source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/VspTree.cpp @ 2353

Revision 2353, 86.7 KB checked in by mattausch, 17 years ago (diff)

cleaned up project files

RevLine 
[1237]1#include <stack>
2#include <time.h>
3#include <iomanip>
4
5#include "ViewCell.h"
6#include "Plane3.h"
7#include "VspTree.h"
8#include "Mesh.h"
9#include "common.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 "ViewCellsManager.h"
17#include "Beam.h"
18#include "KdTree.h"
[1315]19#include "IntersectableWrapper.h"
[1259]20#include "HierarchyManager.h"
21#include "BvHierarchy.h"
[1237]22#include "OspTree.h"
23
[1259]24
[1302]25
[1237]26namespace GtpVisibilityPreprocessor {
27
28
[2231]29#define VISUALIZE_SPLIT 0
[1237]30#define USE_FIXEDPOINT_T 0
[2237]31#define HACK_PERFORMANCE 1
[1237]32
[2237]33
[1577]34/////////////
[1237]35//-- static members
36
37VspTree *VspTree::VspSubdivisionCandidate::sVspTree = NULL;
[1302]38int VspNode::sMailId = 1;
[1237]39
40// variable for debugging volume contribution for heuristics
41static float debugVol;
42
43
44// pvs penalty can be different from pvs size
[1765]45inline static float EvalPvsPenalty(const float pvs,
46                                                                   const float lower,
47                                                                   const float upper)
[1237]48{
49        // clamp to minmax values
50        if (pvs < lower)
51        {
52                return (float)lower;
53        }
54        else if (pvs > upper)
55        {
56                return (float)upper;
57        }
58        return (float)pvs;
59}
60
[1444]61
[1237]62void VspTreeStatistics::Print(ostream &app) const
63{
64        app << "=========== VspTree statistics ===============\n";
65
66        app << setprecision(4);
67
68        app << "#N_CTIME  ( Construction time [s] )\n" << Time() << " \n";
69
70        app << "#N_NODES ( Number of nodes )\n" << nodes << "\n";
71
72        app << "#N_INTERIORS ( Number of interior nodes )\n" << Interior() << "\n";
73
74        app << "#N_LEAVES ( Number of leaves )\n" << Leaves() << "\n";
75
76        app << "#N_SPLITS ( Number of splits in axes x y z)\n";
77
78        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
79                app << splits[i] << " ";
[1415]80
[1237]81        app << endl;
82
83        app << "#N_PMAXDEPTHLEAVES ( Percentage of leaves at maximum depth )\n"
84                <<      maxDepthNodes * 100 / (double)Leaves() << endl;
85
86        app << "#N_PMINPVSLEAVES  ( Percentage of leaves with mininimal PVS )\n"
87                << minPvsNodes * 100 / (double)Leaves() << endl;
88
89        app << "#N_PMINRAYSLEAVES  ( Percentage of leaves with minimal number of rays)\n"
90                << minRaysNodes * 100 / (double)Leaves() << endl;
91
92        app << "#N_MAXCOSTNODES  ( Percentage of leaves with terminated because of max cost ratio )\n"
93                << maxCostNodes * 100 / (double)Leaves() << endl;
94
95        app << "#N_PMINPROBABILITYLEAVES  ( Percentage of leaves with mininum probability )\n"
96                << minProbabilityNodes * 100 / (double)Leaves() << endl;
97
98        app << "#N_PMAXRAYCONTRIBLEAVES  ( Percentage of leaves with maximal ray contribution )\n"
99                <<      maxRayContribNodes * 100 / (double)Leaves() << endl;
100
101        app << "#N_PMAXDEPTH ( Maximal reached depth )\n" << maxDepth << endl;
102
103        app << "#N_PMINDEPTH ( Minimal reached depth )\n" << minDepth << endl;
104
105        app << "#AVGDEPTH ( average depth )\n" << AvgDepth() << endl;
106
107        app << "#N_INVALIDLEAVES (number of invalid leaves )\n" << invalidLeaves << endl;
108
[1449]109        app << "#AVGRAYS (number of rays / leaf)\n" << AvgRays() << endl;
[1444]110       
[1449]111        app << "#N_GLOBALCOSTMISSES ( Global cost misses )\n" << mGlobalCostMisses << endl;
[1237]112
113        app << "========== END OF VspTree statistics ==========\n";
114}
115
116
117
118/******************************************************************/
119/*                  class VspNode implementation                  */
120/******************************************************************/
121
122
123VspNode::VspNode():
[1679]124mParent(NULL),
125mTreeValid(true),
[1732]126mTimeStamp(0)
[1237]127{}
128
129
130VspNode::VspNode(VspInterior *parent):
[1679]131mParent(parent),
132mTreeValid(true),
133mTimeStamp(0)
[1237]134{}
135
136
137bool VspNode::IsRoot() const
138{
139        return mParent == NULL;
140}
141
142
143VspInterior *VspNode::GetParent()
144{
145        return mParent;
146}
147
148
149void VspNode::SetParent(VspInterior *parent)
150{
151        mParent = parent;
152}
153
154
155bool VspNode::IsSibling(VspNode *n) const
156{
157        return  ((this != n) && mParent &&
158                         (mParent->GetFront() == n) || (mParent->GetBack() == n));
159}
160
161
162int VspNode::GetDepth() const
163{
164        int depth = 0;
165        VspNode *p = mParent;
166       
167        while (p)
168        {
169                p = p->mParent;
170                ++ depth;
171        }
172
173        return depth;
174}
175
176
177bool VspNode::TreeValid() const
178{
179        return mTreeValid;
180}
181
182
183void VspNode::SetTreeValid(const bool v)
184{
185        mTreeValid = v;
186}
187
188
[1444]189
[1237]190/****************************************************************/
191/*              class VspInterior implementation                */
192/****************************************************************/
193
194
195VspInterior::VspInterior(const AxisAlignedPlane &plane):
196mPlane(plane), mFront(NULL), mBack(NULL)
197{}
198
199
200VspInterior::~VspInterior()
201{
202        DEL_PTR(mFront);
203        DEL_PTR(mBack);
204}
205
206
207
208
209
210
211void VspInterior::ReplaceChildLink(VspNode *oldChild, VspNode *newChild)
212{
213        if (mBack == oldChild)
214                mBack = newChild;
215        else
216                mFront = newChild;
217}
218
219
220void VspInterior::SetupChildLinks(VspNode *front, VspNode *back)
221{
222    mBack = back;
223    mFront = front;
224}
225
226
227AxisAlignedBox3 VspInterior::GetBoundingBox() const
228{
229        return mBoundingBox;
230}
231
232
233void VspInterior::SetBoundingBox(const AxisAlignedBox3 &box)
234{
235        mBoundingBox = box;
236}
237
238
239int VspInterior::Type() const
240{
241        return Interior;
242}
243
244
245
246/****************************************************************/
247/*                  class VspLeaf implementation                */
248/****************************************************************/
249
250
[1679]251VspLeaf::VspLeaf():
[1696]252mViewCell(NULL), mSubdivisionCandidate(NULL)
[1237]253{
254}
255
256
257VspLeaf::~VspLeaf()
258{
[1418]259        VssRayContainer::const_iterator vit, vit_end = mVssRays.end();
[2347]260
[1418]261        for (vit = mVssRays.begin(); vit != vit_end; ++ vit)
262        {
263                VssRay *ray = *vit;
264                ray->Unref();
265
266                if (!ray->IsActive())
267                        delete ray;
268        }
[1237]269}
270
271
272int VspLeaf::Type() const
273{
274        return Leaf;
275}
276
277
278VspLeaf::VspLeaf(ViewCellLeaf *viewCell):
279mViewCell(viewCell)
280{
281}
282
283
284VspLeaf::VspLeaf(VspInterior *parent):
[1696]285VspNode(parent), mViewCell(NULL)
[1237]286{}
287
288
289VspLeaf::VspLeaf(VspInterior *parent, ViewCellLeaf *viewCell):
[1696]290VspNode(parent), mViewCell(viewCell)
[1237]291{
292}
293
[1588]294
[1237]295
[1588]296
[1237]297void VspLeaf::SetViewCell(ViewCellLeaf *viewCell)
298{
299        mViewCell = viewCell;
300}
301
302
303
304
[1421]305
[1237]306/*************************************************************************/
307/*                       class VspTree implementation                    */
308/*************************************************************************/
309
310
311VspTree::VspTree():
312mRoot(NULL),
313mOutOfBoundsCell(NULL),
[2351]314mStoreRays(false),
315//mStoreRays(true),
[1237]316mTimeStamp(1),
[1259]317mHierarchyManager(NULL)
[1237]318{
[1444]319        mLocalSubdivisionCandidates = new vector<SortableEntry>;
320
[1237]321        bool randomize = false;
322        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspTree.Construction.randomize", randomize);
323        if (randomize)
324                Randomize(); // initialise random generator for heuristics
325
[1444]326        char subdivisionStatsLog[100];
327        Environment::GetSingleton()->GetStringValue("VspTree.subdivisionStats", subdivisionStatsLog);
328        mSubdivisionStats.open(subdivisionStatsLog);
329
330        /////////////
[1237]331        //-- termination criteria for autopartition
[1444]332
[1237]333        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspTree.Termination.maxDepth", mTermMaxDepth);
334        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspTree.Termination.minPvs", mTermMinPvs);
335        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspTree.Termination.minRays", mTermMinRays);
336        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Termination.minProbability", mTermMinProbability);
337        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Termination.maxRayContribution", mTermMaxRayContribution);
338       
339        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspTree.Termination.missTolerance", mTermMissTolerance);
340        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspTree.Termination.maxViewCells", mMaxViewCells);
[1444]341        // max cost ratio for early tree termination
[1237]342        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Termination.maxCostRatio", mTermMaxCostRatio);
343
344        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Termination.minGlobalCostRatio", mTermMinGlobalCostRatio);
345        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspTree.Termination.globalCostMissTolerance", mTermGlobalCostMissTolerance);
346
[1444]347        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.maxStaticMemory", mMaxMemory);
348
349
350        //////////////
[1237]351        //-- factors for bsp tree split plane heuristics
352
[1444]353        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Termination.ct_div_ci", mCtDivCi);
[1237]354        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Construction.epsilon", mEpsilon);
[1444]355        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Construction.minBand", mMinBand);
356        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Construction.maxBand", mMaxBand);
357        Environment::GetSingleton()->GetIntValue("VspTree.maxTests", mMaxTests);
[1237]358
[1744]359        Environment::GetSingleton()->GetFloatValue("VspTree.Construction.renderCostDecreaseWeight", mRenderCostDecreaseWeight);
[1444]360       
[1237]361        // if only the driving axis is used for axis aligned split
362        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspTree.splitUseOnlyDrivingAxis", mOnlyDrivingAxis);
363        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspTree.useCostHeuristics", mUseCostHeuristics);
364        Environment::GetSingleton()->GetBoolValue("VspTree.simulateOctree", mCirculatingAxis);
365
[1732]366        //mMemoryConst = (float)(sizeof(VspLeaf) + sizeof(VspViewCell));
367        //mMemoryConst = 50;//(float)(sizeof(VspViewCell));
368        //mMemoryConst = (float)(sizeof(VspLeaf) + sizeof(ObjectPvs));
[1990]369
[1760]370        mMemoryConst = 16;//(float)sizeof(ObjectPvs);
[1990]371       
[1732]372
[1444]373        //////////////
[1237]374        //-- debug output
375
[1990]376        Debug << "******* VSP options ********" << endl;
[1237]377
378    Debug << "max depth: " << mTermMaxDepth << endl;
379        Debug << "min PVS: " << mTermMinPvs << endl;
380        Debug << "min probabiliy: " << mTermMinProbability << endl;
381        Debug << "min rays: " << mTermMinRays << endl;
382        Debug << "max ray contri: " << mTermMaxRayContribution << endl;
383        Debug << "max cost ratio: " << mTermMaxCostRatio << endl;
384        Debug << "miss tolerance: " << mTermMissTolerance << endl;
385        Debug << "max view cells: " << mMaxViewCells << endl;
386        Debug << "randomize: " << randomize << endl;
387
388        Debug << "min global cost ratio: " << mTermMinGlobalCostRatio << endl;
389        Debug << "global cost miss tolerance: " << mTermGlobalCostMissTolerance << endl;
390        Debug << "only driving axis: " << mOnlyDrivingAxis << endl;
391        Debug << "max memory: " << mMaxMemory << endl;
392        Debug << "use cost heuristics: " << mUseCostHeuristics << endl;
393        Debug << "subdivision stats log: " << subdivisionStatsLog << endl;
394        Debug << "render cost decrease weight: " << mRenderCostDecreaseWeight << endl;
395
396        Debug << "circulating axis: " << mCirculatingAxis << endl;
397        Debug << "minband: " << mMinBand << endl;
398        Debug << "maxband: " << mMaxBand << endl;
399
[1732]400        Debug << "vsp mem const: " << mMemoryConst << endl;
[1749]401
[1237]402        Debug << endl;
403}
404
405
406VspViewCell *VspTree::GetOutOfBoundsCell()
407{
408        return mOutOfBoundsCell;
409}
410
411
412VspViewCell *VspTree::GetOrCreateOutOfBoundsCell()
413{
414        if (!mOutOfBoundsCell)
415        {
416                mOutOfBoundsCell = new VspViewCell();
417                mOutOfBoundsCell->SetId(-1);
418                mOutOfBoundsCell->SetValid(false);
419        }
420
421        return mOutOfBoundsCell;
422}
423
424
425const VspTreeStatistics &VspTree::GetStatistics() const
426{
427        return mVspStats;
428}
429
430
431VspTree::~VspTree()
432{
433        DEL_PTR(mRoot);
434        DEL_PTR(mLocalSubdivisionCandidates);
435}
436
437
438void VspTree::ComputeBoundingBox(const VssRayContainer &rays,
439                                                                 AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox)
440{       
441        if (forcedBoundingBox)
442        {
443                mBoundingBox = *forcedBoundingBox;
[1379]444                return;
[1237]445        }
[1379]446       
447        //////////////////////////////////////////////
448        // bounding box of view space includes all visibility events
[2237]449
[1379]450        mBoundingBox.Initialize();
451        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
452
453        for (rit = rays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
[1237]454        {
[1379]455                VssRay *ray = *rit;
[1237]456
[1379]457                mBoundingBox.Include(ray->GetTermination());
458                mBoundingBox.Include(ray->GetOrigin());
[1237]459        }
460}
461
462
463void VspTree::AddSubdivisionStats(const int viewCells,
464                                                                  const float renderCostDecr,
465                                                                  const float totalRenderCost,
466                                                                  const float avgRenderCost)
467{
468        mSubdivisionStats
469                        << "#ViewCells\n" << viewCells << endl
470                        << "#RenderCostDecrease\n" << renderCostDecr << endl
471                        << "#TotalRenderCost\n" << totalRenderCost << endl
472                        << "#AvgRenderCost\n" << avgRenderCost << endl;
473}
474
475
[1640]476// $$matt temporary: number of rayrefs + pvs should be in there, but
477// commented out for testing
[1237]478float VspTree::GetMemUsage() const
479{
480        return (float)
[1640]481                 (sizeof(VspTree)
