source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/VspBspTree.cpp @ 682

Revision 682, 87.6 KB checked in by mattausch, 19 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"
[463]19
[639]20#define USE_FIXEDPOINT_T 0
[590]21
[639]22
[463]23//-- static members
[508]24
[463]25
[482]26int VspBspTree::sFrontId = 0;
[463]27int VspBspTree::sBackId = 0;
28int VspBspTree::sFrontAndBackId = 0;
29
30
[557]31
[579]32// pvs penalty can be different from pvs size
33inline float EvalPvsPenalty(const int pvs,
34                                                        const int lower,
35                                                        const int upper)
36{
37        // clamp to minmax values
38        if (pvs < lower)
39                return (float)lower;
40        if (pvs > upper)
41                return (float)upper;
[578]42
[579]43        return (float)pvs;
44}
[463]45
[557]46
[579]47
48
[601]49/******************************************************************************/
50/*                       class VspBspTree implementation                      */
51/******************************************************************************/
[579]52
53
[482]54VspBspTree::VspBspTree():
[463]55mRoot(NULL),
[547]56mUseAreaForPvs(false),
[478]57mCostNormalizer(Limits::Small),
58mViewCellsManager(NULL),
[497]59mOutOfBoundsCell(NULL),
[643]60mStoreRays(false),
[605]61mRenderCostWeight(0.5),
[610]62mUseRandomAxis(false),
[650]63mTimeStamp(1)
[463]64{
[486]65        bool randomize = false;
66        environment->GetBoolValue("VspBspTree.Construction.randomize", randomize);
67        if (randomize)
68                Randomize(); // initialise random generator for heuristics
[463]69
70        //-- termination criteria for autopartition
71        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxDepth", mTermMaxDepth);
72        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minPvs", mTermMinPvs);
73        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minRays", mTermMinRays);
[547]74        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minProbability", mTermMinProbability);
[463]75        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxRayContribution", mTermMaxRayContribution);
76        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minAccRayLenght", mTermMinAccRayLength);
[472]77        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxCostRatio", mTermMaxCostRatio);
78        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.missTolerance", mTermMissTolerance);
[564]79        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxViewCells", mMaxViewCells);
[666]80
[564]81        //-- max cost ratio for early tree termination
82        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxCostRatio", mTermMaxCostRatio);
[610]83
[654]84        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minGlobalCostRatio", mTermMinGlobalCostRatio);
85        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.globalCostMissTolerance", mTermGlobalCostMissTolerance);
[610]86
[654]87        // HACK//mTermMinPolygons = 25;
88
[463]89        //-- factors for bsp tree split plane heuristics
90        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Factor.pvs", mPvsFactor);
91        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.ct_div_ci", mCtDivCi);
92
[482]93
[463]94        //-- partition criteria
95        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxPolyCandidates", mMaxPolyCandidates);
96        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxRayCandidates", mMaxRayCandidates);
97        environment->GetIntValue("VspBspTree.splitPlaneStrategy", mSplitPlaneStrategy);
98
99        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.epsilon", mEpsilon);
100        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxTests", mMaxTests);
101
[564]102        // if only the driving axis is used for axis aligned split
[551]103        environment->GetBoolValue("VspBspTree.splitUseOnlyDrivingAxis", mOnlyDrivingAxis);
[580]104       
[508]105        //-- termination criteria for axis aligned split
106        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.maxRayContribution",
[665]107                                                                mTermMaxRayContriForAxisAligned);
[508]108        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.minRays",
[665]109                                                         mTermMinRaysForAxisAligned);
[487]110
[508]111        //environment->GetFloatValue("VspBspTree.maxTotalMemory", mMaxTotalMemory);
112        environment->GetFloatValue("VspBspTree.maxStaticMemory", mMaxMemory);
113
[580]114        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.renderCostWeight", mRenderCostWeight);
[607]115        environment->GetBoolValue("VspBspTree.usePolygonSplitIfAvailable", mUsePolygonSplitIfAvailable);
[547]116
[612]117        environment->GetBoolValue("VspBspTree.useCostHeuristics", mUseCostHeuristics);
[655]118        environment->GetBoolValue("VspBspTree.useSplitCostQueue", mUseSplitCostQueue);
[663]119        environment->GetBoolValue("VspBspTree.simulateOctree", mSimulateOctree);
[664]120        environment->GetBoolValue("VspBspTree.useRandomAxis", mUseRandomAxis);
[666]121        environment->GetBoolValue("VspBspTree.useBreathFirstSplits", mBreathFirstSplits);
[580]122
[679]123        environment->GetBoolValue("ViewCells.PostProcess.emptyViewCellsMerge", mEmptyViewCellsMergeAllowed);
[676]124       
[660]125        char subdivisionStatsLog[100];
[666]126        environment->GetStringValue("VspBspTree.subdivisionStats", subdivisionStatsLog);
[660]127        mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
[612]128
[478]129        //-- debug output
[580]130
[473]131        Debug << "******* VSP BSP options ******** " << endl;
132    Debug << "max depth: " << mTermMaxDepth << endl;
133        Debug << "min PVS: " << mTermMinPvs << endl;
[547]134        Debug << "min probabiliy: " << mTermMinProbability << endl;
[473]135        Debug << "min rays: " << mTermMinRays << endl;
136        Debug << "max ray contri: " << mTermMaxRayContribution << endl;
137        Debug << "max cost ratio: " << mTermMaxCostRatio << endl;
138        Debug << "miss tolerance: " << mTermMissTolerance << endl;
139        Debug << "max view cells: " << mMaxViewCells << endl;
140        Debug << "max polygon candidates: " << mMaxPolyCandidates << endl;
[663]141        //Debug << "max plane candidates: " << mMaxRayCandidates << endl;
[486]142        Debug << "randomize: " << randomize << endl;
[582]143
[551]144        Debug << "using area for pvs: " << mUseAreaForPvs << endl;
[580]145        Debug << "render cost weight: " << mRenderCostWeight << endl;
[663]146        Debug << "min global cost ratio: " << mTermMinGlobalCostRatio << endl;
147        Debug << "global cost miss tolerance: " << mTermGlobalCostMissTolerance << endl;
148        Debug << "only driving axis: " << mOnlyDrivingAxis << endl;
149        Debug << "max memory: " << mMaxMemory << endl;
150        Debug << "use poly split if available: " << mUsePolygonSplitIfAvailable << endl;
151        Debug << "use cost heuristics: " << mUseCostHeuristics << endl;
152        Debug << "use split cost queue: " << mUseSplitCostQueue << endl;
153        Debug << "subdivision stats log: " << subdivisionStatsLog << endl;
[664]154        Debug << "use random axis: " << mUseRandomAxis << endl;
155        Debug << "breath first splits: " << mBreathFirstSplits << endl;
[682]156        Debug << "empty view cells merge: " << mEmptyViewCellsMergeAllowed << endl;
157
[665]158        Debug << "octree: " << mSimulateOctree << endl;
[663]159
[463]160        Debug << "Split plane strategy: ";
[564]161
[463]162        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
[474]163        {
[463]164                Debug << "random polygon ";
[474]165        }
[463]166        if (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED)
[472]167        {
[463]168                Debug << "axis aligned ";
[472]169        }
[665]170        if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
[472]171        {
[474]172                mCostNormalizer += mLeastRaySplitsFactor;
[463]173                Debug << "least ray splits ";
[472]174        }
[463]175        if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
[472]176        {
[474]177                mCostNormalizer += mBalancedRaysFactor;
[463]178                Debug << "balanced rays ";
[472]179        }
[463]180        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
[472]181        {
[474]182                mCostNormalizer += mPvsFactor;
[463]183                Debug << "pvs";
[665]184        }
[482]185
[489]186
[480]187        mSplitCandidates = new vector<SortableEntry>;
[463]188
189        Debug << endl;
190}
191
[580]192
[508]193BspViewCell *VspBspTree::GetOutOfBoundsCell()
194{
195        return mOutOfBoundsCell;
196}
[463]197
[508]198
[489]199BspViewCell *VspBspTree::GetOrCreateOutOfBoundsCell()
200{
201        if (!mOutOfBoundsCell)
[508]202        {
[489]203                mOutOfBoundsCell = new BspViewCell();
[508]204                mOutOfBoundsCell->SetId(-1);
[547]205                mOutOfBoundsCell->SetValid(false);
[508]206        }
[547]207
[489]208        return mOutOfBoundsCell;
209}
210
211
[482]212const BspTreeStatistics &VspBspTree::GetStatistics() const
[463]213{
[574]214        return mBspStats;
[463]215}
216
217
218VspBspTree::~VspBspTree()
219{
220        DEL_PTR(mRoot);
[480]221        DEL_PTR(mSplitCandidates);
[463]222}
223
[579]224
[482]225int VspBspTree::AddMeshToPolygons(Mesh *mesh,
226                                                                  PolygonContainer &polys,
[463]227                                                                  MeshInstance *parent)
228{
229        FaceContainer::const_iterator fi;
[482]230
[463]231        // copy the face data to polygons
232        for (fi = mesh->mFaces.begin(); fi != mesh->mFaces.end(); ++ fi)
233        {
234                Polygon3 *poly = new Polygon3((*fi), mesh);
[482]235
[463]236                if (poly->Valid(mEpsilon))
237                {
238                        poly->mParent = parent; // set parent intersectable
239                        polys.push_back(poly);
240                }
241                else
242                        DEL_PTR(poly);
243        }
244        return (int)mesh->mFaces.size();
245}
246
[580]247
[482]248int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ViewCellContainer &viewCells,
249                                                          PolygonContainer &polys,
[463]250                                                          int maxObjects)
251{
[482]252        int limit = (maxObjects > 0) ?
[463]253                Min((int)viewCells.size(), maxObjects) : (int)viewCells.size();
[482]254
[463]255        int polysSize = 0;
256
257        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
258        {
259                if (viewCells[i]->GetMesh()) // copy the mesh data to polygons
260                {
261                        mBox.Include(viewCells[i]->GetBox()); // add to BSP tree aabb
[482]262                        polysSize +=
263                                AddMeshToPolygons(viewCells[i]->GetMesh(),
264                                                                  polys,
[463]265                                                                  viewCells[i]);
266                }
267        }
268
269        return polysSize;
270}
271
[580]272
[482]273int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ObjectContainer &objects,
274                                                                 PolygonContainer &polys,
[463]275                                                                 int maxObjects)
276{
[482]277        int limit = (maxObjects > 0) ?
[463]278                Min((int)objects.size(), maxObjects) : (int)objects.size();
[482]279
[463]280        for (int i = 0; i < limit; ++i)
281        {
282                Intersectable *object = objects[i];//*it;
283                Mesh *mesh = NULL;
284
285                switch (object->Type()) // extract the meshes
286                {
287                case Intersectable::MESH_INSTANCE:
288                        mesh = dynamic_cast<MeshInstance *>(object)->GetMesh();
289                        break;
290                case Intersectable::VIEW_CELL:
291                        mesh = dynamic_cast<ViewCell *>(object)->GetMesh();
292                        break;
293                        // TODO: handle transformed mesh instances
294                default:
295                        Debug << "intersectable type not supported" << endl;
296                        break;
297                }
[482]298
[463]299        if (mesh) // copy the mesh data to polygons
300                {
301                        mBox.Include(object->GetBox()); // add to BSP tree aabb
[485]302                        AddMeshToPolygons(mesh, polys, NULL);
[463]303                }
304        }
305
306        return (int)polys.size();
307}
308
[580]309
[483]310void VspBspTree::Construct(const VssRayContainer &sampleRays,
311                                                   AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox)
[463]312{
[574]313        mBspStats.nodes = 1;
[463]314        mBox.Initialize();      // initialise BSP tree bounding box
[482]315
[484]316        if (forcedBoundingBox)
317                mBox = *forcedBoundingBox;
318       
[463]319        PolygonContainer polys;
320        RayInfoContainer *rays = new RayInfoContainer();
321
322        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
323
324        long startTime = GetTime();
325
[480]326        cout << "Extracting polygons from rays ... ";
[463]327
328        Intersectable::NewMail();
329
[511]330        int numObj = 0;
[542]331
[463]332        //-- extract polygons intersected by the rays
333        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
334        {
335                VssRay *ray = *rit;
[482]336
[484]337                if ((mBox.IsInside(ray->mTermination) || !forcedBoundingBox) &&
338                        ray->mTerminationObject &&
339                        !ray->mTerminationObject->Mailed())
[463]340                {
341                        ray->mTerminationObject->Mail();
342                        MeshInstance *obj = dynamic_cast<MeshInstance *>(ray->mTerminationObject);
343                        AddMeshToPolygons(obj->GetMesh(), polys, obj);
[511]344                        ++ numObj;
[648]345
[484]346                        //-- compute bounding box
347                        if (!forcedBoundingBox)
348                                mBox.Include(ray->mTermination);
[463]349                }
350
[484]351                if ((mBox.IsInside(ray->mOrigin) || !forcedBoundingBox) &&
352                        ray->mOriginObject &&
353                        !ray->mOriginObject->Mailed())
[463]354                {
355                        ray->mOriginObject->Mail();
356                        MeshInstance *obj = dynamic_cast<MeshInstance *>(ray->mOriginObject);
357                        AddMeshToPolygons(obj->GetMesh(), polys, obj);
[511]358                        ++ numObj;
359
[484]360                        //-- compute bounding box
361                        if (!forcedBoundingBox)
362                                mBox.Include(ray->mOrigin);
[463]363                }
364        }
[535]365       
[653]366        Debug << "maximal pvs (i.e., pvs still considered as valid) : "
367                  << mViewCellsManager->GetMaxPvsSize() << endl;
[580]368
[463]369        //-- store rays
370        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
371        {
372                VssRay *ray = *rit;
[482]373
[463]374                float minT, maxT;
375
[564]376                static Ray hray;
377                hray.Init(*ray);
[562]378
[483]379                // TODO: not very efficient to implictly cast between rays types
[564]380                if (mBox.GetRaySegment(hray, minT, maxT))
[463]381                {
382                        float len = ray->Length();
[482]383
384                        if (!len)
[463]385                                len = Limits::Small;
[482]386
[463]387                        rays->push_back(RayInfo(ray, minT / len, maxT / len));
388                }
389        }
390
[587]391        // normalize
[547]392        if (mUseAreaForPvs)
[587]393                mTermMinProbability *= mBox.SurfaceArea();
[547]394        else
395                mTermMinProbability *= mBox.GetVolume();
396
[648]397        // throw out unnecessary polygons
398        PreprocessPolygons(polys);
399
[574]400        mBspStats.polys = (int)polys.size();
[654]401        mGlobalCostMisses = 0;
402
[475]403        cout << "finished" << endl;
[463]404
[482]405        Debug << "\nPolygon extraction: " << (int)polys.size() << " polys extracted from "
[475]406                  << (int)sampleRays.size() << " rays in "
407                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << " secs" << endl << endl;
408
[655]409        // use split cost priority queue
410        if (mUseSplitCostQueue)
411        {
[654]412                ConstructWithSplitQueue(polys, rays);
[655]413        }
[654]414        else
[655]415        {
[654]416                Construct(polys, rays);
[655]417        }
[463]418
419        // clean up polygons
420        CLEAR_CONTAINER(polys);
421}
422
[508]423
[612]424// TODO: return memory usage in MB
[656]425float VspBspTree::GetMemUsage() const
