[1288]1067        // max cost threshold violated?
1068        splitCandidate.mMaxCostMisses = costRatioViolated ?
1069                splitCandidate.mParentData.mMaxCostMisses :
1070                splitCandidate.mParentData.mMaxCostMisses + 1;
1071
[1145]1072        float oldRenderCost;
1073
1074        // compute global decrease in render cost
1075        const float renderCostDecr = EvalRenderCostDecrease(splitCandidate.mSplitPlane,
1076                                                                                                                splitCandidate.mParentData,
1077                                                                                                                oldRenderCost);
1078
1079        splitCandidate.mRenderCostDecr = renderCostDecr;
1080
1081        // TODO: geometry could be reused
1082        delete frontData.mGeometry;
1083        delete backData.mGeometry;
1084
1085        // set priority for queue
1086#if 0
1087        const float priority = (float)-data.mDepth;
1088#else   
1089
1090        // take render cost of node into account
1091        // otherwise danger of being stuck in a local minimum!!
1092        const float factor = mRenderCostDecreaseWeight;
1093        const float priority = factor * renderCostDecr + (1.0f - factor) * oldRenderCost;
1094#endif
1095       
1096        splitCandidate.mPriority = priority;
1097}
1098
1099
1100void VspBspTree::EvalSubdivisionStats(const VspBspTraversalData &tData,
1101                                                                          const VspBspTraversalData &tFrontData,
1102                                                                          const VspBspTraversalData &tBackData)
1103{
1104        const float cFront = (float)tFrontData.mPvs * tFrontData.mProbability;
1105        const float cBack = (float)tBackData.mPvs * tBackData.mProbability;
1106        const float cData = (float)tData.mPvs * tData.mProbability;
1107       
1108        const float costDecr =
[1563]1109                (cFront + cBack - cData) / mBoundingBox.GetVolume();
[1145]1110
1111        mTotalCost += costDecr;
1112        mTotalPvsSize += tFrontData.mPvs + tBackData.mPvs - tData.mPvs;
1113
1114        AddSubdivisionStats(mBspStats.Leaves(),
1115                                                -costDecr,
1116                                                0,
1117                                                mTotalCost,
1118                                                (float)mTotalPvsSize / (float)mBspStats.Leaves());
1119}
1120
1121
[653]1122BspInterior *VspBspTree::SubdivideNode(const Plane3 &splitPlane,
1123                                                                           VspBspTraversalData &tData,
1124                                                                           VspBspTraversalData &frontData,
1125                                                                           VspBspTraversalData &backData,
1126                                                                           PolygonContainer &coincident)
[463]1127{
[2017]1128        BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
[508]1129       
[473]1130        //-- the front and back traversal data is filled with the new values
1131        frontData.mDepth = tData.mDepth + 1;
[508]1132        frontData.mPolygons = new PolygonContainer();
[473]1133        frontData.mRays = new RayInfoContainer();
[508]1134       
[473]1135        backData.mDepth = tData.mDepth + 1;
[508]1136        backData.mPolygons = new PolygonContainer();
[473]1137        backData.mRays = new RayInfoContainer();
[508]1138       
[653]1139
1140        //-- subdivide rays
[652]1141        SplitRays(splitPlane,
[482]1142                          *tData.mRays,
1143                          *frontData.mRays,
[463]1144                          *backData.mRays);
[482]1145
[463]1146
[472]1147        // compute pvs
[463]1148        frontData.mPvs = ComputePvsSize(*frontData.mRays);
1149        backData.mPvs = ComputePvsSize(*backData.mRays);
1150
[508]1151        // split front and back node geometry and compute area
[547]1152       
1153        // if geometry was not already computed
[602]1154        if (!frontData.mGeometry && !backData.mGeometry)
[463]1155        {
[547]1156                frontData.mGeometry = new BspNodeGeometry();
1157                backData.mGeometry = new BspNodeGeometry();
[482]1158
[547]1159                tData.mGeometry->SplitGeometry(*frontData.mGeometry,
1160                                                                           *backData.mGeometry,
[652]1161                                                                           splitPlane,
[1563]1162                                                                           mBoundingBox,
[679]1163                                                                           //0.0f);
1164                                                                           mEpsilon);
[508]1165               
[547]1166                if (mUseAreaForPvs)
1167                {
1168                        frontData.mProbability = frontData.mGeometry->GetArea();
1169                        backData.mProbability = backData.mGeometry->GetArea();
[508]1170                }
[547]1171                else
1172                {
1173                        frontData.mProbability = frontData.mGeometry->GetVolume();
[654]1174                        backData.mProbability = tData.mProbability - frontData.mProbability;
[676]1175
[744]1176                        // should never come here: wrong volume !!!
[676]1177                        if (0)
1178                        {
[744]1179                                if (frontData.mProbability < -0.00001)
1180                                        Debug << "fatal error f: " << frontData.mProbability << endl;
1181                                if (backData.mProbability < -0.00001)
1182                                        Debug << "fatal error b: " << backData.mProbability << endl;
1183
1184                                // clamp because of precision issues
[676]1185                                if (frontData.mProbability < 0) frontData.mProbability = 0;
1186                                if (backData.mProbability < 0) backData.mProbability = 0;
1187                        }
[547]1188                }
[463]1189        }
[663]1190
[547]1191       
[652]1192    // subdivide polygons
1193        SplitPolygons(splitPlane,
1194                                  *tData.mPolygons,
1195                      *frontData.mPolygons,
1196                                  *backData.mPolygons,
1197                                  coincident);
[463]1198
[652]1199
1200
[653]1201        ///////////////////////////////////////
1202        // subdivide further
[652]1203
[711]1204        // store maximal and minimal depth
1205        if (tData.mDepth > mBspStats.maxDepth)
1206        {
1207                Debug << "max depth increases to " << tData.mDepth << " at " << mBspStats.Leaves() << " leaves" << endl;
1208                mBspStats.maxDepth = tData.mDepth;
1209        }
1210
[652]1211        mBspStats.nodes += 2;
1212
[711]1213   
[652]1214        BspInterior *interior = new BspInterior(splitPlane);
1215
[1715]1216#ifdef GTP_DEBUG
[652]1217        Debug << interior << endl;
1218#endif
1219
[711]1220
[463]1221        //-- create front and back leaf
1222
1223        BspInterior *parent = leaf->GetParent();
1224
1225        // replace a link from node's parent
[487]1226        if (parent)
[463]1227        {
1228                parent->ReplaceChildLink(leaf, interior);
1229                interior->SetParent(parent);
1230        }
1231        else // new root
1232        {
1233                mRoot = interior;
1234        }
1235
1236        // and setup child links
1237        interior->SetupChildLinks(new BspLeaf(interior), new BspLeaf(interior));
[482]1238
[463]1239        frontData.mNode = interior->GetFront();
1240        backData.mNode = interior->GetBack();
[473]1241
[650]1242        interior->mTimeStamp = mTimeStamp ++;
[652]1243       
[711]1244
[463]1245        //DEL_PTR(leaf);
1246        return interior;
1247}
1248
[508]1249
[463]1250void VspBspTree::AddToPvs(BspLeaf *leaf,
[482]1251                                                  const RayInfoContainer &rays,
[556]1252                                                  float &sampleContributions,
[463]1253                                                  int &contributingSamples)
1254{
[1002]1255        sampleContributions = 0;
1256        contributingSamples = 0;
[556]1257 
[1002]1258        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
[556]1259 
[1002]1260        ViewCellLeaf *vc = leaf->GetViewCell();
[556]1261 
[1002]1262        // add contributions from samples to the PVS
1263        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
[463]1264        {
[1002]1265                float sc = 0.0f;
1266                VssRay *ray = (*it).mRay;
1267
1268                bool madeContrib = false;
1269                float contribution;
1270
1271                if (ray->mTerminationObject)
1272                {
1273                        if (vc->AddPvsSample(ray->mTerminationObject, ray->mPdf, contribution))
1274                                madeContrib = true;
1275                        sc += contribution;
1276                }
[556]1277         
[1006]1278                // only count termination objects?
[2233]1279#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
1280               
1281                if (ray->mOriginObject)
[1002]1282                {
1283                        if (vc->AddPvsSample(ray->mOriginObject, ray->mPdf, contribution))
1284                                madeContrib = true;
[1020]1285
[1002]1286                        sc += contribution;
1287                }
[2233]1288#endif
[1047]1289                sampleContributions += sc;
1290               
1291                if (madeContrib)
1292                        ++ contributingSamples;
[463]1293        }
1294}
1295
[580]1296
[1233]1297void VspBspTree::SortSubdivisionCandidates(const RayInfoContainer &rays,
[710]1298                                                                         const int axis,
1299                                                                         float minBand,
1300                                                                         float maxBand)
[463]1301{
[1233]1302        mLocalSubdivisionCandidates->clear();
[463]1303
[2070]1304        const int requestedSize = 2 * (int)(rays.size());
1305
[480]1306        // creates a sorted split candidates array
[1233]1307        if (mLocalSubdivisionCandidates->capacity() > 500000 &&
1308                requestedSize < (int)(mLocalSubdivisionCandidates->capacity() / 10) )
[480]1309        {
[1233]1310        delete mLocalSubdivisionCandidates;
1311                mLocalSubdivisionCandidates = new vector<SortableEntry>;
[480]1312        }
[463]1313
[1233]1314        mLocalSubdivisionCandidates->reserve(requestedSize);
[480]1315
[710]1316        if (0)
[1137]1317        {       // float values => don't compare with exact values
[710]1318                minBand += Limits::Small;
1319                maxBand -= Limits::Small;
1320        }
1321
[480]1322        // insert all queries
[612]1323        for (RayInfoContainer::const_iterator ri = rays.begin(); ri < rays.end(); ++ ri)
[473]1324        {
[612]1325                const bool positive = (*ri).mRay->HasPosDir(axis);
[1137]1326                float pos = (*ri).ExtrapOrigin(axis);
1327
[710]1328                // clamp to min / max band
1329                if (0) ClipValue(pos, minBand, maxBand);
1330               
[2070]1331                mLocalSubdivisionCandidates->
1332                        push_back(SortableEntry(positive ? SortableEntry::ERayMin : SortableEntry::ERayMax,
[810]1333                                                                        pos, (*ri).mRay));
[480]1334
[710]1335                pos = (*ri).ExtrapTermination(axis);
[1137]1336
[710]1337                // clamp to min / max band
1338                if (0) ClipValue(pos, minBand, maxBand);
1339
[2070]1340                mLocalSubdivisionCandidates->
1341                        push_back(SortableEntry(positive ? SortableEntry::ERayMax : SortableEntry::ERayMin,
[810]1342                                                                        pos, (*ri).mRay));
[473]1343        }
[480]1344
[2124]1345        stable_sort(mLocalSubdivisionCandidates->begin(), mLocalSubdivisionCandidates->end());
[463]1346}
1347
[580]1348
[480]1349float VspBspTree::BestCostRatioHeuristics(const RayInfoContainer &rays,
1350                                                                                  const AxisAlignedBox3 &box,
1351                                                                                  const int pvsSize,
[710]1352                                                                                  const int axis,
[480]1353                                          float &position)
[463]1354{
[1149]1355        RayInfoContainer usedRays;
[1147]1356
[1727]1357        if (mMaxTests < (int)rays.size())
[1147]1358        {
[1149]1359                GetRayInfoSets(rays, mMaxTests, usedRays);
[1147]1360        }
1361        else
[1149]1362        {
[1147]1363                usedRays = rays;
[1149]1364        }
[1147]1365
[710]1366        const float minBox = box.Min(axis);
1367        const float maxBox = box.Max(axis);
[822]1368
[710]1369        const float sizeBox = maxBox - minBox;
[480]1370
[801]1371        const float minBand = minBox + mMinBand * sizeBox;
1372        const float maxBand = minBox + mMaxBand * sizeBox;
[710]1373
[1233]1374        SortSubdivisionCandidates(usedRays, axis, minBand, maxBand);
[710]1375
[1580]1376        //////////////////
[463]1377        // go through the lists, count the number of objects left and right
1378        // and evaluate the following cost funcion:
[480]1379        // C = ct_div_ci  + (ql*rl + qr*rr)/queries
1380
[1789]1381        float pvsl = 0;
1382        float pvsr = (float)pvsSize;
[480]1383
[1789]1384        float pvsBack = pvsl;
1385        float pvsFront = pvsr;
[612]1386
1387        float sum = (float)pvsSize * sizeBox;
[463]1388        float minSum = 1e20f;
[822]1389       
[710]1390        // if no border can be found, take mid split
1391        position = minBox + 0.5f * sizeBox;
[822]1392       
1393        // the relative cost ratio
[1074]1394        float ratio = 99999999.0f;
[822]1395        bool splitPlaneFound = false;
[710]1396
[480]1397        Intersectable::NewMail();
[1147]1398        RayInfoContainer::const_iterator ri, ri_end = usedRays.end();
[612]1399
1400        // set all object as belonging to the front pvs
[1149]1401        for(ri = usedRays.begin(); ri != ri_end; ++ ri)
[463]1402        {
[612]1403                Intersectable *oObject = (*ri).mRay->mOriginObject;
1404                Intersectable *tObject = (*ri).mRay->mTerminationObject;
1405
[2233]1406#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
1407               
1408                if (oObject)
[463]1409                {
[612]1410                        if (!oObject->Mailed())
[482]1411                        {
[612]1412                                oObject->Mail();
1413                                oObject->mCounter = 1;
[482]1414                        }
[612]1415                        else
1416                        {
1417                                ++ oObject->mCounter;
1418                        }
[463]1419                }
[2233]1420#endif
[1020]1421
[612]1422                if (tObject)
1423                {
1424                        if (!tObject->Mailed())
1425                        {
1426                                tObject->Mail();
1427                                tObject->mCounter = 1;
1428                        }
1429                        else
1430                        {
1431                                ++ tObject->mCounter;
1432                        }
1433                }
[480]1434        }
1435
1436        Intersectable::NewMail();
[1233]1437        vector<SortableEntry>::const_iterator ci, ci_end = mLocalSubdivisionCandidates->end();
[612]1438
[1233]1439        for (ci = mLocalSubdivisionCandidates->begin(); ci != ci_end; ++ ci)
[480]1440        {
1441                VssRay *ray;
[612]1442                ray = (*ci).ray;
1443               
1444                Intersectable *oObject = ray->mOriginObject;
1445                Intersectable *tObject = ray->mTerminationObject;
1446               
[480]1447                switch ((*ci).type)
[463]1448                {
[480]1449                        case SortableEntry::ERayMin:
1450                                {
[2233]1451#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
1452                                        if (oObject && !oObject->Mailed())
[480]1453                                        {
[612]1454                                                oObject->Mail();
1455                                                ++ pvsl;
[480]1456                                        }
[2233]1457#endif
[612]1458                                        if (tObject && !tObject->Mailed())
1459                                        {
1460                                                tObject->Mail();
1461                                                ++ pvsl;
1462                                        }
[1020]1463
[480]1464                                        break;
1465                                }
1466                        case SortableEntry::ERayMax:
1467                                {
[2233]1468#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
1469                                        if (oObject)
[612]1470                                        {
1471                                                if (-- oObject->mCounter == 0)
1472                                                        -- pvsr;
1473                                        }
[2233]1474#endif
[612]1475                                        if (tObject)
[480]1476                                        {
[612]1477                                                if (-- tObject->mCounter == 0)
1478                                                        -- pvsr;
[480]1479                                        }
1480
1481                                        break;
1482                                }
1483                }
[822]1484               
1485               
[1020]1486                // Note: we compare size of bounding boxes of front and back side because
1487                // of efficiency reasons (otherwise a new geometry would have to be computed
1488                // in each step and incremential evaluation would be difficult.