482                  + mVspStats.Leaves() * sizeof(VspLeaf)
483                  + mVspStats.Leaves() * sizeof(VspViewCell)
484                  + mVspStats.Interior() * sizeof(VspInterior)
485                  //+ mVspStats.pvs * sizeof(PvsData)
486                  //+ mVspStats.rayRefs * sizeof(RayInfo)
487                  ) / (1024.0f * 1024.0f);
[1237]488}
489
490
[1251]491inline bool VspTree::LocalTerminationCriteriaMet(const VspTraversalData &data) const
[1237]492{
[1294]493        const bool localTerminationCriteriaMet = (0
[1370]494                || ((int)data.mRays->size() <= mTermMinRays)
495                || (data.mPvs <= mTermMinPvs)
496                || (data.mProbability <= mTermMinProbability)
497                || (data.mDepth >= mTermMaxDepth)
[1237]498                );
499
[1715]500#if GTP_DEBUG
[1610]501        if (localTerminationCriteriaMet)
[1237]502        {
[1415]503                Debug << "local termination criteria met:" << endl;
[1237]504                Debug << "rays: " << (int)data.mRays->size() << "  " << mTermMinRays << endl;
505                Debug << "pvs: " << data.mPvs << " " << mTermMinPvs << endl;
506                Debug << "p: " <<  data.mProbability << " " << mTermMinProbability << endl;
507                Debug << "avg contri: " << data.GetAvgRayContribution() << " " << mTermMaxRayContribution << endl;
508                Debug << "depth " << data.mDepth << " " << mTermMaxDepth << endl;
509        }
[1610]510#endif
[1294]511        return localTerminationCriteriaMet;             
[1237]512}
513
514
[1251]515inline bool VspTree::GlobalTerminationCriteriaMet(const VspTraversalData &data) const
[1237]516{
[1610]517        // note: to track for global cost misses does not really
[2072]518        // make sense because termination on cost or memory is done
519        // in the hierarchy mananger
[1294]520        const bool terminationCriteriaMet = (0
521                // || mOutOfMemory
522                || (mVspStats.Leaves() >= mMaxViewCells)
[1571]523                // || (mVspStats.mGlobalCostMisses >= mTermGlobalCostMissTolerance)
[1237]524                );
525
[1715]526#if GTP_DEBUG
[1610]527        if (terminationCriteriaMet)
[1237]528        {
[1421]529                Debug << "vsp global termination criteria met:" << endl;
[1449]530                Debug << "cost misses: " << mVspStats.mGlobalCostMisses << " " << mTermGlobalCostMissTolerance << endl;
[1237]531                Debug << "leaves: " << mVspStats.Leaves() << " " <<  mMaxViewCells << endl;
532        }
[1610]533#endif
[1522]534
[1237]535        return terminationCriteriaMet;
536}
537
538
[2332]539void VspTree::CreateViewCell(VspTraversalData &tData,
540                                                         const bool updatePvs,
541                                                         const float renderCost,
542                                                         const int pvs)
[1237]543{
[1576]544        ///////////////
[1237]545        //-- create new view cell
[1577]546
[1576]547        VspLeaf *leaf = tData.mNode;
[1577]548
[1237]549        VspViewCell *viewCell = new VspViewCell();
550    leaf->SetViewCell(viewCell);
551       
552        int conSamp = 0;
553        float sampCon = 0.0f;
554
555        if (updatePvs)
556        {
[2347]557                // store pvs of view cell
[1237]558                AddSamplesToPvs(leaf, *tData.mRays, sampCon, conSamp);
559
560                // update scalar pvs size value
561                ObjectPvs &pvs = viewCell->GetPvs();
[2116]562                mViewCellsManager->UpdateScalarPvsSize(viewCell,
563                                                                                           pvs.EvalPvsCost(),
564                                                                                           pvs.GetSize());
[1237]565
566                mVspStats.contributingSamples += conSamp;
567                mVspStats.sampleContributions += (int)sampCon;
568        }
[2332]569        else
570        {
[2342]571                viewCell->SetTrianglesInPvs(renderCost);
[2332]572                viewCell->SetEntriesInPvs(pvs);
[2342]573               
[2332]574                //cout << "create view cell with tri=" << (int)renderCost << " pvs=" << pvs << endl;
575        }
[1237]576
577        if (mStoreRays)
578        {
[1418]579                ///////////
580                //-- store sampling rays
[1577]581
[2347]582        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = tData.mRays->end();
[1237]583
[2347]584                for (rit = tData.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
[1237]585                {
[2347]586                        VssRay *ray = new VssRay(*(*rit).mRay);
587                        ray->Ref();
588
[1576]589                        // note: should rather store rays with view cell
[2347]590                        leaf->mVssRays.push_back(ray);
[1237]591                }
592        }
593               
594        // set view cell values
[1551]595        viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
[1237]596
597        viewCell->SetVolume(tData.mProbability);
598    leaf->mProbability = tData.mProbability;
599}
600
601
602void VspTree::EvalSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &sc)
603{
604        const float costDecr = sc.GetRenderCostDecrease();
605       
606        AddSubdivisionStats(mVspStats.Leaves(),
607                                                costDecr,
608                                                mTotalCost,
609                                                (float)mTotalPvsSize / (float)mVspStats.Leaves());
610}
611
612
613VspNode *VspTree::Subdivide(SplitQueue &tQueue,
614                                                        SubdivisionCandidate *splitCandidate,
615                                                        const bool globalCriteriaMet)
616{
[2187]617        mSubdivTimer.Entry();
618
[1237]619        // todo remove dynamic cast
[1297]620        VspSubdivisionCandidate *sc =
[2017]621                static_cast<VspSubdivisionCandidate *>(splitCandidate);
[1237]622
[1302]623        VspTraversalData &tData = sc->mParentData;
[1237]624        VspNode *newNode = tData.mNode;
625
626        if (!LocalTerminationCriteriaMet(tData) && !globalCriteriaMet)
627        {       
[1633]628                ///////////
[1297]629                //-- continue subdivision
[1633]630
[1237]631                VspTraversalData tFrontData;
632                VspTraversalData tBackData;
633               
634                // create new interior node and two leaf node
[1576]635                const int maxCostMisses = sc->GetMaxCostMisses();
[1297]636
[2187]637                newNode = SubdivideNode(*sc, tFrontData, tBackData);
638
[1237]639                // how often was max cost ratio missed in this branch?
640                tFrontData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
641                tBackData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
642                       
643                mTotalCost -= sc->GetRenderCostDecrease();
[1913]644                //mTotalPvsSize += (int)(tFrontData.mPvs + tBackData.mPvs - tData.mPvs);
[1662]645                mPvsEntries += sc->GetPvsEntriesIncr();
[1237]646
647                // subdivision statistics
648                if (1) EvalSubdivisionStats(*sc);
649               
[1633]650                /////////////
[1237]651                //-- evaluate new split candidates for global greedy cost heuristics
652
653                VspSubdivisionCandidate *frontCandidate = new VspSubdivisionCandidate(tFrontData);
654                VspSubdivisionCandidate *backCandidate = new VspSubdivisionCandidate(tBackData);
655
656                EvalSubdivisionCandidate(*frontCandidate);
657                EvalSubdivisionCandidate(*backCandidate);
658
[1297]659                // cross reference
660                tFrontData.mNode->SetSubdivisionCandidate(frontCandidate);
661                tBackData.mNode->SetSubdivisionCandidate(backCandidate);
662
[1237]663                tQueue.Push(frontCandidate);
664                tQueue.Push(backCandidate);
[1633]665
666                // note: leaf is not destroyed because it is needed to collect
667                // dirty candidates in hierarchy manager
[1237]668        }
669
670        if (newNode->IsLeaf()) // subdivision terminated
671        {
[2017]672                VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(newNode);
[2347]673       
674                if (0 && mStoreRays)
[1237]675                {
[1418]676                        //////////
677                        //-- store rays piercing this view cell
[2347]678
[1237]679                        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = tData.mRays->end();
680                        for (it = tData.mRays->begin(); it != it_end; ++ it)
681                        {
682                                (*it).mRay->Ref();                     
683                                leaf->mVssRays.push_back((*it).mRay);
684                        }
685                }
686
687                // finally evaluate statistics for this leaf
688                EvaluateLeafStats(tData);
[1305]689                // detach subdivision candidate: this leaf is no candidate for
690                // splitting anymore
691                tData.mNode->SetSubdivisionCandidate(NULL);
[1294]692                // detach node so it won't get deleted
693                tData.mNode = NULL;
[1237]694        }
695
[2187]696        mSubdivTimer.Exit();
697
[1237]698        return newNode;
699}
700
701
[1673]702void VspTree::EvalSubdivisionCandidate(VspSubdivisionCandidate &splitCandidate,
703                                                                           bool computeSplitPlane)
[1237]704{
[2198]705        mPlaneTimer.Entry();
[2187]706
[1667]707        if (computeSplitPlane)
708        {
709                float frontProb;
710                float backProb;
711
712                // compute locally best split plane
713                const float ratio = SelectSplitPlane(splitCandidate.mParentData,
714                                                                                         splitCandidate.mSplitPlane,
715                                                                                         frontProb,
716                                                                                         backProb);
[1237]717       
[1667]718                const bool maxCostRatioViolated = mTermMaxCostRatio < ratio;
719
720                const int maxCostMisses = splitCandidate.mParentData.mMaxCostMisses;
721                // max cost threshold violated?
[1893]722                splitCandidate.SetMaxCostMisses(maxCostRatioViolated ?
723                                                                                maxCostMisses + 1: maxCostMisses);
[1667]724        }
725       
[2198]726        mPlaneTimer.Exit();
727
728        mEvalTimer.Entry();
729
[2017]730        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(splitCandidate.mParentData.mNode);
[1912]731
[2332]732        //////////////
[2237]733        //-- compute global decrease in render cost
734
735        const AxisAlignedPlane candidatePlane = splitCandidate.mSplitPlane;
736
737        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = splitCandidate.mParentData.mRays->end();
738
[2347]739        SplitData sData;
[2237]740
741        Intersectable::NewMail(3);
742        KdLeaf::NewMail(3);
743
744        for (rit = splitCandidate.mParentData.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
745        {
746                RayInfo rayInf = *rit;
747
748                float t;
749               
750                // classify ray
751                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane.mAxis,
752                                                                                                         candidatePlane.mPosition,
753                                                                                                         t);
754
755                VssRay *ray = rayInf.mRay;
[2332]756
[2237]757#if HACK_PERFORMANCE
758                Intersectable *obj = (*ray).mTerminationObject;
759
760                BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
761
762                // evaluate contribution of ray endpoint to front
763                // and back pvs with respect to the classification
[2347]764                UpdateContributionsToPvs(leaf, cf, sData);
[2237]765
766#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
767
768                obj = (*ray).mOriginObject;
769
770                if (obj)
771                {
772                        leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
773
[2347]774                        UpdateContributionsToPvs(leaf, cf, sData);
[2237]775                }
776#endif
777
778#else
779                cerr << "TODO classify" << endl;
780#endif
781        }
782
[2347]783        sData.mTotalRenderCost = mViewCellsManager->ComputeRenderCost(sData.mTotalTriangles, sData.mTotalObjects);
784        sData.mBackRenderCost = mViewCellsManager->ComputeRenderCost(sData.mBackTriangles, sData.mBackObjects);
785        sData.mFrontRenderCost = mViewCellsManager->ComputeRenderCost(sData.mFrontTriangles, sData.mFrontObjects);
[2332]786       
[2342]787
[1912]788        /////////////
789        // avg ray contri
790
[2347]791        const float avgRayContri = (float)sData.mTotalObjects /
[1912]792                ((float)splitCandidate.mParentData.mRays->size() + Limits::Small);
793
[2347]794        const float avgRaysPerObject = (float)splitCandidate.mParentData.mRays->size() /
795                ((float)sData.mTotalObjects + Limits::Small);
[2227]796
[2347]797        //cout << "avg rays per obj: " << avgRaysPerObject << endl;
[2227]798
799        splitCandidate.SetAvgRayContribution(avgRayContri);
800        splitCandidate.SetAvgRaysPerObject(avgRaysPerObject);
801
[2332]802        // todo: compute old render cost in the function
803        // using michi's render cost evaluation
[1577]804        float oldRenderCost;
[2347]805        const float renderCostDecr = EvalRenderCostDecrease(splitCandidate, oldRenderCost, sData);
[1237]806        splitCandidate.SetRenderCostDecrease(renderCostDecr);
807
[1576]808        // the increase in pvs entries num induced by this split
[2347]809        const int pvsEntriesIncr = EvalPvsEntriesIncr(splitCandidate, sData);
[1576]810        splitCandidate.SetPvsEntriesIncr(pvsEntriesIncr);
811
[2347]812        splitCandidate.mFrontTriangles = (float)sData.mFrontTriangles;
813        splitCandidate.mBackTriangles = (float)sData.mBackTriangles;
[2332]814       
[1237]815        // take render cost of node into account
[1668]816        // otherwise danger of being stuck in a local minimum!
[2342]817        float priority = mRenderCostDecreaseWeight * renderCostDecr + (1.0f - mRenderCostDecreaseWeight) * oldRenderCost;
[1664]818
[1893]819        if (mHierarchyManager->mConsiderMemory)
[1664]820        {
[1893]821                priority /= ((float)splitCandidate.GetPvsEntriesIncr() + mMemoryConst);
[1664]822        }
[1732]823
[1237]824        splitCandidate.SetPriority(priority);
[2187]825
[2342]826        //cout << "vsp render cost decrease=" << renderCostDecr << endl;
[2187]827        mEvalTimer.Exit();
[1237]828}
829
830
[2237]831int VspTree::EvalPvsEntriesIncr(VspSubdivisionCandidate &splitCandidate,
[2347]832                                                                const SplitData &sData) const
[1576]833{
[1913]834        const float oldPvsRatio = (splitCandidate.mParentData.mPvs > 0) ?