[508]426{
[656]427        return (float)
428                 (sizeof(VspBspTree) +
429                  mBspStats.Leaves() * sizeof(BspLeaf) +
430                  mCreatedViewCells * sizeof(BspViewCell) +
431                  mBspStats.pvs * sizeof(ObjectPvsData) +
432                  mBspStats.Interior() * sizeof(BspInterior) +
433                  mBspStats.accumRays * sizeof(RayInfo)) / (1024.0f * 1024.0f);
[508]434}
435
436
437
[463]438void VspBspTree::Construct(const PolygonContainer &polys, RayInfoContainer *rays)
439{
[600]440        VspBspTraversalQueue tQueue;
[463]441
442        mRoot = new BspLeaf();
443
444        // constrruct root node geometry
445        BspNodeGeometry *geom = new BspNodeGeometry();
446        ConstructGeometry(mRoot, *geom);
447
[547]448        const float prop = mUseAreaForPvs ? geom->GetArea() : geom->GetVolume();
449
[482]450        VspBspTraversalData tData(mRoot,
451                                                          new PolygonContainer(polys),
[463]452                                                          0,
[482]453                                                          rays,
454                              ComputePvsSize(*rays),
[547]455                                                          prop,
[463]456                                                          geom);
[663]457
[664]458        EvalPriority(tData);
459       
[663]460
461        if (mSimulateOctree)
462        tData.mAxis = 0;
463
[578]464        // first node is kd node, i.e. an axis aligned box
[678]465        if (0)
[578]466        tData.mIsKdNode = true;
467        else
468                tData.mIsKdNode = false;
[562]469
[600]470        tQueue.push(tData);
[463]471
[609]472
[605]473        mTotalCost = tData.mPvs * tData.mProbability / mBox.GetVolume();
[607]474        mTotalPvsSize = tData.mPvs;
475       
[601]476        mSubdivisionStats
[605]477                        << "#ViewCells\n1\n" <<  endl
[601]478                        << "#RenderCostDecrease\n0\n" << endl
[607]479                        << "#TotalRenderCost\n" << mTotalCost << endl
480                        << "#AvgRenderCost\n" << mTotalPvsSize << endl;
[601]481
[600]482        Debug << "total cost: " << mTotalCost << endl;
483       
[601]484       
[574]485        mBspStats.Start();
[667]486        cout << "Constructing vsp bsp tree ... \n";
[463]487
[542]488        long startTime = GetTime();     
[664]489        int nLeaves = 500;
490        int nViewCells = 500;
[587]491
492        // used for intermediate time measurements and progress
[542]493        long interTime = GetTime();     
[547]494
[542]495        mOutOfMemory = false;
[482]496
[612]497        mCreatedViewCells = 0;
498       
[600]499        while (!tQueue.empty())
[463]500        {
[600]501                tData = tQueue.top();
502            tQueue.pop();               
[463]503
[508]504                if (0 && !mOutOfMemory)
505                {
506                        float mem = GetMemUsage();
[478]507
[508]508                        if (mem > mMaxMemory)
509                        {
510                                mOutOfMemory = true;
511                                Debug << "memory limit reached: " << mem << endl;
512                        }
513                }
514
[587]515                // subdivide leaf node
[600]516                BspNode *r = Subdivide(tQueue, tData);
[463]517
518                if (r == mRoot)
[482]519                        Debug << "VSP BSP tree construction time spent at root: "
[542]520                                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
521
[654]522                if (mBspStats.Leaves() >= nLeaves)
[542]523                {
[612]524                        nLeaves += 500;
525
[574]526                        cout << "leaves=" << mBspStats.Leaves() << endl;
[542]527                        Debug << "needed "
[587]528                                  << TimeDiff(interTime, GetTime())*1e-3
[612]529                                  << " secs to create 500 view cells" << endl;
[542]530                        interTime = GetTime();
531                }
[612]532
[664]533                if (mCreatedViewCells >= nViewCells)
[612]534                {
535                        nViewCells += 500;
536
537                        cout << "generated " << mCreatedViewCells << " viewcells" << endl;
538                }
[463]539        }
540
[542]541        Debug << "Used Memory: " << GetMemUsage() << " MB" << endl << endl;
[463]542        cout << "finished\n";
543
[574]544        mBspStats.Stop();
[463]545}
546
[508]547
[653]548
[654]549void VspBspTree::ConstructWithSplitQueue(const PolygonContainer &polys,
[653]550                                                                                          RayInfoContainer *rays)
551{
552        VspBspSplitQueue tQueue;
553
554        mRoot = new BspLeaf();
555
556        // constrruct root node geometry
557        BspNodeGeometry *geom = new BspNodeGeometry();
558        ConstructGeometry(mRoot, *geom);
559
560        const float prop = mUseAreaForPvs ? geom->GetArea() : geom->GetVolume();
561
562        VspBspTraversalData tData(mRoot,
563                                                          new PolygonContainer(polys),
564                                                          0,
565                                                          rays,
566                              ComputePvsSize(*rays),
567                                                          prop,
568                                                          geom);
569
[664]570       
[663]571
[660]572        // compute first split candidate
[653]573        VspBspSplitCandidate splitCandidate;
574        EvalSplitCandidate(tData, splitCandidate);
575
576        tQueue.push(splitCandidate);
577
578        mTotalCost = tData.mPvs * tData.mProbability / mBox.GetVolume();
579        mTotalPvsSize = tData.mPvs;
580       
581        mSubdivisionStats
582                        << "#ViewCells\n1\n" <<  endl
583                        << "#RenderCostDecrease\n0\n" << endl
[654]584                        << "#dummy\n0\n" << endl
[653]585                        << "#TotalRenderCost\n" << mTotalCost << endl
586                        << "#AvgRenderCost\n" << mTotalPvsSize << endl;
587
588        Debug << "total cost: " << mTotalCost << endl;
589       
590       
591        mBspStats.Start();
[667]592        cout << "Constructing vsp bsp tree ... \n";
[653]593
594        long startTime = GetTime();     
[666]595        int nLeaves = 500;
596        int nViewCells = 500;
[653]597
598        // used for intermediate time measurements and progress
599        long interTime = GetTime();     
600
601        mOutOfMemory = false;
602
603        mCreatedViewCells = 0;
604       
605        while (!tQueue.empty())
606        {
607                splitCandidate = tQueue.top();
608            tQueue.pop();               
609
[654]610                // cost ratio of cost decrease / totalCost
611                float costRatio = splitCandidate.GetCost() / mTotalCost;
612
[655]613                //Debug << "cost ratio: " << costRatio << endl;
[654]614
615                if (costRatio < mTermMinGlobalCostRatio)
616                        ++ mGlobalCostMisses;
[655]617               
[653]618                if (0 && !mOutOfMemory)
619                {
620                        float mem = GetMemUsage();
621
622                        if (mem > mMaxMemory)
623                        {
624                                mOutOfMemory = true;
625                                Debug << "memory limit reached: " << mem << endl;
626                        }
627                }
628
629                // subdivide leaf node
630                BspNode *r = Subdivide(tQueue, splitCandidate);
631
632                if (r == mRoot)
633                        Debug << "VSP BSP tree construction time spent at root: "
634                                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
635
[654]636                if (mBspStats.Leaves() >= nLeaves)
[653]637                {
638                        nLeaves += 500;
639
640                        cout << "leaves=" << mBspStats.Leaves() << endl;
641                        Debug << "needed "
642                                  << TimeDiff(interTime, GetTime())*1e-3
643                                  << " secs to create 500 view cells" << endl;
644                        interTime = GetTime();
645                }
646
647                if (mCreatedViewCells == nViewCells)
648                {
649                        nViewCells += 500;
650
651                        cout << "generated " << mCreatedViewCells << " viewcells" << endl;
652                }
653        }
654
655        Debug << "Used Memory: " << GetMemUsage() << " MB" << endl << endl;
656        cout << "finished\n";
657
658        mBspStats.Stop();
659}
660
661
[654]662bool VspBspTree::LocalTerminationCriteriaMet(const VspBspTraversalData &data) const
[463]663{
[482]664        return
[463]665                (((int)data.mRays->size() <= mTermMinRays) ||
[473]666                 (data.mPvs <= mTermMinPvs)   ||
[547]667                 (data.mProbability <= mTermMinProbability) ||
[535]668                 (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution) ||
[463]669                 (data.mDepth >= mTermMaxDepth));
670}
671
[508]672
[654]673bool VspBspTree::GlobalTerminationCriteriaMet(const VspBspTraversalData &data) const
674{
675        return
676                (mOutOfMemory
677                || (mBspStats.Leaves() >= mMaxViewCells)
678                || (mGlobalCostMisses >= mTermGlobalCostMissTolerance)
679                 );
680}
681
682
683
[600]684BspNode *VspBspTree::Subdivide(VspBspTraversalQueue &tQueue,
[463]685                                                           VspBspTraversalData &tData)
686{
[473]687        BspNode *newNode = tData.mNode;
688
[654]689        if (!LocalTerminationCriteriaMet(tData) && !GlobalTerminationCriteriaMet(tData))
[473]690        {
691                PolygonContainer coincident;
[482]692
[473]693                VspBspTraversalData tFrontData;
694                VspBspTraversalData tBackData;
[612]695
[663]696                if (mSimulateOctree)
697                {       // choose axes in circular motion
698                        tFrontData.mAxis = (tData.mAxis + 1) % 3;
699                        tBackData.mAxis = (tData.mAxis + 1) % 3;
700                }
701
[473]702                // create new interior node and two leaf nodes
703                // or return leaf as it is (if maxCostRatio missed)
[653]704                int splitAxis;
705                bool splitFurther = true;
706                int maxCostMisses = tData.mMaxCostMisses;
707               
708                Plane3 splitPlane;
709                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
710
711                if (!SelectPlane(splitPlane, leaf, tData, tFrontData, tBackData, splitAxis))
[473]712                {
[653]713                        ++ maxCostMisses;
714
715                        if (maxCostMisses > mTermMissTolerance)
716                        {
717                                // terminate branch because of max cost
718                                ++ mBspStats.maxCostNodes;
719                                splitFurther = false;
720                        }
721                }
722       
723                if (splitFurther) //-- continue subdivision
724                {
725                        newNode = SubdivideNode(splitPlane, tData, tFrontData, tBackData, coincident);
726
727                        if (splitAxis < 3)
728                                ++ mBspStats.splits[splitAxis];
729                        else
730                                ++ mBspStats.polySplits;
731
732                        tFrontData.mIsKdNode = tBackData.mIsKdNode = (tData.mIsKdNode && splitAxis < 3);
[663]733
[653]734                        // how often was max cost ratio missed in this branch?
735                        tFrontData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
736                        tBackData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
737
[664]738                        EvalPriority(tFrontData);
739                        EvalPriority(tBackData);
[663]740
[600]741                        if (1)
742                        {
[675]743
[611]744                                float cFront = (float)tFrontData.mPvs * tFrontData.mProbability;
745                                float cBack = (float)tBackData.mPvs * tBackData.mProbability;
746                                float cData = (float)tData.mPvs * tData.mProbability;;
[605]747
[670]748                float costDecr = (cFront + cBack - cData) / mBox.GetVolume();
[607]749
[600]750                                mTotalCost += costDecr;
[607]751                                mTotalPvsSize += tFrontData.mPvs + tBackData.mPvs - tData.mPvs;
[600]752
753                                mSubdivisionStats
[605]754                                                << "#ViewCells\n" << mBspStats.Leaves() << endl
[600]755                                                << "#RenderCostDecrease\n" << -costDecr << endl
[607]756                                                << "#TotalRenderCost\n" << mTotalCost << endl
[650]757                                                << "#AvgRenderCost\n" << (float)mTotalPvsSize / (float)mBspStats.Leaves() << endl;
[600]758                        }
759
[473]760                        // push the children on the stack
[600]761                        tQueue.push(tFrontData);
762                        tQueue.push(tBackData);
[473]763
764                        // delete old leaf node
[482]765                        DEL_PTR(tData.mNode);
[473]766                }
767        }
[482]768
[478]769        //-- terminate traversal and create new view cell
[473]770        if (newNode->IsLeaf())
[463]771        {
[473]772                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(newNode);
[547]773                BspViewCell *viewCell = new BspViewCell();
[489]774               
[463]775                leaf->SetViewCell(viewCell);
[487]776       
777                //-- update pvs
[556]778                int conSamp = 0;
779                float sampCon = 0.0f;
780                AddToPvs(leaf, *tData.mRays, sampCon, conSamp);
[487]781
[574]782                mBspStats.contributingSamples += conSamp;
783                mBspStats.sampleContributions +=(int) sampCon;
[487]784
785                //-- store additional info
[478]786                if (mStoreRays)
787                {
788                        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = tData.mRays->end();
789                        for (it = tData.mRays->begin(); it != it_end; ++ it)
[639]790                        {
791                                (*it).mRay->Ref();                     
[478]792                                leaf->mVssRays.push_back((*it).mRay);
[639]793                        }
[478]794                }
[612]795
[564]796                // should I check here?
[562]797                if (0 && !mViewCellsManager->CheckValidity(viewCell, 0, mViewCellsManager->GetMaxPvsSize()))
[547]798                {
799                        viewCell->SetValid(false);
800                        leaf->SetTreeValid(false);
801                        PropagateUpValidity(leaf);
[463]802
[574]803                        ++ mBspStats.invalidLeaves;
[547]804                }
805               
[580]806        viewCell->mLeaf = leaf;
[547]807
808                if (mUseAreaForPvs)
809                        viewCell->SetArea(tData.mProbability);
810                else
811                        viewCell->SetVolume(tData.mProbability);
812
813                leaf->mProbability = tData.mProbability;
814
[487]815                EvaluateLeafStats(tData);               
[463]816        }
[482]817
[473]818        //-- cleanup
[478]819        tData.Clear();
[463]820
[472]821        return newNode;
[463]822}
823
[487]824
[653]825BspNode *VspBspTree::Subdivide(VspBspSplitQueue &tQueue,
826                                                           VspBspSplitCandidate &splitCandidate)
827{
828        VspBspTraversalData &tData = splitCandidate.mParentData;
829
830        BspNode *newNode = tData.mNode;
831
[654]832        if (!LocalTerminationCriteriaMet(tData) && !GlobalTerminationCriteriaMet(tData))
[666]833        {       
[653]834                PolygonContainer coincident;
835
836                VspBspTraversalData tFrontData;
837                VspBspTraversalData tBackData;
838
839                //-- continue subdivision
840                // create new interior node and two leaf node
841                const Plane3 splitPlane = splitCandidate.mSplitPlane;
[654]842                               
[653]843                newNode = SubdivideNode(splitPlane, tData, tFrontData, tBackData, coincident);
[666]844       
[660]845                const int splitAxis = splitCandidate.mSplitAxis;
846                const int maxCostMisses = splitCandidate.mMaxCostMisses;
847
[654]848                if (splitAxis < 3)
849                        ++ mBspStats.splits[splitAxis];
850                else
851                        ++ mBspStats.polySplits;
[653]852
[654]853                tFrontData.mIsKdNode = tBackData.mIsKdNode = (tData.mIsKdNode && splitAxis < 3);
[660]854               
[654]855                // how often was max cost ratio missed in this branch?