1489                // but then errors happen if the geometry is not an axis aligned box
1490                // (i.e., if a geometry aligned split was taken before)
1491                // question: is it sufficient to make this approximation?
[710]1492                if (((*ci).value >= minBand) && ((*ci).value <= maxBand))
[480]1493                {
[612]1494                        sum = pvsl * ((*ci).value - minBox) + pvsr * (maxBox - (*ci).value);
[480]1495
[1147]1496                        float currentPos;
1497                       
1498                        // HACK: current positition is BETWEEN visibility events
[1149]1499                        if (0 && ((ci + 1) != ci_end))
1500                        {
[1147]1501                                currentPos = ((*ci).value + (*(ci + 1)).value) * 0.5f;
[1149]1502                        }
[1147]1503                        else
[1149]1504                currentPos = (*ci).value;                       
[1147]1505
[822]1506                        //Debug  << "pos=" << (*ci).value << "\t pvs=(" <<  pvsl << "," << pvsr << ")" << endl;
1507                        //Debug << "cost= " << sum << endl;
[480]1508
1509                        if (sum < minSum)
[463]1510                        {
[822]1511                                splitPlaneFound = true;
1512
[463]1513                                minSum = sum;
[1147]1514                                position = currentPos;
[710]1515                               
[612]1516                                pvsBack = pvsl;
1517                                pvsFront = pvsr;
[463]1518                        }
1519                }
1520        }
[710]1521       
[1767]1522        ///////
1523        //-- compute cost
1524
[1772]1525        const float lowerPvsLimit = (float)mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
1526        const float upperPvsLimit = (float)mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
[612]1527
1528        const float pOverall = sizeBox;
1529
1530        const float pBack = position - minBox;
1531        const float pFront = maxBox - position;
1532       
[1789]1533        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty((float)pvsSize, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
[612]1534    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty(pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1535        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty(pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1536       
1537        const float oldRenderCost = penaltyOld * pOverall;
1538        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
1539
[822]1540        if (splitPlaneFound)
1541        {
1542                ratio = mPvsFactor * newRenderCost / (oldRenderCost + Limits::Small);
1543        }
1544        //if (axis != 1)
1545        //Debug << "axis=" << axis << " costRatio=" << ratio << " pos=" << position << " t=" << (position - minBox) / (maxBox - minBox)
1546         //    <<"\t pb=(" << pvsBack << ")\t pf=(" << pvsFront << ")" << endl;
[612]1547
[480]1548        return ratio;
[463]1549}
1550
[480]1551
[482]1552float VspBspTree::SelectAxisAlignedPlane(Plane3 &plane,
[491]1553                                                                                 const VspBspTraversalData &tData,
[495]1554                                                                                 int &axis,
[508]1555                                                                                 BspNodeGeometry **frontGeom,
1556                                                                                 BspNodeGeometry **backGeom,
[547]1557                                                                                 float &pFront,
1558                                                                                 float &pBack,
[710]1559                                                                                 const bool isKdNode)
[463]1560{
[508]1561        float nPosition[3];
1562        float nCostRatio[3];
[547]1563        float nProbFront[3];
1564        float nProbBack[3];
[508]1565
1566        BspNodeGeometry *nFrontGeom[3];
1567        BspNodeGeometry *nBackGeom[3];
1568
[822]1569        // set to NULL, so I can find out which gemetry was stored
[612]1570        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
1571        {
1572                nFrontGeom[i] = NULL;
1573                nBackGeom[i] = NULL;
1574        }
1575
[545]1576        // create bounding box of node geometry
[463]1577        AxisAlignedBox3 box;
[710]1578               
[562]1579        //TODO: for kd split geometry already is box => only take minmax vertices
[551]1580        if (1)
[1147]1581        {       // get bounding box from geometry
[710]1582                tData.mGeometry->GetBoundingBox(box);
[509]1583        }
1584        else
1585        {
[710]1586                box.Initialize();
[509]1587                RayInfoContainer::const_iterator ri, ri_end = tData.mRays->end();
[480]1588
[509]1589                for(ri = tData.mRays->begin(); ri < ri_end; ++ ri)
1590                        box.Include((*ri).ExtrapTermination());
1591        }
[663]1592
[1147]1593
[663]1594        int sAxis = 0;
[822]1595        int bestAxis;
1596
[837]1597        // if max cost ratio is exceeded, take split along longest axis instead
1598        const float maxCostRatioForArbitraryAxis = 0.9f;
1599
[1006]1600        if (mUseDrivingAxisIfMaxCostViolated)
[822]1601                bestAxis = box.Size().DrivingAxis();
1602        else
1603                bestAxis = -1;
1604
[978]1605#if 0
1606        // maximum cost ratio for axis to be valid:
[822]1607        // if exceeded, spatial mid split is used instead
[978]1608        const maxCostRatioForHeur = 0.99f;
1609#endif
[822]1610
[978]1611        // if we use some kind of specialised fixed axis
[837]1612    const bool useSpecialAxis =
1613                mOnlyDrivingAxis || mUseRandomAxis || mCirculatingAxis;
[663]1614
[801]1615        if (mUseRandomAxis)
[663]1616                sAxis = Random(3);
[801]1617        else if (mCirculatingAxis)
[726]1618                sAxis = (tData.mAxis + 1) % 3;
[822]1619        else if (mOnlyDrivingAxis)
[801]1620                sAxis = box.Size().DrivingAxis();
1621
[664]1622               
[670]1623        //Debug << "use special axis: " << useSpecialAxis << endl;
1624        //Debug << "axis: " << sAxis << " drivingaxis: " << box.Size().DrivingAxis();
[1076]1625       
[822]1626        for (axis = 0; axis < 3 ; ++ axis)
[480]1627        {
[663]1628                if (!useSpecialAxis || (axis == sAxis))
[463]1629                {
[822]1630                        if (mUseCostHeuristics)
[480]1631                        {
[1106]1632                                //-- place split plane using heuristics
[822]1633                                nCostRatio[axis] =
1634                                        BestCostRatioHeuristics(*tData.mRays,
1635                                                                                    box,
1636                                                                                        tData.mPvs,
1637                                                                                        axis,
1638                                                                                        nPosition[axis]);                       
1639                        }
[1106]1640                        else
[1767]1641                        {       
1642                                //-- split plane position is spatial median
[480]1643                                nPosition[axis] = (box.Min()[axis] + box.Max()[axis]) * 0.5f;
[543]1644                                Vector3 normal(0,0,0); normal[axis] = 1.0f;
[1076]1645                               
[547]1646                                // allows faster split because we have axis aligned kd tree boxes
[822]1647                                if (isKdNode)
[542]1648                                {
1649                                        nCostRatio[axis] = EvalAxisAlignedSplitCost(tData,
1650                                                                                                                                box,
1651                                                                                                                                axis,
[547]1652                                                                                                                                nPosition[axis],
1653                                                                                                                                nProbFront[axis],
1654                                                                                                                                nProbBack[axis]);
[542]1655                                       
[710]1656                                        // create back geometry from box
[1767]1657
[1047]1658                                        // NOTE: the geometry is returned from the function so we
1659                                        // don't have to recompute it when possible
[1767]1660                                        Vector3 pos;
1661                                       
[543]1662                                        pos = box.Max(); pos[axis] = nPosition[axis];
[547]1663                                        AxisAlignedBox3 bBox(box.Min(), pos);
[1767]1664                                       
[710]1665                                        PolygonContainer fPolys;
1666                                        bBox.ExtractPolys(fPolys);
1667
1668                                        nBackGeom[axis] = new BspNodeGeometry(fPolys);
1669       
[1767]1670                                        ////////////
[822]1671                                        //-- create front geometry from box
[1767]1672
[542]1673                                        pos = box.Min(); pos[axis] = nPosition[axis];
[547]1674                                        AxisAlignedBox3 fBox(pos, box.Max());
[710]1675
1676                                        PolygonContainer bPolys;
1677                                        fBox.ExtractPolys(bPolys);
1678                                        nFrontGeom[axis] = new BspNodeGeometry(bPolys);
[542]1679                                }
1680                                else
1681                                {
[710]1682                                        nFrontGeom[axis] = new BspNodeGeometry();
1683                                        nBackGeom[axis] = new BspNodeGeometry();
1684
[573]1685                                        nCostRatio[axis] =
1686                                                EvalSplitPlaneCost(Plane3(normal, nPosition[axis]),
1687                                                                                   tData, *nFrontGeom[axis], *nBackGeom[axis],
1688                                                                                   nProbFront[axis], nProbBack[axis]);
[542]1689                                }
[480]1690                        }
[822]1691                                               
[978]1692                       
[1006]1693                        if (mUseDrivingAxisIfMaxCostViolated)
[480]1694                        {
[978]1695                                // we take longest axis split if cost ratio exceeds threshold
1696                                if (nCostRatio[axis] < min(maxCostRatioForArbitraryAxis, nCostRatio[bestAxis]))
[822]1697                                {
1698                                        bestAxis = axis;
1699                                }
[1072]1700                                /*else if (nCostRatio[axis] < nCostRatio[bestAxis])
1701                                {
[978]1702                                        Debug << "taking split along longest axis (" << bestAxis << ") instead of  (" << axis << ")" << endl;
[1072]1703                                }*/
1704
[978]1705                        }
1706                        else
1707                        {
1708                                if (bestAxis == -1)
[822]1709                                {
1710                                        bestAxis = axis;
1711                                }
[978]1712                                else if (nCostRatio[axis] < nCostRatio[bestAxis])
[822]1713                                {
1714                                        bestAxis = axis;
1715                                }
[978]1716                        }
[463]1717                }
1718        }
1719
[1767]1720        //////////
[495]1721        //-- assign values
[1072]1722
[495]1723        axis = bestAxis;
[547]1724        pFront = nProbFront[bestAxis];
1725        pBack = nProbBack[bestAxis];
[495]1726
[508]1727        // assign best split nodes geometry
1728        *frontGeom = nFrontGeom[bestAxis];
1729        *backGeom = nBackGeom[bestAxis];
[542]1730
[508]1731        // and delete other geometry
[612]1732        DEL_PTR(nFrontGeom[(bestAxis + 1) % 3]);
1733        DEL_PTR(nBackGeom[(bestAxis + 2) % 3]);
[495]1734
[508]1735        //-- split plane
1736    Vector3 normal(0,0,0); normal[bestAxis] = 1;
[480]1737        plane = Plane3(normal, nPosition[bestAxis]);
[508]1738
[822]1739        //Debug << "best axis: " << bestAxis << " pos " << nPosition[bestAxis] << endl;
[1072]1740
[480]1741        return nCostRatio[bestAxis];
[463]1742}
1743
[480]1744
[508]1745bool VspBspTree::SelectPlane(Plane3 &bestPlane,
1746                                                         BspLeaf *leaf,
[652]1747                                                         VspBspTraversalData &data,                                                     
[508]1748                                                         VspBspTraversalData &frontData,
[612]1749                                                         VspBspTraversalData &backData,
1750                                                         int &splitAxis)
[491]1751{
[810]1752        // HACK matt: subdivide regularily to certain depth
[1072]1753        if (data.mDepth < 0)    // question matt: why depth < 0 ?