[2347]835                sData.mTotalObjects / splitCandidate.mParentData.mPvs : 1;
[1912]836        const float correctedOldPvs = splitCandidate.mParentData.mCorrectedPvs * oldPvsRatio;
837
[1913]838        splitCandidate.mCorrectedFrontPvs =
[2347]839                mHierarchyManager->EvalCorrectedPvs((float)sData.mFrontObjects,
[2238]840                                                                                        (float)correctedOldPvs,
[2227]841                                                                                        splitCandidate.GetAvgRaysPerObject());
[1913]842        splitCandidate.mCorrectedBackPvs =
[2347]843                mHierarchyManager->EvalCorrectedPvs((float)sData.mBackObjects,
[2238]844                                                                                        (float)correctedOldPvs,
[2227]845                                                                                        splitCandidate.GetAvgRaysPerObject());
[1912]846       
[2347]847        splitCandidate.mFrontPvs = (float)sData.mFrontObjects;
848        splitCandidate.mBackPvs = (float)sData.mBackObjects;
[2210]849
[1913]850        return (int)(splitCandidate.mCorrectedFrontPvs + splitCandidate.mCorrectedBackPvs - correctedOldPvs);
[1576]851}
852
853
[1912]854VspInterior *VspTree::SubdivideNode(const VspSubdivisionCandidate &sc,
[1237]855                                                                        VspTraversalData &frontData,
856                                                                        VspTraversalData &backData)
857{
[2187]858        mNodeTimer.Entry();
859       
[2017]860        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(sc.mParentData.mNode);
[1912]861
862        const VspTraversalData &tData = sc.mParentData;
[2210]863        const AxisAlignedPlane &splitPlane = sc.mSplitPlane;
[1912]864
[1418]865        ///////////////
866        //-- new traversal values
[1237]867
868        frontData.mDepth = tData.mDepth + 1;
869        backData.mDepth = tData.mDepth + 1;
870
871        frontData.mRays = new RayInfoContainer();
872        backData.mRays = new RayInfoContainer();
873
874        //-- subdivide rays
[1664]875        SplitRays(splitPlane, *tData.mRays, *frontData.mRays, *backData.mRays);
[1237]876
877        //-- compute pvs
[2332]878        frontData.mPvs = sc.mFrontPvs;
879        backData.mPvs = sc.mBackPvs;
[1912]880       
881        //-- compute pvs correction for coping with undersampling
882        frontData.mCorrectedPvs = sc.mCorrectedFrontPvs;
883        backData.mCorrectedPvs = sc.mCorrectedBackPvs;
884
[1379]885        //-- split front and back node geometry and compute area
[1297]886        tData.mBoundingBox.Split(splitPlane.mAxis,
887                                                         splitPlane.mPosition,
888                                                         frontData.mBoundingBox,
889                                                         backData.mBoundingBox);
[1237]890
891        frontData.mProbability = frontData.mBoundingBox.GetVolume();
892        backData.mProbability = tData.mProbability - frontData.mProbability;
893
[1912]894        //-- compute render cost
[2332]895        frontData.mRenderCost = sc.mFrontRenderCost;
896        backData.mRenderCost = sc.mBackRenderCost;
[1912]897       
[1913]898        frontData.mCorrectedRenderCost = sc.mCorrectedFrontRenderCost;
899        backData.mCorrectedRenderCost = sc.mCorrectedBackRenderCost;
[1576]900
901        ////////
902        //-- update some stats
903       
[1237]904        if (tData.mDepth > mVspStats.maxDepth)
[1668]905        {       
[1237]906                mVspStats.maxDepth = tData.mDepth;
907        }
908
[1576]909        // two more leaves per split
[1237]910        mVspStats.nodes += 2;
[1664]911        // and a new split
[1415]912        ++ mVspStats.splits[splitPlane.mAxis];
[1237]913
[1570]914
[1576]915        ////////////////
[1379]916        //-- create front and back and subdivide further
[1237]917
[1379]918        VspInterior *interior = new VspInterior(splitPlane);
[1237]919        VspInterior *parent = leaf->GetParent();
920
921        // replace a link from node's parent
922        if (parent)
923        {
924                parent->ReplaceChildLink(leaf, interior);
925                interior->SetParent(parent);
926        }
927        else // new root
928        {
929                mRoot = interior;
930        }
931
932        VspLeaf *frontLeaf = new VspLeaf(interior);
933        VspLeaf *backLeaf = new VspLeaf(interior);
934
935        // and setup child links
936        interior->SetupChildLinks(frontLeaf, backLeaf);
937       
938        // add bounding box
939        interior->SetBoundingBox(tData.mBoundingBox);
940
941        // set front and back leaf
942        frontData.mNode = frontLeaf;
943        backData.mNode = backLeaf;
944
[1696]945        // create front and back view cell for the new leaves
[2332]946        CreateViewCell(frontData, false, sc.mFrontTriangles, (int)sc.mFrontPvs);
947        CreateViewCell(backData, false, sc.mBackTriangles, (int)sc.mBackPvs);
[1237]948
[1687]949        // set the time stamp so the order of traversal can be reconstructed
950        interior->mTimeStamp = mHierarchyManager->mTimeStamp ++;
951
[2187]952        mNodeTimer.Exit();
953
[1237]954        return interior;
955}
956
957
958void VspTree::AddSamplesToPvs(VspLeaf *leaf,
959                                                          const RayInfoContainer &rays,
960                                                          float &sampleContributions,
961                                                          int &contributingSamples)
962{
963        sampleContributions = 0;
964        contributingSamples = 0;
965 
966        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
967 
968        ViewCellLeaf *vc = leaf->GetViewCell();
969
[1577]970        // add contributions from samples to the pvs
[1237]971        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
972        {
973                float sc = 0.0f;
974                VssRay *ray = (*it).mRay;
975
976                bool madeContrib = false;
[1764]977                float contribution = 1;
[1237]978
[1764]979                Intersectable *entry =
980                        mHierarchyManager->GetIntersectable(ray->mTerminationObject, true);
[1237]981
[1764]982                if (entry)
[2187]983                {
[1259]984                        madeContrib =
[1764]985                                vc->GetPvs().AddSample(entry, ray->mPdf);
[1237]986
987                        sc += contribution;
988                }
[1649]989#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
[1764]990                entry = mHierarchyManager->GetIntersectable(ray->mOriginObject, true);
[1237]991
[1764]992                if (entry)
[1237]993                {
[1259]994                        madeContrib =
[1764]995                                vc->GetPvs().AddSample(entry, ray->mPdf);
[1237]996
997                        sc += contribution;
998                }
[1649]999#endif
[1237]1000                if (madeContrib)
1001                {
1002                        ++ contributingSamples;
1003                }
1004        }
1005}
1006
1007
1008void VspTree::SortSubdivisionCandidates(const RayInfoContainer &rays,
[2187]1009                                                                                const int axis,
1010                                                                                float minBand,
1011                                                                                float maxBand)
[1237]1012{
[2187]1013        mSortTimer.Entry();
1014
[1237]1015        mLocalSubdivisionCandidates->clear();
1016
[1314]1017        const int requestedSize = 2 * (int)(rays.size());
[1237]1018
1019        // creates a sorted split candidates array
1020        if (mLocalSubdivisionCandidates->capacity() > 500000 &&
1021                requestedSize < (int)(mLocalSubdivisionCandidates->capacity() / 10) )
1022        {
1023        delete mLocalSubdivisionCandidates;
1024                mLocalSubdivisionCandidates = new vector<SortableEntry>;
1025        }
1026
1027        mLocalSubdivisionCandidates->reserve(requestedSize);
1028
1029        float pos;
1030        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
1031
[1577]1032        const bool delayMinEvent = false;
1033
1034        ////////////
[1237]1035        //-- insert all queries
1036        for (rit = rays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
1037        {
1038                const bool positive = (*rit).mRay->HasPosDir(axis);
[1577]1039               
[1314]1040                // origin point
[1237]1041                pos = (*rit).ExtrapOrigin(axis);
[1314]1042                const int oType = positive ? SortableEntry::ERayMin : SortableEntry::ERayMax;
[1237]1043
[1314]1044                if (delayMinEvent && oType == SortableEntry::ERayMin)
[1577]1045                        pos += mEpsilon; // could be useful feature for walls
[1314]1046
1047                mLocalSubdivisionCandidates->push_back(SortableEntry(oType, pos, (*rit).mRay));
1048
1049                // termination point
[1237]1050                pos = (*rit).ExtrapTermination(axis);
[1314]1051                const int tType = positive ? SortableEntry::ERayMax : SortableEntry::ERayMin;
[1237]1052
[1314]1053                if (delayMinEvent && tType == SortableEntry::ERayMin)
[1577]1054                        pos += mEpsilon; // could be useful feature for walls
[1314]1055
1056                mLocalSubdivisionCandidates->push_back(SortableEntry(tType, pos, (*rit).mRay));
[1237]1057        }
1058
[2198]1059        if (1)
1060                stable_sort(mLocalSubdivisionCandidates->begin(), mLocalSubdivisionCandidates->end());
1061        else
1062                sort(mLocalSubdivisionCandidates->begin(), mLocalSubdivisionCandidates->end());
[2187]1063
1064        mSortTimer.Exit();
[1237]1065}
1066
1067
[1765]1068float VspTree::PrepareHeuristics(KdLeaf *leaf)
[1237]1069{       
[1765]1070        float pvsSize = 0;
[1237]1071       
1072        if (!leaf->Mailed())
1073        {
1074                leaf->Mail();
1075                leaf->mCounter = 1;
1076                // add objects without the objects which are in several kd leaves
1077                pvsSize += (int)(leaf->mObjects.size() - leaf->mMultipleObjects.size());
1078        }
1079        else
1080        {
1081                ++ leaf->mCounter;
1082        }
1083
1084        //-- the objects belonging to several leaves must be handled seperately
1085        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = leaf->mMultipleObjects.end();
1086
1087        for (oit = leaf->mMultipleObjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1088        {
1089                Intersectable *object = *oit;
1090                                               
1091                if (!object->Mailed())
1092                {
1093                        object->Mail();
1094                        object->mCounter = 1;
1095
1096                        ++ pvsSize;
1097                }
1098                else
1099                {
1100                        ++ object->mCounter;
1101                }
1102        }
1103       
1104        return pvsSize;
1105}
1106
1107
[1765]1108float VspTree::PrepareHeuristics(const RayInfoContainer &rays)
[1237]1109{       
1110        Intersectable::NewMail();
1111        KdNode::NewMail();
1112
[1765]1113        float pvsSize = 0;
[1237]1114
1115        RayInfoContainer::const_iterator ri, ri_end = rays.end();
1116
[1259]1117    // set all kd nodes / objects as belonging to the front pvs
[1237]1118        for (ri = rays.begin(); ri != ri_end; ++ ri)
1119        {
1120                VssRay *ray = (*ri).mRay;
[1259]1121               
1122                pvsSize += PrepareHeuristics(*ray, true);
[1649]1123#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
[1259]1124                pvsSize += PrepareHeuristics(*ray, false);
[1649]1125#endif
[1237]1126        }
1127
1128        return pvsSize;
1129}
1130
1131
[2237]1132float VspTree::EvalMaxEventContribution(KdLeaf *leaf) const
[1237]1133{
[2237]1134        float pvs = 0;
[1259]1135
[1237]1136        // leaf falls out of right pvs
1137        if (-- leaf->mCounter == 0)
1138        {
[2237]1139                pvs -= ((float)leaf->mObjects.size() - (float)leaf->mMultipleObjects.size());
[1237]1140        }
1141
[1909]1142        //////
[1259]1143        //-- separately handle objects which are in several kd leaves
1144
[1237]1145        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = leaf->mMultipleObjects.end();
1146
1147        for (oit = leaf->mMultipleObjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1148        {
1149                Intersectable *object = *oit;
1150
1151                if (-- object->mCounter == 0)
1152                {
[1259]1153                        ++ pvs;
[1237]1154                }
1155        }
[1259]1156
1157        return pvs;
[1237]1158}
1159
1160
[2237]1161float VspTree::EvalMinEventContribution(KdLeaf *leaf) const
[1237]1162{
1163        if (leaf->Mailed())
[1259]1164                return 0;
[1237]1165       
1166        leaf->Mail();
1167
1168        // add objects without those which are part of several kd leaves
[2237]1169        float pvs = ((float)leaf->mObjects.size() - (float)leaf->mMultipleObjects.size());
[1237]1170
[1259]1171        // separately handle objects which are part of several kd leaves
[1237]1172        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = leaf->mMultipleObjects.end();
1173
1174        for (oit = leaf->mMultipleObjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1175        {
1176                Intersectable *object = *oit;
1177
1178                // object not previously in pvs
1179                if (!object->Mailed())
1180                {
1181                        object->Mail();
1182                        ++ pvs;
1183                }
[1259]1184        }       
1185
1186        return pvs;
[1237]1187}
1188
1189
[1291]1190void VspTree::EvalHeuristics(const SortableEntry &ci,
[1765]1191                                                         float &pvsLeft,
1192                                                         float &pvsRight) const
[1237]1193{
[1259]1194        VssRay *ray = ci.ray;
1195
[1291]1196        // eval changes in pvs causes by min event
[1259]1197        if (ci.type == SortableEntry::ERayMin)
1198        {
[1765]1199                pvsLeft += EvalMinEventContribution(*ray, true);
[1649]1200#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
[1259]1201                pvsLeft += EvalMinEventContribution(*ray, false);
[1649]1202#endif
[1259]1203        }
[1291]1204        else // eval changes in pvs causes by max event
[1259]1205        {
[1765]1206                pvsRight -= EvalMaxEventContribution(*ray, true);
[1649]1207#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
[1259]1208                pvsRight -= EvalMaxEventContribution(*ray, false);
[1649]1209#endif
[1259]1210        }
1211}
1212
1213
[1237]1214float VspTree::EvalLocalCostHeuristics(const VspTraversalData &tData,
1215                                                                           const AxisAlignedBox3 &box,
1216                                                                           const int axis,
[1765]1217                                                                           float &position,
1218                                                                           const RayInfoContainer &usedRays)
[1237]1219{
1220        const float minBox = box.Min(axis);
1221        const float maxBox = box.Max(axis);
1222
1223        const float sizeBox = maxBox - minBox;
1224
1225        const float minBand = minBox + mMinBand * sizeBox;
1226        const float maxBand = minBox + mMaxBand * sizeBox;
1227
[2210]1228        // sort by the current dimension
[1765]1229        SortSubdivisionCandidates(usedRays, axis, minBand, maxBand);
[1237]1230
1231        // prepare the sweep
[1291]1232        // note: returns pvs size => no need t give pvs size as function parameter
[1765]1233        const float pvsCost = PrepareHeuristics(usedRays);
[1237]1234
1235        // go through the lists, count the number of objects left and right
1236        // and evaluate the following cost funcion:
1237        // C = ct_div_ci  + (ql*rl + qr*rr)/queries
1238
[1765]1239        float pvsl = 0;
1240        float pvsr = pvsCost;
[1237]1241
[1765]1242        float pvsBack = pvsl;
1243        float pvsFront = pvsr;
[1237]1244
[1765]1245        float sum = pvsCost * sizeBox;
[1237]1246        float minSum = 1e20f;
1247
1248        // if no good split can be found, take mid split
1249        position = minBox + 0.5f * sizeBox;
1250       
1251        // the relative cost ratio
1252        float ratio = 99999999.0f;
1253        bool splitPlaneFound = false;
1254
1255        Intersectable::NewMail();
1256        KdLeaf::NewMail();
1257
[1765]1258        const float volRatio =
1259                tData.mBoundingBox.GetVolume() / (sizeBox * mBoundingBox.GetVolume());
[1237]1260
[1765]1261        ////////
1262        //-- iterate through visibility events
1263
1264        vector<SortableEntry>::const_iterator ci,
1265                ci_end = mLocalSubdivisionCandidates->end();
1266
1267#ifdef GTP_DEBUG
[1314]1268        const int leaves = mVspStats.Leaves();
1269        const bool printStats = ((axis == 0) && (leaves > 0) && (leaves < 90));
1270       
1271        ofstream sumStats;
1272        ofstream pvslStats;
1273        ofstream pvsrStats;
1274
1275        if (printStats)
1276        {
1277                char str[64];
1278               
1279                sprintf(str, "tmp/vsp_heur_sum-%04d.log", leaves);
1280                sumStats.open(str);
1281                sprintf(str, "tmp/vsp_heur_pvsl-%04d.log", leaves);
1282                pvslStats.open(str);
1283                sprintf(str, "tmp/vsp_heur_pvsr-%04d.log", leaves);
1284                pvsrStats.open(str);
1285        }
1286
1287#endif
[2228]1288
1289
[1237]1290        for (ci = mLocalSubdivisionCandidates->begin(); ci != ci_end; ++ ci)
1291        {
[1291]1292                // compute changes to front and back pvs
1293                EvalHeuristics(*ci, pvsl, pvsr);
[1237]1294
1295                // Note: sufficient to compare size of bounding boxes of front and back side?