856                tFrontData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
857                tBackData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
[664]858                       
[666]859               
[653]860                if (1)
861                {
862                        float cFront = (float)tFrontData.mPvs * tFrontData.mProbability;
863                        float cBack = (float)tBackData.mPvs * tBackData.mProbability;
[675]864                        float cData = (float)tData.mPvs * tData.mProbability;
[653]865
[675]866                       
[653]867                        float costDecr =
868                                (cFront + cBack - cData) / mBox.GetVolume();
869
870                        mTotalCost += costDecr;
871                        mTotalPvsSize += tFrontData.mPvs + tBackData.mPvs - tData.mPvs;
872
873                        mSubdivisionStats
874                                        << "#ViewCells\n" << mBspStats.Leaves() << endl
[654]875                                        << "#RenderCostDecrease\n" << -costDecr << endl
876                                        << "#dummy\n" << splitCandidate.GetCost() << endl
[653]877                                        << "#TotalRenderCost\n" << mTotalCost << endl
878                                        << "#AvgRenderCost\n" << (float)mTotalPvsSize / (float)mBspStats.Leaves() << endl;
879                }
880
[666]881       
[653]882                //-- push the new split candidates on the stack
883                VspBspSplitCandidate frontCandidate;
884                VspBspSplitCandidate backCandidate;
885
[654]886                EvalSplitCandidate(tFrontData, frontCandidate);
887                EvalSplitCandidate(tBackData, backCandidate);
888       
[653]889                tQueue.push(frontCandidate);
890                tQueue.push(backCandidate);
[666]891       
[653]892                // delete old leaf node
893                DEL_PTR(tData.mNode);
894        }
895
[654]896
[653]897        //-- terminate traversal and create new view cell
898        if (newNode->IsLeaf())
899        {
900                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(newNode);
901                BspViewCell *viewCell = new BspViewCell();
902               
903                leaf->SetViewCell(viewCell);
904       
905                //-- update pvs
906                int conSamp = 0;
907                float sampCon = 0.0f;
908                AddToPvs(leaf, *tData.mRays, sampCon, conSamp);
909
910                mBspStats.contributingSamples += conSamp;
911                mBspStats.sampleContributions +=(int) sampCon;
912
913                //-- store additional info
914                if (mStoreRays)
915                {
916                        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = tData.mRays->end();
917                        for (it = tData.mRays->begin(); it != it_end; ++ it)
918                        {
919                                (*it).mRay->Ref();                     
920                                leaf->mVssRays.push_back((*it).mRay);
921                        }
922                }
923
924                // should I check here?
925                viewCell->mLeaf = leaf;
926
927                if (mUseAreaForPvs)
928                        viewCell->SetArea(tData.mProbability);
929                else
930                        viewCell->SetVolume(tData.mProbability);
931
[675]932        leaf->mProbability = tData.mProbability;
[653]933
934                EvaluateLeafStats(tData);               
935        }
936
937        //-- cleanup
938        tData.Clear();
939
940        return newNode;
941}
942
943
[664]944void VspBspTree::EvalPriority(VspBspTraversalData &tData) const
945{
946    tData.mPriority = mBreathFirstSplits ?
947                (float)-tData.mDepth : tData.mPvs * tData.mProbability;
[670]948        //cout << "priority: " << tData.mPriority << endl;
[664]949}
950
951
[652]952void VspBspTree::EvalSplitCandidate(VspBspTraversalData &tData,
953                                                                        VspBspSplitCandidate &splitData)
954{
955        VspBspTraversalData frontData;
956        VspBspTraversalData backData;
957
958        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
[654]959
960        // compute locally best split plane
[663]961        bool success = SelectPlane(splitData.mSplitPlane, leaf, tData,
[666]962                                                           frontData, backData, splitData.mSplitAxis);
[652]963
964        // TODO: reuse
965        DEL_PTR(frontData.mGeometry);
966        DEL_PTR(backData.mGeometry);
967       
[654]968        // compute global decrease in render cost
[652]969        splitData.mRenderCost = EvalRenderCostDecrease(splitData.mSplitPlane, tData);
970        splitData.mParentData = tData;
[660]971        splitData.mMaxCostMisses = success ? tData.mMaxCostMisses : tData.mMaxCostMisses + 1;
[652]972}
973
974
[653]975BspInterior *VspBspTree::SubdivideNode(const Plane3 &splitPlane,
976                                                                           VspBspTraversalData &tData,
977                                                                           VspBspTraversalData &frontData,
978                                                                           VspBspTraversalData &backData,
979                                                                           PolygonContainer &coincident)
[463]980{
981        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
[508]982       
[473]983        //-- the front and back traversal data is filled with the new values
984        frontData.mDepth = tData.mDepth + 1;
[508]985        frontData.mPolygons = new PolygonContainer();
[473]986        frontData.mRays = new RayInfoContainer();
[508]987       
[473]988        backData.mDepth = tData.mDepth + 1;
[508]989        backData.mPolygons = new PolygonContainer();
[473]990        backData.mRays = new RayInfoContainer();
[508]991       
[653]992
993        //-- subdivide rays
[652]994        SplitRays(splitPlane,
[482]995                          *tData.mRays,
996                          *frontData.mRays,
[463]997                          *backData.mRays);
[482]998
[463]999
[472]1000        // compute pvs
[463]1001        frontData.mPvs = ComputePvsSize(*frontData.mRays);
1002        backData.mPvs = ComputePvsSize(*backData.mRays);
1003
[508]1004        // split front and back node geometry and compute area
[547]1005       
1006        // if geometry was not already computed
[602]1007        if (!frontData.mGeometry && !backData.mGeometry)
[463]1008        {
[547]1009                frontData.mGeometry = new BspNodeGeometry();
1010                backData.mGeometry = new BspNodeGeometry();
[482]1011
[547]1012                tData.mGeometry->SplitGeometry(*frontData.mGeometry,
1013                                                                           *backData.mGeometry,
[652]1014                                                                           splitPlane,
[547]1015                                                                           mBox,
[679]1016                                                                           //0.0f);
1017                                                                           mEpsilon);
[508]1018               
[547]1019                if (mUseAreaForPvs)
1020                {
1021                        frontData.mProbability = frontData.mGeometry->GetArea();
1022                        backData.mProbability = backData.mGeometry->GetArea();
[508]1023                }
[547]1024                else
1025                {
1026                        frontData.mProbability = frontData.mGeometry->GetVolume();
[654]1027                        backData.mProbability = tData.mProbability - frontData.mProbability;
[676]1028
1029                        if (frontData.mProbability < -0.00001)
[679]1030                                Debug << "here2 error f: " << frontData.mProbability << endl;
[676]1031                        if (backData.mProbability < -0.00001)
[679]1032                                Debug << "here2 error b: " << backData.mProbability << endl;
[676]1033
[675]1034                        // clamp because of precision issues
[676]1035                        if (0)
1036                        {
1037                                if (frontData.mProbability < 0) frontData.mProbability = 0;
1038                                if (backData.mProbability < 0) backData.mProbability = 0;
1039                        }
[547]1040                }
[463]1041        }
[663]1042
[547]1043       
[652]1044    // subdivide polygons
1045        SplitPolygons(splitPlane,
1046                                  *tData.mPolygons,
1047                      *frontData.mPolygons,
1048                                  *backData.mPolygons,
1049                                  coincident);
[463]1050
[652]1051
1052
[653]1053        ///////////////////////////////////////
1054        // subdivide further
[652]1055
1056        mBspStats.nodes += 2;
1057
1058       
1059        BspInterior *interior = new BspInterior(splitPlane);
1060
1061#ifdef _DEBUG
1062        Debug << interior << endl;
1063#endif
1064
[463]1065        //-- create front and back leaf
1066
1067        BspInterior *parent = leaf->GetParent();
1068
1069        // replace a link from node's parent
[487]1070        if (parent)
[463]1071        {
1072                parent->ReplaceChildLink(leaf, interior);
1073                interior->SetParent(parent);
1074        }
1075        else // new root
1076        {
1077                mRoot = interior;
1078        }
1079
1080        // and setup child links
1081        interior->SetupChildLinks(new BspLeaf(interior), new BspLeaf(interior));
[482]1082
[463]1083        frontData.mNode = interior->GetFront();
1084        backData.mNode = interior->GetBack();
[473]1085
[650]1086        interior->mTimeStamp = mTimeStamp ++;
[652]1087       
[463]1088        //DEL_PTR(leaf);
1089        return interior;
1090}
1091
[508]1092
[463]1093void VspBspTree::AddToPvs(BspLeaf *leaf,
[482]1094                                                  const RayInfoContainer &rays,
[556]1095                                                  float &sampleContributions,
[463]1096                                                  int &contributingSamples)
1097{
[556]1098  sampleContributions = 0;
1099  contributingSamples = 0;
1100 
1101  RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
1102 
1103  ViewCell *vc = leaf->GetViewCell();
1104 
1105  // add contributions from samples to the PVS
1106  for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
[463]1107        {
[556]1108          float sc = 0.0f;
1109          VssRay *ray = (*it).mRay;
1110          bool madeContrib = false;
1111          float contribution;
1112          if (ray->mTerminationObject) {
1113                if (vc->GetPvs().AddSample(ray->mTerminationObject, ray->mPdf, contribution))
1114                  madeContrib = true;
1115                sc += contribution;
1116          }
1117         
1118          if (ray->mOriginObject) {
1119                if (vc->GetPvs().AddSample(ray->mOriginObject, ray->mPdf, contribution))
1120                  madeContrib = true;
1121                sc += contribution;
1122          }
1123         
1124          sampleContributions += sc;
1125          if (madeContrib)
1126                  ++ contributingSamples;
1127               
1128          //leaf->mVssRays.push_back(ray);
[463]1129        }
1130}
1131
[580]1132
[480]1133void VspBspTree::SortSplitCandidates(const RayInfoContainer &rays, const int axis)
[463]1134{
[480]1135        mSplitCandidates->clear();
[463]1136
[480]1137        int requestedSize = 2 * (int)(rays.size());
1138        // creates a sorted split candidates array
1139        if (mSplitCandidates->capacity() > 500000 &&
[612]1140                requestedSize < (int)(mSplitCandidates->capacity()  / 10) )
[480]1141        {
[482]1142        delete mSplitCandidates;
[480]1143                mSplitCandidates = new vector<SortableEntry>;
1144        }
[463]1145
[480]1146        mSplitCandidates->reserve(requestedSize);
1147
1148        // insert all queries
[612]1149        for (RayInfoContainer::const_iterator ri = rays.begin(); ri < rays.end(); ++ ri)
[473]1150        {
[612]1151                const bool positive = (*ri).mRay->HasPosDir(axis);
[480]1152                mSplitCandidates->push_back(SortableEntry(positive ? SortableEntry::ERayMin : SortableEntry::ERayMax,
[482]1153                                                                                                  (*ri).ExtrapOrigin(axis), (*ri).mRay));
[480]1154
1155                mSplitCandidates->push_back(SortableEntry(positive ? SortableEntry::ERayMax : SortableEntry::ERayMin,
[482]1156                                                                                                  (*ri).ExtrapTermination(axis), (*ri).mRay));
[473]1157        }
[480]1158
1159        stable_sort(mSplitCandidates->begin(), mSplitCandidates->end());
[463]1160}
1161
[580]1162
[480]1163float VspBspTree::BestCostRatioHeuristics(const RayInfoContainer &rays,
1164                                                                                  const AxisAlignedBox3 &box,
1165                                                                                  const int pvsSize,
[481]1166                                                                                  const int &axis,
[480]1167                                          float &position)
[463]1168{
[480]1169        SortSplitCandidates(rays, axis);
1170
[463]1171        // go through the lists, count the number of objects left and right
1172        // and evaluate the following cost funcion:
[480]1173        // C = ct_div_ci  + (ql*rl + qr*rr)/queries
1174
[612]1175        int pvsl = 0, pvsr = pvsSize;
[480]1176
[612]1177        int pvsBack = pvsl;
1178        int pvsFront = pvsr;
1179
[463]1180        float minBox = box.Min(axis);
1181        float maxBox = box.Max(axis);
[480]1182        float sizeBox = maxBox - minBox;
1183
[612]1184        float minBand = minBox + 0.1f * (maxBox - minBox);
1185        float maxBand = minBox + 0.9f * (maxBox - minBox);
[480]1186
[612]1187        float sum = (float)pvsSize * sizeBox;
[463]1188        float minSum = 1e20f;
1189
[480]1190        Intersectable::NewMail();
1191
[612]1192        RayInfoContainer::const_iterator ri, ri_end = rays.end();
1193
1194        // set all object as belonging to the front pvs
1195        for(ri = rays.begin(); ri != ri_end; ++ ri)
[463]1196        {
[612]1197                Intersectable *oObject = (*ri).mRay->mOriginObject;
1198                Intersectable *tObject = (*ri).mRay->mTerminationObject;
1199
1200                if (oObject)
[463]1201                {
[612]1202                        if (!oObject->Mailed())
[482]1203                        {
[612]1204                                oObject->Mail();
1205                                oObject->mCounter = 1;
[482]1206                        }
[612]1207                        else
1208                        {
1209                                ++ oObject->mCounter;
1210                        }
[463]1211                }
[612]1212                if (tObject)
1213                {
1214                        if (!tObject->Mailed())
1215                        {
1216                                tObject->Mail();
1217                                tObject->mCounter = 1;
1218                        }
1219                        else
1220                        {
1221                                ++ tObject->mCounter;
1222                        }
1223                }
[480]1224        }
1225
1226        Intersectable::NewMail();
1227
[612]1228        vector<SortableEntry>::const_iterator ci, ci_end = mSplitCandidates->end();
1229
1230        for (ci = mSplitCandidates->begin(); ci < ci_end; ++ ci)
[480]1231        {
1232                VssRay *ray;
[612]1233                ray = (*ci).ray;
1234               
1235                Intersectable *oObject = ray->mOriginObject;
1236                Intersectable *tObject = ray->mTerminationObject;
1237               
[480]1238
1239                switch ((*ci).type)
[463]1240                {
[480]1241                        case SortableEntry::ERayMin:
1242                                {
[612]1243                                        if (oObject && !oObject->Mailed())
[480]1244                                        {
[612]1245                                                oObject->Mail();
1246                                                ++ pvsl;
[480]1247                                        }
[612]1248                                        if (tObject && !tObject->Mailed())
1249                                        {
1250                                                tObject->Mail();
1251                                                ++ pvsl;
1252                                        }
[480]1253                                        break;
1254                                }
1255                        case SortableEntry::ERayMax:
1256                                {
[612]1257                                        if (oObject)
1258                                        {
1259                                                if (-- oObject->mCounter == 0)
1260                                                        -- pvsr;
1261                                        }
[463]1262
[612]1263                                        if (tObject)
[480]1264                                        {
[612]1265                                                if (-- tObject->mCounter == 0)
1266                                                        -- pvsr;
[480]1267                                        }
1268
1269                                        break;
1270                                }
1271                }
1272
1273                // Note: sufficient to compare size of bounding boxes of front and back side?