[801]1754        {
[1072]1755                cout << "depth: " << data.mDepth << endl;
1756
[801]1757                // return axis aligned split
1758                AxisAlignedBox3 box;
1759                box.Initialize();
1760       
1761                // create bounding box of region
1762                data.mGeometry->GetBoundingBox(box);
1763       
1764                const int axis = box.Size().DrivingAxis();
1765                const Vector3 position = (box.Min()[axis] + box.Max()[axis]) * 0.5f;
1766
1767                Vector3 norm(0,0,0); norm[axis] = 1.0f;
1768                bestPlane = Plane3(norm, position);
1769                splitAxis = axis;
[1072]1770
[801]1771                return true;
1772        }
1773
[508]1774        // simplest strategy: just take next polygon
1775        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
[491]1776        {
[508]1777        if (!data.mPolygons->empty())
1778                {
1779                        const int randIdx =
1780                                (int)RandomValue(0, (Real)((int)data.mPolygons->size() - 1));
1781                        Polygon3 *nextPoly = (*data.mPolygons)[randIdx];
[491]1782
[508]1783                        bestPlane = nextPoly->GetSupportingPlane();
1784                        return true;
1785                }
[491]1786        }
1787
[508]1788        //-- use heuristics to find appropriate plane
[491]1789
[508]1790        // intermediate plane
1791        Plane3 plane;
1792        float lowestCost = MAX_FLOAT;
[517]1793       
1794        // decides if the first few splits should be only axisAligned
[508]1795        const bool onlyAxisAligned  =
1796                (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED) &&
1797                ((int)data.mRays->size() > mTermMinRaysForAxisAligned) &&
1798                ((int)data.GetAvgRayContribution() < mTermMaxRayContriForAxisAligned);
1799       
1800        const int limit = onlyAxisAligned ? 0 :
1801                Min((int)data.mPolygons->size(), mMaxPolyCandidates);
[491]1802
[508]1803        float candidateCost;
[491]1804
[508]1805        int maxIdx = (int)data.mPolygons->size();
[491]1806
[508]1807        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
[491]1808        {
[562]1809                // the already taken candidates are stored behind maxIdx
1810                // => assure that no index is taken twice
[508]1811                const int candidateIdx = (int)RandomValue(0, (Real)(-- maxIdx));
1812                Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[candidateIdx];
[491]1813
[508]1814                // swap candidate to the end to avoid testing same plane
1815                std::swap((*data.mPolygons)[maxIdx], (*data.mPolygons)[candidateIdx]);
1816                //Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[(int)RandomValue(0, (int)polys.size() - 1)];
[491]1817
[508]1818                // evaluate current candidate
1819                BspNodeGeometry fGeom, bGeom;
1820                float fArea, bArea;
1821                plane = poly->GetSupportingPlane();
[573]1822                candidateCost = EvalSplitPlaneCost(plane, data, fGeom, bGeom, fArea, bArea);
[491]1823               
[508]1824                if (candidateCost < lowestCost)
[491]1825                {
[508]1826                        bestPlane = plane;
1827                        lowestCost = candidateCost;
[491]1828                }
1829        }
1830
[1006]1831
[508]1832        //-- evaluate axis aligned splits
[1006]1833       
[508]1834        int axis;
1835        BspNodeGeometry *fGeom, *bGeom;
[547]1836        float pFront, pBack;
[491]1837
[653]1838        candidateCost = 99999999.0f;
[491]1839
[1006]1840        // as a variant, we take axis aligned split only if there is
1841        // more polygon available to guide the split
[653]1842        if (!mUsePolygonSplitIfAvailable || data.mPolygons->empty())
1843        {
1844                candidateCost = SelectAxisAlignedPlane(plane,
1845                                                                                           data,
1846                                                                                           axis,
1847                                                                                           &fGeom,
1848                                                                                           &bGeom,
1849                                                                                           pFront,
1850                                                                                           pBack,
1851                                                                                           data.mIsKdNode);     
1852        }
1853
[612]1854        splitAxis = 3;
[562]1855
[508]1856        if (candidateCost < lowestCost)
1857        {       
1858                bestPlane = plane;
1859                lowestCost = candidateCost;
[612]1860                splitAxis = axis;
[653]1861       
[542]1862                // assign already computed values
1863                // we can do this because we always save the
[562]1864                // computed values from the axis aligned splits         
[653]1865
[612]1866                if (fGeom && bGeom)
1867                {
1868                        frontData.mGeometry = fGeom;
1869                        backData.mGeometry = bGeom;
[547]1870       
[612]1871                        frontData.mProbability = pFront;
1872                        backData.mProbability = pBack;
1873                }
[508]1874        }
1875        else
[463]1876        {
[508]1877                DEL_PTR(fGeom);
1878                DEL_PTR(bGeom);
[463]1879        }
[678]1880   
[1715]1881#ifdef GTP_DEBUG
[508]1882        Debug << "plane lowest cost: " << lowestCost << endl;
[679]1883#endif
[508]1884
[801]1885        // exeeded relative max cost ratio
[508]1886        if (lowestCost > mTermMaxCostRatio)
[611]1887        {
[508]1888                return false;
[611]1889        }
[508]1890
1891        return true;
[463]1892}
1893
[480]1894
[473]1895Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1896{
[473]1897        const int candidateIdx = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
[482]1898
[473]1899        const Vector3 minPt = rays[candidateIdx].ExtrapOrigin();
1900        const Vector3 maxPt = rays[candidateIdx].ExtrapTermination();
1901
1902        const Vector3 pt = (maxPt + minPt) * 0.5;
1903        const Vector3 normal = Normalize(rays[candidateIdx].mRay->GetDir());
1904
1905        return Plane3(normal, pt);
1906}
1907
[480]1908
[473]1909Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane2(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1910{
[473]1911        Vector3 pt[3];
[482]1912
[473]1913        int idx[3];
1914        int cmaxT = 0;
1915        int cminT = 0;
1916        bool chooseMin = false;
1917
1918        for (int j = 0; j < 3; ++ j)
1919        {
1920                idx[j] = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() * 2 - 1));
[482]1921
[473]1922                if (idx[j] >= (int)rays.size())
1923                {
1924                        idx[j] -= (int)rays.size();
[482]1925
[473]1926                        chooseMin = (cminT < 2);
1927                }
1928                else
1929                        chooseMin = (cmaxT < 2);
1930
1931                RayInfo rayInf = rays[idx[j]];
1932                pt[j] = chooseMin ? rayInf.ExtrapOrigin() : rayInf.ExtrapTermination();
[482]1933        }
[473]1934
1935        return Plane3(pt[0], pt[1], pt[2]);
1936}
1937
[580]1938
[473]1939Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane3(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1940{
[473]1941        Vector3 pt[3];
[482]1942
[473]1943        int idx1 = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1944        int idx2 = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1945
1946        // check if rays different
1947        if (idx1 == idx2)
1948                idx2 = (idx2 + 1) % (int)rays.size();
1949
1950        const RayInfo ray1 = rays[idx1];
1951        const RayInfo ray2 = rays[idx2];
1952
1953        // normal vector of the plane parallel to both lines
1954        const Vector3 norm = Normalize(CrossProd(ray1.mRay->GetDir(), ray2.mRay->GetDir()));
1955
1956        // vector from line 1 to line 2
[479]1957        const Vector3 vd = ray2.ExtrapOrigin() - ray1.ExtrapOrigin();
[482]1958
[473]1959        // project vector on normal to get distance
1960        const float dist = DotProd(vd, norm);
1961
1962        // point on plane lies halfway between the two planes
1963        const Vector3 planePt = ray1.ExtrapOrigin() + norm * dist * 0.5;
1964
1965        return Plane3(norm, planePt);
1966}
1967
[495]1968
[463]1969inline void VspBspTree::GenerateUniqueIdsForPvs()
1970{
[580]1971        Intersectable::NewMail(); sBackId = Intersectable::sMailId;
1972        Intersectable::NewMail(); sFrontId = Intersectable::sMailId;
1973        Intersectable::NewMail(); sFrontAndBackId = Intersectable::sMailId;
[463]1974}
1975
[495]1976
[652]1977float VspBspTree::EvalRenderCostDecrease(const Plane3 &candidatePlane,
[1145]1978                                                                                 const VspBspTraversalData &data,
1979                                                                                 float &normalizedOldRenderCost) const
[652]1980{
[729]1981        float pvsFront = 0;
1982        float pvsBack = 0;
1983        float totalPvs = 0;
[652]1984
1985        // probability that view point lies in back / front node
1986        float pOverall = data.mProbability;
1987        float pFront = 0;
1988        float pBack = 0;
1989
1990
1991        // create unique ids for pvs heuristics
1992        GenerateUniqueIdsForPvs();
1993       
1994        for (int i = 0; i < data.mRays->size(); ++ i)
1995        {
1996                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[i];
1997
1998                float t;
1999                VssRay *ray = rayInf.mRay;
2000                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane, t);
2001
2002                // find front and back pvs for origing and termination object
2003                AddObjToPvs(ray->mTerminationObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
[1020]2004
[2233]2005#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
2006                AddObjToPvs(ray->mOriginObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
2007#endif
[652]2008        }
2009
2010
2011        BspNodeGeometry geomFront;
2012        BspNodeGeometry geomBack;
2013
2014        // construct child geometry with regard to the candidate split plane
2015        data.mGeometry->SplitGeometry(geomFront,
2016                                                                  geomBack,
2017                                                                  candidatePlane,
[1563]2018                                                                  mBoundingBox,
[679]2019                                                                  //0.0f);
2020                                                                  mEpsilon);
[652]2021
2022        if (!mUseAreaForPvs) // use front and back cell areas to approximate volume
2023        {
2024                pFront = geomFront.GetVolume();
2025                pBack = pOverall - pFront;
[675]2026
[729]2027                // something is wrong with the volume
[1027]2028                if (0 && ((pFront < 0.0) || (pBack < 0.0)))
[676]2029                {
[752]2030                        Debug << "ERROR in volume:\n"
2031                                  << "volume f :" << pFront << " b: " << pBack << " p: " << pOverall
2032                                  << ", real volume f: " << pFront << " b: " << geomBack.GetVolume()
2033                                  << ", #polygons f: " << geomFront.Size() << " b: " << geomBack.Size() << " p: " << data.mGeometry->Size() << endl;
[676]2034                }
[652]2035        }
2036        else
2037        {
2038                pFront = geomFront.GetArea();
2039                pBack = geomBack.GetArea();
2040        }
2041       
2042
2043        // -- pvs rendering heuristics
[1020]2044
2045        // upper and lower bounds
[1772]2046        const float lowerPvsLimit = (float)mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
2047        const float upperPvsLimit = (float)mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
[652]2048
[1772]2049        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty(totalPvs, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
2050    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty(pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
2051        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty(pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
[652]2052                       
2053        const float oldRenderCost = pOverall * penaltyOld;
2054        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
2055
[1563]2056        const float renderCostDecrease = (oldRenderCost - newRenderCost) / mBoundingBox.GetVolume();
[752]2057       
[1006]2058        // take render cost of node into account to avoid being stuck in a local minimum
[1563]2059        normalizedOldRenderCost = oldRenderCost / mBoundingBox.GetVolume();
[1006]2060       
[1145]2061        return renderCostDecrease;
[652]2062}
2063
2064
[573]2065float VspBspTree::EvalSplitPlaneCost(const Plane3 &candidatePlane,
2066                                                                         const VspBspTraversalData &data,
2067                                                                         BspNodeGeometry &geomFront,
2068                                                                         BspNodeGeometry &geomBack,
2069                                                                         float &pFront,
2070                                                                         float &pBack) const
[463]2071{
[729]2072        float totalPvs = 0;
2073        float pvsFront = 0;
2074        float pvsBack = 0;
[652]2075       
[1006]2076        // overall probability is used as normalizer
[463]2077        float pOverall = 0;
[1006]2078
2079        // probability that view point lies in back / front node
[547]2080        pFront = 0;
2081        pBack = 0;
[463]2082
[1020]2083        int numTests; // the number of tests
[508]2084
[1020]2085        // if random samples shold be taken instead of testing all the rays
2086        bool useRand;
[463]2087
2088        if ((int)data.mRays->size() > mMaxTests)
2089        {
2090                useRand = true;
[1020]2091                numTests = mMaxTests;
[463]2092        }
2093        else
2094        {
2095                useRand = false;
[1020]2096                numTests = (int)data.mRays->size();
[463]2097        }
[508]2098       
[1020]2099        // create unique ids for pvs heuristics
2100        GenerateUniqueIdsForPvs();
2101
2102        for (int i = 0; i < numTests; ++ i)
[463]2103        {
[508]2104                const int testIdx = useRand ?