1296                if (((*ci).value >= minBand) && ((*ci).value <= maxBand))
1297                {
1298                        float currentPos;
1299                       
1300                        // HACK: current positition is BETWEEN visibility events
1301                        if (0 && ((ci + 1) != ci_end))
1302                                currentPos = ((*ci).value + (*(ci + 1)).value) * 0.5f;
1303                        else
1304                                currentPos = (*ci).value;                       
1305
1306                        sum = pvsl * ((*ci).value - minBox) + pvsr * (maxBox - (*ci).value);
[1291]1307                       
[1765]1308#ifdef GTP_DEBUG
[1314]1309                        if (printStats)
1310                        {
1311                                sumStats
1312                                        << "#Position\n" << currentPos << endl
1313                                        << "#Sum\n" << sum * volRatio << endl
1314                                        << "#Pvs\n" << pvsl + pvsr << endl;
[1237]1315
[1314]1316                                pvslStats
1317                                        << "#Position\n" << currentPos << endl
1318                                        << "#Pvsl\n" << pvsl << endl;
1319
1320                                pvsrStats
1321                                        << "#Position\n" << currentPos << endl
1322                                        << "#Pvsr\n" << pvsr << endl;
1323                        }
1324#endif
1325
[1237]1326                        if (sum < minSum)
1327                        {
1328                                splitPlaneFound = true;
1329
1330                                minSum = sum;
1331                                position = currentPos;
1332                               
1333                                pvsBack = pvsl;
1334                                pvsFront = pvsr;
1335                        }
1336                }
1337        }
1338       
[1421]1339        /////////       
[1237]1340        //-- compute cost
1341
1342        const float pOverall = sizeBox;
1343        const float pBack = position - minBox;
1344        const float pFront = maxBox - position;
1345
[1909]1346        const float penaltyOld = pvsCost;
1347    const float penaltyFront = pvsFront;
1348        const float penaltyBack = pvsBack;
[1237]1349       
1350        const float oldRenderCost = penaltyOld * pOverall + Limits::Small;
1351        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
1352
[2231]1353#if VISUALIZE_SPLIT
1354       
1355        const int leaves = mVspStats.Leaves();
[2332]1356        const bool showViz = (leaves >= 3000) && (leaves % 497 == 0);
[2231]1357
1358        if (showViz)
1359        {
[2233]1360                //cout << "========================== exporting split ===================" << endl;
1361
[2231]1362                Exporter *exporter;
1363
[2233]1364                char str[64]; sprintf(str, "vc-%04d_%d.wrl", leaves, axis);
1365
1366                exporter = Exporter::GetExporter(str);
1367
1368                Material m;
1369                m.mDiffuseColor.r = 1.0f;
1370                m.mDiffuseColor.g = 0.0f;
1371                m.mDiffuseColor.b = 0.0f;
1372
1373                exporter->SetForcedMaterial(m);
[2231]1374                exporter->SetWireframe();
1375
1376                exporter->ExportBox(tData.mBoundingBox);
1377
[2233]1378                exporter->ResetForcedMaterial();
1379
[2231]1380                RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = tData.mRays->end();
1381
1382                exporter->SetFilled();
1383       
[2233]1384                m.mDiffuseColor.r = 0.0f;
1385                m.mDiffuseColor.g = 1.0f;
1386                m.mDiffuseColor.b = 0.0f;
1387
1388                exporter->SetForcedMaterial(m);
1389
1390                // create unique ids for pvs heuristics
1391                Intersectable::NewMail(3);
1392
1393                float a = 0, b = 0, c = 0;
1394
1395                // this is the main ray classification loop!
1396                for(rit = tData.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
1397                {
1398                        VssRay *ray = (*rit).mRay;
1399
1400                        // determine the side of this ray with respect to the plane
1401                        float t;
1402                        const int side = (*rit).ComputeRayIntersection(axis, position, t);
1403       
1404                        UpdateContributionsToPvs(*ray, true, side, a, b, c);
1405                        UpdateContributionsToPvs(*ray, false, side, a, b, c);
1406                }
1407
1408
[2231]1409                for (rit = tData.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
1410                {
1411                        RayInfo rayInf = *rit;
[2233]1412                       
[2231]1413                        // export objects
1414                        VssRay *ray = rayInf.mRay;     
1415                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(ray->mTerminationObject);
[2233]1416
1417                        //left and right
1418                        if (leaf->Mailed(2))
1419                        {
1420                                m.mDiffuseColor.r = 0.0f;
1421                                m.mDiffuseColor.g = 1.0f;
1422                                m.mDiffuseColor.b = 1.0f;
1423                        }
1424                        else if (leaf->Mailed(1)) // only right
1425                        {
1426                                m.mDiffuseColor.r = 0.0f;
1427                                m.mDiffuseColor.g = 1.0f;
1428                                m.mDiffuseColor.b = 0.0f;
1429                        }
1430                        else // left
1431                        {
1432                                m.mDiffuseColor.r = 0.0f;
1433                                m.mDiffuseColor.g = 0.0f;
1434                                m.mDiffuseColor.b = 1.0f;
1435                        }
1436
1437                        exporter->SetForcedMaterial(m);
[2231]1438                        exporter->ExportIntersectable(leaf);
1439
1440                }
1441
[2233]1442                m.mDiffuseColor.r = 1.0f;
1443                m.mDiffuseColor.g = 0.0f;
1444                m.mDiffuseColor.b = 1.0f;
1445
1446                exporter->SetForcedMaterial(m);
[2231]1447                AxisAlignedBox3 vizPlaneBox;
1448                vizPlaneBox = tData.mBoundingBox;
1449       
[2233]1450                vizPlaneBox.SetMin(axis, position - 0.01);
1451                vizPlaneBox.SetMax(axis, position + 0.01);
1452
[2231]1453                exporter->ExportBox(vizPlaneBox);
1454
1455                delete exporter;
1456        }
1457
1458#endif
1459
[1237]1460        if (splitPlaneFound)
1461        {
1462                ratio = newRenderCost / oldRenderCost;
1463        }
1464       
[2231]1465
[1772]1466#ifdef GTP_DEBUG
[2347]1467        Debug << "\n((((( eval local vsp cost )))))" << endl
[1237]1468                  << "back pvs: " << penaltyBack << " front pvs: " << penaltyFront << " total pvs: " << penaltyOld << endl
1469                  << "back p: " << pBack * volRatio << " front p " << pFront * volRatio << " p: " << pOverall * volRatio << endl
1470                  << "old rc: " << oldRenderCost * volRatio << " new rc: " << newRenderCost * volRatio << endl
1471                  << "render cost decrease: " << oldRenderCost * volRatio - newRenderCost * volRatio << endl;
[1772]1472#endif
[2231]1473
[1237]1474        return ratio;
1475}
1476
1477
1478float VspTree::SelectSplitPlane(const VspTraversalData &tData,
1479                                                                AxisAlignedPlane &plane,
1480                                                                float &pFront,
1481                                                                float &pBack)
1482{
[2187]1483        mSplitTimer.Entry();
1484
[1237]1485        float nPosition[3];
1486        float nCostRatio[3];
1487        float nProbFront[3];
1488        float nProbBack[3];
1489
1490        // create bounding box of node geometry
1491        AxisAlignedBox3 box = tData.mBoundingBox;
1492               
1493        int sAxis = 0;
1494        int bestAxis = -1;
1495
[1370]1496        // do we use some kind of specialised "fixed" axis?
[1237]1497    const bool useSpecialAxis =
1498                mOnlyDrivingAxis || mCirculatingAxis;
[1291]1499       
[1765]1500        // get subset of rays
1501        RayInfoContainer randomRays;
[1903]1502        randomRays.reserve(min(mMaxTests, (int)tData.mRays->size()));
[1765]1503
1504        RayInfoContainer *usedRays;
1505
1506        if (mMaxTests < (int)tData.mRays->size())
1507        {
1508                GetRayInfoSets(*tData.mRays, mMaxTests, randomRays);
1509                usedRays = &randomRays;
1510        }
1511        else
1512        {
1513                usedRays = tData.mRays;
1514        }
1515
[1237]1516        if (mCirculatingAxis)
1517        {
1518                int parentAxis = 0;
1519                VspNode *parent = tData.mNode->GetParent();
1520
1521                if (parent)
[1765]1522                {
[2017]1523                        parentAxis = static_cast<VspInterior *>(parent)->GetAxis();
[1765]1524                }
[1237]1525
1526                sAxis = (parentAxis + 1) % 3;
1527        }
1528        else if (mOnlyDrivingAxis)
1529        {
1530                sAxis = box.Size().DrivingAxis();
1531        }
1532       
1533        for (int axis = 0; axis < 3; ++ axis)
1534        {
1535                if (!useSpecialAxis || (axis == sAxis))
1536                {
1537                        if (mUseCostHeuristics)
1538                        {
1539                                //-- place split plane using heuristics
1540                                nCostRatio[axis] =
1541                                        EvalLocalCostHeuristics(tData,
1542                                                                                        box,
1543                                                                                        axis,
[1765]1544                                                                                        nPosition[axis],
1545                                                                                        *usedRays);                     
[1237]1546                        }
1547                        else
1548                        {
[1370]1549                                //-- split plane position is spatial median                             
[1237]1550                                nPosition[axis] = (box.Min()[axis] + box.Max()[axis]) * 0.5f;
1551                                nCostRatio[axis] = EvalLocalSplitCost(tData,
1552                                                                                                          box,
1553                                                                                                          axis,
1554                                                                                                          nPosition[axis],
1555                                                                                                          nProbFront[axis],
1556                                                                                                          nProbBack[axis]);
1557                        }
1558                                               
1559                        if (bestAxis == -1)
1560                        {
1561                                bestAxis = axis;
1562                        }
1563                        else if (nCostRatio[axis] < nCostRatio[bestAxis])
1564                        {
1565                                bestAxis = axis;
1566                        }
1567                }
1568        }
1569
[1765]1570        /////////////////////////
[1237]1571        //-- assign values of best split
[1370]1572
[1237]1573        plane.mAxis = bestAxis;
[1370]1574        // best split plane position
1575        plane.mPosition = nPosition[bestAxis];
[1237]1576
1577        pFront = nProbFront[bestAxis];
1578        pBack = nProbBack[bestAxis];
1579
[2187]1580        mSplitTimer.Exit();
1581
[1237]1582        return nCostRatio[bestAxis];
1583}
1584
1585
[1912]1586float VspTree::EvalRenderCostDecrease(VspSubdivisionCandidate &sc,
[2237]1587                                                                          float &normalizedOldRenderCost,
[2347]1588                                                                          const SplitData &sData) const
[1237]1589{
1590        const float viewSpaceVol = mBoundingBox.GetVolume();
[1912]1591        const VspTraversalData &tData = sc.mParentData;
1592       
1593        const AxisAlignedPlane &candidatePlane = sc.mSplitPlane;
[2227]1594        const float avgRaysPerObject = sc.GetAvgRaysPerObject();
[1237]1595
[1576]1596
[1237]1597        AxisAlignedBox3 frontBox;
1598        AxisAlignedBox3 backBox;
1599
[1912]1600        tData.mBoundingBox.Split(candidatePlane.mAxis,
1601                                                         candidatePlane.mPosition,
1602                                                         frontBox,
1603                                                         backBox);
[1237]1604
[1912]1605    // probability that view point lies in back / front node
1606        float pOverall = tData.mProbability;
[1905]1607        float pFront = frontBox.GetVolume();
[1297]1608        float pBack = pOverall - pFront;
[1237]1609
[1297]1610
[1765]1611        ///////////////////
[1379]1612        //-- evaluate render cost heuristics
[1302]1613
[2342]1614        // ratio of how render cost changed since last evaluation
[2347]1615        const float oldRenderCostRatio = (tData.mRenderCost > 0)? (sData.mTotalRenderCost / tData.mRenderCost) : 1;
[1913]1616        const float penaltyOld = tData.mCorrectedRenderCost * oldRenderCostRatio;
[1911]1617
[2347]1618        sc.mCorrectedFrontRenderCost = mHierarchyManager->EvalCorrectedPvs(sData.mFrontRenderCost, penaltyOld, avgRaysPerObject);
1619        sc.mCorrectedBackRenderCost = mHierarchyManager->EvalCorrectedPvs(sData.mBackRenderCost, penaltyOld, avgRaysPerObject);
[1911]1620
[2347]1621        sc.mFrontRenderCost = sData.mFrontRenderCost;
1622        sc.mBackRenderCost = sData.mBackRenderCost;
[2210]1623
[2342]1624        const float oldRenderCost = penaltyOld * pOverall;
[2353]1625        const float newRenderCost = sc.mCorrectedFrontRenderCost * pFront + sc.mCorrectedBackRenderCost * pBack;
[1237]1626
[2342]1627
1628        // the normalized old render cost is needed for the priority
[1237]1629        normalizedOldRenderCost = oldRenderCost / viewSpaceVol;
1630
[1379]1631        // the render cost decrase for this split
[1237]1632        const float renderCostDecrease = (oldRenderCost - newRenderCost) / viewSpaceVol;
[1421]1633
[2351]1634#if GTP_DEBUG
[2353]1635        Debug << "old: " << normalizedOldRenderCost << " new: " << newRenderCost / viewSpaceVol
1636                  << " corr: " << tData.mCorrectedRenderCost << " ratio: " << oldRenderCostRatio << endl;
[2351]1637#endif
[2347]1638
[1237]1639        return renderCostDecrease;
1640}
1641
1642
[1912]1643float VspTree::EvalLocalSplitCost(const VspTraversalData &tData,
[1237]1644                                                                  const AxisAlignedBox3 &box,
1645                                                                  const int axis,
1646                                                                  const float &position,
1647                                                                  float &pFront,
1648                                                                  float &pBack) const
1649{
1650        float pvsTotal = 0;
1651        float pvsFront = 0;
1652        float pvsBack = 0;
1653       
1654        // create unique ids for pvs heuristics
1655        Intersectable::NewMail(3);
[1297]1656        KdLeaf::NewMail(3);
[1237]1657
[1912]1658        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = tData.mRays->end();
[1237]1659
1660        // this is the main ray classification loop!
[1912]1661        for(rit = tData.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
[1237]1662        {
[1291]1663                VssRay *ray = (*rit).mRay;
1664
[1237]1665                // determine the side of this ray with respect to the plane
1666                float t;
1667                const int side = (*rit).ComputeRayIntersection(axis, position, t);
1668       
[1291]1669                UpdateContributionsToPvs(*ray, true, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
1670                UpdateContributionsToPvs(*ray, false, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
[1237]1671        }
1672
[1576]1673        //////////////
[1237]1674        //-- evaluate cost heuristics
1675
[1912]1676        float pOverall = tData.mProbability;
1677
[1237]1678        // we use spatial mid split => simplified computation
1679        pBack = pFront = pOverall * 0.5f;
1680       
1681        const float newCost = pvsBack * pBack + pvsFront * pFront;
[1912]1682        const float oldCost = (float)pvsTotal * pOverall + Limits::Small;
[1237]1683       
[1715]1684#ifdef GTPGTP_DEBUG
[1302]1685        Debug << "axis: " << axis << " " << pvsSize << " " << pvsBack << " " << pvsFront << endl;
1686        Debug << "p: " << pFront << " " << pBack << " " << pOverall << endl;
[1237]1687#endif
1688
1689        return  (mCtDivCi + newCost) / oldCost;
1690}
1691
1692
[1577]1693void VspTree::UpdateContributionsToPvs(Intersectable *obj,
1694                                                                           const int cf,
1695                                                                           float &frontPvs,
1696                                                                           float &backPvs,
1697                                                                           float &totalPvs) const
1698{
1699        if (!obj) return;
1700
[2233]1701        // object in none of the pvss => new object
[1577]1702        if (!obj->Mailed() && !obj->Mailed(1) && !obj->Mailed(2))
1703        {
[2332]1704                totalPvs += 1.0f;
[1577]1705        }
1706
1707        // QUESTION matt: is it safe to assume that
1708        // the object belongs to no pvs in this case?