1274                if ((*ci).value > minBand && (*ci).value < maxBand)
1275                {
[612]1276                        sum = pvsl * ((*ci).value - minBox) + pvsr * (maxBox - (*ci).value);
[480]1277
1278                        //  cout<<"pos="<<(*ci).value<<"\t q=("<<ql<<","<<qr<<")\t r=("<<rl<<","<<rr<<")"<<endl;
1279                        // cout<<"cost= "<<sum<<endl;
1280
1281                        if (sum < minSum)
[463]1282                        {
1283                                minSum = sum;
1284                                position = (*ci).value;
1285
[612]1286                                pvsBack = pvsl;
1287                                pvsFront = pvsr;
[463]1288                        }
1289                }
1290        }
1291
[612]1292        // -- compute cost
[463]1293
[612]1294        const int lowerPvsLimit = mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
1295        const int upperPvsLimit = mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
1296
1297        const float pOverall = sizeBox;
1298
1299        const float pBack = position - minBox;
1300        const float pFront = maxBox - position;
1301       
1302        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty(pvsSize, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1303    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty(pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1304        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty(pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1305       
1306        const float oldRenderCost = penaltyOld * pOverall;
1307        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
1308
1309        float ratio = mPvsFactor * newRenderCost / (oldRenderCost + Limits::Small);
1310
[480]1311        //Debug << "costRatio=" << ratio << " pos=" << position << " t=" << (position - minBox) / (maxBox - minBox)
1312        //     <<"\t q=(" << queriesBack << "," << queriesFront << ")\t r=(" << raysBack << "," << raysFront << ")" << endl;
1313
1314        return ratio;
[463]1315}
1316
[480]1317
[482]1318float VspBspTree::SelectAxisAlignedPlane(Plane3 &plane,
[491]1319                                                                                 const VspBspTraversalData &tData,
[495]1320                                                                                 int &axis,
[508]1321                                                                                 BspNodeGeometry **frontGeom,
1322                                                                                 BspNodeGeometry **backGeom,
[547]1323                                                                                 float &pFront,
1324                                                                                 float &pBack,
1325                                                                                 const bool useKdSplit)
[463]1326{
[508]1327        float nPosition[3];
1328        float nCostRatio[3];
[547]1329        float nProbFront[3];
1330        float nProbBack[3];
[508]1331
1332        BspNodeGeometry *nFrontGeom[3];
1333        BspNodeGeometry *nBackGeom[3];
1334
[612]1335        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
1336        {
1337                nFrontGeom[i] = NULL;
1338                nBackGeom[i] = NULL;
1339        }
1340
[508]1341        int bestAxis = -1;
1342
[545]1343        // create bounding box of node geometry
[463]1344        AxisAlignedBox3 box;
1345        box.Initialize();
[547]1346       
[562]1347        //TODO: for kd split geometry already is box => only take minmax vertices
[551]1348        if (1)
[509]1349        {
[678]1350                PolygonContainer::const_iterator it, it_end = tData.mGeometry->GetPolys().end();
[480]1351
[678]1352                for(it = tData.mGeometry->GetPolys().begin(); it < it_end; ++ it)
[509]1353                        box.Include(*(*it));
1354        }
1355        else
1356        {
1357                RayInfoContainer::const_iterator ri, ri_end = tData.mRays->end();
[480]1358
[509]1359                for(ri = tData.mRays->begin(); ri < ri_end; ++ ri)
1360                        box.Include((*ri).ExtrapTermination());
1361        }
[663]1362
1363        int sAxis = 0;
1364
[664]1365        bool useSpecialAxis = mOnlyDrivingAxis || mUseRandomAxis || mSimulateOctree;
[663]1366
[664]1367        // use some kind of specialised fixed axis
1368        if (mOnlyDrivingAxis)
1369                sAxis = box.Size().DrivingAxis();
[663]1370        else if (mUseRandomAxis)
1371                sAxis = Random(3);
[664]1372        else if (mSimulateOctree)
1373                sAxis = tData.mAxis;
1374               
[670]1375        //Debug << "use special axis: " << useSpecialAxis << endl;
1376        //Debug << "axis: " << sAxis << " drivingaxis: " << box.Size().DrivingAxis();
[663]1377
[495]1378        for (axis = 0; axis < 3; ++ axis)
[480]1379        {
[663]1380                if (!useSpecialAxis || (axis == sAxis))
[463]1381                {
[612]1382                        if (!mUseCostHeuristics)
[480]1383                        {
[612]1384                                nFrontGeom[axis] = new BspNodeGeometry();
1385                                nBackGeom[axis] = new BspNodeGeometry();
1386
[480]1387                                nPosition[axis] = (box.Min()[axis] + box.Max()[axis]) * 0.5f;
[543]1388                                Vector3 normal(0,0,0); normal[axis] = 1.0f;
[547]1389
1390                                // allows faster split because we have axis aligned kd tree boxes
[679]1391                                if (0 && useKdSplit)
[542]1392                                {
1393                                        nCostRatio[axis] = EvalAxisAlignedSplitCost(tData,
1394                                                                                                                                box,
1395                                                                                                                                axis,
[547]1396                                                                                                                                nPosition[axis],
1397                                                                                                                                nProbFront[axis],
1398                                                                                                                                nProbBack[axis]);
[542]1399                                       
[543]1400                                        Vector3 pos;
[542]1401                                       
[543]1402                                        pos = box.Max(); pos[axis] = nPosition[axis];
[547]1403                                        AxisAlignedBox3 bBox(box.Min(), pos);
[678]1404                                        // TODO
1405#if 0
1406                                                bBox.ExtractPolys(nBackGeom[axis]->GetPolys());
1407#endif                                 
[542]1408                                        pos = box.Min(); pos[axis] = nPosition[axis];
[547]1409                                        AxisAlignedBox3 fBox(pos, box.Max());
[678]1410                                        // TODO
1411#if 0
1412                                                fBox.ExtractPolys(nFrontGeom[axis]->GetPolys());
1413#endif
[542]1414                                }
1415                                else
1416                                {
[573]1417                                        nCostRatio[axis] =
1418                                                EvalSplitPlaneCost(Plane3(normal, nPosition[axis]),
1419                                                                                   tData, *nFrontGeom[axis], *nBackGeom[axis],
1420                                                                                   nProbFront[axis], nProbBack[axis]);
[542]1421                                }
[480]1422                        }
[481]1423                        else
1424                        {
[482]1425                                nCostRatio[axis] =
[481]1426                                        BestCostRatioHeuristics(*tData.mRays,
1427                                                                                    box,
1428                                                                                        tData.mPvs,
1429                                                                                        axis,
1430                                                                                        nPosition[axis]);
1431                        }
1432
[480]1433                        if (bestAxis == -1)
1434                        {
1435                                bestAxis = axis;
1436                        }
1437                        else if (nCostRatio[axis] < nCostRatio[bestAxis])
1438                        {
1439                                bestAxis = axis;
1440                        }
1441
[463]1442                }
1443        }
1444
[495]1445        //-- assign values
1446        axis = bestAxis;
[547]1447        pFront = nProbFront[bestAxis];
1448        pBack = nProbBack[bestAxis];
[495]1449
[508]1450        // assign best split nodes geometry
1451        *frontGeom = nFrontGeom[bestAxis];
1452        *backGeom = nBackGeom[bestAxis];
[542]1453
[508]1454        // and delete other geometry
[612]1455        DEL_PTR(nFrontGeom[(bestAxis + 1) % 3]);
1456        DEL_PTR(nBackGeom[(bestAxis + 2) % 3]);
[495]1457
[508]1458        //-- split plane
1459    Vector3 normal(0,0,0); normal[bestAxis] = 1;
[480]1460        plane = Plane3(normal, nPosition[bestAxis]);
[508]1461
[480]1462        return nCostRatio[bestAxis];
[463]1463}
1464
[480]1465
[508]1466bool VspBspTree::SelectPlane(Plane3 &bestPlane,
1467                                                         BspLeaf *leaf,
[652]1468                                                         VspBspTraversalData &data,                                                     
[508]1469                                                         VspBspTraversalData &frontData,
[612]1470                                                         VspBspTraversalData &backData,
1471                                                         int &splitAxis)
[491]1472{
[508]1473        // simplest strategy: just take next polygon
1474        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
[491]1475        {
[508]1476        if (!data.mPolygons->empty())
1477                {
1478                        const int randIdx =
1479                                (int)RandomValue(0, (Real)((int)data.mPolygons->size() - 1));
1480                        Polygon3 *nextPoly = (*data.mPolygons)[randIdx];
[491]1481
[508]1482                        bestPlane = nextPoly->GetSupportingPlane();
1483                        return true;
1484                }
[491]1485        }
1486
[508]1487        //-- use heuristics to find appropriate plane
[491]1488
[508]1489        // intermediate plane
1490        Plane3 plane;
1491        float lowestCost = MAX_FLOAT;
[517]1492       
1493        // decides if the first few splits should be only axisAligned
[508]1494        const bool onlyAxisAligned  =
1495                (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED) &&
1496                ((int)data.mRays->size() > mTermMinRaysForAxisAligned) &&
1497                ((int)data.GetAvgRayContribution() < mTermMaxRayContriForAxisAligned);
1498       
1499        const int limit = onlyAxisAligned ? 0 :
1500                Min((int)data.mPolygons->size(), mMaxPolyCandidates);
[491]1501
[508]1502        float candidateCost;
[491]1503
[508]1504        int maxIdx = (int)data.mPolygons->size();
[491]1505
[508]1506        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
[491]1507        {
[562]1508                // the already taken candidates are stored behind maxIdx
1509                // => assure that no index is taken twice
[508]1510                const int candidateIdx = (int)RandomValue(0, (Real)(-- maxIdx));
1511                Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[candidateIdx];
[491]1512
[508]1513                // swap candidate to the end to avoid testing same plane
1514                std::swap((*data.mPolygons)[maxIdx], (*data.mPolygons)[candidateIdx]);
1515                //Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[(int)RandomValue(0, (int)polys.size() - 1)];
[491]1516
[508]1517                // evaluate current candidate
1518                BspNodeGeometry fGeom, bGeom;
1519                float fArea, bArea;
1520                plane = poly->GetSupportingPlane();
[573]1521                candidateCost = EvalSplitPlaneCost(plane, data, fGeom, bGeom, fArea, bArea);
[491]1522               
[508]1523                if (candidateCost < lowestCost)
[491]1524                {
[508]1525                        bestPlane = plane;
1526                        lowestCost = candidateCost;
[491]1527                }
1528        }
1529
[508]1530        //-- evaluate axis aligned splits
1531        int axis;
1532        BspNodeGeometry *fGeom, *bGeom;
[547]1533        float pFront, pBack;
[491]1534
[653]1535        candidateCost = 99999999.0f;
[491]1536
[653]1537        // option: axis aligned split only if no polygon available
1538        if (!mUsePolygonSplitIfAvailable || data.mPolygons->empty())
1539        {
1540                candidateCost = SelectAxisAlignedPlane(plane,
1541                                                                                           data,
1542                                                                                           axis,
1543                                                                                           &fGeom,
1544                                                                                           &bGeom,
1545                                                                                           pFront,
1546                                                                                           pBack,
1547                                                                                           data.mIsKdNode);     
1548        }
1549
[612]1550        splitAxis = 3;
[562]1551
[508]1552        if (candidateCost < lowestCost)
1553        {       
1554                bestPlane = plane;
1555                lowestCost = candidateCost;
[612]1556                splitAxis = axis;
[653]1557       
[542]1558                // assign already computed values
1559                // we can do this because we always save the
[562]1560                // computed values from the axis aligned splits         
[653]1561
[612]1562                if (fGeom && bGeom)
1563                {
1564                        frontData.mGeometry = fGeom;
1565                        backData.mGeometry = bGeom;
[547]1566       
[612]1567                        frontData.mProbability = pFront;
1568                        backData.mProbability = pBack;
1569                }
[508]1570        }
1571        else
[463]1572        {
[508]1573                DEL_PTR(fGeom);
1574                DEL_PTR(bGeom);
[463]1575        }
[678]1576   
1577
[679]1578//      if (lowestCost > 10)
1579//              Debug << "warning!! lowest cost: " << lowestCost << endl;
[653]1580       
[679]1581#ifdef _DEBUG
[508]1582        Debug << "plane lowest cost: " << lowestCost << endl;
[679]1583#endif
[508]1584
1585        if (lowestCost > mTermMaxCostRatio)
[611]1586        {
[508]1587                return false;
[611]1588        }
[508]1589
1590        return true;
[463]1591}
1592
[480]1593
[473]1594Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1595{
[473]1596        const int candidateIdx = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
[482]1597
[473]1598        const Vector3 minPt = rays[candidateIdx].ExtrapOrigin();
1599        const Vector3 maxPt = rays[candidateIdx].ExtrapTermination();
1600
1601        const Vector3 pt = (maxPt + minPt) * 0.5;
1602        const Vector3 normal = Normalize(rays[candidateIdx].mRay->GetDir());
1603
1604        return Plane3(normal, pt);
1605}
1606
[480]1607
[473]1608Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane2(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1609{
[473]1610        Vector3 pt[3];
[482]1611
[473]1612        int idx[3];
1613        int cmaxT = 0;
1614        int cminT = 0;
1615        bool chooseMin = false;
1616
1617        for (int j = 0; j < 3; ++ j)
1618        {
1619                idx[j] = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() * 2 - 1));
[482]1620
[473]1621                if (idx[j] >= (int)rays.size())
1622                {
1623                        idx[j] -= (int)rays.size();
[482]1624
[473]1625                        chooseMin = (cminT < 2);
1626                }
1627                else
1628                        chooseMin = (cmaxT < 2);
1629
1630                RayInfo rayInf = rays[idx[j]];
1631                pt[j] = chooseMin ? rayInf.ExtrapOrigin() : rayInf.ExtrapTermination();
[482]1632        }
[473]1633
1634        return Plane3(pt[0], pt[1], pt[2]);
1635}
1636
[580]1637
[473]1638Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane3(const RayInfoContainer &rays) const
[482]1639{
[473]1640        Vector3 pt[3];
[482]1641
[473]1642        int idx1 = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1643        int idx2 = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1644
1645        // check if rays different
1646        if (idx1 == idx2)
1647                idx2 = (idx2 + 1) % (int)rays.size();
1648
1649        const RayInfo ray1 = rays[idx1];
1650        const RayInfo ray2 = rays[idx2];
1651
1652        // normal vector of the plane parallel to both lines
1653        const Vector3 norm = Normalize(CrossProd(ray1.mRay->GetDir(), ray2.mRay->GetDir()));
1654
1655        // vector from line 1 to line 2
[479]1656        const Vector3 vd = ray2.ExtrapOrigin() - ray1.ExtrapOrigin();
[482]1657
[473]1658        // project vector on normal to get distance
1659        const float dist = DotProd(vd, norm);
1660
1661        // point on plane lies halfway between the two planes
1662        const Vector3 planePt = ray1.ExtrapOrigin() + norm * dist * 0.5;
1663
1664        return Plane3(norm, planePt);
1665}
1666
[495]1667
[463]1668inline void VspBspTree::GenerateUniqueIdsForPvs()
1669{
[580]1670        Intersectable::NewMail(); sBackId = Intersectable::sMailId;
1671        Intersectable::NewMail(); sFrontId = Intersectable::sMailId;
1672        Intersectable::NewMail(); sFrontAndBackId = Intersectable::sMailId;
[463]1673}
1674
[495]1675
[652]1676float VspBspTree::EvalRenderCostDecrease(const Plane3 &candidatePlane,
1677                                                                                 const VspBspTraversalData &data) const
1678{
1679        int pvsFront = 0;
1680        int pvsBack = 0;
[654]1681        int totalPvs = 0;
[652]1682
1683        // probability that view point lies in back / front node
1684        float pOverall = data.mProbability;
1685        float pFront = 0;
1686        float pBack = 0;
1687
1688
1689        // create unique ids for pvs heuristics
1690        GenerateUniqueIdsForPvs();
1691       
1692        for (int i = 0; i < data.mRays->size(); ++ i)
1693        {
1694                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[i];
1695
1696                float t;
1697                VssRay *ray = rayInf.mRay;
1698                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane, t);
1699
1700                // find front and back pvs for origing and termination object
1701                AddObjToPvs(ray->mTerminationObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
1702                AddObjToPvs(ray->mOriginObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
1703        }
1704
1705
1706        BspNodeGeometry geomFront;
1707        BspNodeGeometry geomBack;
1708
1709        // construct child geometry with regard to the candidate split plane
1710        data.mGeometry->SplitGeometry(geomFront,
1711                                                                  geomBack,
1712                                                                  candidatePlane,
1713                                                                  mBox,
[679]1714                                                                  //0.0f);
1715                                                                  mEpsilon);
[652]1716
1717        if (!mUseAreaForPvs) // use front and back cell areas to approximate volume
1718        {
1719                pFront = geomFront.GetVolume();
1720                pBack = pOverall - pFront;
[675]1721
[679]1722                if ((pFront < 0.0) || (pBack < 0.0))
[676]1723                {
1724                        Debug << "vol f " << pFront << " b " << pBack << " p " << pOverall << endl;
1725                        Debug << "real vol f " << pFront << " b " << geomBack.GetVolume() << " p " << pOverall << endl;
[678]1726                        Debug << "polys f " << geomFront.Size() << " b " << geomBack.Size() << " data " << data.mGeometry->Size() << endl;
[676]1727                }
1728
[675]1729                // clamp because of possible precision issues
[676]1730                if (0)
1731                {
1732                        if (pFront < 0) pFront = 0;
1733                        if (pBack < 0) pBack = 0;
1734                }
[652]1735        }
1736        else
1737        {
1738                pFront = geomFront.GetArea();
1739                pBack = geomBack.GetArea();
1740        }
1741       
1742
1743        // -- pvs rendering heuristics
1744        const int lowerPvsLimit = mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
1745        const int upperPvsLimit = mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
1746
1747        // only render cost heuristics or combined with standard deviation
1748        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty(totalPvs, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1749    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty(pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1750        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty(pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1751                       
1752        const float oldRenderCost = pOverall * penaltyOld;
1753        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
1754
[654]1755        //Debug << "decrease: " << oldRenderCost - newRenderCost << endl;
1756        return (oldRenderCost - newRenderCost) / mBox.GetVolume();
[652]1757}
1758
1759
[573]1760float VspBspTree::EvalSplitPlaneCost(const Plane3 &candidatePlane,
1761                                                                         const VspBspTraversalData &data,
1762                                                                         BspNodeGeometry &geomFront,
1763                                                                         BspNodeGeometry &geomBack,
1764                                                                         float &pFront,
1765                                                                         float &pBack) const
[463]1766{
[472]1767        float cost = 0;
[463]1768
[652]1769        int totalPvs = 0;
[508]1770        int pvsFront = 0;
1771        int pvsBack = 0;
[652]1772       
[508]1773        // probability that view point lies in back / front node
[463]1774        float pOverall = 0;
[547]1775        pFront = 0;
1776        pBack = 0;
[463]1777
[508]1778
[463]1779        int limit;
1780        bool useRand;
1781
[652]1782        // create unique ids for pvs heuristics
1783        GenerateUniqueIdsForPvs();
1784
[491]1785        // choose test rays randomly if too much
[463]1786        if ((int)data.mRays->size() > mMaxTests)
1787        {
1788                useRand = true;
1789                limit = mMaxTests;
1790        }
1791        else
1792        {
1793                useRand = false;
1794                limit = (int)data.mRays->size();
1795        }
[508]1796       
[463]1797        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
1798        {
[508]1799                const int testIdx = useRand ?