2105                        (int)RandomValue(0, (Real)((int)data.mRays->size() - 1)) : i;
[463]2106                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[testIdx];
2107
2108                float t;
[508]2109                VssRay *ray = rayInf.mRay;
[463]2110                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane, t);
2111
[652]2112                // find front and back pvs for origing and termination object
2113                AddObjToPvs(ray->mTerminationObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
[1020]2114
[2233]2115#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
2116                AddObjToPvs(ray->mOriginObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
2117#endif
[652]2118        }
[508]2119
[652]2120        // construct child geometry with regard to the candidate split plane
[679]2121        bool splitSuccessFull = data.mGeometry->SplitGeometry(geomFront,
2122                                                                                                                  geomBack,
2123                                                                                                                  candidatePlane,
[1563]2124                                                                                                                  mBoundingBox,
[679]2125                                                                                                                  //0.0f);
2126                                                                                                                  mEpsilon);
[675]2127
[652]2128        pOverall = data.mProbability;
[463]2129
[2072]2130        if (!mUseAreaForPvs)
[652]2131        {
2132                pFront = geomFront.GetVolume();
2133                pBack = pOverall - pFront;
[675]2134               
[729]2135                // HACK: precision issues possible for unbalanced split => don't take this split!
[685]2136                if (1 &&
[682]2137                        (!splitSuccessFull || (pFront <= 0) || (pBack <= 0) ||
2138                        !geomFront.Valid() || !geomBack.Valid()))
[676]2139                {
[752]2140                        //Debug << "error f: " << pFront << " b: " << pBack << endl;
[1027]2141
2142                        // high penalty for degenerated / wrong split
[711]2143                        return 99999.9f;
[676]2144                }
[463]2145        }
[652]2146        else
[542]2147        {
[2072]2148                // use front and back cell areas to approximate volume
[652]2149                pFront = geomFront.GetArea();
2150                pBack = geomBack.GetArea();
[542]2151        }
[652]2152       
[1772]2153        ////////
2154        //-- pvs rendering heuristics
[542]2155
[1773]2156        const float lowerPvsLimit = (float)mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
2157        const float upperPvsLimit = (float)mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
[580]2158
[652]2159        // only render cost heuristics or combined with standard deviation
[1772]2160        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty(totalPvs, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
2161    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty(pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
2162        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty(pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
[579]2163                       
[652]2164        const float oldRenderCost = pOverall * penaltyOld;
2165        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
[579]2166
[652]2167        float oldCost, newCost;
[580]2168
[652]2169        // only render cost
2170        if (1)
2171        {
2172                oldCost = oldRenderCost;
2173                newCost = newRenderCost;
2174        }
2175        else // also considering standard deviation
2176        {
2177                // standard deviation is difference of back and front pvs
2178                const float expectedCost = 0.5f * (penaltyFront + penaltyBack);
[580]2179
[652]2180                const float newDeviation = 0.5f *
2181                        fabs(penaltyFront - expectedCost) + fabs(penaltyBack - expectedCost);
[580]2182
[652]2183                const float oldDeviation = penaltyOld;
[580]2184
[652]2185                newCost = mRenderCostWeight * newRenderCost + (1.0f - mRenderCostWeight) * newDeviation;
2186                oldCost = mRenderCostWeight * oldRenderCost + (1.0f - mRenderCostWeight) * oldDeviation;
2187        }
[580]2188
[1020]2189        const float cost = mPvsFactor * newCost / (oldCost + Limits::Small);
[607]2190               
[463]2191
[1715]2192#ifdef GTP_DEBUG
[474]2193        Debug << "totalpvs: " << data.mPvs << " ptotal: " << pOverall
[508]2194                  << " frontpvs: " << pvsFront << " pFront: " << pFront
2195                  << " backpvs: " << pvsBack << " pBack: " << pBack << endl << endl;
[600]2196        Debug << "cost: " << cost << endl;
[463]2197#endif
[482]2198
[652]2199        return cost;
[463]2200}
2201
[508]2202
[697]2203int VspBspTree::ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
2204                                                                                ViewCellContainer &viewCells) const
2205{
2206        stack<bspNodePair> nodeStack;
2207        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
2208
2209        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
2210
2211        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
2212 
2213        ViewCell::NewMail();
2214
2215        while (!nodeStack.empty())
2216        {
2217                BspNode *node = nodeStack.top().first;
2218                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
2219                nodeStack.pop();
2220
2221                const int side = geom->ComputeIntersection(box);
2222               
2223                switch (side)
2224                {
2225                case -1:
2226                        // node geometry is contained in box
2227                        CollectViewCells(node, true, viewCells, true);
2228                        break;
2229
2230                case 0:
2231                        if (node->IsLeaf())
2232                        {
[2017]2233                                BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(node);
[697]2234                       
2235                                if (!leaf->GetViewCell()->Mailed() && leaf->TreeValid())
2236                                {
2237                                        leaf->GetViewCell()->Mail();
2238                                        viewCells.push_back(leaf->GetViewCell());
2239                                }
2240                        }
2241                        else
2242                        {
[2017]2243                                BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[697]2244                       
2245                                BspNode *first = interior->GetFront();
2246                                BspNode *second = interior->GetBack();
2247           
2248                                BspNodeGeometry *firstGeom = new BspNodeGeometry();
2249                                BspNodeGeometry *secondGeom = new BspNodeGeometry();
2250
2251                                geom->SplitGeometry(*firstGeom,
2252                                                                        *secondGeom,
2253                                                                        interior->GetPlane(),
[1563]2254                                                                        mBoundingBox,
[697]2255                                                                        //0.0000001f);
2256                                                                        mEpsilon);
2257
2258                                nodeStack.push(bspNodePair(first, firstGeom));
2259                                nodeStack.push(bspNodePair(second, secondGeom));
2260                        }
2261                       
2262                        break;
2263                default:
2264                        // default: cull
2265                        break;
2266                }
2267               
2268                DEL_PTR(geom);
2269               
2270        }
2271
2272        return (int)viewCells.size();
2273}
2274
2275
[580]2276float VspBspTree::EvalAxisAlignedSplitCost(const VspBspTraversalData &data,
2277                                                                                   const AxisAlignedBox3 &box,
2278                                                                                   const int axis,
2279                                                                                   const float &position,                                                                                 
2280                                                                                   float &pFront,
2281                                                                                   float &pBack) const
2282{
[729]2283        float pvsTotal = 0;
2284        float pvsFront = 0;
2285        float pvsBack = 0;
[580]2286       
2287        // create unique ids for pvs heuristics
2288        GenerateUniqueIdsForPvs();
2289
2290        const int pvsSize = data.mPvs;
[726]2291
[580]2292        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = data.mRays->end();
2293
2294        // this is the main ray classification loop!
2295        for(rit = data.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
2296        {
2297                // determine the side of this ray with respect to the plane
2298                float t;
2299                const int side = (*rit).ComputeRayIntersection(axis, position, t);
2300       
2301                AddObjToPvs((*rit).mRay->mTerminationObject, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
[1020]2302
[2233]2303#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
2304                AddObjToPvs((*rit).mRay->mOriginObject, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
2305#endif
[580]2306        }
2307
[1020]2308
[580]2309        //-- pvs heuristics
2310
[1020]2311        float pOverall = data.mProbability;
[580]2312
[1020]2313        // note: we use a simplified computation assuming that we always do a
2314        // spatial mid split   
2315       
[580]2316        if (!mUseAreaForPvs)
[1020]2317        {   
2318                // volume
[580]2319                pBack = pFront = pOverall * 0.5f;
2320#if 0
2321                // box length substitute for probability
2322                const float minBox = box.Min(axis);
2323                const float maxBox = box.Max(axis);
2324
2325                pBack = position - minBox;
2326                pFront = maxBox - position;
2327                pOverall = maxBox - minBox;
2328#endif
2329        }
2330        else //-- area substitute for probability
2331        {
2332                const int axis2 = (axis + 1) % 3;
2333                const int axis3 = (axis + 2) % 3;
2334
2335                const float faceArea =
2336                        (box.Max(axis2) - box.Min(axis2)) *
2337                        (box.Max(axis3) - box.Min(axis3));
2338
2339                pBack = pFront = pOverall * 0.5f + faceArea;
2340        }
2341
[1715]2342#ifdef GTP_DEBUG
[1302]2343        Debug << "axis: " << axis << " " << pvsSize << " " << pvsBack << " " << pvsFront << endl;
2344        Debug << "p: " << pFront << " " << pBack << " " << pOverall << endl;
[580]2345#endif
2346
2347       
2348        const float newCost = pvsBack * pBack + pvsFront * pFront;
2349        const float oldCost = (float)pvsSize * pOverall + Limits::Small;
2350
2351        return  (mCtDivCi + newCost) / oldCost;
2352}
2353
2354
[1076]2355inline void VspBspTree::AddObjToPvs(Intersectable *obj,
2356                                                                                 const int cf,
2357                                                                                 float &frontPvs,
2358                                                                                 float &backPvs,
2359                                                                                 float &totalPvs) const
[463]2360{
2361        if (!obj)
2362                return;
[1076]2363#if 0
[744]2364        const float renderCost = mViewCellsManager->EvalRenderCost(obj);
[1076]2365#else
2366        const int renderCost = 1;
2367#endif
[654]2368        // new object
[508]2369        if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
2370                (obj->mMailbox != sBackId) &&
2371                (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
2372        {
[744]2373                totalPvs += renderCost;
[508]2374        }
2375
[463]2376        // TODO: does this really belong to no pvs?