1709        //if (cf == Ray::COINCIDENT) return;
1710        if (cf >= 0) // front pvs
1711        {
1712                if (!obj->Mailed() && !obj->Mailed(2))
1713                {
[2332]1714                        frontPvs += 1.0f;
[1577]1715               
1716                        // already in back pvs => in both pvss
1717                        if (obj->Mailed(1))
1718                                obj->Mail(2);
1719                        else
1720                                obj->Mail();
1721                }
1722        }
1723
1724        if (cf <= 0) // back pvs
1725        {
1726                if (!obj->Mailed(1) && !obj->Mailed(2))
1727                {
[2332]1728                        backPvs += 1.0f;
[1577]1729               
1730                        // already in front pvs => in both pvss
1731                        if (obj->Mailed())
1732                                obj->Mail(2);
1733                        else
1734                                obj->Mail(1);
1735                }
1736        }
1737}
1738
1739
[1291]1740void VspTree::UpdateContributionsToPvs(BvhLeaf *leaf,
1741                                                                           const int cf,
1742                                                                           float &frontPvs,
1743                                                                           float &backPvs,
[1576]1744                                                                           float &totalPvs,
1745                                                                           const bool countEntries) const
[1289]1746{
1747        if (!leaf) return;
[1698]1748
1749        const float renderCost = countEntries ? 1 :
[2332]1750                (float)leaf->mObjects.size();
[1580]1751       
[1289]1752        // leaf in no pvs => new
1753        if (!leaf->Mailed() && !leaf->Mailed(1) && !leaf->Mailed(2))
1754        {
1755                totalPvs += renderCost;
1756        }
1757
1758        if (cf >= 0) // front pvs
1759        {
1760                if (!leaf->Mailed() && !leaf->Mailed(2))
1761                {
1762                        frontPvs += renderCost;
[1297]1763       
[1289]1764                        // already in back pvs => in both pvss
1765                        if (leaf->Mailed(1))
1766                                leaf->Mail(2);
1767                        else
1768                                leaf->Mail();
1769                }
1770        }
1771
1772        if (cf <= 0) // back pvs
1773        {
[1290]1774                if (!leaf->Mailed(1) && !leaf->Mailed(2))
[1289]1775                {
1776                        backPvs += renderCost;
1777               
1778                        // already in front pvs => in both pvss
1779                        if (leaf->Mailed())
1780                                leaf->Mail(2);
1781                        else
1782                                leaf->Mail(1);
1783                }
[1291]1784        }
[1289]1785}
1786
1787
[2237]1788void VspTree::UpdateContributionsToPvs(BvhLeaf *leaf,
1789                                                                           const int cf,
[2347]1790                                                                           SplitData &sData) const
[2237]1791{
[2347]1792        const int triSize = (int)leaf->mObjects.size();
[2237]1793       
[2332]1794        // object in no pvs => count as new
[2237]1795        if (!leaf->Mailed() && !leaf->Mailed(1) && !leaf->Mailed(2))
1796        {
[2347]1797                sData.mTotalTriangles += (int)triSize;
1798                ++ sData.mTotalObjects;
[2237]1799        }
1800
1801        if (cf >= 0) // front pvs
1802        {
1803                if (!leaf->Mailed() && !leaf->Mailed(2))
1804                {
[2347]1805                        sData.mFrontTriangles += triSize;
1806                        ++ sData.mFrontObjects;
[2237]1807
1808                        // already in back pvs => in both pvss
1809                        if (leaf->Mailed(1))
1810                                leaf->Mail(2);
1811                        else
1812                                leaf->Mail();
1813                }
1814        }
1815
1816        if (cf <= 0) // back pvs
1817        {
1818                if (!leaf->Mailed(1) && !leaf->Mailed(2))
1819                {
[2347]1820                        sData.mBackTriangles += triSize;
1821                        ++ sData.mBackObjects;
[2237]1822
1823                        // already in front pvs => in both pvss
1824                        if (leaf->Mailed())
1825                                leaf->Mail(2);
1826                        else
1827                                leaf->Mail(1);
1828                }
1829        }
1830}
1831
1832
[1291]1833void VspTree::UpdateContributionsToPvs(KdLeaf *leaf,
1834                                                                           const int cf,
1835                                                                           float &frontPvs,
1836                                                                           float &backPvs,
1837                                                                           float &totalPvs) const
[1237]1838{
1839        if (!leaf) return;
1840
1841        // the objects which are referenced in this and only this leaf
1842        const int contri = (int)(leaf->mObjects.size() - leaf->mMultipleObjects.size());
1843       
1844        // newly found leaf
1845        if (!leaf->Mailed() && !leaf->Mailed(1) && !leaf->Mailed(2))
1846        {
1847                totalPvs += contri;
1848        }
1849
[1291]1850        // recursivly update contributions of yet unclassified objects
[1237]1851        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = leaf->mMultipleObjects.end();
1852
1853        for (oit = leaf->mMultipleObjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
1854        {       
[1291]1855                UpdateContributionsToPvs(*oit, cf, frontPvs, backPvs, totalPvs);
[1237]1856    }   
1857       
1858        if (cf >= 0) // front pvs
1859        {
1860                if (!leaf->Mailed() && !leaf->Mailed(2))
1861                {
1862                        frontPvs += contri;
1863               
1864                        // already in back pvs => in both pvss
1865                        if (leaf->Mailed(1))
1866                                leaf->Mail(2);
1867                        else
1868                                leaf->Mail();
1869                }
1870        }
1871
1872        if (cf <= 0) // back pvs
1873        {
1874                if (!leaf->Mailed(1) && !leaf->Mailed(2))
1875                {
1876                        backPvs += contri;
1877               
1878                        // already in front pvs => in both pvss
1879                        if (leaf->Mailed())
1880                                leaf->Mail(2);
1881                        else
1882                                leaf->Mail(1);
1883                }
1884        }
1885}
1886
1887
1888void VspTree::CollectLeaves(vector<VspLeaf *> &leaves,
1889                                                        const bool onlyUnmailed,
1890                                                        const int maxPvsSize) const
1891{
1892        stack<VspNode *> nodeStack;
1893        nodeStack.push(mRoot);
1894
1895        while (!nodeStack.empty())
1896        {
1897                VspNode *node = nodeStack.top();
1898                nodeStack.pop();
1899               
1900                if (node->IsLeaf())
1901                {
1902                        // test if this leaf is in valid view space
[2017]1903                        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
[1698]1904
[1237]1905                        if (leaf->TreeValid() &&
1906                                (!onlyUnmailed || !leaf->Mailed()) &&
[1707]1907                                ((maxPvsSize < 0) || (leaf->GetViewCell()->GetPvs().EvalPvsCost() <= maxPvsSize)))
[1237]1908                        {
1909                                leaves.push_back(leaf);
1910                        }
1911                }
1912                else
1913                {
[2017]1914                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]1915
1916                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1917                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1918                }
1919        }
1920}
1921
1922
1923AxisAlignedBox3 VspTree::GetBoundingBox() const
1924{
1925        return mBoundingBox;
1926}
1927
1928
1929VspNode *VspTree::GetRoot() const
1930{
1931        return mRoot;
1932}
1933
1934
1935void VspTree::EvaluateLeafStats(const VspTraversalData &data)
1936{
1937        // the node became a leaf -> evaluate stats for leafs
[2017]1938        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(data.mNode);
[1237]1939
1940        if (data.mPvs > mVspStats.maxPvs)
1941        {
[1765]1942                mVspStats.maxPvs = (int)data.mPvs;
[1237]1943        }
1944
[1765]1945        mVspStats.pvs += (int)data.mPvs;
[1237]1946
1947        if (data.mDepth < mVspStats.minDepth)
1948        {
1949                mVspStats.minDepth = data.mDepth;
1950        }
1951       
1952        if (data.mDepth >= mTermMaxDepth)
1953        {
1954        ++ mVspStats.maxDepthNodes;
1955        }
1956
1957        // accumulate rays to compute rays /  leaf
[1640]1958        mVspStats.rayRefs += (int)data.mRays->size();
[1237]1959
1960        if (data.mPvs < mTermMinPvs)
1961                ++ mVspStats.minPvsNodes;
1962
1963        if ((int)data.mRays->size() < mTermMinRays)
1964                ++ mVspStats.minRaysNodes;
1965
1966        if (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution)
1967                ++ mVspStats.maxRayContribNodes;
1968
1969        if (data.mProbability <= mTermMinProbability)
1970                ++ mVspStats.minProbabilityNodes;
1971       
1972        // accumulate depth to compute average depth
1973        mVspStats.accumDepth += data.mDepth;
1974
1975        ++ mCreatedViewCells;
1976
[1893]1977#ifdef GTP_DEBUG
[1237]1978        Debug << "BSP stats: "
1979                  << "Depth: " << data.mDepth << " (max: " << mTermMaxDepth << "), "
1980                  << "PVS: " << data.mPvs << " (min: " << mTermMinPvs << "), "
1981                  << "#rays: " << (int)data.mRays->size() << " (max: " << mTermMinRays << "), "
[1707]1982                  << "#pvs: " << leaf->GetViewCell()->GetPvs().EvalPvsCost() << "), "
[1237]1983                  << "#avg ray contrib (pvs): " << (float)data.mPvs / (float)data.mRays->size() << endl;
1984#endif
1985}
1986
1987
1988void VspTree::CollectViewCells(ViewCellContainer &viewCells, bool onlyValid) const
1989{
1990        ViewCell::NewMail();
1991        CollectViewCells(mRoot, onlyValid, viewCells, true);
1992}
1993
1994
1995void VspTree::CollectRays(VssRayContainer &rays)
1996{
1997        vector<VspLeaf *> leaves;
1998        CollectLeaves(leaves);
1999
2000        vector<VspLeaf *>::const_iterator lit, lit_end = leaves.end();
2001
2002        for (lit = leaves.begin(); lit != lit_end; ++ lit)
2003        {
2004                VspLeaf *leaf = *lit;
2005                VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = leaf->mVssRays.end();
2006
2007                for (rit = leaf->mVssRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
2008                        rays.push_back(*rit);
2009        }
2010}
2011
2012
2013void VspTree::SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm)
2014{
2015        mViewCellsManager = vcm;
2016}
2017
2018
2019void VspTree::ValidateTree()
2020{
2021        if (!mRoot)
2022                return;
2023
[1545]2024        mVspStats.invalidLeaves = 0;
2025        stack<VspNode *> nodeStack;
2026
[1237]2027        nodeStack.push(mRoot);
2028
2029        while (!nodeStack.empty())
2030        {
2031                VspNode *node = nodeStack.top();
2032                nodeStack.pop();
2033               
2034                if (node->IsLeaf())
2035                {
[2017]2036                        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
[1237]2037
2038                        if (!leaf->GetViewCell()->GetValid())
2039                                ++ mVspStats.invalidLeaves;
2040
2041                        // validity flags don't match => repair
2042                        if (leaf->GetViewCell()->GetValid() != leaf->TreeValid())
2043                        {
2044                                leaf->SetTreeValid(leaf->GetViewCell()->GetValid());
2045                                PropagateUpValidity(leaf);
2046                        }
2047                }
2048                else
2049                {
[2017]2050                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2051               
2052                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2053                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2054                }
2055        }
2056
2057        Debug << "invalid leaves: " << mVspStats.invalidLeaves << endl;
2058}
2059
2060
2061
2062void VspTree::CollectViewCells(VspNode *root,
[2347]2063                                                           bool onlyValid,
2064                                                           ViewCellContainer &viewCells,
2065                                                           bool onlyUnmailed) const
[1237]2066{
2067        if (!root)
2068                return;
2069
[1545]2070        stack<VspNode *> nodeStack;
[1237]2071        nodeStack.push(root);
2072       
2073        while (!nodeStack.empty())
2074        {
2075                VspNode *node = nodeStack.top();
2076                nodeStack.pop();
2077               
2078                if (node->IsLeaf())
2079                {
2080                        if (!onlyValid || node->TreeValid())
2081                        {
[2017]2082                                ViewCellLeaf *leafVc = static_cast<VspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[1237]2083
2084                                ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leafVc);
2085                                               
2086                                if (!onlyUnmailed || !viewCell->Mailed())
2087                                {
2088                                        viewCell->Mail();
2089                                        viewCells.push_back(viewCell);
2090                                }
2091                        }
2092                }
2093                else
2094                {
[2017]2095                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2096               
2097                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2098                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2099                }
2100        }
2101}
2102
2103
2104int VspTree::FindNeighbors(VspLeaf *n,
2105                                                   vector<VspLeaf *> &neighbors,
2106                                                   const bool onlyUnmailed) const
2107{
2108        stack<VspNode *> nodeStack;
2109        nodeStack.push(mRoot);
2110
2111        const AxisAlignedBox3 box = GetBoundingBox(n);
2112
2113        while (!nodeStack.empty())
2114        {
2115                VspNode *node = nodeStack.top();
2116                nodeStack.pop();
2117
2118                if (node->IsLeaf())
2119                {
[2017]2120                        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
[1237]2121
2122                        if (leaf != n && (!onlyUnmailed || !leaf->Mailed()))
2123                                neighbors.push_back(leaf);
2124                }
2125                else
2126                {
[2017]2127                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2128                       
2129                        if (interior->GetPosition() > box.Max(interior->GetAxis()))
2130                                nodeStack.push(interior->GetBack());
2131                        else
2132                        {
2133                                if (interior->GetPosition() < box.Min(interior->GetAxis()))
2134                                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2135                                else
2136                                {
2137                                        // random decision
2138                                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2139                                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2140                                }
2141                        }
2142                }
2143        }
2144
2145        return (int)neighbors.size();
2146}
2147
2148
2149// Find random neighbor which was not mailed
2150VspLeaf *VspTree::GetRandomLeaf(const Plane3 &plane)
2151{
2152        stack<VspNode *> nodeStack;
2153        nodeStack.push(mRoot);
2154 
2155        int mask = rand();
2156 
2157        while (!nodeStack.empty())
2158        {
2159                VspNode *node = nodeStack.top();
2160               
2161                nodeStack.pop();
2162               
2163                if (node->IsLeaf())
2164                {
[2017]2165                        return static_cast<VspLeaf *>(node);
[1237]2166                }
2167                else
2168                {
[2017]2169                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2170                        VspNode *next;
2171                       
2172                        if (GetBoundingBox(interior->GetBack()).Side(plane) < 0)
2173                        {
2174                                next = interior->GetFront();
2175                        }
2176            else
2177                        {
2178                                if (GetBoundingBox(interior->GetFront()).Side(plane) < 0)
2179                                {
2180                                        next = interior->GetBack();
2181                                }
2182                                else
2183                                {
2184                                        // random decision
2185                                        if (mask & 1)
2186                                                next = interior->GetBack();
2187                                        else
2188                                                next = interior->GetFront();
2189                                        mask = mask >> 1;
2190                                }
2191                        }
2192                       
2193                        nodeStack.push(next);
2194                }
2195        }
2196 
2197        return NULL;
2198}
2199
2200
2201VspLeaf *VspTree::GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed)
2202{
2203        stack<VspNode *> nodeStack;
2204
2205        nodeStack.push(mRoot);
2206
2207        int mask = rand();
2208
2209        while (!nodeStack.empty())
2210        {
2211                VspNode *node = nodeStack.top();
2212                nodeStack.pop();
2213
2214                if (node->IsLeaf())
2215                {
2216                        if ( (!onlyUnmailed || !node->Mailed()) )
[2017]2217                                return static_cast<VspLeaf *>(node);
[1237]2218                }
2219                else
2220                {