1800                        (int)RandomValue(0, (Real)((int)data.mRays->size() - 1)) : i;
[463]1801                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[testIdx];
1802
1803                float t;
[508]1804                VssRay *ray = rayInf.mRay;
[463]1805                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane, t);
1806
[652]1807                // find front and back pvs for origing and termination object
1808                AddObjToPvs(ray->mTerminationObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
1809                AddObjToPvs(ray->mOriginObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
1810        }
[508]1811
[652]1812        // construct child geometry with regard to the candidate split plane
[679]1813        bool splitSuccessFull = data.mGeometry->SplitGeometry(geomFront,
1814                                                                                                                  geomBack,
1815                                                                                                                  candidatePlane,
1816                                                                                                                  mBox,
1817                                                                                                                  //0.0f);
1818                                                                                                                  mEpsilon);
[675]1819
[652]1820        pOverall = data.mProbability;
[463]1821
[652]1822        if (!mUseAreaForPvs) // use front and back cell areas to approximate volume
1823        {
1824                pFront = geomFront.GetVolume();
1825                pBack = pOverall - pFront;
[675]1826               
1827                // clamp because of possible precision issues
[682]1828                if (0 &&
1829                        (!splitSuccessFull || (pFront <= 0) || (pBack <= 0) ||
1830                        !geomFront.Valid() || !geomBack.Valid()))
[676]1831                {
[682]1832                        Debug << "error f: " << pFront << " b: " << pBack << endl;
1833                        return 999;
[676]1834                }
[463]1835        }
[652]1836        else
[542]1837        {
[652]1838                pFront = geomFront.GetArea();
1839                pBack = geomBack.GetArea();
[542]1840        }
[652]1841       
[542]1842
[580]1843        // -- pvs rendering heuristics
[652]1844        const int lowerPvsLimit = mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
1845        const int upperPvsLimit = mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
[580]1846
[652]1847        // only render cost heuristics or combined with standard deviation
1848        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty(totalPvs, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1849    const float penaltyFront = EvalPvsPenalty(pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1850        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty(pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
[579]1851                       
[652]1852        const float oldRenderCost = pOverall * penaltyOld;
1853        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
[579]1854
[652]1855        float oldCost, newCost;
[580]1856
[652]1857        // only render cost
1858        if (1)
1859        {
1860                oldCost = oldRenderCost;
1861                newCost = newRenderCost;
1862        }
1863        else // also considering standard deviation
1864        {
1865                // standard deviation is difference of back and front pvs
1866                const float expectedCost = 0.5f * (penaltyFront + penaltyBack);
[580]1867
[652]1868                const float newDeviation = 0.5f *
1869                        fabs(penaltyFront - expectedCost) + fabs(penaltyBack - expectedCost);
[580]1870
[652]1871                const float oldDeviation = penaltyOld;
[580]1872
[652]1873                newCost = mRenderCostWeight * newRenderCost + (1.0f - mRenderCostWeight) * newDeviation;
1874                oldCost = mRenderCostWeight * oldRenderCost + (1.0f - mRenderCostWeight) * oldDeviation;
1875        }
[580]1876
[652]1877        cost += mPvsFactor * newCost / (oldCost + Limits::Small);
[607]1878               
[463]1879
1880#ifdef _DEBUG
[474]1881        Debug << "totalpvs: " << data.mPvs << " ptotal: " << pOverall
[508]1882                  << " frontpvs: " << pvsFront << " pFront: " << pFront
1883                  << " backpvs: " << pvsBack << " pBack: " << pBack << endl << endl;
[600]1884        Debug << "cost: " << cost << endl;
[463]1885#endif
[482]1886
[652]1887        return cost;
[463]1888}
1889
[508]1890
[580]1891float VspBspTree::EvalAxisAlignedSplitCost(const VspBspTraversalData &data,
1892                                                                                   const AxisAlignedBox3 &box,
1893                                                                                   const int axis,
1894                                                                                   const float &position,                                                                                 
1895                                                                                   float &pFront,
1896                                                                                   float &pBack) const
1897{
1898        int pvsTotal = 0;
1899        int pvsFront = 0;
1900        int pvsBack = 0;
1901       
1902        // create unique ids for pvs heuristics
1903        GenerateUniqueIdsForPvs();
1904
1905        const int pvsSize = data.mPvs;
1906
1907        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = data.mRays->end();
1908
1909        // this is the main ray classification loop!
1910        for(rit = data.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
1911        {
1912                //if (!(*rit).mRay->IsActive()) continue;
1913
1914                // determine the side of this ray with respect to the plane
1915                float t;
1916                const int side = (*rit).ComputeRayIntersection(axis, position, t);
1917       
1918                AddObjToPvs((*rit).mRay->mTerminationObject, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
1919                AddObjToPvs((*rit).mRay->mOriginObject, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
1920        }
1921
1922        //-- pvs heuristics
1923        float pOverall;
1924
1925        //-- compute heurstics
1926        //   we take simplified computation for mid split
1927               
1928        pOverall = data.mProbability;
1929
1930        if (!mUseAreaForPvs)
1931        {   // volume
1932                pBack = pFront = pOverall * 0.5f;
1933               
1934#if 0
1935                // box length substitute for probability
1936                const float minBox = box.Min(axis);
1937                const float maxBox = box.Max(axis);
1938
1939                pBack = position - minBox;
1940                pFront = maxBox - position;
1941                pOverall = maxBox - minBox;
1942#endif
1943        }
1944        else //-- area substitute for probability
1945        {
1946                const int axis2 = (axis + 1) % 3;
1947                const int axis3 = (axis + 2) % 3;
1948
1949                const float faceArea =
1950                        (box.Max(axis2) - box.Min(axis2)) *
1951                        (box.Max(axis3) - box.Min(axis3));
1952
1953                pBack = pFront = pOverall * 0.5f + faceArea;
1954        }
1955
1956#ifdef _DEBUG
1957        Debug << axis << " " << pvsSize << " " << pvsBack << " " << pvsFront << endl;
1958        Debug << pFront << " " << pBack << " " << pOverall << endl;
1959#endif
1960
1961       
1962        const float newCost = pvsBack * pBack + pvsFront * pFront;
1963        const float oldCost = (float)pvsSize * pOverall + Limits::Small;
1964
1965        return  (mCtDivCi + newCost) / oldCost;
1966}
1967
1968
[463]1969void VspBspTree::AddObjToPvs(Intersectable *obj,
1970                                                         const int cf,
1971                                                         int &frontPvs,
[508]1972                                                         int &backPvs,
1973                                                         int &totalPvs) const
[463]1974{
1975        if (!obj)
1976                return;
[654]1977        // new object
[508]1978        if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
1979                (obj->mMailbox != sBackId) &&
1980                (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
1981        {
1982                ++ totalPvs;
1983        }
1984
[463]1985        // TODO: does this really belong to no pvs?
1986        //if (cf == Ray::COINCIDENT) return;
1987
1988        // object belongs to both PVS
1989        if (cf >= 0)
1990        {
[482]1991                if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
[463]1992                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
1993                {
1994                        ++ frontPvs;
[508]1995               
[463]1996                        if (obj->mMailbox == sBackId)
[482]1997                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
[463]1998                        else
[482]1999                                obj->mMailbox = sFrontId;
[463]2000                }
2001        }
[482]2002
[463]2003        if (cf <= 0)
2004        {
2005                if ((obj->mMailbox != sBackId) &&
2006                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
2007                {
2008                        ++ backPvs;
[508]2009               
[463]2010                        if (obj->mMailbox == sFrontId)
[482]2011                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
[463]2012                        else
[482]2013                                obj->mMailbox = sBackId;
[463]2014                }
2015        }
2016}
2017
[491]2018
[503]2019void VspBspTree::CollectLeaves(vector<BspLeaf *> &leaves,
2020                                                           const bool onlyUnmailed,
2021                                                           const int maxPvsSize) const
[463]2022{
2023        stack<BspNode *> nodeStack;
2024        nodeStack.push(mRoot);
[482]2025
2026        while (!nodeStack.empty())
[463]2027        {
2028                BspNode *node = nodeStack.top();
2029                nodeStack.pop();
[489]2030               
[482]2031                if (node->IsLeaf())
[463]2032                {
[490]2033                        // test if this leaf is in valid view space
[503]2034                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2035                        if (leaf->TreeValid() &&
[508]2036                                (!onlyUnmailed || !leaf->Mailed()) &&
[503]2037                                ((maxPvsSize < 0) || (leaf->GetViewCell()->GetPvs().GetSize() <= maxPvsSize)))
[490]2038                        {
2039                                leaves.push_back(leaf);
2040                        }
[482]2041                }
2042                else
[463]2043                {
2044                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2045
2046                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2047                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2048                }
2049        }
2050}
2051
[489]2052
[463]2053AxisAlignedBox3 VspBspTree::GetBoundingBox() const
2054{
2055        return mBox;
2056}
2057
[489]2058
[463]2059BspNode *VspBspTree::GetRoot() const
2060{
2061        return mRoot;
2062}
2063
[489]2064
[463]2065void VspBspTree::EvaluateLeafStats(const VspBspTraversalData &data)
2066{
2067        // the node became a leaf -> evaluate stats for leafs
2068        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(data.mNode);
2069
2070        // store maximal and minimal depth
[574]2071        if (data.mDepth > mBspStats.maxDepth)
2072                mBspStats.maxDepth = data.mDepth;
[463]2073
[574]2074        if (data.mPvs > mBspStats.maxPvs)
2075                mBspStats.maxPvs = data.mPvs;
[508]2076       
[656]2077        mBspStats.pvs += data.mPvs;
2078
[574]2079        if (data.mDepth < mBspStats.minDepth)
2080                mBspStats.minDepth = data.mDepth;
[656]2081       
[463]2082        if (data.mDepth >= mTermMaxDepth)
[574]2083                ++ mBspStats.maxDepthNodes;
[611]2084
[508]2085        // accumulate rays to compute rays /  leaf
[574]2086        mBspStats.accumRays += (int)data.mRays->size();
[463]2087
[437]2088        if (data.mPvs < mTermMinPvs)
[574]2089                ++ mBspStats.minPvsNodes;
[437]2090
2091        if ((int)data.mRays->size() < mTermMinRays)
[574]2092                ++ mBspStats.minRaysNodes;
[437]2093
2094        if (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution)
[574]2095                ++ mBspStats.maxRayContribNodes;
[482]2096
[547]2097        if (data.mProbability <= mTermMinProbability)
[574]2098                ++ mBspStats.minProbabilityNodes;
[508]2099       
[474]2100        // accumulate depth to compute average depth
[574]2101        mBspStats.accumDepth += data.mDepth;
[463]2102
[612]2103        ++ mCreatedViewCells;
[656]2104
[463]2105#ifdef _DEBUG
2106        Debug << "BSP stats: "
2107                  << "Depth: " << data.mDepth << " (max: " << mTermMaxDepth << "), "
2108                  << "PVS: " << data.mPvs << " (min: " << mTermMinPvs << "), "
[587]2109          //              << "Area: " << data.mProbability << " (min: " << mTermMinProbability << "), "
[482]2110                  << "#rays: " << (int)data.mRays->size() << " (max: " << mTermMinRays << "), "
[463]2111                  << "#pvs: " << leaf->GetViewCell()->GetPvs().GetSize() << "=, "
2112                  << "#avg ray contrib (pvs): " << (float)data.mPvs / (float)data.mRays->size() << endl;
2113#endif
2114}
2115
[612]2116
[463]2117int VspBspTree::CastRay(Ray &ray)
2118{
2119        int hits = 0;
[482]2120
[600]2121        stack<BspRayTraversalData> tQueue;
[482]2122
[463]2123        float maxt, mint;
2124
2125        if (!mBox.GetRaySegment(ray, mint, maxt))
2126                return 0;
2127
2128        Intersectable::NewMail();
[600]2129        ViewCell::NewMail();
[463]2130        Vector3 entp = ray.Extrap(mint);
2131        Vector3 extp = ray.Extrap(maxt);
[482]2132
[463]2133        BspNode *node = mRoot;
2134        BspNode *farChild = NULL;
[482]2135
[463]2136        while (1)
2137        {
[482]2138                if (!node->IsLeaf())
[463]2139                {
2140                        BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2141
2142                        Plane3 splitPlane = in->GetPlane();
2143                        const int entSide = splitPlane.Side(entp);
2144                        const int extSide = splitPlane.Side(extp);
2145
2146                        if (entSide < 0)
2147                        {
2148                                node = in->GetBack();
2149
2150                                if(extSide <= 0) // plane does not split ray => no far child
2151                                        continue;
[482]2152
[463]2153                                farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
2154
2155                        } else if (entSide > 0)
2156                        {
2157                                node = in->GetFront();
2158
2159                                if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
2160                                        continue;
2161
[482]2162                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray
[463]2163                        }
2164                        else // ray and plane are coincident
2165                        {
2166                                // WHAT TO DO IN THIS CASE ?