2377        //if (cf == Ray::COINCIDENT) return;
2378
2379        // object belongs to both PVS
2380        if (cf >= 0)
2381        {
[482]2382                if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
[463]2383                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
2384                {
[744]2385                        frontPvs += renderCost;
[508]2386               
[463]2387                        if (obj->mMailbox == sBackId)
[482]2388                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
[463]2389                        else
[482]2390                                obj->mMailbox = sFrontId;
[463]2391                }
2392        }
[482]2393
[463]2394        if (cf <= 0)
2395        {
2396                if ((obj->mMailbox != sBackId) &&
2397                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
2398                {
[744]2399                        backPvs += renderCost;
[508]2400               
[463]2401                        if (obj->mMailbox == sFrontId)
[482]2402                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
[463]2403                        else
[482]2404                                obj->mMailbox = sBackId;
[463]2405                }
2406        }
2407}
2408
[491]2409
[503]2410void VspBspTree::CollectLeaves(vector<BspLeaf *> &leaves,
2411                                                           const bool onlyUnmailed,
2412                                                           const int maxPvsSize) const
[463]2413{
2414        stack<BspNode *> nodeStack;
2415        nodeStack.push(mRoot);
[482]2416
2417        while (!nodeStack.empty())
[463]2418        {
2419                BspNode *node = nodeStack.top();
2420                nodeStack.pop();
[489]2421               
[482]2422                if (node->IsLeaf())
[463]2423                {
[490]2424                        // test if this leaf is in valid view space
[2017]2425                        BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(node);
[503]2426                        if (leaf->TreeValid() &&
[508]2427                                (!onlyUnmailed || !leaf->Mailed()) &&
[1707]2428                                ((maxPvsSize < 0) || (leaf->GetViewCell()->GetPvs().EvalPvsCost() <= maxPvsSize)))
[490]2429                        {
2430                                leaves.push_back(leaf);
2431                        }
[482]2432                }
2433                else
[463]2434                {
[2017]2435                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[463]2436
2437                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2438                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2439                }
2440        }
2441}
2442
[489]2443
[463]2444AxisAlignedBox3 VspBspTree::GetBoundingBox() const
2445{
[1563]2446        return mBoundingBox;
[463]2447}
2448
[489]2449
[463]2450BspNode *VspBspTree::GetRoot() const
2451{
2452        return mRoot;
2453}
2454
[489]2455
[463]2456void VspBspTree::EvaluateLeafStats(const VspBspTraversalData &data)
2457{
2458        // the node became a leaf -> evaluate stats for leafs
[2017]2459        BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(data.mNode);
[463]2460
2461
[574]2462        if (data.mPvs > mBspStats.maxPvs)
[711]2463        {
[574]2464                mBspStats.maxPvs = data.mPvs;
[711]2465        }
2466
[656]2467        mBspStats.pvs += data.mPvs;
2468
[574]2469        if (data.mDepth < mBspStats.minDepth)
[711]2470        {
[574]2471                mBspStats.minDepth = data.mDepth;
[711]2472        }
[656]2473       
[463]2474        if (data.mDepth >= mTermMaxDepth)
[711]2475        {
[744]2476        ++ mBspStats.maxDepthNodes;
2477                //Debug << "new max depth: " << mBspStats.maxDepthNodes << endl;
[711]2478        }
[611]2479
[508]2480        // accumulate rays to compute rays /  leaf
[574]2481        mBspStats.accumRays += (int)data.mRays->size();
[463]2482
[437]2483        if (data.mPvs < mTermMinPvs)
[574]2484                ++ mBspStats.minPvsNodes;
[437]2485
2486        if ((int)data.mRays->size() < mTermMinRays)
[574]2487                ++ mBspStats.minRaysNodes;
[437]2488
2489        if (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution)
[574]2490                ++ mBspStats.maxRayContribNodes;
[482]2491
[547]2492        if (data.mProbability <= mTermMinProbability)
[574]2493                ++ mBspStats.minProbabilityNodes;
[508]2494       
[474]2495        // accumulate depth to compute average depth
[574]2496        mBspStats.accumDepth += data.mDepth;
[463]2497
[612]2498        ++ mCreatedViewCells;
[656]2499
[1715]2500#ifdef GTP_DEBUG
[463]2501        Debug << "BSP stats: "
2502                  << "Depth: " << data.mDepth << " (max: " << mTermMaxDepth << "), "
2503                  << "PVS: " << data.mPvs << " (min: " << mTermMinPvs << "), "
[1027]2504                  << "#rays: " << (int)data.mRays->size() << " (max: " << mTermMinRays << "), "
[1707]2505                  << "#pvs: " << leaf->GetViewCell()->GetPvs().EvalPvsCost() << "), "
[463]2506                  << "#avg ray contrib (pvs): " << (float)data.mPvs / (float)data.mRays->size() << endl;
2507#endif
2508}
2509
[612]2510
[463]2511int VspBspTree::CastRay(Ray &ray)
2512{
2513        int hits = 0;
[482]2514
[600]2515        stack<BspRayTraversalData> tQueue;
[482]2516
[463]2517        float maxt, mint;
2518
[1563]2519        if (!mBoundingBox.GetRaySegment(ray, mint, maxt))
[463]2520                return 0;
2521
2522        Intersectable::NewMail();
[600]2523        ViewCell::NewMail();
[1012]2524
[463]2525        Vector3 entp = ray.Extrap(mint);
2526        Vector3 extp = ray.Extrap(maxt);
[482]2527
[463]2528        BspNode *node = mRoot;
2529        BspNode *farChild = NULL;
[482]2530
[463]2531        while (1)
2532        {
[482]2533                if (!node->IsLeaf())
[463]2534                {
[2017]2535                        BspInterior *in = static_cast<BspInterior *>(node);
[463]2536
2537                        Plane3 splitPlane = in->GetPlane();
2538                        const int entSide = splitPlane.Side(entp);
2539                        const int extSide = splitPlane.Side(extp);
2540
2541                        if (entSide < 0)
2542                        {
2543                                node = in->GetBack();
2544
2545                                if(extSide <= 0) // plane does not split ray => no far child
2546                                        continue;
[482]2547
[463]2548                                farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
2549
2550                        } else if (entSide > 0)
2551                        {
2552                                node = in->GetFront();
2553
2554                                if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
2555                                        continue;
2556
[482]2557                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray
[463]2558                        }
2559                        else // ray and plane are coincident
2560                        {
[1012]2561                                // matt: WHAT TO DO IN THIS CASE ?
[463]2562                                //break;
2563                                node = in->GetFront();
2564                                continue;
2565                        }
2566
2567                        // push data for far child
[600]2568                        tQueue.push(BspRayTraversalData(farChild, extp, maxt));
[463]2569
2570                        // find intersection of ray segment with plane
2571                        float t;
2572                        extp = splitPlane.FindIntersection(ray.GetLoc(), extp, &t);
2573                        maxt *= t;
[1047]2574                }
2575                else // reached leaf => intersection with view cell
[463]2576                {
[2017]2577                        BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(node);
[482]2578
[463]2579                        if (!leaf->GetViewCell()->Mailed())
2580                        {
2581                                //ray.bspIntersections.push_back(Ray::VspBspIntersection(maxt, leaf));
2582                                leaf->GetViewCell()->Mail();
2583                                ++ hits;
2584                        }
[482]2585
[463]2586                        //-- fetch the next far child from the stack
[600]2587                        if (tQueue.empty())
[463]2588                                break;
[482]2589
[463]2590                        entp = extp;
2591                        mint = maxt; // NOTE: need this?
2592
2593                        if (ray.GetType() == Ray::LINE_SEGMENT && mint > 1.0f)
2594                                break;
2595
[600]2596                        BspRayTraversalData &s = tQueue.top();
[463]2597
2598                        node = s.mNode;
2599                        extp = s.mExitPoint;
2600                        maxt = s.mMaxT;
2601
[600]2602                        tQueue.pop();
[463]2603                }
2604        }
2605
2606        return hits;
2607}
2608
[532]2609
[1072]2610void VspBspTree::CollectViewCells(ViewCellContainer &viewCells,
2611                                                                  bool onlyValid) const
[463]2612{
[532]2613        ViewCell::NewMail();
[551]2614        CollectViewCells(mRoot, onlyValid, viewCells, true);
[532]2615}
2616
2617
[1545]2618void VspBspTree::CollectViewCells(BspNode *root,
2619                                                                  bool onlyValid,
2620                                                                  ViewCellContainer &viewCells,
2621                                                                  bool onlyUnmailed) const
2622{
2623        stack<BspNode *> nodeStack;
2624
2625        if (!root)
2626                return;
2627
2628        nodeStack.push(root);
2629       
2630        while (!nodeStack.empty())
2631        {
2632                BspNode *node = nodeStack.top();
2633                nodeStack.pop();
2634               
2635                if (node->IsLeaf())
2636                {
2637                        if (!onlyValid || node->TreeValid())
2638                        {
[2017]2639                                ViewCellLeaf *leafVc = static_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[1545]2640
2641                                ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leafVc);
2642                                               
2643                                if (!onlyUnmailed || !viewCell->Mailed())
2644                                {
2645                                        viewCell->Mail();
2646                                        viewCells.push_back(viewCell);
2647                                }
2648                        }
2649                }
2650                else
2651                {
[2017]2652                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[1545]2653               
2654                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2655                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2656                }
2657        }
2658}
2659
2660
[574]2661void VspBspTree::CollapseViewCells()
[542]2662{
[590]2663// TODO
[728]2664#if HAS_TO_BE_REDONE
[542]2665        stack<BspNode *> nodeStack;
2666
2667        if (!mRoot)
2668                return;
2669
2670        nodeStack.push(mRoot);
2671       
2672        while (!nodeStack.empty())
2673        {
2674                BspNode *node = nodeStack.top();
2675                nodeStack.pop();
2676               
2677                if (node->IsLeaf())
[574]2678        {
[2017]2679                        BspViewCell *viewCell = static_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[542]2680
[574]2681                        if (!viewCell->GetValid())
[542]2682                        {
[2017]2683                                BspViewCell *viewCell = static_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[580]2684       
2685                                ViewCellContainer leaves;
[590]2686                                mViewCellsTree->CollectLeaves(viewCell, leaves);
[580]2687
2688                                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
2689
2690                                for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
[542]2691                                {
[2017]2692                                        BspLeaf *l = static_cast<BspViewCell *>(*it)->mLeaf;
[574]2693                                        l->SetViewCell(GetOrCreateOutOfBoundsCell());
2694                                        ++ mBspStats.invalidLeaves;
2695                                }
[542]2696
[574]2697                                // add to unbounded view cell
2698                                GetOrCreateOutOfBoundsCell()->GetPvs().AddPvs(viewCell->GetPvs());
2699                                DEL_PTR(viewCell);
2700                        }
2701                }
2702                else
2703                {
[2017]2704                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[574]2705               
2706                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2707                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2708                }
2709        }
[542]2710
[574]2711        Debug << "invalid leaves: " << mBspStats.invalidLeaves << endl;
[590]2712#endif
[574]2713}
2714
2715
[639]2716void VspBspTree::CollectRays(VssRayContainer &rays)
2717{
2718        vector<BspLeaf *> leaves;
2719
2720        vector<BspLeaf *>::const_iterator lit, lit_end = leaves.end();
2721
2722        for (lit = leaves.begin(); lit != lit_end; ++ lit)
2723        {
2724                BspLeaf *leaf = *lit;
2725                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = leaf->mVssRays.end();
2726
2727                for (rit = leaf->mVssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
2728                        rays.push_back(*rit);
2729        }
2730}
2731
2732
[574]2733void VspBspTree::ValidateTree()
2734{
2735        stack<BspNode *> nodeStack;
2736
2737        if (!mRoot)
2738                return;
2739
2740        nodeStack.push(mRoot);
2741       
2742        mBspStats.invalidLeaves = 0;
2743        while (!nodeStack.empty())
2744        {
2745                BspNode *node = nodeStack.top();
2746                nodeStack.pop();
2747               
2748                if (node->IsLeaf())
2749                {
[2017]2750                        BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(node);
[574]2751
2752                        if (!leaf->GetViewCell()->GetValid())
2753                                ++ mBspStats.invalidLeaves;
2754
2755                        // validity flags don't match => repair
2756                        if (leaf->GetViewCell()->GetValid() != leaf->TreeValid())
2757                        {
2758                                leaf->SetTreeValid(leaf->GetViewCell()->GetValid());
2759                                PropagateUpValidity(leaf);
[542]2760                        }
2761                }
2762                else
2763                {
[2017]2764                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[542]2765               
2766                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2767                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2768                }
2769        }
[562]2770
[574]2771        Debug << "invalid leaves: " << mBspStats.invalidLeaves << endl;
[542]2772}
2773
[547]2774
[648]2775void VspBspTree::PreprocessPolygons(PolygonContainer &polys)
2776{
2777        // preprocess: throw out polygons coincident to the view space box (not needed)
2778        PolygonContainer boxPolys;
[1027]2779       
[1563]2780        mBoundingBox.ExtractPolys(boxPolys);
[648]2781        vector<Plane3> boxPlanes;
2782
2783        PolygonContainer::iterator pit, pit_end = boxPolys.end();
2784
2785        // extract planes of box
2786        // TODO: can be done more elegantly than first extracting polygons
2787        // and take their planes
2788        for (pit = boxPolys.begin(); pit != pit_end; ++ pit)
2789        {
2790                boxPlanes.push_back((*pit)->GetSupportingPlane());
2791        }
2792
2793        pit_end = polys.end();
2794
2795        for (pit = polys.begin(); pit != pit_end; ++ pit)
2796        {
2797                vector<Plane3>::const_iterator bit, bit_end = boxPlanes.end();
2798               
2799                for (bit = boxPlanes.begin(); (bit != bit_end) && (*pit); ++ bit)
2800                {
2801                        const int cf = (*pit)->ClassifyPlane(*bit, mEpsilon);
2802
2803                        if (cf == Polygon3::COINCIDENT)
2804                        {
2805                                DEL_PTR(*pit);
2806                                //Debug << "coincident!!" << endl;
2807                        }
2808                }
2809        }
2810
[1002]2811        // remove deleted entries after swapping them to end of vector
[648]2812        for (int i = 0; i < (int)polys.size(); ++ i)
2813        {
2814                while (!polys[i] && (i < (int)polys.size()))
2815                {
2816                        swap(polys[i], polys.back());
2817                        polys.pop_back();
2818                }
[1027]2819        }
[648]2820}
2821
2822