[2017]2221                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2222
2223                        // random decision
2224                        if (mask & 1)
2225                                nodeStack.push(interior->GetBack());
2226                        else
2227                                nodeStack.push(interior->GetFront());
2228
2229                        mask = mask >> 1;
2230                }
2231        }
2232
2233        return NULL;
2234}
2235
2236
[1765]2237float VspTree::EvalPvsCost(const RayInfoContainer &rays) const
[1259]2238{
[1765]2239        float pvsCost = 0;
[1259]2240       
2241        Intersectable::NewMail();
2242        KdNode::NewMail();
2243
2244        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
2245
2246        for (rit = rays.begin(); rit != rays.end(); ++ rit)
2247        {
2248                VssRay *ray = (*rit).mRay;
[1765]2249               
2250                pvsCost += EvalContributionToPvs(*ray, true);
2251
[1649]2252#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
[1765]2253                pvsCost += EvalContributionToPvs(*ray, false);
[1649]2254#endif
[1259]2255        }
2256       
[1765]2257        return pvsCost;
[1237]2258}
2259
2260
[1576]2261int VspTree::EvalPvsEntriesContribution(const VssRay &ray,
2262                                                                                const bool isTermination) const
2263
2264{
[2237]2265
[2233]2266#if HACK_PERFORMANCE
[2237]2267        Intersectable *obj = isTermination ? ray.mTerminationObject : ray.mOriginObject;
[1576]2268
[2237]2269        if (!obj) return 0;
2270        BvhLeaf *bvhleaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
2271
[2233]2272        if (!bvhleaf->Mailed())
2273        {
2274                bvhleaf->Mail();
2275                return 1;
2276        }
[2237]2277
[2233]2278#else
[2237]2279
[2233]2280        Intersectable *obj;
[2237]2281        static Vector3 pt;
[2233]2282        KdNode *node;
[1576]2283
[2233]2284        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
[2237]2285       
[2233]2286        if (!obj) return 0;
2287
2288        switch(mHierarchyManager->GetObjectSpaceSubdivisionType())
2289        {
2290        case HierarchyManager::NO_OBJ_SUBDIV:
[1576]2291                {
2292                        if (!obj->Mailed())
2293                        {
2294                                obj->Mail();
2295                                return 1;
2296                        }
[2233]2297
[1576]2298                        return 0;
2299                }
2300
[2233]2301        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
[1576]2302                {
2303                        KdLeaf *leaf = mHierarchyManager->mOspTree->GetLeaf(pt, node);
2304                        if (!leaf->Mailed())
2305                        {
2306                                leaf->Mail();
2307                                return 1;
2308                        }
[2233]2309
[1576]2310                        return 0;
2311                }
2312        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
2313                {
[2210]2314                        BvhLeaf *bvhleaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[1576]2315
2316                        if (!bvhleaf->Mailed())
2317                        {
2318                                bvhleaf->Mail();
2319                                return 1;
2320                        }
[2233]2321
[1576]2322                        return 0;
2323                }
2324        default:
2325                break;
2326        }
[2233]2327#endif
[1576]2328        return 0;
2329}
2330
2331
2332int VspTree::EvalPvsEntriesSize(const RayInfoContainer &rays) const
2333{
2334        int pvsSize = 0;
2335
2336        Intersectable::NewMail();
2337        KdNode::NewMail();
2338
2339        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
2340
2341        for (rit = rays.begin(); rit != rays.end(); ++ rit)
2342        {
2343                VssRay *ray = (*rit).mRay;
[1765]2344
2345                pvsSize += EvalPvsEntriesContribution(*ray, true);
2346
[1649]2347#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
[1576]2348                pvsSize += EvalPvsEntriesContribution(*ray, false);
[1649]2349#endif
[1576]2350        }
2351
2352        return pvsSize;
2353}
2354
2355
[1237]2356float VspTree::GetEpsilon() const
2357{
2358        return mEpsilon;
2359}
2360
2361
2362int VspTree::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
2363                                                         const Vector3 &termination,
[1291]2364                             ViewCellContainer &viewcells,
2365                                                         const bool useMailboxing)
[1237]2366{
2367        int hits = 0;
2368
2369        float mint = 0.0f, maxt = 1.0f;
2370        const Vector3 dir = termination - origin;
2371
2372        stack<LineTraversalData> tStack;
2373
2374        Vector3 entp = origin;
2375        Vector3 extp = termination;
2376
2377        VspNode *node = mRoot;
2378        VspNode *farChild;
2379
2380        float position;
2381        int axis;
2382
2383        while (1)
2384        {
2385                if (!node->IsLeaf())
2386                {
[2017]2387                        VspInterior *in = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2388                        position = in->GetPosition();
2389                        axis = in->GetAxis();
2390
2391                        if (entp[axis] <= position)
2392                        {
2393                                if (extp[axis] <= position)
2394                                {
2395                                        node = in->GetBack();
2396                                        // cases N1,N2,N3,P5,Z2,Z3
2397                                        continue;
[2332]2398                                }
2399                                else
[1237]2400                                {
2401                                        // case N4
2402                                        node = in->GetBack();
2403                                        farChild = in->GetFront();
2404                                }
2405                        }
2406                        else
2407                        {
2408                                if (position <= extp[axis])
2409                                {
2410                                        node = in->GetFront();
2411                                        // cases P1,P2,P3,N5,Z1
2412                                        continue;
2413                                }
2414                                else
2415                                {
2416                                        node = in->GetFront();
2417                                        farChild = in->GetBack();
2418                                        // case P4
2419                                }
2420                        }
2421
2422                        // $$ modification 3.5.2004 - hints from Kamil Ghais
2423                        // case N4 or P4
2424                        const float tdist = (position - origin[axis]) / dir[axis];
2425                        tStack.push(LineTraversalData(farChild, extp, maxt)); //TODO
2426
[2353]2427                        // new exit point for near child
[1237]2428                        extp = origin + dir * tdist;
2429                        maxt = tdist;
2430                }
2431                else
2432                {
2433                        // compute intersection with all objects in this leaf
[2017]2434                        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
[1586]2435                        ViewCell *viewCell;
[2064]2436
[2017]2437                        if (0)
2438                                viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
2439                        else
2440                                viewCell = leaf->GetViewCell();
[1237]2441
[1291]2442                        // don't have to mail if each view cell belongs to exactly one leaf
[2017]2443                        if (!useMailboxing || !viewCell->Mailed())
2444                        {
2445                                if (useMailboxing)
2446                                        viewCell->Mail();
2447
2448                                viewcells.push_back(viewCell);
2449                                ++ hits;
[1291]2450                        }
[2017]2451
[1237]2452                        // get the next node from the stack
2453                        if (tStack.empty())
[2017]2454                                break;
2455
[2353]2456                        // set new entry point for far child
[1237]2457                        entp = extp;
2458                        mint = maxt;
2459                       
2460                        LineTraversalData &s  = tStack.top();
2461                        node = s.mNode;
2462                        extp = s.mExitPoint;
2463                        maxt = s.mMaxT;
[1586]2464
[1237]2465                        tStack.pop();
2466                }
2467        }
2468
2469        return hits;
2470}
2471
2472
[2353]2473int VspTree::TraverseRayPacket(RayPacket &rp, const bool useMailboxing)
[2332]2474{
[2353]2475#ifdef USE_SSE
[2332]2476        int hits = 0;
2477
2478        // reciprocal of ray directions
2479        float one = 1.0f;
2480        float zero = 0.0f;
2481
[2353]2482        __m128 one4 = _mm_load1_ps(&one);
2483        __m128 zero4 = _mm_load1_ps(&zero);
[2332]2484
[2353]2485        union { __m128 mask4; float mask[4];};
2486        union { __m128 mask4_2; float mask_2[4];};
[2332]2487
2488        mask4 = one4;
2489
[2353]2490        __declspec(align(16)) __m128 entp4[] = {rp.mOriginX4, rp.mOriginY4, rp.mOriginZ4};
2491        __declspec(align(16)) __m128 extp4[] = {rp.mTerminationX4, rp.mTerminationY4, rp.mTerminationZ4};
[2332]2492
2493        __m128 *origin = &rp.mOriginX4;
2494        __m128 *termination = &rp.mTerminationX4;
2495
2496        // ray directions
2497        __m128 dirX4 = _mm_sub_ps(rp.mTerminationX4, rp.mOriginX4);
2498        __m128 dirY4 = _mm_sub_ps(rp.mTerminationY4, rp.mOriginY4);;
2499        __m128 dirZ4 = _mm_sub_ps(rp.mTerminationZ4, rp.mOriginZ4);;
2500       
2501        __m128 rdx4 = _mm_div_ps(one4, dirX4);
2502        __m128 rdy4 = _mm_div_ps(one4, dirY4);
2503        __m128 rdz4 = _mm_div_ps(one4, dirZ4);
2504
2505        __m128 maxT4 = one4;
2506        __m128 minT4 = zero4;
2507
[2353]2508        PacketTraversalStack tStack(1000);
[2332]2509
2510        VspNode *node = mRoot;
2511        VspNode *farChild;
2512
2513        float position;
2514        int axis;
2515
2516        __m128 position4;
2517
2518        while (1)
2519        {
2520                if (!node->IsLeaf())
2521                {
2522                        VspInterior *in = static_cast<VspInterior *>(node);
[2353]2523               
[2332]2524                        position = in->GetPosition();
2525                        axis = in->GetAxis();
2526
[2353]2527                        position4 = _mm_load1_ps(&position);
[2332]2528
2529                        // are the entry points all in near leaf?
2530                        if (_mm_movemask_ps(_mm_and_ps(_mm_cmple_ps(entp4[axis], position4), mask4)))
2531                        {
2532                                // are the exit points all in near leaf?
[2353]2533                                if (_mm_movemask_ps(_mm_and_ps(_mm_cmple_ps(extp4[axis], position4), mask4)))
[2332]2534                                {
2535                                        node = in->GetBack();
2536                                        // cases N1,N2,N3,P5,Z2,Z3
2537                                        continue;
2538                                }
2539                                else // traverse both children
2540                                {
2541                                        // case N4
2542                                        node = in->GetBack();
2543                                        farChild = in->GetFront();
2544                                }
2545                        }
2546                        else
2547                        {
[2353]2548                                if (_mm_movemask_ps(_mm_and_ps(_mm_cmple_ps(position4, entp4[axis]), mask4)) &&
2549                                        _mm_movemask_ps(_mm_and_ps(_mm_cmple_ps(position4, extp4[axis]), mask4)))
[2332]2550                                {
2551                                        node = in->GetFront();
2552                                        // cases P1,P2,P3,N5,Z1
2553                                        continue;
2554                                }
2555                                else // traverse both children
2556                                {
2557                                        node = in->GetFront();
2558                                        farChild = in->GetBack();
2559                                        // case P4
2560                                }
2561                        }
2562
2563                        // $$ modification 3.5.2004 - hints from Kamil Ghais
2564                        // case N4 or P4
2565                        const __m128 tDist4 = _mm_mul_ps(_mm_sub_ps(position4, origin[axis]), termination[axis]);
2566                       
[2353]2567                        mask4 = _mm_and_ps(_mm_cmplt_ps(tDist4, minT4), mask4);
2568            mask4_2 = _mm_and_ps(_mm_cmpgt_ps(tDist4, minT4), mask4);
2569
[2332]2570                        // push far child for further processing
[2353]2571                        tStack.Push(PacketTraversalData(farChild, extp4[0], extp4[1], extp4[2], maxT4, mask4_2));
[2332]2572
2573                        // compute new exit point
[2353]2574                        extp4[0] = _mm_add_ps(_mm_mul_ps(dirX4, tDist4), rp.mOriginX4);
2575                        extp4[1] = _mm_add_ps(_mm_mul_ps(dirY4, tDist4), rp.mOriginY4);
2576                        extp4[2] = _mm_add_ps(_mm_mul_ps(dirZ4, tDist4), rp.mOriginZ4);
[2332]2577
2578                        maxT4 = tDist4;
2579                }
2580                else
2581                {
2582                        // compute intersection with all objects in this leaf
2583                        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
2584                        ViewCell *viewCell;
2585
2586                        viewCell = leaf->GetViewCell();
2587
2588                        // note: don't have to mail if each view
2589                        // cell belongs to exactly one leaf
2590                        if (!useMailboxing || !viewCell->Mailed())
2591                        {
2592                                if (useMailboxing)
2593                                        viewCell->Mail();
2594
2595                                for (int i = 0; i < 4; ++i)
2596                                {
[2353]2597                                        // push view cells for all valid rays
[2332]2598                                        if (mask[i])
2599                                                rp.mViewCells[i].push_back(viewCell);
2600                                }
2601
2602                                ++ hits;
2603                        }
2604
2605                        // get the next node from the stack
[2353]2606                        if (tStack.Empty())
[2332]2607                                break;
[2353]2608                       
2609                        // use memcopy?
2610                        entp4[0] = extp4[0];
2611                        entp4[1] = extp4[1];
2612                        entp4[2] = extp4[2];
[2332]2613
2614                        minT4 = maxT4;
[2353]2615
2616                        const PacketTraversalData &s = tStack.Top();
2617                        node = s.mNode;
[2332]2618                       
[2353]2619                        extp4[0] = s.mExitPointX4;
2620                        extp4[1] = s.mExitPointY4;
2621                        extp4[2] = s.mExitPointZ4;
[2332]2622
[2353]2623                        maxT4 = s.mMaxT4;
2624                        mask4 = s.mMask4;
2625                       
2626                        tStack.Pop();
[2332]2627                }
2628        }
[2353]2629       
[2332]2630        return hits;
2631
[2353]2632#else
[2332]2633
[2353]2634        return 0;
[2332]2635#endif
[2353]2636}
[2332]2637
2638
[1237]2639int VspTree::CastRay(Ray &ray)
2640{
2641        int hits = 0;
2642
2643        stack<LineTraversalData> tStack;
2644        const Vector3 dir = ray.GetDir();
2645
2646        float maxt, mint;
2647
2648        if (!mBoundingBox.GetRaySegment(ray, mint, maxt))
2649                return 0;
2650
2651        Intersectable::NewMail();
2652        ViewCell::NewMail();
2653
2654        Vector3 entp = ray.Extrap(mint);
2655        Vector3 extp = ray.Extrap(maxt);
2656
2657        const Vector3 origin = entp;
2658
2659        VspNode *node = mRoot;
2660        VspNode *farChild = NULL;
2661
2662        float position;
2663        int axis;
2664
2665        while (1)
2666        {
2667                if (!node->IsLeaf())
2668                {
[2017]2669                        VspInterior *in = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2670                        position = in->GetPosition();
2671                        axis = in->GetAxis();
2672
2673                        if (entp[axis] <= position)
2674                        {
2675                                if (extp[axis] <= position)
2676                                {
2677                                        node = in->GetBack();
2678                                        // cases N1,N2,N3,P5,Z2,Z3
2679                                        continue;
2680                                }
2681                                else
2682                                {
2683                                        // case N4
2684                                        node = in->GetBack();
2685                                        farChild = in->GetFront();
2686                                }
2687                        }
2688                        else
2689                        {
2690                                if (position <= extp[axis])
2691                                {
2692                                        node = in->GetFront();
2693                                        // cases P1,P2,P3,N5,Z1
2694                                        continue;
2695                                }
2696                                else
2697                                {
2698                                        node = in->GetFront();
2699                                        farChild = in->GetBack();
2700                                        // case P4
2701                                }
2702                        }
2703
2704                        // $$ modification 3.5.2004 - hints from Kamil Ghais
2705                        // case N4 or P4
2706                        const float tdist = (position - origin[axis]) / dir[axis];
2707                        tStack.push(LineTraversalData(farChild, extp, maxt)); //TODO
2708                        extp = origin + dir * tdist;
2709                        maxt = tdist;
2710                }
2711                else
2712                {
2713                        // compute intersection with all objects in this leaf