2167                                //break;
2168                                node = in->GetFront();
2169                                continue;
2170                        }
2171
2172                        // push data for far child
[600]2173                        tQueue.push(BspRayTraversalData(farChild, extp, maxt));
[463]2174
2175                        // find intersection of ray segment with plane
2176                        float t;
2177                        extp = splitPlane.FindIntersection(ray.GetLoc(), extp, &t);
2178                        maxt *= t;
[482]2179
[463]2180                } else // reached leaf => intersection with view cell
2181                {
2182                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
[482]2183
[463]2184                        if (!leaf->GetViewCell()->Mailed())
2185                        {
2186                                //ray.bspIntersections.push_back(Ray::VspBspIntersection(maxt, leaf));
2187                                leaf->GetViewCell()->Mail();
2188                                ++ hits;
2189                        }
[482]2190
[463]2191                        //-- fetch the next far child from the stack
[600]2192                        if (tQueue.empty())
[463]2193                                break;
[482]2194
[463]2195                        entp = extp;
2196                        mint = maxt; // NOTE: need this?
2197
2198                        if (ray.GetType() == Ray::LINE_SEGMENT && mint > 1.0f)
2199                                break;
2200
[600]2201                        BspRayTraversalData &s = tQueue.top();
[463]2202
2203                        node = s.mNode;
2204                        extp = s.mExitPoint;
2205                        maxt = s.mMaxT;
2206
[600]2207                        tQueue.pop();
[463]2208                }
2209        }
2210
2211        return hits;
2212}
2213
[532]2214
[547]2215void VspBspTree::CollectViewCells(ViewCellContainer &viewCells, bool onlyValid) const
[463]2216{
[532]2217        ViewCell::NewMail();
[551]2218       
2219        CollectViewCells(mRoot, onlyValid, viewCells, true);
[532]2220}
2221
2222
[574]2223void VspBspTree::CollapseViewCells()
[542]2224{
[590]2225// TODO
2226#if VC_HISTORY
[542]2227        stack<BspNode *> nodeStack;
2228
2229        if (!mRoot)
2230                return;
2231
2232        nodeStack.push(mRoot);
2233       
2234        while (!nodeStack.empty())
2235        {
2236                BspNode *node = nodeStack.top();
2237                nodeStack.pop();
2238               
2239                if (node->IsLeaf())
[574]2240        {
2241                        BspViewCell *viewCell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[542]2242
[574]2243                        if (!viewCell->GetValid())
[542]2244                        {
2245                                BspViewCell *viewCell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[580]2246       
2247                                ViewCellContainer leaves;
[590]2248                                mViewCellsTree->CollectLeaves(viewCell, leaves);
[580]2249
2250                                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
2251
2252                                for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
[542]2253                                {
[580]2254                                        BspLeaf *l = dynamic_cast<BspViewCell *>(*it)->mLeaf;
[574]2255                                        l->SetViewCell(GetOrCreateOutOfBoundsCell());
2256                                        ++ mBspStats.invalidLeaves;
2257                                }
[542]2258
[574]2259                                // add to unbounded view cell
2260                                GetOrCreateOutOfBoundsCell()->GetPvs().AddPvs(viewCell->GetPvs());
2261                                DEL_PTR(viewCell);
2262                        }
2263                }
2264                else
2265                {
2266                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2267               
2268                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2269                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2270                }
2271        }
[542]2272
[574]2273        Debug << "invalid leaves: " << mBspStats.invalidLeaves << endl;
[590]2274#endif
[574]2275}
2276
2277
[639]2278void VspBspTree::CollectRays(VssRayContainer &rays)
2279{
2280        vector<BspLeaf *> leaves;
2281
2282        vector<BspLeaf *>::const_iterator lit, lit_end = leaves.end();
2283
2284        for (lit = leaves.begin(); lit != lit_end; ++ lit)
2285        {
2286                BspLeaf *leaf = *lit;
2287                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = leaf->mVssRays.end();
2288
2289                for (rit = leaf->mVssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
2290                        rays.push_back(*rit);
2291        }
2292}
2293
2294
[574]2295void VspBspTree::ValidateTree()
2296{
2297        stack<BspNode *> nodeStack;
2298
2299        if (!mRoot)
2300                return;
2301
2302        nodeStack.push(mRoot);
2303       
2304        mBspStats.invalidLeaves = 0;
2305        while (!nodeStack.empty())
2306        {
2307                BspNode *node = nodeStack.top();
2308                nodeStack.pop();
2309               
2310                if (node->IsLeaf())
2311                {
2312                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2313
2314                        if (!leaf->GetViewCell()->GetValid())
2315                                ++ mBspStats.invalidLeaves;
2316
2317                        // validity flags don't match => repair
2318                        if (leaf->GetViewCell()->GetValid() != leaf->TreeValid())
2319                        {
2320                                leaf->SetTreeValid(leaf->GetViewCell()->GetValid());
2321                                PropagateUpValidity(leaf);
[542]2322                        }
2323                }
2324                else
2325                {
2326                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2327               
2328                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2329                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2330                }
2331        }
[562]2332
[574]2333        Debug << "invalid leaves: " << mBspStats.invalidLeaves << endl;
[542]2334}
2335
[547]2336
[574]2337
[547]2338void VspBspTree::CollectViewCells(BspNode *root,
2339                                                                  bool onlyValid,
[532]2340                                                                  ViewCellContainer &viewCells,
2341                                                                  bool onlyUnmailed) const
2342{
[498]2343        stack<BspNode *> nodeStack;
[463]2344
[538]2345        if (!root)
[508]2346                return;
[463]2347
[538]2348        nodeStack.push(root);
[498]2349       
2350        while (!nodeStack.empty())
2351        {
2352                BspNode *node = nodeStack.top();
2353                nodeStack.pop();
2354               
2355                if (node->IsLeaf())
2356                {
[564]2357                        if (!onlyValid || node->TreeValid())
[498]2358                        {
[590]2359                                ViewCell *viewCell =
2360                                        mViewCellsTree->GetActiveViewCell(dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell());
2361                                               
[532]2362                                if (!onlyUnmailed || !viewCell->Mailed())
[498]2363                                {
2364                                        viewCell->Mail();
2365                                        viewCells.push_back(viewCell);
2366                                }
2367                        }
2368                }
2369                else
2370                {
2371                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[508]2372               
[498]2373                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2374                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2375                }
2376        }
[590]2377
[463]2378}
2379
2380
[648]2381void VspBspTree::PreprocessPolygons(PolygonContainer &polys)
2382{
2383        // preprocess: throw out polygons coincident to the view space box (not needed)
2384        PolygonContainer boxPolys;
2385        mBox.ExtractPolys(boxPolys);
2386        vector<Plane3> boxPlanes;
2387
2388        PolygonContainer::iterator pit, pit_end = boxPolys.end();
2389
2390        // extract planes of box
2391        // TODO: can be done more elegantly than first extracting polygons
2392        // and take their planes
2393        for (pit = boxPolys.begin(); pit != pit_end; ++ pit)
2394        {
2395                boxPlanes.push_back((*pit)->GetSupportingPlane());
2396        }
2397
2398        pit_end = polys.end();
2399
2400        for (pit = polys.begin(); pit != pit_end; ++ pit)
2401        {
2402                vector<Plane3>::const_iterator bit, bit_end = boxPlanes.end();
2403               
2404                for (bit = boxPlanes.begin(); (bit != bit_end) && (*pit); ++ bit)
2405                {
2406                        const int cf = (*pit)->ClassifyPlane(*bit, mEpsilon);
2407
2408                        if (cf == Polygon3::COINCIDENT)
2409                        {
2410                                DEL_PTR(*pit);
2411                                //Debug << "coincident!!" << endl;
2412                        }
2413                }
2414        }
2415
2416        // remove deleted entries
2417        for (int i = 0; i < (int)polys.size(); ++ i)
2418        {
2419                while (!polys[i] && (i < (int)polys.size()))
2420                {
2421                        swap(polys[i], polys.back());
2422                        polys.pop_back();
2423                }
2424        }
2425}
2426
2427
[463]2428float VspBspTree::AccumulatedRayLength(const RayInfoContainer &rays) const
2429{
2430        float len = 0;
2431
2432        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
2433
2434        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
2435                len += (*it).SegmentLength();
2436
2437        return len;
2438}
2439
[479]2440
[463]2441int VspBspTree::SplitRays(const Plane3 &plane,
[482]2442                                                  RayInfoContainer &rays,
2443                                                  RayInfoContainer &frontRays,
[639]2444                                                  RayInfoContainer &backRays) const
[463]2445{
2446        int splits = 0;
2447
[574]2448        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
2449
2450        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
[463]2451        {
[574]2452                RayInfo bRay = *it;
2453               
[463]2454                VssRay *ray = bRay.mRay;
[473]2455                float t;
[463]2456
[485]2457                // get classification and receive new t
[463]2458                const int cf = bRay.ComputeRayIntersection(plane, t);
[482]2459
[463]2460                switch (cf)
2461                {
2462                case -1:
2463                        backRays.push_back(bRay);
2464                        break;
2465                case 1:
2466                        frontRays.push_back(bRay);
2467                        break;
[482]2468                case 0:
2469                        {
[485]2470                                //-- split ray
[639]2471                                //   test if start point behind or in front of plane
[485]2472                                const int side = plane.Side(bRay.ExtrapOrigin());
2473
2474                                if (side <= 0)
2475                                {
2476                                        backRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
2477                                        frontRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
2478                                }
2479                                else
2480                                {
2481                                        frontRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
2482                                        backRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
2483                                }
[463]2484                        }
2485                        break;
2486                default:
[485]2487                        Debug << "Should not come here" << endl;
[463]2488                        break;
2489                }
2490        }
2491
2492        return splits;
2493}
2494
[479]2495
[463]2496void VspBspTree::ExtractHalfSpaces(BspNode *n, vector<Plane3> &halfSpaces) const
2497{
2498        BspNode *lastNode;
2499
2500        do
2501        {
2502                lastNode = n;
2503
2504                // want to get planes defining geometry of this node => don't take
2505                // split plane of node itself
2506                n = n->GetParent();
[482]2507
[463]2508                if (n)
2509                {
2510                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(n);
2511                        Plane3 halfSpace = dynamic_cast<BspInterior *>(interior)->GetPlane();
2512
2513            if (interior->GetFront() != lastNode)
2514                                halfSpace.ReverseOrientation();
2515
2516                        halfSpaces.push_back(halfSpace);
2517                }
2518        }
2519        while (n);
2520}
2521
[485]2522
[482]2523void VspBspTree::ConstructGeometry(BspNode *n,
[503]2524                                                                   BspNodeGeometry &geom) const
[463]2525{
[437]2526        vector<Plane3> halfSpaces;
2527        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
2528
2529        PolygonContainer candidatePolys;
[678]2530        vector<Plane3> candidatePlanes;
[437]2531
2532        // bounded planes are added to the polygons (reverse polygons
[678]2533        // as they have to be outfacing)
[437]2534        for (int i = 0; i < (int)halfSpaces.size(); ++ i)
2535        {
2536                Polygon3 *p = GetBoundingBox().CrossSection(halfSpaces[i]);
[482]2537
[448]2538                if (p->Valid(mEpsilon))
[437]2539                {
2540                        candidatePolys.push_back(p->CreateReversePolygon());
[678]2541                        // Why?
2542                        Plane3 candidatePlane = p->GetSupportingPlane(); //halfSpaces[i];
2543                        //candidatePlane.ReverseOrientation();
2544                        candidatePlanes.push_back(candidatePlane);
2545
[437]2546                        DEL_PTR(p);
2547                }
2548        }
2549
2550        // add faces of bounding box (also could be faces of the cell)
2551        for (int i = 0; i < 6; ++ i)
2552        {
2553                VertexContainer vertices;
[482]2554
[437]2555                for (int j = 0; j < 4; ++ j)
2556                        vertices.push_back(mBox.GetFace(i).mVertices[j]);
2557
[678]2558                Polygon3 *poly = new Polygon3(vertices);
2559
2560                candidatePolys.push_back(poly);
2561                candidatePlanes.push_back(poly->GetSupportingPlane());
[437]2562        }
2563
2564        for (int i = 0; i < (int)candidatePolys.size(); ++ i)
2565        {
2566                // polygon is split by all other planes
2567                for (int j = 0; (j < (int)halfSpaces.size()) && candidatePolys[i]; ++ j)
2568                {
2569                        if (i == j) // polygon and plane are coincident
2570                                continue;
2571
2572                        VertexContainer splitPts;
2573                        Polygon3 *frontPoly, *backPoly;
2574
[482]2575                        const int cf =
[448]2576                                candidatePolys[i]->ClassifyPlane(halfSpaces[j],
2577                                                                                                 mEpsilon);
[482]2578
[437]2579                        switch (cf)
2580                        {
2581                                case Polygon3::SPLIT:
2582                                        frontPoly = new Polygon3();
2583                                        backPoly = new Polygon3();
2584
[482]2585                                        candidatePolys[i]->Split(halfSpaces[j],
2586                                                                                         *frontPoly,
[448]2587                                                                                         *backPoly,
2588                                                                                         mEpsilon);
[437]2589
2590                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
2591
[448]2592                                        if (frontPoly->Valid(mEpsilon))
[437]2593                                                candidatePolys[i] = frontPoly;
2594                                        else
2595                                                DEL_PTR(frontPoly);
2596
2597                                        DEL_PTR(backPoly);
2598                                        break;
[678]2599
[437]2600                                case Polygon3::BACK_SIDE:
2601                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
2602                                        break;
2603                                // just take polygon as it is
2604                                case Polygon3::FRONT_SIDE:
2605                                case Polygon3::COINCIDENT:
2606                                default:
2607                                        break;
2608                        }
2609                }
[482]2610
[437]2611                if (candidatePolys[i])
[678]2612                {
2613                        geom.Add(candidatePolys[i], candidatePlanes[i]);
2614                        //      geom.mPolys.push_back(candidates[i]);
2615                }
[437]2616        }
[463]2617}
2618
[485]2619
[582]2620void VspBspTree::ConstructGeometry(ViewCell *vc,
[503]2621                                                                   BspNodeGeometry &vcGeom) const
[589]2622{
[580]2623        ViewCellContainer leaves;
[590]2624       
2625        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
[463]2626
[580]2627        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
2628
[463]2629        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
[580]2630        {
2631                BspLeaf *l = dynamic_cast<BspViewCell *>(*it)->mLeaf;
[590]2632               
[580]2633                ConstructGeometry(l, vcGeom);
2634        }
[463]2635}
2636
[485]2637
[551]2638typedef pair<BspNode *, BspNodeGeometry *> bspNodePair;
2639
[557]2640
[482]2641int VspBspTree::FindNeighbors(BspNode *n, vector<BspLeaf *> &neighbors,
[562]2642                                                          const bool onlyUnmailed) const
[463]2643{
[551]2644        stack<bspNodePair> nodeStack;
2645       
2646        BspNodeGeometry nodeGeom;
2647        ConstructGeometry(n, nodeGeom);
2648       
[500]2649        // split planes from the root to this node
2650        // needed to verify that we found neighbor leaf
[557]2651        // TODO: really needed?