[463]2823float VspBspTree::AccumulatedRayLength(const RayInfoContainer &rays) const
2824{
2825        float len = 0;
2826
2827        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
2828
2829        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
2830                len += (*it).SegmentLength();
2831
2832        return len;
2833}
2834
[479]2835
[463]2836int VspBspTree::SplitRays(const Plane3 &plane,
[482]2837                                                  RayInfoContainer &rays,
2838                                                  RayInfoContainer &frontRays,
[639]2839                                                  RayInfoContainer &backRays) const
[463]2840{
2841        int splits = 0;
2842
[574]2843        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
2844
2845        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
[463]2846        {
[574]2847                RayInfo bRay = *it;
2848               
[463]2849                VssRay *ray = bRay.mRay;
[473]2850                float t;
[463]2851
[485]2852                // get classification and receive new t
[463]2853                const int cf = bRay.ComputeRayIntersection(plane, t);
[482]2854
[463]2855                switch (cf)
2856                {
2857                case -1:
2858                        backRays.push_back(bRay);
2859                        break;
2860                case 1:
2861                        frontRays.push_back(bRay);
2862                        break;
[482]2863                case 0:
2864                        {
[485]2865                                //-- split ray
[639]2866                                //   test if start point behind or in front of plane
[485]2867                                const int side = plane.Side(bRay.ExtrapOrigin());
2868
[1011]2869                                ++ splits;
2870
[485]2871                                if (side <= 0)
2872                                {
2873                                        backRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
2874                                        frontRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
2875                                }
2876                                else
2877                                {
2878                                        frontRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
2879                                        backRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
2880                                }
[463]2881                        }
2882                        break;
2883                default:
[485]2884                        Debug << "Should not come here" << endl;
[463]2885                        break;
2886                }
2887        }
2888
2889        return splits;
2890}
2891
[479]2892
[463]2893void VspBspTree::ExtractHalfSpaces(BspNode *n, vector<Plane3> &halfSpaces) const
2894{
2895        BspNode *lastNode;
2896
2897        do
2898        {
2899                lastNode = n;
2900
2901                // want to get planes defining geometry of this node => don't take
2902                // split plane of node itself
2903                n = n->GetParent();
[482]2904
[463]2905                if (n)
2906                {
[2017]2907                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(n);
2908                        Plane3 halfSpace = static_cast<BspInterior *>(interior)->GetPlane();
[463]2909
[683]2910            if (interior->GetBack() != lastNode)
[463]2911                                halfSpace.ReverseOrientation();
2912
2913                        halfSpaces.push_back(halfSpace);
2914                }
2915        }
2916        while (n);
2917}
2918
[485]2919
[482]2920void VspBspTree::ConstructGeometry(BspNode *n,
[503]2921                                                                   BspNodeGeometry &geom) const
[463]2922{
[437]2923        vector<Plane3> halfSpaces;
2924        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
2925
2926        PolygonContainer candidatePolys;
[678]2927        vector<Plane3> candidatePlanes;
[437]2928
[719]2929        vector<Plane3>::const_iterator pit, pit_end = halfSpaces.end();
2930
[683]2931        // bounded planes are added to the polygons
[719]2932        for (pit = halfSpaces.begin(); pit != pit_end; ++ pit)
[437]2933        {
[719]2934                Polygon3 *p = GetBoundingBox().CrossSection(*pit);
[482]2935
[448]2936                if (p->Valid(mEpsilon))
[437]2937                {
[683]2938                        candidatePolys.push_back(p);
[719]2939                        candidatePlanes.push_back(*pit);
[437]2940                }
2941        }
2942
2943        // add faces of bounding box (also could be faces of the cell)
2944        for (int i = 0; i < 6; ++ i)
2945        {
2946                VertexContainer vertices;
[482]2947
[437]2948                for (int j = 0; j < 4; ++ j)
[1563]2949                {
2950                        vertices.push_back(mBoundingBox.GetFace(i).mVertices[j]);
2951                }
[437]2952
[678]2953                Polygon3 *poly = new Polygon3(vertices);
2954
2955                candidatePolys.push_back(poly);
2956                candidatePlanes.push_back(poly->GetSupportingPlane());
[437]2957        }
2958
2959        for (int i = 0; i < (int)candidatePolys.size(); ++ i)
2960        {
2961                // polygon is split by all other planes
2962                for (int j = 0; (j < (int)halfSpaces.size()) && candidatePolys[i]; ++ j)
2963                {
2964                        if (i == j) // polygon and plane are coincident
2965                                continue;
2966
2967                        VertexContainer splitPts;
2968                        Polygon3 *frontPoly, *backPoly;
2969
[482]2970                        const int cf =
[448]2971                                candidatePolys[i]->ClassifyPlane(halfSpaces[j],
2972                                                                                                 mEpsilon);
[482]2973
[437]2974                        switch (cf)
2975                        {
2976                                case Polygon3::SPLIT:
2977                                        frontPoly = new Polygon3();
2978                                        backPoly = new Polygon3();
2979
[482]2980                                        candidatePolys[i]->Split(halfSpaces[j],
2981                                                                                         *frontPoly,
[448]2982                                                                                         *backPoly,
2983                                                                                         mEpsilon);
[437]2984
2985                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
2986
[683]2987                                        if (backPoly->Valid(mEpsilon))
[1563]2988                                        {
[683]2989                                                candidatePolys[i] = backPoly;
[1563]2990                                        }
[437]2991                                        else
[1563]2992                                        {
[683]2993                                                DEL_PTR(backPoly);
[1563]2994                                        }
[437]2995
[683]2996                                        // outside, don't need this
2997                                        DEL_PTR(frontPoly);
[437]2998                                        break;
[1563]2999
[683]3000                                // polygon outside of halfspace
3001                                case Polygon3::FRONT_SIDE:
[437]3002                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
3003                                        break;
[1563]3004
[437]3005                                // just take polygon as it is
[683]3006                                case Polygon3::BACK_SIDE:
[437]3007                                case Polygon3::COINCIDENT:
3008                                default:
3009                                        break;
3010                        }
3011                }
[482]3012
[437]3013                if (candidatePolys[i])
[678]3014                {
3015                        geom.Add(candidatePolys[i], candidatePlanes[i]);
3016                }
[437]3017        }
[463]3018}
3019
[485]3020
[1563]3021bool VspBspTree::IsOutOfBounds(ViewCell *vc) const
3022{
3023        return vc->GetId() == OUT_OF_BOUNDS_ID;
3024}
3025
3026
3027void VspBspTree::SetViewCellsTree(ViewCellsTree *viewCellsTree)
3028{
3029        mViewCellsTree = viewCellsTree;
3030}
3031
3032
[582]3033void VspBspTree::ConstructGeometry(ViewCell *vc,
[503]3034                                                                   BspNodeGeometry &vcGeom) const
[589]3035{
[1551]3036        // if false, cannot construct geometry for interior leaf
3037        if (!mViewCellsTree)
3038                return;
3039
[580]3040        ViewCellContainer leaves;
[590]3041        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
[463]3042
[580]3043        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3044
[463]3045        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
[580]3046        {
[1563]3047                if (IsOutOfBounds(*it))
[1557]3048                        continue;
3049               
[2017]3050                BspViewCell *bspVc = static_cast<BspViewCell *>(*it);
[1551]3051                vector<BspLeaf *>::const_iterator bit, bit_end = bspVc->mLeaves.end();
3052
3053                for (bit = bspVc->mLeaves.begin(); bit != bit_end; ++ bit)
3054                {
3055                        BspLeaf *l = *bit;
3056                        ConstructGeometry(l, vcGeom);
3057                }
[580]3058        }
[463]3059}
3060
[485]3061
[482]3062int VspBspTree::FindNeighbors(BspNode *n, vector<BspLeaf *> &neighbors,
[562]3063                                                          const bool onlyUnmailed) const
[463]3064{
[551]3065        stack<bspNodePair> nodeStack;
3066       
3067        BspNodeGeometry nodeGeom;
3068        ConstructGeometry(n, nodeGeom);
[801]3069//      const float eps = 0.5f;
[752]3070        const float eps = 0.01f;
[500]3071        // split planes from the root to this node
3072        // needed to verify that we found neighbor leaf
[557]3073        // TODO: really needed?
[463]3074        vector<Plane3> halfSpaces;
3075        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
3076
[551]3077
3078        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
3079        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
3080
3081        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
3082
[482]3083        while (!nodeStack.empty())
[463]3084        {
[551]3085                BspNode *node = nodeStack.top().first;
3086                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
[562]3087       
[463]3088                nodeStack.pop();
3089
[557]3090                if (node->IsLeaf())
[562]3091                {
[557]3092                        // test if this leaf is in valid view space
3093                        if (node->TreeValid() &&
3094                                (node != n) &&
3095                                (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
3096                        {
3097                                bool isAdjacent = true;
[551]3098
[570]3099                                if (1)
[557]3100                                {
[562]3101                                        // test all planes of current node if still adjacent
3102                                        for (int i = 0; (i < halfSpaces.size()) && isAdjacent; ++ i)
3103                                        {
3104                                                const int cf =
[678]3105                                                        Polygon3::ClassifyPlane(geom->GetPolys(),
[562]3106                                                                                                        halfSpaces[i],
[752]3107                                                                                                        eps);
[482]3108
[683]3109                                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
[562]3110                                                {
3111                                                        isAdjacent = false;
3112                                                }
[557]3113                                        }
3114                                }
[562]3115                                else
[557]3116                                {
[562]3117                                        // TODO: why is this wrong??
3118                                        // test all planes of current node if still adjacent
[678]3119                                        for (int i = 0; (i < nodeGeom.Size()) && isAdjacent; ++ i)
[562]3120                                        {
[678]3121                                                Polygon3 *poly = nodeGeom.GetPolys()[i];
[555]3122
[562]3123                                                const int cf =
[678]3124                                                        Polygon3::ClassifyPlane(geom->GetPolys(),
[562]3125                                                                                                        poly->GetSupportingPlane(),
[752]3126                                                                                                        eps);
[557]3127
[683]3128                                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
[562]3129                                                {
3130                                                        isAdjacent = false;
3131                                                }
[557]3132                                        }
[570]3133                                }
[557]3134                                // neighbor was found
3135                                if (isAdjacent)
[562]3136                                {       
[2017]3137                                        neighbors.push_back(static_cast<BspLeaf *>(node));
[562]3138                                }
[463]3139                        }
[562]3140                }
3141                else
3142                {
[2017]3143                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[482]3144
[678]3145                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(nodeGeom.GetPolys(),
[562]3146                                                                                                   interior->GetPlane(),
[752]3147                                                                                                   eps);
[551]3148                       
[562]3149                        BspNode *front = interior->GetFront();
3150                        BspNode *back = interior->GetBack();
[551]3151           
[562]3152                        BspNodeGeometry *fGeom = new BspNodeGeometry();
3153                        BspNodeGeometry *bGeom = new BspNodeGeometry();
[463]3154
[562]3155                        geom->SplitGeometry(*fGeom,
3156                                                                *bGeom,
3157                                                                interior->GetPlane(),
[1563]3158                                                                mBoundingBox,
[675]3159                                                                //0.0000001f);
[752]3160                                                                eps);
[551]3161               
[683]3162                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
[562]3163                        {
[683]3164                                nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetBack(), bGeom));
3165                                DEL_PTR(fGeom);
[562]3166                        }
3167                        else
3168                        {
[683]3169                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
[551]3170                                {
[683]3171                                        nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetFront(), fGeom));
3172                                        DEL_PTR(bGeom);
[551]3173                                }
[482]3174                                else
[562]3175                                {       // random decision
3176                                        nodeStack.push(bspNodePair(front, fGeom));
3177                                        nodeStack.push(bspNodePair(back, bGeom));
[463]3178                                }
[551]3179                        }
[463]3180                }
[562]3181       
[551]3182                DEL_PTR(geom);
[463]3183        }
[482]3184
[463]3185        return (int)neighbors.size();
3186}
3187
[489]3188
[600]3189
[710]3190int VspBspTree::FindApproximateNeighbors(BspNode *n,
3191                                                                                 vector<BspLeaf *> &neighbors,
[600]3192                                                                                 const bool onlyUnmailed) const
3193{
3194        stack<bspNodePair> nodeStack;
3195       
3196        BspNodeGeometry nodeGeom;
3197        ConstructGeometry(n, nodeGeom);
3198       
[752]3199        float eps = 0.01f;
[600]3200        // split planes from the root to this node
3201        // needed to verify that we found neighbor leaf
3202        // TODO: really needed?