[2017]2714                        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
[1237]2715                        ViewCell *vc = leaf->GetViewCell();
2716
2717                        if (!vc->Mailed())
2718                        {
2719                                vc->Mail();
2720                                // todo: add view cells to ray
2721                                ++ hits;
2722                        }
[1649]2723
[1237]2724                        // get the next node from the stack
2725                        if (tStack.empty())
2726                                break;
2727
2728                        entp = extp;
2729                        mint = maxt;
2730                       
2731                        LineTraversalData &s  = tStack.top();
2732                        node = s.mNode;
2733                        extp = s.mExitPoint;
2734                        maxt = s.mMaxT;
2735                        tStack.pop();
2736                }
2737        }
2738
2739        return hits;
2740}
2741
2742
2743ViewCell *VspTree::GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active)
2744{
[2198]2745        if (!mRoot)
[1237]2746                return NULL;
2747
2748        stack<VspNode *> nodeStack;
2749        nodeStack.push(mRoot);
2750 
2751        ViewCellLeaf *viewcell = NULL;
2752 
2753        while (!nodeStack.empty()) 
2754        {
2755                VspNode *node = nodeStack.top();
2756                nodeStack.pop();
2757       
2758                if (node->IsLeaf())
2759                {
[2017]2760                        /*const AxisAlignedBox3 box = GetBoundingBox(static_cast<VspLeaf *>(node));
[1588]2761                        if (!box.IsInside(point))
2762                                cerr << "error, point " << point << " should be in view cell " << box << endl;
2763                        */     
[2017]2764                        viewcell = static_cast<VspLeaf *>(node)->GetViewCell();
[1237]2765                        break;
2766                }
2767                else   
2768                {       
[2017]2769                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2770     
2771                        // random decision
2772                        if (interior->GetPosition() - point[interior->GetAxis()] < 0)
[1588]2773                        {
2774                                nodeStack.push(interior->GetFront());
2775                        }
2776                        else
2777                        {
[1237]2778                                nodeStack.push(interior->GetBack());
[1588]2779                        }
[1237]2780                }
2781        }
2782 
[2198]2783        // return active or leaf view cell
[1237]2784        if (active)
[1586]2785        {
[1237]2786                return mViewCellsTree->GetActiveViewCell(viewcell);
[1586]2787        }
[1237]2788        else
[1586]2789        {
[1237]2790                return viewcell;
[1586]2791        }
[1237]2792}
2793
2794
2795bool VspTree::ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const
2796{
2797        VspNode *node = mRoot;
2798
2799        while (1)
2800        {
2801                // early exit
2802                if (node->TreeValid())
2803                        return true;
2804
2805                if (node->IsLeaf())
2806                        return false;
2807                       
[2017]2808                VspInterior *in = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2809                                       
2810                if (in->GetPosition() - viewPoint[in->GetAxis()] <= 0)
2811                {
2812                        node = in->GetBack();
2813                }
2814                else
2815                {
2816                        node = in->GetFront();
2817                }
2818        }
2819
2820        // should never come here
2821        return false;
2822}
2823
2824
2825void VspTree::PropagateUpValidity(VspNode *node)
2826{
2827        const bool isValid = node->TreeValid();
2828
2829        // propagative up invalid flag until only invalid nodes exist over this node
2830        if (!isValid)
2831        {
2832                while (!node->IsRoot() && node->GetParent()->TreeValid())
2833                {
2834                        node = node->GetParent();
2835                        node->SetTreeValid(false);
2836                }
2837        }
2838        else
2839        {
2840                // propagative up valid flag until one of the subtrees is invalid
2841                while (!node->IsRoot() && !node->TreeValid())
2842                {
2843            node = node->GetParent();
[2017]2844                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2845                       
2846                        // the parent is valid iff both leaves are valid
2847                        node->SetTreeValid(interior->GetBack()->TreeValid() &&
2848                                                           interior->GetFront()->TreeValid());
2849                }
2850        }
2851}
2852
2853
2854bool VspTree::Export(OUT_STREAM &stream)
2855{
2856        ExportNode(mRoot, stream);
2857
2858        return true;
2859}
2860
2861
2862void VspTree::ExportNode(VspNode *node, OUT_STREAM &stream)
2863{
2864        if (node->IsLeaf())
2865        {
[2017]2866                VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
[1237]2867                ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
2868
2869                int id = -1;
2870                if (viewCell != mOutOfBoundsCell)
2871                        id = viewCell->GetId();
2872
2873                stream << "<Leaf viewCellId=\"" << id << "\" />" << endl;
2874        }
2875        else
2876        {       
[2017]2877                VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
[1237]2878       
2879                AxisAlignedPlane plane = interior->GetPlane();
2880                stream << "<Interior plane=\"" << plane.mPosition << " "
2881                           << plane.mAxis << "\">" << endl;
2882
2883                ExportNode(interior->GetBack(), stream);
2884                ExportNode(interior->GetFront(), stream);
2885
2886                stream << "</Interior>" << endl;
2887        }
2888}
2889
2890
2891int VspTree::SplitRays(const AxisAlignedPlane &plane,
2892                                           RayInfoContainer &rays,
2893                                           RayInfoContainer &frontRays,
2894                                           RayInfoContainer &backRays) const
2895{
2896        int splits = 0;
2897
2898        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
2899
2900        for (rit = rays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
2901        {
2902                RayInfo bRay = *rit;
2903               
2904                VssRay *ray = bRay.mRay;
2905                float t;
2906
2907                // get classification and receive new t
2908                // test if start point behind or in front of plane
2909                const int side = bRay.ComputeRayIntersection(plane.mAxis, plane.mPosition, t);
2910                       
2911                if (side == 0)
2912                {
2913                        ++ splits;
2914
2915                        if (ray->HasPosDir(plane.mAxis))
2916                        {
2917                                backRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
2918                                frontRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
2919                        }
2920                        else
2921                        {
2922                                frontRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
2923                                backRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
2924                        }
2925                }
2926                else if (side == 1)
2927                {
2928                        frontRays.push_back(bRay);
2929                }
2930                else
2931                {
2932                        backRays.push_back(bRay);
2933                }
2934        }
2935
2936        return splits;
2937}
2938
2939
2940AxisAlignedBox3 VspTree::GetBoundingBox(VspNode *node) const
2941{
2942        if (!node->GetParent())
2943                return mBoundingBox;
2944
2945        if (!node->IsLeaf())
2946        {
[2017]2947                return (static_cast<VspInterior *>(node))->GetBoundingBox();           
[1237]2948        }
2949
[2017]2950        VspInterior *parent = static_cast<VspInterior *>(node->GetParent());
[1237]2951
2952        AxisAlignedBox3 box(parent->GetBoundingBox());
2953
2954        if (parent->GetFront() == node)
[1286]2955                box.SetMin(parent->GetAxis(), parent->GetPosition());
[1237]2956    else
[1286]2957                box.SetMax(parent->GetAxis(), parent->GetPosition());
[1237]2958
2959        return box;
2960}
2961
2962
2963int VspTree::ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
2964                                                                         ViewCellContainer &viewCells) const
2965{
2966        stack<VspNode *> nodeStack;
2967 
2968        ViewCell::NewMail();
2969
[1737]2970        nodeStack.push(mRoot);
2971       
[1237]2972        while (!nodeStack.empty())
2973        {
2974                VspNode *node = nodeStack.top();
2975                nodeStack.pop();
2976
2977                const AxisAlignedBox3 bbox = GetBoundingBox(node);
2978
[2198]2979                if (Overlap(bbox, box))
2980                {
2981                        if (node->IsLeaf())
[1237]2982                        {
[2198]2983                                VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
2984
2985                                if (!leaf->GetViewCell()->Mailed() && leaf->TreeValid())
[1237]2986                                {
[2198]2987                                        leaf->GetViewCell()->Mail();
2988                                        viewCells.push_back(leaf->GetViewCell());
[1237]2989                                }
2990                        }
[2198]2991                        else
[1237]2992                        {
[2198]2993                                VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
2994
2995                                VspNode *first = interior->GetFront();
2996                                VspNode *second = interior->GetBack();
2997
2998                                nodeStack.push(first);
2999                                nodeStack.push(second);
[1237]3000                        }
[1737]3001                }
[1237]3002                // default: cull
3003        }
3004
3005        return (int)viewCells.size();
3006}
3007
3008
3009void VspTree::PreprocessRays(const VssRayContainer &sampleRays,
3010                                                         RayInfoContainer &rays)
3011{
3012        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
3013
3014        long startTime = GetTime();
3015
3016        cout << "storing rays ... ";
3017
3018        Intersectable::NewMail();
3019
[2237]3020        ////////////////
[1237]3021        //-- store rays and objects
[2237]3022       
3023        VssRay *lastVssRay = NULL;
3024
[1237]3025        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
3026        {
3027                VssRay *ray = *rit;
3028
[2237]3029                // filter out double rays (last ray the same as this ray
[2239]3030                if (
3031                        !lastVssRay ||
[2237]3032                        !(ray->mOrigin == lastVssRay->mTermination) ||
3033                        !(ray->mTermination == lastVssRay->mOrigin))
[1237]3034                {
[2237]3035                        lastVssRay = ray;
[1237]3036
[2237]3037                        float minT, maxT;
3038                        static Ray hray;
[1237]3039
[2237]3040                        hray.Init(*ray);
3041               
3042                        // TODO: not very efficient to implictly cast between rays types
3043                        if (GetBoundingBox().GetRaySegment(hray, minT, maxT))
3044                        {
3045                                const float len = ray->Length();
3046
3047                                if (len) // ray not degenerate
3048                                {       //len = Limits::Small;
3049                                        rays.push_back(RayInfo(ray, minT / len, maxT / len));
3050                                }
3051                        }
[1237]3052                }
[2237]3053                else
3054                {
[2332]3055                        //cout << "r";
[2237]3056                        // store object only for one ray
[2238]3057                        //lastVssRay->mOriginObject = ray->mTerminationObject;
[2237]3058                }
[1237]3059        }
3060
3061        cout << "finished in " << TimeDiff(startTime, GetTime()) * 1e-3 << " secs" << endl;
3062}
3063
3064
3065void VspTree::GetViewCells(const VssRay &ray, ViewCellContainer &viewCells)
3066{
[2198]3067        mViewCellsTimer.Entry();
3068       
[1237]3069        static Ray hray;
3070        hray.Init(ray);
3071       
3072        float tmin = 0, tmax = 1.0;
3073
3074        if (!mBoundingBox.GetRaySegment(hray, tmin, tmax) || (tmin > tmax))
3075                return;
3076
3077        const Vector3 origin = hray.Extrap(tmin);
3078        const Vector3 termination = hray.Extrap(tmax);
3079
[2198]3080        // view cells were not precomputed and are extracted on the fly
3081        // don't mail because the same view cells can be found for different rays
[1291]3082        CastLineSegment(origin, termination, viewCells, false);
[2198]3083
3084        mViewCellsTimer.Exit();
[1237]3085}
3086
3087
[1640]3088void VspTree::Initialise(const VssRayContainer &rays,
[2332]3089                                                 AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox,
3090                                                 const ObjectContainer &objects)
[1640]3091{
3092        ComputeBoundingBox(rays, forcedBoundingBox);
3093
3094        VspLeaf *leaf = new VspLeaf();
3095        mRoot = leaf;
3096
3097        VspViewCell *viewCell = new VspViewCell();
3098    leaf->SetViewCell(viewCell);
3099
[2342]3100        viewCell->SetTrianglesInPvs((float)objects.size());
[2332]3101        viewCell->SetEntriesInPvs(1);
3102
[1640]3103        // set view cell values
3104        viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
[1696]3105        viewCell->SetVolume(mBoundingBox.GetVolume());
[1640]3106
[1696]3107        leaf->mProbability = mBoundingBox.GetVolume();
[1640]3108}
3109
3110
[1779]3111void VspTree::PrepareConstruction(SplitQueue &tQueue,
3112                                                                  const VssRayContainer &sampleRays,
3113                                                                  RayInfoContainer &rays)
[1278]3114{       
[1308]3115        mVspStats.Reset();
3116        mVspStats.Start();
3117        mVspStats.nodes = 1;
3118
[1237]3119        // store pointer to this tree
3120        VspSubdivisionCandidate::sVspTree = this;
[1308]3121       
[2210]3122        mBvHierarchy = mHierarchyManager->mBvHierarchy;
3123
[1237]3124        // initialise termination criteria
3125        mTermMinProbability *= mBoundingBox.GetVolume();
[1640]3126       
[1237]3127        // get clipped rays
3128        PreprocessRays(sampleRays, rays);
3129
[1449]3130        /// collect pvs from rays
[1765]3131        const float pvsCost = EvalPvsCost(rays);
[1421]3132       
[1640]3133        // root and bounding box were already constructed
[2017]3134        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(mRoot);
[1237]3135
[1421]3136        //////////
[1237]3137        //-- prepare view space partition
[1421]3138
[1294]3139        const float prop = mBoundingBox.GetVolume();
3140       
[1237]3141        // first vsp traversal data
[1765]3142        VspTraversalData vData(leaf, 0, &rays, pvsCost, prop, mBoundingBox);
[1237]3143
[1913]3144        mTotalCost = vData.mCorrectedRenderCost = vData.mRenderCost = pvsCost;
[1919]3145        mPvsEntries = EvalPvsEntriesSize(rays);
3146        vData.mCorrectedPvs = vData.mPvs = (float)mPvsEntries;
[1912]3147
[1421]3148        //////////////
3149        //-- create the first split candidate
[1308]3150
[1237]3151        VspSubdivisionCandidate *splitCandidate = new VspSubdivisionCandidate(vData);
3152    EvalSubdivisionCandidate(*splitCandidate);
[1302]3153        leaf->SetSubdivisionCandidate(splitCandidate);
[1237]3154
3155        EvalSubdivisionStats(*splitCandidate);
3156
[1779]3157        tQueue.Push(splitCandidate);
[1237]3158}
3159
3160
[1294]3161void VspTree::CollectDirtyCandidate(const VssRay &ray,
3162                                                                        const bool isTermination,
[1633]3163                                                                        vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
3164                                                                        const bool onlyUnmailed) const
[1294]3165{
[2233]3166       
3167#if HACK_PERFORMANCE
[1302]3168
[2237]3169        Intersectable *obj = isTermination ? ray.mTerminationObject : ray.mOriginObject;
3170
3171        if (!obj) return;
3172
3173        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
3174
[2233]3175        SubdivisionCandidate *candidate;
3176
3177        if (!leaf->Mailed())
3178        {
3179                leaf->Mail();
3180                candidate = leaf->GetSubdivisionCandidate();
3181        }
3182        else
3183        {
3184                candidate = NULL;
3185        }
3186#else
3187
3188        SubdivisionCandidate *candidate = NULL;
3189
[1294]3190        Intersectable *obj;
3191        Vector3 pt;
3192        KdNode *node;
3193
3194        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
[1302]3195       
[1294]3196        if (!obj) return;
[2233]3197
[1313]3198        switch (mHierarchyManager->GetObjectSpaceSubdivisionType())
[1294]3199        {
3200        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
3201                {
3202                        KdLeaf *leaf = mHierarchyManager->mOspTree->GetLeaf(pt, node);
3203
3204                        if (!leaf->Mailed())
3205                        {
3206                                leaf->Mail();
[1633]3207                                candidate = leaf->mSubdivisionCandidate;
[1294]3208                        }
3209                        break;
3210                }
3211        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
3212                {
[2210]3213                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[1302]3214
3215                        if (!leaf->Mailed())
3216                        {
3217                                leaf->Mail();
[1633]3218                                candidate = leaf->GetSubdivisionCandidate();
[1302]3219                        }
3220                        break;
[1294]3221                }
3222        default:
[2206]3223                cerr << "collectdirtycandidates not implemented yet" << endl;
[1633]3224                candidate = NULL;
[1294]3225                break;
3226        }
[2233]3227#endif
[1633]3228
3229        // is this leaf still a split candidate?