[463]2652        vector<Plane3> halfSpaces;
2653        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
2654
[551]2655
2656        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
2657        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
2658
2659        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
2660
[482]2661        while (!nodeStack.empty())
[463]2662        {
[551]2663                BspNode *node = nodeStack.top().first;
2664                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
[562]2665       
[463]2666                nodeStack.pop();
2667
[557]2668                if (node->IsLeaf())
[562]2669                {
[557]2670                        // test if this leaf is in valid view space
2671                        if (node->TreeValid() &&
2672                                (node != n) &&
2673                                (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
2674                        {
2675                                bool isAdjacent = true;
[551]2676
[570]2677                                if (1)
[557]2678                                {
[562]2679                                        // test all planes of current node if still adjacent
2680                                        for (int i = 0; (i < halfSpaces.size()) && isAdjacent; ++ i)
2681                                        {
2682                                                const int cf =
[678]2683                                                        Polygon3::ClassifyPlane(geom->GetPolys(),
[562]2684                                                                                                        halfSpaces[i],
2685                                                                                                        mEpsilon);
[482]2686
[562]2687                                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2688                                                {
2689                                                        isAdjacent = false;
2690                                                }
[557]2691                                        }
2692                                }
[562]2693                                else
[557]2694                                {
[562]2695                                        // TODO: why is this wrong??
2696                                        // test all planes of current node if still adjacent
[678]2697                                        for (int i = 0; (i < nodeGeom.Size()) && isAdjacent; ++ i)
[562]2698                                        {
[678]2699                                                Polygon3 *poly = nodeGeom.GetPolys()[i];
[555]2700
[562]2701                                                const int cf =
[678]2702                                                        Polygon3::ClassifyPlane(geom->GetPolys(),
[562]2703                                                                                                        poly->GetSupportingPlane(),
2704                                                                                                        mEpsilon);
[557]2705
[562]2706                                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2707                                                {
2708                                                        isAdjacent = false;
2709                                                }
[557]2710                                        }
[570]2711                                }
[557]2712                                // neighbor was found
2713                                if (isAdjacent)
[562]2714                                {       
[551]2715                                        neighbors.push_back(dynamic_cast<BspLeaf *>(node));
[562]2716                                }
[463]2717                        }
[562]2718                }
2719                else
2720                {
2721                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[482]2722
[678]2723                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(nodeGeom.GetPolys(),
[562]2724                                                                                                   interior->GetPlane(),
2725                                                                                                   mEpsilon);
[551]2726                       
[562]2727                        BspNode *front = interior->GetFront();
2728                        BspNode *back = interior->GetBack();
[551]2729           
[562]2730                        BspNodeGeometry *fGeom = new BspNodeGeometry();
2731                        BspNodeGeometry *bGeom = new BspNodeGeometry();
[463]2732
[562]2733                        geom->SplitGeometry(*fGeom,
2734                                                                *bGeom,
2735                                                                interior->GetPlane(),
2736                                                                mBox,
[675]2737                                                                //0.0000001f);
[562]2738                                                                mEpsilon);
[551]2739               
[562]2740                        if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
2741                        {
2742                                nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetFront(), fGeom));
2743                                DEL_PTR(bGeom);
2744                        }
2745                        else
2746                        {
2747                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
[551]2748                                {
[562]2749                                        nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetBack(), bGeom));
2750                                        DEL_PTR(fGeom);
[551]2751                                }
[482]2752                                else
[562]2753                                {       // random decision
2754                                        nodeStack.push(bspNodePair(front, fGeom));
2755                                        nodeStack.push(bspNodePair(back, bGeom));
[463]2756                                }
[551]2757                        }
[463]2758                }
[562]2759       
[551]2760                DEL_PTR(geom);
[463]2761        }
[482]2762
[463]2763        return (int)neighbors.size();
2764}
2765
[489]2766
[600]2767
2768int VspBspTree::FindApproximateNeighbors(BspNode *n, vector<BspLeaf *> &neighbors,
2769                                                                                 const bool onlyUnmailed) const
2770{
2771        stack<bspNodePair> nodeStack;
2772       
2773        BspNodeGeometry nodeGeom;
2774        ConstructGeometry(n, nodeGeom);
2775       
2776        // split planes from the root to this node
2777        // needed to verify that we found neighbor leaf
2778        // TODO: really needed?
2779        vector<Plane3> halfSpaces;
2780        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
2781
2782
2783        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
2784        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
2785
2786        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
2787
2788        while (!nodeStack.empty())
2789        {
2790                BspNode *node = nodeStack.top().first;
2791                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
2792       
2793                nodeStack.pop();
2794
2795                if (node->IsLeaf())
2796                {
2797                        // test if this leaf is in valid view space
2798                        if (node->TreeValid() &&
2799                                (node != n) &&
2800                                (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
2801                        {
2802                                bool isAdjacent = true;
2803
2804                                // neighbor was found
2805                                if (isAdjacent)
2806                                {       
2807                                        neighbors.push_back(dynamic_cast<BspLeaf *>(node));
2808                                }
2809                        }
2810                }
2811                else
2812                {
2813                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2814
[678]2815                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(nodeGeom.GetPolys(),
[600]2816                                                                                                   interior->GetPlane(),
2817                                                                                                   mEpsilon);
2818                       
2819                        BspNode *front = interior->GetFront();
2820                        BspNode *back = interior->GetBack();
2821           
2822                        BspNodeGeometry *fGeom = new BspNodeGeometry();
2823                        BspNodeGeometry *bGeom = new BspNodeGeometry();
2824
2825                        geom->SplitGeometry(*fGeom,
2826                                                                *bGeom,
2827                                                                interior->GetPlane(),
2828                                                                mBox,
[675]2829                                                                //0.0000001f);
[600]2830                                                                mEpsilon);
2831               
2832                        if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
2833                        {
2834                                nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetFront(), fGeom));
2835                                DEL_PTR(bGeom);
2836                        }
2837                        else
2838                        {
2839                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2840                                {
2841                                        nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetBack(), bGeom));
2842                                        DEL_PTR(fGeom);
2843                                }
2844                                else
2845                                {       // random decision
2846                                        nodeStack.push(bspNodePair(front, fGeom));
2847                                        nodeStack.push(bspNodePair(back, bGeom));
2848                                }
2849                        }
2850                }
2851       
2852                DEL_PTR(geom);
2853        }
2854
2855        return (int)neighbors.size();
2856}
2857
2858
2859
[463]2860BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace)
2861{
2862    stack<BspNode *> nodeStack;
2863        nodeStack.push(mRoot);
[482]2864
[463]2865        int mask = rand();
[482]2866
2867        while (!nodeStack.empty())
[463]2868        {
2869                BspNode *node = nodeStack.top();
2870                nodeStack.pop();
[482]2871
2872                if (node->IsLeaf())
[463]2873                {
2874                        return dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
[482]2875                }
2876                else
[463]2877                {
2878                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2879                        BspNode *next;
[503]2880                        BspNodeGeometry geom;
[482]2881
[463]2882                        // todo: not very efficient: constructs full cell everytime
[498]2883                        ConstructGeometry(interior, geom);
[463]2884
[503]2885                        const int cf =
[678]2886                                Polygon3::ClassifyPlane(geom.GetPolys(), halfspace, mEpsilon);
[463]2887
2888                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2889                                next = interior->GetFront();
2890                        else
2891                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
2892                                        next = interior->GetFront();
[482]2893                        else
[463]2894                        {
2895                                // random decision
2896                                if (mask & 1)
2897                                        next = interior->GetBack();
2898                                else
2899                                        next = interior->GetFront();
2900                                mask = mask >> 1;
2901                        }
2902
2903                        nodeStack.push(next);
2904                }
2905        }
[482]2906
[463]2907        return NULL;
2908}
2909
2910BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed)
2911{
2912        stack<BspNode *> nodeStack;
[482]2913
[463]2914        nodeStack.push(mRoot);
2915
2916        int mask = rand();
[482]2917
2918        while (!nodeStack.empty())
[463]2919        {
2920                BspNode *node = nodeStack.top();
2921                nodeStack.pop();
[482]2922
2923                if (node->IsLeaf())
[463]2924                {
2925                        if ( (!onlyUnmailed || !node->Mailed()) )
2926                                return dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2927                }
[482]2928                else
[463]2929                {
2930                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2931
2932                        // random decision
2933                        if (mask & 1)
2934                                nodeStack.push(interior->GetBack());
2935                        else
2936                                nodeStack.push(interior->GetFront());
2937
2938                        mask = mask >> 1;
2939                }
2940        }
[482]2941
[463]2942        return NULL;
2943}
2944
2945int VspBspTree::ComputePvsSize(const RayInfoContainer &rays) const
2946{
2947        int pvsSize = 0;
2948
2949        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
2950
2951        Intersectable::NewMail();
2952
2953        for (rit = rays.begin(); rit != rays.end(); ++ rit)
2954        {
2955                VssRay *ray = (*rit).mRay;
[482]2956
[463]2957                if (ray->mOriginObject)
2958                {
2959                        if (!ray->mOriginObject->Mailed())
2960                        {
2961                                ray->mOriginObject->Mail();
2962                                ++ pvsSize;
2963                        }
2964                }
2965                if (ray->mTerminationObject)
2966                {
2967                        if (!ray->mTerminationObject->Mailed())
2968                        {
2969                                ray->mTerminationObject->Mail();
2970                                ++ pvsSize;
2971                        }
2972                }
2973        }
2974
2975        return pvsSize;
2976}
2977
2978float VspBspTree::GetEpsilon() const
2979{
2980        return mEpsilon;
2981}
2982
2983
2984int VspBspTree::SplitPolygons(const Plane3 &plane,
[482]2985                                                          PolygonContainer &polys,
2986                                                          PolygonContainer &frontPolys,
2987                                                          PolygonContainer &backPolys,
[463]2988                                                          PolygonContainer &coincident) const
2989{
2990        int splits = 0;
2991
[574]2992        PolygonContainer::const_iterator it, it_end = polys.end();
2993
2994        for (it = polys.begin(); it != polys.end(); ++ it)     
[463]2995        {
[574]2996                Polygon3 *poly = *it;
[463]2997
2998                // classify polygon
2999                const int cf = poly->ClassifyPlane(plane, mEpsilon);
3000
3001                switch (cf)
3002                {
3003                        case Polygon3::COINCIDENT:
3004                                coincident.push_back(poly);
[482]3005                                break;
3006                        case Polygon3::FRONT_SIDE:
[463]3007                                frontPolys.push_back(poly);
3008                                break;
3009                        case Polygon3::BACK_SIDE:
3010                                backPolys.push_back(poly);
3011                                break;
3012                        case Polygon3::SPLIT:
3013                                backPolys.push_back(poly);
3014                                frontPolys.push_back(poly);
3015                                ++ splits;
3016                                break;
3017                        default:
3018                Debug << "SHOULD NEVER COME HERE\n";
3019                                break;
3020                }
3021        }
3022
3023        return splits;
3024}
[466]3025
3026
[469]3027int VspBspTree::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
3028                                                                const Vector3 &termination,
3029                                                                vector<ViewCell *> &viewcells)
[466]3030{
[469]3031        int hits = 0;
[600]3032        stack<BspRayTraversalData> tQueue;
[482]3033
[469]3034        float mint = 0.0f, maxt = 1.0f;
[482]3035
[469]3036        Intersectable::NewMail();
[600]3037        ViewCell::NewMail();
[482]3038
[469]3039        Vector3 entp = origin;
3040        Vector3 extp = termination;
[482]3041
[469]3042        BspNode *node = mRoot;
3043        BspNode *farChild = NULL;
[482]3044
[485]3045        float t;
[666]3046        const float thresh = 1 ? 1e-6f : 0.0f;
3047
[482]3048        while (1)
[469]3049        {
[482]3050                if (!node->IsLeaf())
[469]3051                {
3052                        BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[482]3053
[469]3054                        Plane3 splitPlane = in->GetPlane();
[485]3055                       
[666]3056                        const int entSide = splitPlane.Side(entp, thresh);
3057                        const int extSide = splitPlane.Side(extp, thresh);
[482]3058
[485]3059                        if (entSide < 0)
[469]3060                        {
[666]3061                                node = in->GetBack();
3062                               
3063                                // plane does not split ray => no far child
3064                                if (extSide <= 0)
3065                                        continue;
3066 
3067                                farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
[485]3068                        }
3069                        else if (entSide > 0)
[469]3070                        {
[666]3071                                node = in->GetFront();
[482]3072
[666]3073                                if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
3074                                        continue;
[482]3075
3076                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray
[469]3077                        }
[666]3078                        else // one of the ray end points on the plane
[485]3079                        {       // NOTE: what to do if ray is coincident with plane?