3203        vector<Plane3> halfSpaces;
3204        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
3205
3206
3207        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
3208        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
3209
3210        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
3211
3212        while (!nodeStack.empty())
3213        {
3214                BspNode *node = nodeStack.top().first;
3215                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
3216       
3217                nodeStack.pop();
3218
3219                if (node->IsLeaf())
3220                {
3221                        // test if this leaf is in valid view space
3222                        if (node->TreeValid() &&
3223                                (node != n) &&
3224                                (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
3225                        {
3226                                bool isAdjacent = true;
3227
3228                                // neighbor was found
3229                                if (isAdjacent)
3230                                {       
[2017]3231                                        neighbors.push_back(static_cast<BspLeaf *>(node));
[600]3232                                }
3233                        }
3234                }
3235                else
3236                {
[2017]3237                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[600]3238
[678]3239                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(nodeGeom.GetPolys(),
[600]3240                                                                                                   interior->GetPlane(),
[752]3241                                                                                                   eps);
[600]3242                       
3243                        BspNode *front = interior->GetFront();
3244                        BspNode *back = interior->GetBack();
3245           
3246                        BspNodeGeometry *fGeom = new BspNodeGeometry();
3247                        BspNodeGeometry *bGeom = new BspNodeGeometry();
3248
3249                        geom->SplitGeometry(*fGeom,
3250                                                                *bGeom,
3251                                                                interior->GetPlane(),
[1563]3252                                                                mBoundingBox,
[675]3253                                                                //0.0000001f);
[752]3254                                                                eps);
[600]3255               
[683]3256                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
[600]3257                        {
[683]3258                                nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetBack(), bGeom));
3259                                DEL_PTR(fGeom);
[710]3260                                }
[600]3261                        else
3262                        {
[683]3263                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
[600]3264                                {
[683]3265                                        nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetFront(), fGeom));
3266                                        DEL_PTR(bGeom);
[600]3267                                }
3268                                else
3269                                {       // random decision
3270                                        nodeStack.push(bspNodePair(front, fGeom));
3271                                        nodeStack.push(bspNodePair(back, bGeom));
3272                                }
3273                        }
3274                }
3275       
3276                DEL_PTR(geom);
3277        }
3278
3279        return (int)neighbors.size();
3280}
3281
3282
3283
[463]3284BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace)
3285{
3286    stack<BspNode *> nodeStack;
3287        nodeStack.push(mRoot);
[482]3288
[463]3289        int mask = rand();
[482]3290
3291        while (!nodeStack.empty())
[463]3292        {
3293                BspNode *node = nodeStack.top();
3294                nodeStack.pop();
[482]3295
3296                if (node->IsLeaf())
[463]3297                {
[2017]3298                        return static_cast<BspLeaf *>(node);
[482]3299                }
3300                else
[463]3301                {
[2017]3302                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[463]3303                        BspNode *next;
[503]3304                        BspNodeGeometry geom;
[482]3305
[463]3306                        // todo: not very efficient: constructs full cell everytime
[498]3307                        ConstructGeometry(interior, geom);
[463]3308
[503]3309                        const int cf =
[678]3310                                Polygon3::ClassifyPlane(geom.GetPolys(), halfspace, mEpsilon);
[463]3311
3312                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
3313                                next = interior->GetFront();
3314                        else
3315                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
3316                                        next = interior->GetFront();
[482]3317                        else
[463]3318                        {
3319                                // random decision
3320                                if (mask & 1)
3321                                        next = interior->GetBack();
3322                                else
3323                                        next = interior->GetFront();
3324                                mask = mask >> 1;
3325                        }
3326
3327                        nodeStack.push(next);
3328                }
3329        }
[482]3330
[463]3331        return NULL;
3332}
3333
[694]3334
[463]3335BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed)
3336{
3337        stack<BspNode *> nodeStack;
[482]3338
[463]3339        nodeStack.push(mRoot);
3340
3341        int mask = rand();
[482]3342
3343        while (!nodeStack.empty())
[463]3344        {
3345                BspNode *node = nodeStack.top();
3346                nodeStack.pop();
[482]3347
3348                if (node->IsLeaf())
[463]3349                {
3350                        if ( (!onlyUnmailed || !node->Mailed()) )
[2017]3351                                return static_cast<BspLeaf *>(node);
[463]3352                }
[482]3353                else
[463]3354                {
[2017]3355                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[463]3356
3357                        // random decision
3358                        if (mask & 1)
3359                                nodeStack.push(interior->GetBack());
3360                        else
3361                                nodeStack.push(interior->GetFront());
3362
3363                        mask = mask >> 1;
3364                }
3365        }
[482]3366
[463]3367        return NULL;
3368}
3369
[694]3370
[463]3371int VspBspTree::ComputePvsSize(const RayInfoContainer &rays) const
3372{
3373        int pvsSize = 0;
3374
3375        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
3376
3377        Intersectable::NewMail();
3378
3379        for (rit = rays.begin(); rit != rays.end(); ++ rit)
3380        {
3381                VssRay *ray = (*rit).mRay;
[482]3382
[2233]3383#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
3384                if (ray->mOriginObject)
[463]3385                {
3386                        if (!ray->mOriginObject->Mailed())
3387                        {
3388                                ray->mOriginObject->Mail();
3389                                ++ pvsSize;
3390                        }
3391                }
[2233]3392#endif
[463]3393                if (ray->mTerminationObject)
3394                {
3395                        if (!ray->mTerminationObject->Mailed())
3396                        {
3397                                ray->mTerminationObject->Mail();
3398                                ++ pvsSize;
3399                        }
3400                }
3401        }
3402
3403        return pvsSize;
3404}
3405
[694]3406
[463]3407float VspBspTree::GetEpsilon() const
3408{
3409        return mEpsilon;
3410}
3411
3412
3413int VspBspTree::SplitPolygons(const Plane3 &plane,
[482]3414                                                          PolygonContainer &polys,
3415                                                          PolygonContainer &frontPolys,
3416                                                          PolygonContainer &backPolys,
[463]3417                                                          PolygonContainer &coincident) const
3418{
3419        int splits = 0;
3420
[574]3421        PolygonContainer::const_iterator it, it_end = polys.end();
3422
3423        for (it = polys.begin(); it != polys.end(); ++ it)     
[463]3424        {
[574]3425                Polygon3 *poly = *it;
[463]3426
3427                // classify polygon
3428                const int cf = poly->ClassifyPlane(plane, mEpsilon);
3429
3430                switch (cf)
3431                {
3432                        case Polygon3::COINCIDENT:
3433                                coincident.push_back(poly);
[482]3434                                break;
3435                        case Polygon3::FRONT_SIDE:
[463]3436                                frontPolys.push_back(poly);
3437                                break;
3438                        case Polygon3::BACK_SIDE:
3439                                backPolys.push_back(poly);
3440                                break;
3441                        case Polygon3::SPLIT:
3442                                backPolys.push_back(poly);
3443                                frontPolys.push_back(poly);
3444                                ++ splits;
3445                                break;
3446                        default:
3447                Debug << "SHOULD NEVER COME HERE\n";
3448                                break;
3449                }
3450        }
3451
3452        return splits;
3453}
[466]3454
3455
[469]3456int VspBspTree::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
3457                                                                const Vector3 &termination,
[882]3458                                                                ViewCellContainer &viewcells)
[466]3459{
[469]3460        int hits = 0;
[719]3461        stack<BspRayTraversalData> tStack;
[482]3462
[469]3463        float mint = 0.0f, maxt = 1.0f;
[482]3464
[1291]3465        //ViewCell::NewMail();
[482]3466
[469]3467        Vector3 entp = origin;
3468        Vector3 extp = termination;
[482]3469
[469]3470        BspNode *node = mRoot;
3471        BspNode *farChild = NULL;
[482]3472
[485]3473        float t;
[752]3474        const float thresh = 1e-6f; // matt: change this to adjustable value
[2015]3475
[482]3476        while (1)
[469]3477        {
[482]3478                if (!node->IsLeaf())
[469]3479                {
[2017]3480                        BspInterior *in = static_cast<BspInterior *>(node);
[482]3481
[2021]3482                        Plane3 &splitPlane = in->GetPlane();
[485]3483                       
[666]3484                        const int entSide = splitPlane.Side(entp, thresh);
3485                        const int extSide = splitPlane.Side(extp, thresh);
[482]3486
[485]3487                        if (entSide < 0)
[469]3488                        {
[666]3489                                node = in->GetBack();
3490                               
3491                                // plane does not split ray => no far child
3492                                if (extSide <= 0)
3493                                        continue;
3494 
3495                                farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
[485]3496                        }
3497                        else if (entSide > 0)
[469]3498                        {
[666]3499                                node = in->GetFront();
[482]3500
[666]3501                                if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
3502                                        continue;
[482]3503
3504                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray
[469]3505                        }
[694]3506                        else // one of the ray end points is on the plane
[1020]3507                        {       
3508                                // NOTE: what to do if ray is coincident with plane?
[485]3509                                if (extSide < 0)
3510                                        node = in->GetBack();
[694]3511                                else //if (extSide > 0)
[485]3512                                        node = in->GetFront();
[694]3513                                //else break; // coincident => count no intersections
3514
[485]3515                                continue; // no far child
[469]3516                        }
[482]3517
[469]3518                        // push data for far child
[719]3519                        tStack.push(BspRayTraversalData(farChild, extp));
[482]3520
[469]3521                        // find intersection of ray segment with plane
3522                        extp = splitPlane.FindIntersection(origin, extp, &t);
[485]3523                }
3524                else
[469]3525                {
3526                        // reached leaf => intersection with view cell
[2017]3527                        BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(node);
[666]3528                        ViewCell *viewCell;
3529                       
[1020]3530                        // question: always contribute to leaf or to currently active view cell?
[2021]3531                        //                      if (0)
3532                        //                              viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
3533                        //                      else
3534                        viewCell = leaf->GetViewCell();
[482]3535
[590]3536                        if (!viewCell->Mailed())
[469]3537                        {
[590]3538                                viewcells.push_back(viewCell);
3539                                viewCell->Mail();
[469]3540                                ++ hits;
3541                        }
[482]3542
[469]3543                        //-- fetch the next far child from the stack
[719]3544                        if (tStack.empty())
[469]3545                                break;
[482]3546
[469]3547                        entp = extp;
[485]3548                       
[719]3549                        const BspRayTraversalData &s = tStack.top();
[482]3550
[469]3551                        node = s.mNode;
3552                        extp = s.mExitPoint;
[482]3553
[719]3554                        tStack.pop();
[469]3555                }
[466]3556        }
[487]3557
[469]3558        return hits;
[466]3559}
[478]3560
[576]3561
3562
3563
[485]3564int VspBspTree::TreeDistance(BspNode *n1, BspNode *n2) const
[482]3565{
3566        std::deque<BspNode *> path1;
3567        BspNode *p1 = n1;
[479]3568
[482]3569        // create path from node 1 to root
3570        while (p1)
3571        {
3572                if (p1 == n2) // second node on path
3573                        return (int)path1.size();
3574
3575                path1.push_front(p1);
3576                p1 = p1->GetParent();
3577        }
3578
3579        int depth = n2->GetDepth();
3580        int d = depth;
3581
3582        BspNode *p2 = n2;
3583
3584        // compare with same depth
3585        while (1)
3586        {
3587                if ((d < (int)path1.size()) && (p2 == path1[d]))
3588                        return (depth - d) + ((int)path1.size() - 1 - d);
3589
3590                -- d;
3591                p2 = p2->GetParent();
3592        }
3593
3594        return 0; // never come here
3595}
3596
[580]3597
[501]3598BspNode *VspBspTree::CollapseTree(BspNode *node, int &collapsed)
[479]3599{
[590]3600// TODO
[728]3601#if HAS_TO_BE_REDONE
[495]3602        if (node->IsLeaf())
[479]3603                return node;
3604
[2017]3605        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[492]3606
[501]3607        BspNode *front = CollapseTree(interior->GetFront(), collapsed);
3608        BspNode *back = CollapseTree(interior->GetBack(), collapsed);
[492]3609
[479]3610        if (front->IsLeaf() && back->IsLeaf())
3611        {
[2017]3612                BspLeaf *frontLeaf = static_cast<BspLeaf *>(front);
3613                BspLeaf *backLeaf = static_cast<BspLeaf *>(back);
[479]3614
3615                //-- collapse tree
3616                if (frontLeaf->GetViewCell() == backLeaf->GetViewCell())
3617                {
3618                        BspViewCell *vc = frontLeaf->GetViewCell();
3619
3620                        BspLeaf *leaf = new BspLeaf(interior->GetParent(), vc);
[489]3621                        leaf->SetTreeValid(frontLeaf->TreeValid());
[482]3622
[479]3623                        // replace a link from node's parent
3624                        if (leaf->GetParent())
3625                                leaf->GetParent()->ReplaceChildLink(node, leaf);
[517]3626                        else
3627                                mRoot = leaf;
3628
[501]3629                        ++ collapsed;
[479]3630                        delete interior;
3631
3632                        return leaf;
3633                }
3634        }
[590]3635#endif
[495]3636        return node;
3637}
3638
3639
[501]3640int VspBspTree::CollapseTree()
[495]3641{
[501]3642        int collapsed = 0;
[580]3643        //TODO
[728]3644#if HAS_TO_BE_REDONE
[501]3645        (void)CollapseTree(mRoot, collapsed);