3080                                if (extSide < 0)
3081                                        node = in->GetBack();
[487]3082                                else
[485]3083                                        node = in->GetFront();
[487]3084                                                               
[485]3085                                continue; // no far child
[469]3086                        }
[482]3087
[469]3088                        // push data for far child
[600]3089                        tQueue.push(BspRayTraversalData(farChild, extp));
[482]3090
[469]3091                        // find intersection of ray segment with plane
3092                        extp = splitPlane.FindIntersection(origin, extp, &t);
[485]3093                }
3094                else
[469]3095                {
3096                        // reached leaf => intersection with view cell
3097                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
[666]3098                        ViewCell *viewCell;
3099                       
3100                        viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
3101                        //viewCell = leaf->GetViewCell();
[482]3102
[590]3103                        if (!viewCell->Mailed())
[469]3104                        {
[590]3105                                viewcells.push_back(viewCell);
3106                                viewCell->Mail();
[469]3107                                ++ hits;
3108                        }
[482]3109
[469]3110                        //-- fetch the next far child from the stack
[600]3111                        if (tQueue.empty())
[469]3112                                break;
[482]3113
[469]3114                        entp = extp;
[485]3115                       
[600]3116                        BspRayTraversalData &s = tQueue.top();
[482]3117
[469]3118                        node = s.mNode;
3119                        extp = s.mExitPoint;
[482]3120
[600]3121                        tQueue.pop();
[469]3122                }
[466]3123        }
[487]3124
[469]3125        return hits;
[466]3126}
[478]3127
[576]3128
3129
3130
[485]3131int VspBspTree::TreeDistance(BspNode *n1, BspNode *n2) const
[482]3132{
3133        std::deque<BspNode *> path1;
3134        BspNode *p1 = n1;
[479]3135
[482]3136        // create path from node 1 to root
3137        while (p1)
3138        {
3139                if (p1 == n2) // second node on path
3140                        return (int)path1.size();
3141
3142                path1.push_front(p1);
3143                p1 = p1->GetParent();
3144        }
3145
3146        int depth = n2->GetDepth();
3147        int d = depth;
3148
3149        BspNode *p2 = n2;
3150
3151        // compare with same depth
3152        while (1)
3153        {
3154                if ((d < (int)path1.size()) && (p2 == path1[d]))
3155                        return (depth - d) + ((int)path1.size() - 1 - d);
3156
3157                -- d;
3158                p2 = p2->GetParent();
3159        }
3160
3161        return 0; // never come here
3162}
3163
[580]3164
[501]3165BspNode *VspBspTree::CollapseTree(BspNode *node, int &collapsed)
[479]3166{
[590]3167// TODO
3168#if VC_HISTORY
[495]3169        if (node->IsLeaf())
[479]3170                return node;
3171
[492]3172        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3173
[501]3174        BspNode *front = CollapseTree(interior->GetFront(), collapsed);
3175        BspNode *back = CollapseTree(interior->GetBack(), collapsed);
[492]3176
[479]3177        if (front->IsLeaf() && back->IsLeaf())
3178        {
3179                BspLeaf *frontLeaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(front);
3180                BspLeaf *backLeaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(back);
3181
3182                //-- collapse tree
3183                if (frontLeaf->GetViewCell() == backLeaf->GetViewCell())
3184                {
3185                        BspViewCell *vc = frontLeaf->GetViewCell();
3186
3187                        BspLeaf *leaf = new BspLeaf(interior->GetParent(), vc);
[489]3188                        leaf->SetTreeValid(frontLeaf->TreeValid());
[482]3189
[479]3190                        // replace a link from node's parent
3191                        if (leaf->GetParent())
3192                                leaf->GetParent()->ReplaceChildLink(node, leaf);
[517]3193                        else
3194                                mRoot = leaf;
3195
[501]3196                        ++ collapsed;
[479]3197                        delete interior;
3198
3199                        return leaf;
3200                }
3201        }
[590]3202#endif
[495]3203        return node;
3204}
3205
3206
[501]3207int VspBspTree::CollapseTree()
[495]3208{
[501]3209        int collapsed = 0;
[580]3210        //TODO
3211#if VC_HISTORY
[501]3212        (void)CollapseTree(mRoot, collapsed);
[517]3213
[485]3214        // revalidate leaves
[517]3215        RepairViewCellsLeafLists();
[580]3216#endif
[501]3217        return collapsed;
[479]3218}
3219
3220
[517]3221void VspBspTree::RepairViewCellsLeafLists()
[492]3222{
[590]3223// TODO
3224#if VC_HISTORY
[479]3225        // list not valid anymore => clear
[492]3226        stack<BspNode *> nodeStack;
3227        nodeStack.push(mRoot);
3228
3229        ViewCell::NewMail();
3230
3231        while (!nodeStack.empty())
3232        {
3233                BspNode *node = nodeStack.top();
3234                nodeStack.pop();
3235
3236                if (node->IsLeaf())
3237                {
3238                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
3239
3240                        BspViewCell *viewCell = leaf->GetViewCell();
[590]3241
[492]3242                        if (!viewCell->Mailed())
3243                        {
3244                                viewCell->mLeaves.clear();
3245                                viewCell->Mail();
3246                        }
[580]3247       
[492]3248                        viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
[590]3249
[492]3250                }
3251                else
3252                {
3253                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3254
3255                        nodeStack.push(interior->GetFront());
3256                        nodeStack.push(interior->GetBack());
3257                }
[479]3258        }
[590]3259// TODO
3260#endif
[479]3261}
3262
3263
[532]3264typedef pair<BspNode *, BspNodeGeometry *> bspNodePair;
3265
[535]3266
[532]3267int VspBspTree::CastBeam(Beam &beam)
3268{
3269    stack<bspNodePair> nodeStack;
3270        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
3271        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
3272
3273        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
3274 
3275        ViewCell::NewMail();
3276
3277        while (!nodeStack.empty())
3278        {
3279                BspNode *node = nodeStack.top().first;
3280                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
3281                nodeStack.pop();
3282               
3283                AxisAlignedBox3 box;
[535]3284                box.Initialize();
3285                geom->IncludeInBox(box);
[532]3286
[535]3287                const int side = beam.ComputeIntersection(box);
[532]3288               
3289                switch (side)
3290                {
3291                case -1:
[547]3292                        CollectViewCells(node, true, beam.mViewCells, true);
[532]3293                        break;
3294                case 0:
[535]3295                       
[532]3296                        if (node->IsLeaf())
3297                        {
[535]3298                                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
3299                       
[532]3300                                if (!leaf->GetViewCell()->Mailed() && leaf->TreeValid())
[535]3301                                {
3302                                        leaf->GetViewCell()->Mail();
[532]3303                                        beam.mViewCells.push_back(leaf->GetViewCell());
[535]3304                                }
[532]3305                        }
3306                        else
3307                        {
3308                                BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[535]3309                       
[538]3310                                BspNode *first = interior->GetFront();
3311                                BspNode *second = interior->GetBack();
[535]3312           
3313                                BspNodeGeometry *firstGeom = new BspNodeGeometry();
3314                                BspNodeGeometry *secondGeom = new BspNodeGeometry();
3315
[538]3316                                geom->SplitGeometry(*firstGeom,
3317                                                                        *secondGeom,
3318                                                                        interior->GetPlane(),
3319                                                                        mBox,
[675]3320                                                                        //0.0000001f);
[538]3321                                                                        mEpsilon);
[535]3322
[532]3323                                // decide on the order of the nodes
3324                                if (DotProd(beam.mPlanes[0].mNormal,
3325                                        interior->GetPlane().mNormal) > 0)
3326                                {
3327                                        swap(first, second);
[535]3328                                        swap(firstGeom, secondGeom);
[532]3329                                }
3330
[535]3331                                nodeStack.push(bspNodePair(first, firstGeom));
3332                                nodeStack.push(bspNodePair(second, secondGeom));
[532]3333                        }
[535]3334                       
[532]3335                        break;
[538]3336                default:
[532]3337                        // default: cull
[538]3338                        break;
[532]3339                }
[538]3340               
[532]3341                DEL_PTR(geom);
[535]3342               
[532]3343        }
3344
[538]3345        return (int)beam.mViewCells.size();
[532]3346}
3347
3348
[485]3349void VspBspTree::SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm)
[478]3350{
[485]3351        mViewCellsManager = vcm;
3352}
3353
3354
[580]3355int VspBspTree::CollectMergeCandidates(const vector<BspLeaf *> leaves,
3356                                                                           vector<MergeCandidate> &candidates)
[485]3357{
[478]3358        BspLeaf::NewMail();
[508]3359       
[478]3360        vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = leaves.end();
3361
[580]3362        int numCandidates = 0;
[509]3363
[478]3364        // find merge candidates and push them into queue
3365        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
3366        {
3367                BspLeaf *leaf = *it;
[485]3368               
3369                // the same leaves must not be part of two merge candidates
3370                leaf->Mail();
[650]3371               
[485]3372                vector<BspLeaf *> neighbors;
[650]3373                if (0)
3374                        FindNeighbors(leaf, neighbors, true);
3375                else
3376                        FindApproximateNeighbors(leaf, neighbors, true);
[485]3377                vector<BspLeaf *>::const_iterator nit, nit_end = neighbors.end();
3378
3379                // TODO: test if at least one ray goes from one leaf to the other
3380                for (nit = neighbors.begin(); nit != nit_end; ++ nit)
[508]3381                {
3382                        if ((*nit)->GetViewCell() != leaf->GetViewCell())
[509]3383                        {
[580]3384                                MergeCandidate mc(leaf->GetViewCell(), (*nit)->GetViewCell());
[564]3385
[676]3386                                // dont't merge view cells if they are empty and not front and back leaf of the same parent
3387                                // in the tree?
3388                                if (mEmptyViewCellsMergeAllowed ||
[682]3389                                        !leaf->GetViewCell()->GetPvs().Empty() || !(*nit)->GetViewCell()->GetPvs().Empty() ||
[676]3390                    leaf->IsSibling(*nit))
3391                                {
3392                                        candidates.push_back(mc);
3393                                }
3394
[580]3395                                ++ numCandidates;
3396                                if ((numCandidates % 1000) == 0)
[566]3397                                {
[580]3398                                        cout << "collected " << numCandidates << " merge candidates" << endl;
[566]3399                                }
[509]3400                        }
[485]3401                }
3402        }
3403
[580]3404        Debug << "merge queue: " << (int)candidates.size() << endl;
3405        Debug << "leaves in queue: " << numCandidates << endl;
3406       
[508]3407
[485]3408        return (int)leaves.size();
3409}
3410
3411
[580]3412int VspBspTree::CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
3413                                                                           vector<MergeCandidate> &candidates)
[485]3414{
[547]3415        ViewCell::NewMail();
[503]3416        long startTime = GetTime();
[574]3417       
[485]3418        map<BspLeaf *, vector<BspLeaf*> > neighborMap;
[574]3419        ViewCellContainer::const_iterator iit;
[485]3420
[503]3421        int numLeaves = 0;
[485]3422       
3423        BspLeaf::NewMail();
3424
[574]3425        for (int i = 0; i < (int)rays.size(); ++ i)
[485]3426        { 
[574]3427                VssRay *ray = rays[i];
[547]3428       
[485]3429                // traverse leaves stored in the rays and compare and
3430                // merge consecutive leaves (i.e., the neighbors in the tree)
[574]3431                if (ray->mViewCells.size() < 2)
[485]3432                        continue;
[580]3433//TODO viewcellhierarchy
[574]3434                iit = ray->mViewCells.begin();
3435                BspViewCell *bspVc = dynamic_cast<BspViewCell *>(*(iit ++));
[580]3436                BspLeaf *leaf = bspVc->mLeaf;
[485]3437               
3438                // traverse intersections
[489]3439                // consecutive leaves are neighbors => add them to queue
[574]3440                for (; iit != ray->mViewCells.end(); ++ iit)
[485]3441                {
[489]3442                        // next pair
3443                        BspLeaf *prevLeaf = leaf;
[574]3444                        bspVc = dynamic_cast<BspViewCell *>(*iit);
[580]3445            leaf = bspVc->mLeaf;
[489]3446
[508]3447                        // view space not valid or same view cell
3448                        if (!leaf->TreeValid() || !prevLeaf->TreeValid() ||
3449                                (leaf->GetViewCell() == prevLeaf->GetViewCell()))
[489]3450                                continue;
3451
[580]3452                vector<BspLeaf *> &neighbors = neighborMap[leaf];
[485]3453                       
3454                        bool found = false;
[478]3455
[485]3456                        // both leaves inserted in queue already =>
3457                        // look if double pair already exists
3458                        if (leaf->Mailed() && prevLeaf->Mailed())
[478]3459                        {
[485]3460                                vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = neighbors.end();
3461                               
3462                for (it = neighbors.begin(); !found && (it != it_end); ++ it)
3463                                        if (*it == prevLeaf)
3464                                                found = true; // already in queue
3465                        }
[547]3466               
[485]3467                        if (!found)
3468                        {
[564]3469                                // this pair is not in map yet
[485]3470                                // => insert into the neighbor map and the queue
3471                                neighbors.push_back(prevLeaf);
3472                                neighborMap[prevLeaf].push_back(leaf);
[478]3473
[485]3474                                leaf->Mail();
3475                                prevLeaf->Mail();
[547]3476               
[580]3477                                MergeCandidate mc(leaf->GetViewCell(), prevLeaf->GetViewCell());
3478                               
3479                                candidates.push_back(mc);
[564]3480
[580]3481                                if (((int)candidates.size() % 1000) == 0)
[564]3482                                {
[580]3483                                        cout << "collected " << (int)candidates.size() << " merge candidates" << endl;
[564]3484                                }
[478]3485                        }
[485]3486        }
3487        }
[564]3488
[485]3489        Debug << "neighbormap size: " << (int)neighborMap.size() << endl;
[580]3490        Debug << "merge queue: " << (int)candidates.size() << endl;
[503]3491        Debug << "leaves in queue: " << numLeaves << endl;
[485]3492
[580]3493
[503]3494        //-- collect the leaves which haven't been found by ray casting
[542]3495        if (0)
3496        {
[551]3497                cout << "finding additional merge candidates using geometry" << endl;
[542]3498                vector<BspLeaf *> leaves;
[547]3499                CollectLeaves(leaves, true);
[542]3500                Debug << "found " << (int)leaves.size() << " new leaves" << endl << endl;
[580]3501                CollectMergeCandidates(leaves, candidates);
[542]3502        }
[503]3503
3504        return numLeaves;
[485]3505}
3506
3507
3508
3509
[508]3510ViewCell *VspBspTree::GetViewCell(const Vector3 &point)
[492]3511{
3512  if (mRoot == NULL)
3513        return NULL;
3514 
3515  stack<BspNode *> nodeStack;
3516  nodeStack.push(mRoot);
3517 
3518  ViewCell *viewcell = NULL;
3519 
3520  while (!nodeStack.empty())  {
3521        BspNode *node = nodeStack.top();
3522        nodeStack.pop();
3523       
3524        if (node->IsLeaf()) {
3525          viewcell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
3526          break;
3527        } else {
3528         
3529          BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3530               
3531          // random decision
3532          if (interior->GetPlane().Side(point) < 0)
3533                nodeStack.push(interior->GetBack());
3534          else
3535                nodeStack.push(interior->GetFront());
3536        }
3537  }
3538 
3539  return viewcell;
3540}
3541
3542
[487]3543bool VspBspTree::ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const
3544{
3545        BspNode *node = mRoot;
[485]3546
[487]3547        while (1)
3548        {
3549                // early exit
3550                if (node->TreeValid())
3551                        return true;
3552
3553                if (node->IsLeaf())
3554                        return false;
3555                       
3556                BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
[490]3557                                       
3558                if (in->GetPlane().Side(viewPoint) <= 0)
[487]3559                {
3560                        node = in->GetBack();
3561                }
3562                else
3563                {
3564                        node = in->GetFront();
3565                }
3566        }
3567
3568        // should never come here
3569        return false;
3570}
3571
3572
3573void VspBspTree::PropagateUpValidity(BspNode *node)
3574{
[574]3575        const bool isValid = node->TreeValid();
3576
3577        // propagative up invalid flag until only invalid nodes exist over this node
3578        if (!isValid)
[487]3579        {
[574]3580                while (!node->IsRoot() && node->GetParent()->TreeValid())
3581                {
3582                        node = node->GetParent();
3583                        node->SetTreeValid(false);
3584                }
[487]3585        }
[574]3586        else
3587        {
3588                // propagative up valid flag until one of the subtrees is invalid
3589                while (!node->IsRoot() && !node->TreeValid())
3590                {
3591            node = node->GetParent();
3592                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3593                       
3594                        // the parent is valid iff both leaves are valid
3595                        node->SetTreeValid(interior->GetBack()->TreeValid() &&
3596                                                           interior->GetFront()->TreeValid());
3597                }
3598        }
[487]3599}
3600
[508]3601
3602bool VspBspTree::Export(ofstream &stream)
[503]3603{
[508]3604        ExportNode(mRoot, stream);
[487]3605
[503]3606        return true;
3607}
3608
3609
[508]3610void VspBspTree::ExportNode(BspNode *node, ofstream &stream)
3611{
3612        if (node->IsLeaf())
[503]3613        {
[508]3614                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
[590]3615                ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
3616
[508]3617                int id = -1;
[590]3618                if (viewCell != mOutOfBoundsCell)
3619                        id = viewCell->GetId();
[503]3620
[508]3621                stream << "<Leaf viewCellId=\"" << id << "\" />" << endl;
[503]3622        }
[508]3623        else
[503]3624        {
[508]3625                BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3626       
3627                Plane3 plane = interior->GetPlane();
3628                stream << "<Interior plane=\"" << plane.mNormal.x << " "
3629                           << plane.mNormal.y << " " << plane.mNormal.z << " "
3630                           << plane.mD << "\">" << endl;
[503]3631
[508]3632                ExportNode(interior->GetBack(), stream);
3633                ExportNode(interior->GetFront(), stream);
[503]3634
[508]3635                stream << "</Interior>" << endl;
[503]3636        }
3637}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.