[517]3646
[485]3647        // revalidate leaves
[517]3648        RepairViewCellsLeafLists();
[580]3649#endif
[501]3650        return collapsed;
[479]3651}
3652
3653
[517]3654void VspBspTree::RepairViewCellsLeafLists()
[492]3655{
[590]3656// TODO
[728]3657#if HAS_TO_BE_REDONE
[479]3658        // list not valid anymore => clear
[492]3659        stack<BspNode *> nodeStack;
3660        nodeStack.push(mRoot);
3661
3662        ViewCell::NewMail();
3663
3664        while (!nodeStack.empty())
3665        {
3666                BspNode *node = nodeStack.top();
3667                nodeStack.pop();
3668
3669                if (node->IsLeaf())
3670                {
[2017]3671                        BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(node);
[492]3672
3673                        BspViewCell *viewCell = leaf->GetViewCell();
[590]3674
[492]3675                        if (!viewCell->Mailed())
3676                        {
3677                                viewCell->mLeaves.clear();
3678                                viewCell->Mail();
3679                        }
[580]3680       
[492]3681                        viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
[590]3682
[492]3683                }
3684                else
3685                {
[2017]3686                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[492]3687
3688                        nodeStack.push(interior->GetFront());
3689                        nodeStack.push(interior->GetBack());
3690                }
[479]3691        }
[590]3692// TODO
3693#endif
[479]3694}
3695
3696
[532]3697int VspBspTree::CastBeam(Beam &beam)
3698{
3699    stack<bspNodePair> nodeStack;
3700        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
3701        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
3702
3703        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
3704 
3705        ViewCell::NewMail();
3706
3707        while (!nodeStack.empty())
3708        {
3709                BspNode *node = nodeStack.top().first;
3710                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
3711                nodeStack.pop();
3712               
3713                AxisAlignedBox3 box;
[697]3714                geom->GetBoundingBox(box);
[532]3715
[535]3716                const int side = beam.ComputeIntersection(box);
[532]3717               
3718                switch (side)
3719                {
3720                case -1:
[547]3721                        CollectViewCells(node, true, beam.mViewCells, true);
[532]3722                        break;
3723                case 0:
[535]3724                       
[532]3725                        if (node->IsLeaf())
3726                        {
[2017]3727                                BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(node);
[535]3728                       
[532]3729                                if (!leaf->GetViewCell()->Mailed() && leaf->TreeValid())
[535]3730                                {
3731                                        leaf->GetViewCell()->Mail();
[532]3732                                        beam.mViewCells.push_back(leaf->GetViewCell());
[535]3733                                }
[532]3734                        }
3735                        else
3736                        {
[2017]3737                                BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[535]3738                       
[538]3739                                BspNode *first = interior->GetFront();
3740                                BspNode *second = interior->GetBack();
[535]3741           
3742                                BspNodeGeometry *firstGeom = new BspNodeGeometry();
3743                                BspNodeGeometry *secondGeom = new BspNodeGeometry();
3744
[538]3745                                geom->SplitGeometry(*firstGeom,
3746                                                                        *secondGeom,
3747                                                                        interior->GetPlane(),
[1563]3748                                                                        mBoundingBox,
[675]3749                                                                        //0.0000001f);
[538]3750                                                                        mEpsilon);
[535]3751
[532]3752                                // decide on the order of the nodes
3753                                if (DotProd(beam.mPlanes[0].mNormal,
3754                                        interior->GetPlane().mNormal) > 0)
3755                                {
3756                                        swap(first, second);
[535]3757                                        swap(firstGeom, secondGeom);
[532]3758                                }
3759
[535]3760                                nodeStack.push(bspNodePair(first, firstGeom));
3761                                nodeStack.push(bspNodePair(second, secondGeom));
[532]3762                        }
[535]3763                       
[532]3764                        break;
[538]3765                default:
[532]3766                        // default: cull
[538]3767                        break;
[532]3768                }
[538]3769               
[532]3770                DEL_PTR(geom);
[535]3771               
[532]3772        }
3773
[538]3774        return (int)beam.mViewCells.size();
[532]3775}
3776
3777
[485]3778void VspBspTree::SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm)
[478]3779{
[485]3780        mViewCellsManager = vcm;
3781}
3782
3783
[580]3784int VspBspTree::CollectMergeCandidates(const vector<BspLeaf *> leaves,
3785                                                                           vector<MergeCandidate> &candidates)
[485]3786{
[478]3787        BspLeaf::NewMail();
[508]3788       
[478]3789        vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3790
[580]3791        int numCandidates = 0;
[509]3792
[478]3793        // find merge candidates and push them into queue
3794        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
3795        {
3796                BspLeaf *leaf = *it;
[485]3797               
3798                // the same leaves must not be part of two merge candidates
3799                leaf->Mail();
[650]3800               
[485]3801                vector<BspLeaf *> neighbors;
[710]3802               
3803                // appoximate neighbor search has slightl relaxed constraints
[694]3804                if (1)
[650]3805                        FindNeighbors(leaf, neighbors, true);
3806                else
3807                        FindApproximateNeighbors(leaf, neighbors, true);
[710]3808
[485]3809                vector<BspLeaf *>::const_iterator nit, nit_end = neighbors.end();
3810
3811                // TODO: test if at least one ray goes from one leaf to the other
3812                for (nit = neighbors.begin(); nit != nit_end; ++ nit)
[508]3813                {
3814                        if ((*nit)->GetViewCell() != leaf->GetViewCell())
[509]3815                        {
[580]3816                                MergeCandidate mc(leaf->GetViewCell(), (*nit)->GetViewCell());
[564]3817
[1006]3818                                if (!leaf->GetViewCell()->GetPvs().Empty() ||
[710]3819                                        !(*nit)->GetViewCell()->GetPvs().Empty() ||
[676]3820                    leaf->IsSibling(*nit))
3821                                {
3822                                        candidates.push_back(mc);
3823                                }
3824
[580]3825                                ++ numCandidates;
3826                                if ((numCandidates % 1000) == 0)
[566]3827                                {
[580]3828                                        cout << "collected " << numCandidates << " merge candidates" << endl;
[566]3829                                }
[509]3830                        }
[485]3831                }
3832        }
3833
[580]3834        Debug << "merge queue: " << (int)candidates.size() << endl;
3835        Debug << "leaves in queue: " << numCandidates << endl;
3836       
[508]3837
[485]3838        return (int)leaves.size();
3839}
3840
3841
[580]3842int VspBspTree::CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
3843                                                                           vector<MergeCandidate> &candidates)
[485]3844{
[547]3845        ViewCell::NewMail();
[503]3846        long startTime = GetTime();
[574]3847       
[485]3848        map<BspLeaf *, vector<BspLeaf*> > neighborMap;
[574]3849        ViewCellContainer::const_iterator iit;
[485]3850
[503]3851        int numLeaves = 0;
[485]3852       
3853        BspLeaf::NewMail();
3854
[574]3855        for (int i = 0; i < (int)rays.size(); ++ i)
[485]3856        { 
[574]3857                VssRay *ray = rays[i];
[547]3858       
[485]3859                // traverse leaves stored in the rays and compare and
3860                // merge consecutive leaves (i.e., the neighbors in the tree)
[574]3861                if (ray->mViewCells.size() < 2)
[485]3862                        continue;
[1551]3863
[574]3864                iit = ray->mViewCells.begin();
[2017]3865                BspViewCell *bspVc = static_cast<BspViewCell *>(*(iit ++));
[1551]3866                BspLeaf *leaf = bspVc->mLeaves[0];
[485]3867               
3868                // traverse intersections
[489]3869                // consecutive leaves are neighbors => add them to queue
[574]3870                for (; iit != ray->mViewCells.end(); ++ iit)
[485]3871                {
[489]3872                        // next pair
3873                        BspLeaf *prevLeaf = leaf;
[2017]3874                        bspVc = static_cast<BspViewCell *>(*iit);
[1551]3875            leaf = bspVc->mLeaves[0]; // exactly one leaf
[489]3876
[508]3877                        // view space not valid or same view cell
3878                        if (!leaf->TreeValid() || !prevLeaf->TreeValid() ||
3879                                (leaf->GetViewCell() == prevLeaf->GetViewCell()))
[489]3880                                continue;
3881
[580]3882                vector<BspLeaf *> &neighbors = neighborMap[leaf];
[485]3883                       
3884                        bool found = false;
[478]3885
[485]3886                        // both leaves inserted in queue already =>
3887                        // look if double pair already exists
3888                        if (leaf->Mailed() && prevLeaf->Mailed())
[478]3889                        {
[485]3890                                vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = neighbors.end();
3891                               
3892                for (it = neighbors.begin(); !found && (it != it_end); ++ it)
3893                                        if (*it == prevLeaf)
3894                                                found = true; // already in queue
3895                        }
[547]3896               
[485]3897                        if (!found)
3898                        {
[564]3899                                // this pair is not in map yet
[485]3900                                // => insert into the neighbor map and the queue
3901                                neighbors.push_back(prevLeaf);
3902                                neighborMap[prevLeaf].push_back(leaf);
[478]3903
[485]3904                                leaf->Mail();
3905                                prevLeaf->Mail();
[547]3906               
[580]3907                                MergeCandidate mc(leaf->GetViewCell(), prevLeaf->GetViewCell());
3908                               
3909                                candidates.push_back(mc);
[564]3910
[580]3911                                if (((int)candidates.size() % 1000) == 0)
[564]3912                                {
[580]3913                                        cout << "collected " << (int)candidates.size() << " merge candidates" << endl;
[564]3914                                }
[478]3915                        }
[485]3916        }
3917        }
[564]3918
[485]3919        Debug << "neighbormap size: " << (int)neighborMap.size() << endl;
[580]3920        Debug << "merge queue: " << (int)candidates.size() << endl;
[503]3921        Debug << "leaves in queue: " << numLeaves << endl;
[485]3922
[580]3923
[503]3924        //-- collect the leaves which haven't been found by ray casting
[542]3925        if (0)
3926        {
[551]3927                cout << "finding additional merge candidates using geometry" << endl;
[542]3928                vector<BspLeaf *> leaves;
[547]3929                CollectLeaves(leaves, true);
[542]3930                Debug << "found " << (int)leaves.size() << " new leaves" << endl << endl;
[580]3931                CollectMergeCandidates(leaves, candidates);
[542]3932        }
[503]3933
3934        return numLeaves;
[485]3935}
3936
3937
3938
3939
[879]3940ViewCell *VspBspTree::GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active)
[492]3941{
[879]3942        if (mRoot == NULL)
3943                return NULL;
3944
3945        stack<BspNode *> nodeStack;
3946        nodeStack.push(mRoot);
[492]3947 
[882]3948        ViewCellLeaf *viewcell = NULL;
[492]3949 
[879]3950        while (!nodeStack.empty()) 
3951        {
3952                BspNode *node = nodeStack.top();
3953                nodeStack.pop();
[492]3954       
[879]3955                if (node->IsLeaf())
3956                {
[2017]3957                        viewcell = static_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[879]3958                        break;
3959                }
3960                else   
3961                {       
[2017]3962                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[879]3963       
3964                        // random decision
3965                        if (interior->GetPlane().Side(point) < 0)
3966                                nodeStack.push(interior->GetBack());
3967                        else
3968                                nodeStack.push(interior->GetFront());
3969                }
[492]3970        }
3971 
[879]3972        if (active)
3973                return mViewCellsTree->GetActiveViewCell(viewcell);
3974        else
3975                return viewcell;
[492]3976}
3977
3978
[487]3979bool VspBspTree::ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const
3980{
3981        BspNode *node = mRoot;
[485]3982
[487]3983        while (1)
3984        {
3985                // early exit
3986                if (node->TreeValid())
3987                        return true;
3988
3989                if (node->IsLeaf())
3990                        return false;
3991                       
[2017]3992                BspInterior *in = static_cast<BspInterior *>(node);
[490]3993                                       
3994                if (in->GetPlane().Side(viewPoint) <= 0)
[487]3995                {
3996                        node = in->GetBack();
3997                }
3998                else
3999                {
4000                        node = in->GetFront();
4001                }
4002        }
4003
4004        // should never come here
4005        return false;
4006}
4007
4008
4009void VspBspTree::PropagateUpValidity(BspNode *node)
4010{
[574]4011        const bool isValid = node->TreeValid();
4012
4013        // propagative up invalid flag until only invalid nodes exist over this node
4014        if (!isValid)
[487]4015        {
[574]4016                while (!node->IsRoot() && node->GetParent()->TreeValid())
4017                {
4018                        node = node->GetParent();
4019                        node->SetTreeValid(false);
4020                }
[487]4021        }
[574]4022        else
4023        {
4024                // propagative up valid flag until one of the subtrees is invalid
4025                while (!node->IsRoot() && !node->TreeValid())
4026                {
4027            node = node->GetParent();
[2017]4028                        BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[574]4029                       
4030                        // the parent is valid iff both leaves are valid
4031                        node->SetTreeValid(interior->GetBack()->TreeValid() &&
4032                                                           interior->GetFront()->TreeValid());
4033                }
4034        }
[487]4035}
4036
[1201]4037
4038bool VspBspTree::Export(OUT_STREAM &stream)
[503]4039{
[508]4040        ExportNode(mRoot, stream);
[503]4041        return true;
4042}
4043
[1201]4044
4045void VspBspTree::ExportNode(BspNode *node, OUT_STREAM &stream)
[508]4046{
4047        if (node->IsLeaf())
[503]4048        {
[2017]4049                BspLeaf *leaf = static_cast<BspLeaf *>(node);
[590]4050                ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
4051
[508]4052                int id = -1;
[590]4053                if (viewCell != mOutOfBoundsCell)
4054                        id = viewCell->GetId();
[503]4055
[508]4056                stream << "<Leaf viewCellId=\"" << id << "\" />" << endl;
[503]4057        }
[508]4058        else
[503]4059        {
[2017]4060                BspInterior *interior = static_cast<BspInterior *>(node);
[508]4061       
4062                Plane3 plane = interior->GetPlane();
4063                stream << "<Interior plane=\"" << plane.mNormal.x << " "
4064                           << plane.mNormal.y << " " << plane.mNormal.z << " "
4065                           << plane.mD << "\">" << endl;
[503]4066
[508]4067                ExportNode(interior->GetBack(), stream);
4068                ExportNode(interior->GetFront(), stream);
[503]4069
[508]4070                stream << "</Interior>" << endl;
[503]4071        }
4072}
[860]4073
[1580]4074}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.