3230        if (candidate && (!onlyUnmailed || !candidate->Mailed()))
3231        {
3232                candidate->Mail();
[1733]3233                candidate->SetDirty(true);
[1633]3234                dirtyList.push_back(candidate);
3235        }
[1294]3236}
3237
3238
[1259]3239void VspTree::CollectDirtyCandidates(VspSubdivisionCandidate *sc,
[1633]3240                                                                         vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList,
3241                                                                         const bool onlyUnmailed)
[1259]3242{
3243        VspTraversalData &tData = sc->mParentData;
3244        VspLeaf *node = tData.mNode;
3245       
3246        KdLeaf::NewMail();
[1907]3247        Intersectable::NewMail();
[1302]3248       
[1259]3249        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = tData.mRays->end();
3250
[2237]3251        // add all nodes seen by the rays
[1259]3252        for (rit = tData.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
3253        {
3254                VssRay *ray = (*rit).mRay;
[1302]3255               
[1633]3256                CollectDirtyCandidate(*ray, true, dirtyList, onlyUnmailed);
[2237]3257
3258#if COUNT_ORIGIN_OBJECTS
[1633]3259        CollectDirtyCandidate(*ray, false, dirtyList, onlyUnmailed);
[2237]3260#endif
[1259]3261        }
3262}
3263
[1291]3264
[2237]3265float VspTree::EvalMaxEventContribution(const VssRay &ray,
[1291]3266                                                                          const bool isTermination) const
3267{
[2233]3268#if HACK_PERFORMANCE
3269
[2237]3270        Intersectable *obj = isTermination ? ray.mTerminationObject : ray.mOriginObject;
3271
3272        if (!obj) return 0.0f;
3273
3274        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[2233]3275                       
3276        // simple render cost evaluation
3277        if (-- leaf->mCounter == 0)
[2332]3278                return (float)leaf->mObjects.size();
[2237]3279        else
3280                return 0.0f;
[2233]3281#else
3282
[1291]3283        Intersectable *obj;
3284        Vector3 pt;
3285        KdNode *node;
3286
3287        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
3288
[2237]3289        if (!obj) return 0.0f;
[1291]3290
[2237]3291        float pvs = 0.0f;
3292
[1313]3293        switch (mHierarchyManager->GetObjectSpaceSubdivisionType())
[1291]3294        {
3295        case HierarchyManager::NO_OBJ_SUBDIV:
3296                {
3297                        if (-- obj->mCounter == 0)
3298                                ++ pvs;
3299                        break;
3300                }
3301        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
3302                {
3303                        KdLeaf *leaf = mHierarchyManager->mOspTree->GetLeaf(pt, node);
3304
3305                        // add contributions of the kd nodes
3306                        pvs += EvalMaxEventContribution(leaf);
3307                        break;
3308                }
3309        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
3310                {
[2210]3311                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[2233]3312                       
3313                        // simple render cost evaluation
[1291]3314                        if (-- leaf->mCounter == 0)
[2237]3315                                //pvs += (int)leaf->mObjects.size();
3316                                pvs += BvHierarchy::EvalAbsCost(leaf->mObjects);
[1291]3317                        break;
3318                }
3319        default:
3320                break;
3321        }
[2237]3322        return pvs;
3323
[2233]3324#endif
[1291]3325}
3326
3327
[1765]3328float VspTree::PrepareHeuristics(const VssRay &ray, const bool isTermination)
[1291]3329{
3330       
[2233]3331#if HACK_PERFORMANCE
[2237]3332       
3333        Intersectable *obj = isTermination ? ray.mTerminationObject : ray.mOriginObject;
[2233]3334
[2237]3335        if (!obj) return 0.0f;
3336
3337        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
3338
[2233]3339        if (!leaf->Mailed())
3340        {
3341                leaf->Mail();
[2237]3342                leaf->mCounter = 1;
[2332]3343                return (float)leaf->mObjects.size();
[2233]3344        }
[2237]3345        else
3346        {
3347                ++ leaf->mCounter;     
3348                return 0.0f;
3349        }
[2233]3350
[2237]3351#else
[2233]3352
[2237]3353        float pvsSize = 0;
3354
[1291]3355        Intersectable *obj;
3356        Vector3 pt;
3357        KdNode *node;
3358
3359        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
3360
[2237]3361        if (!obj) return 0.0f;
[1291]3362
[1313]3363        switch (mHierarchyManager->GetObjectSpaceSubdivisionType())
[1291]3364        {
3365        case HierarchyManager::NO_OBJ_SUBDIV:
3366                {
3367                        if (!obj->Mailed())
3368                        {
3369                                obj->Mail();
3370                                obj->mCounter = 0;
3371                                ++ pvsSize;
3372                        }
[1379]3373
[1291]3374                        ++ obj->mCounter;       
3375                        break;
3376                }
3377        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
3378                {
3379                        KdLeaf *leaf = mHierarchyManager->mOspTree->GetLeaf(pt, node);
3380                        pvsSize += PrepareHeuristics(leaf);     
3381                        break;
3382                }
3383        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
3384                {
[2210]3385                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[1291]3386
3387                        if (!leaf->Mailed())
3388                        {
3389                                leaf->Mail();
3390                                leaf->mCounter = 0;
[2237]3391                                pvsSize += BvHierarchy::EvalAbsCost(leaf->mObjects);
[1291]3392                        }
[1379]3393
[1291]3394                        ++ leaf->mCounter;     
3395                        break;
3396                }
3397        default:
3398                break;
3399        }
[2237]3400        return pvsSize;
[2233]3401#endif
[2237]3402       
[1291]3403}
3404
3405
[2237]3406float VspTree::EvalMinEventContribution(const VssRay &ray,
3407                                                                                const bool isTermination) const
[1291]3408{
[2233]3409#if HACK_PERFORMANCE
3410
[2237]3411        Intersectable *obj = isTermination ? ray.mTerminationObject : ray.mOriginObject;
3412
3413        if (!obj) return 0.0f;
3414
3415        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[2233]3416       
3417        if (!leaf->Mailed())
3418        {
3419                leaf->Mail();
[2332]3420                return (float)leaf->mObjects.size();
[2233]3421        }
[2237]3422        else
3423        {
3424                return 0.0f;
3425        }
[2233]3426#else
3427
[1291]3428        Intersectable *obj;
[2237]3429        static Vector3 pt;
[1291]3430        KdNode *node;
3431
3432        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
3433
3434        if (!obj) return 0;
3435
[2237]3436        float pvs = 0.0f;
[1291]3437
[1313]3438        switch (mHierarchyManager->GetObjectSpaceSubdivisionType())
[1291]3439        {
3440        case HierarchyManager::NO_OBJ_SUBDIV:
3441                {
3442                        if (!obj->Mailed())
3443                        {
3444                                obj->Mail();
3445                                ++ pvs;
3446                        }
3447                        break;
3448                }
3449        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
3450                {
3451                        KdLeaf *leaf = mHierarchyManager->mOspTree->GetLeaf(pt, node);
3452                        // add contributions of the kd nodes
3453                        pvs += EvalMinEventContribution(leaf);                         
3454                        break;
3455                }
3456        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
3457                {
[2210]3458                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[1291]3459                        if (!leaf->Mailed())
3460                        {
3461                                leaf->Mail();
[2237]3462                                pvs += BvHierarchy->EvalAbsCost(leaf->mObjects);
[1291]3463                        }
3464                        break;
3465                }
3466        default:
3467                break;
3468        }
[2237]3469        return pvs;
3470
[2233]3471#endif
[1291]3472}
3473
3474
3475void VspTree::UpdateContributionsToPvs(const VssRay &ray,
3476                                                                           const bool isTermination,
3477                                                                           const int cf,
3478                                                                           float &frontPvs,
3479                                                                           float &backPvs,
3480                                                                           float &totalPvs) const
3481{
[2233]3482#if HACK_PERFORMANCE
3483
3484        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(ray.mTerminationObject);
3485        UpdateContributionsToPvs(leaf, cf, frontPvs, backPvs, totalPvs, false);
3486
3487#else
3488
[1291]3489        Intersectable *obj;
[2237]3490        static Vector3 pt;
[1291]3491        KdNode *node;
3492
3493        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
3494
3495        if (!obj) return;
3496
[1313]3497        switch (mHierarchyManager->GetObjectSpaceSubdivisionType())
[1291]3498        {
3499                case HierarchyManager::NO_OBJ_SUBDIV:
3500                {
3501                        // find front and back pvs for origing and termination object
3502                        UpdateContributionsToPvs(obj, cf, frontPvs, backPvs, totalPvs);
3503                        break;
3504                }
3505                case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
3506                {
3507                        KdLeaf *leaf = mHierarchyManager->mOspTree->GetLeaf(pt, node);
3508                        UpdateContributionsToPvs(leaf, cf, frontPvs, backPvs, totalPvs);
3509                        break;
3510                }
3511                case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
3512                {
[2210]3513                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[2187]3514                        UpdateContributionsToPvs(leaf, cf, frontPvs, backPvs, totalPvs, false);
[1291]3515                        break;
3516                }
3517        }
[2233]3518#endif
[1291]3519}
3520
3521
[1576]3522void VspTree::UpdatePvsEntriesContribution(const VssRay &ray,
3523                                                                                   const bool isTermination,
3524                                                                                   const int cf,
[1577]3525                                                                                   float &pvsFront,
3526                                                                                   float &pvsBack,
[1576]3527                                                                                   float &totalPvs) const
[2233]3528{       
3529#if HACK_PERFORMANCE
3530
3531        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(ray.mTerminationObject);
3532        UpdateContributionsToPvs(leaf, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs, true);
3533
3534#else
3535
[1577]3536        Intersectable *obj;
[2237]3537        static Vector3 pt;
[1577]3538        KdNode *node;
[1576]3539
[1577]3540        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
3541        if (!obj) return;
3542
[1576]3543        switch (mHierarchyManager->GetObjectSpaceSubdivisionType())
3544        {
3545        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
3546                // TODO
3547                break;
3548        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
3549                {
[2210]3550                        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[1580]3551                        UpdateContributionsToPvs(leaf, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs, true);
[1576]3552                        break;
3553                }
3554        default:
[2237]3555                {
3556                        UpdateContributionsToPvs(obj, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
3557                        break;
3558                }
[1577]3559        }
[2233]3560#endif
[1576]3561}
3562
3563
[2237]3564float VspTree::EvalContributionToPvs(const VssRay &ray, const bool isTermination) const
[2233]3565{
3566
3567#if HACK_PERFORMANCE
3568
[2237]3569        Intersectable *obj = isTermination ? ray.mTerminationObject : ray.mOriginObject;
[2233]3570
[2237]3571        if (!obj) return 0;
3572
3573        BvhLeaf *leaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
3574
3575        if (!leaf->Mailed())
[2233]3576        {
[2237]3577                leaf->Mail();
[2332]3578                return (float)leaf->mObjects.size();
[2233]3579        }
[2237]3580        else
3581        {
3582                return 0.0f;
3583        }
[2233]3584
3585#else
[2237]3586       
[1291]3587        Intersectable *obj;
[2237]3588        static Vector3 pt;
[1291]3589        KdNode *node;
3590
3591        ray.GetSampleData(isTermination, pt, &obj, &node);
3592
[1305]3593        if (!obj) return 0;
[1291]3594
[2237]3595        float pvs = 0.0f;
[1291]3596
[2187]3597        switch (mHierarchyManager->GetObjectSpaceSubdivisionType())
[1291]3598        {
3599        case HierarchyManager::NO_OBJ_SUBDIV:
3600                {
3601                        if (!obj->Mailed())
3602                        {
3603                                obj->Mail();
3604                                ++ pvs;
3605                        }
3606                        break;
3607                }
3608        case HierarchyManager::KD_BASED_OBJ_SUBDIV:
3609                {
3610                        KdLeaf *leaf = mHierarchyManager->mOspTree->GetLeaf(pt, node);
3611                        pvs += EvalContributionToPvs(leaf);
3612                        break;
3613                }
3614        case HierarchyManager::BV_BASED_OBJ_SUBDIV:
3615                {
[2210]3616                        BvhLeaf *bvhleaf = mBvHierarchy->GetLeaf(obj);
[1291]3617
[1297]3618                        if (!bvhleaf->Mailed())
[1291]3619                        {
3620                                bvhleaf->Mail();
[2237]3621                                pvs += BvHierarchy::EvalAbsCost(bvhleaf->mObjects);
[1291]3622                        }
3623                        break;
3624                }
3625        default:
3626                break;
3627        }
[2237]3628        return pvs;
3629
[2233]3630#endif
[1291]3631}
3632
3633
[2237]3634float VspTree::EvalContributionToPvs(KdLeaf *leaf) const
[1291]3635{
3636        if (leaf->Mailed()) // leaf already mailed
3637                return 0;
[1308]3638       
[1291]3639        leaf->Mail();
3640
[1576]3641        // this is the pvs which is uniquely part of this kd leaf
[2237]3642        float pvs = (float)(leaf->mObjects.size() - leaf->mMultipleObjects.size());
[1291]3643
3644        ObjectContainer::const_iterator oit, oit_end = leaf->mMultipleObjects.end();
3645
3646        for (oit = leaf->mMultipleObjects.begin(); oit != oit_end; ++ oit)
3647        {
3648                Intersectable *obj = *oit;
3649                if (!obj->Mailed())
3650                {
3651                        obj->Mail();
3652                        ++ pvs;
3653                }
3654        }
3655
3656        return pvs;
3657}
3658
[1305]3659
[1845]3660int VspTree::CompressObjects(VspLeaf *leaf)
[1844]3661{
3662        bool compressed = true;
3663
3664        while (compressed)
3665        {
[1845]3666                BvhNode::NewMail(2);
3667
[1844]3668                ObjectPvsIterator oit = leaf->GetViewCell()->GetPvs().GetIterator();
3669                vector<BvhNode *> parents;
3670                ObjectPvs newPvs;
3671
3672                compressed = false;
3673
3674                while (oit.HasMoreEntries())
3675                {
[2123]3676                        BvhNode *obj = static_cast<BvhNode *>(oit.Next());
[1844]3677
3678                        if (!obj->IsRoot())
3679                        {
3680                                BvhNode *parent = obj->GetParent();
3681
3682                                if (!parent->Mailed())
3683                                {
[1845]3684                                        if (parent->Mailed(1))
3685                                                cout << "error!!" << endl;
[1844]3686                                        parent->Mail();
3687                                }
3688                                else
3689                                {
3690                                        // sibling was already found =>
3691                                        // this entry can be exchanged by the parent
3692                                        parents.push_back(parent);
3693                                        parent->Mail(1);
[1845]3694               
[1844]3695                                        compressed = true;
3696                                }
3697                        }
3698                }
[2123]3699
3700                PvsData pvsData;
[1844]3701                oit = leaf->GetViewCell()->GetPvs().GetIterator();
3702
3703                while (oit.HasMoreEntries())
3704                {
[2123]3705                        BvhNode *obj = static_cast<BvhNode *>(oit.Next(pvsData));
[1844]3706
3707                        if (!obj->IsRoot())
3708                        {
3709                                BvhNode *parent = obj->GetParent();
3710
3711                                // add only entries that cannot be exchaned with the parent
[1845]3712                                if (!parent->Mailed(1))
[1844]3713                                {
[2123]3714                                        newPvs.AddSampleDirty(obj, pvsData.mSumPdf);
[1844]3715                                }
3716                        }
3717                }
3718
3719                // add parents
3720                vector<BvhNode *>::const_iterator bit, bit_end = parents.end();
[1845]3721
[1844]3722                for (bit = parents.begin(); bit != bit_end; ++ bit)
3723                {
3724                        newPvs.AddSampleDirty(*bit, 1);
3725                }
3726
[1845]3727                //cout << "size " << newPvs.GetSize() << endl;
[1844]3728                leaf->GetViewCell()->SetPvs(newPvs);
3729        }
[1845]3730
3731        return leaf->GetViewCell()->GetPvs().GetSize();
[1684]3732}
[1844]3733
3734
[1845]3735int VspTree::CompressObjects()
[1844]3736{
3737        vector<VspLeaf *> leaves;
3738        CollectLeaves(leaves);
3739
[1845]3740        int numEntries = 0;
3741
[1844]3742        vector<VspLeaf *>::const_iterator lit, lit_end = leaves.end();
3743
3744        for (lit = leaves.begin(); lit != lit_end; ++ lit)
3745        {
[1845]3746                numEntries += CompressObjects(*lit);
[1844]3747        }
[1845]3748
3749        return numEntries;
[1844]3750}
3751
[1977]3752
[2170]3753void VspTree::EvalMinMaxDepth(int &minDepth, int &maxDepth)
3754{
3755        stack<pair<VspNode *, int> > nodeStack;
3756        nodeStack.push(pair<VspNode *, int>(mRoot, 0));
3757
3758        minDepth = 999999;
3759        maxDepth = 0;
3760
3761        while (!nodeStack.empty())
3762        {
3763                VspNode *node = nodeStack.top().first;
3764                const int depth = nodeStack.top().second;
3765
3766                nodeStack.pop();
3767               
3768                if (node->IsLeaf())
3769                {
3770                        // test if this leaf is in valid view space
3771                        VspLeaf *leaf = static_cast<VspLeaf *>(node);
3772
3773                        if (depth < minDepth)
3774                                minDepth = depth;
3775
3776                        if (depth > maxDepth)
3777                                maxDepth = depth;
3778                }
3779                else
3780                {
3781                        VspInterior *interior = static_cast<VspInterior *>(node);
3782
3783                        nodeStack.push(pair<VspNode *, int>(interior->GetBack(), depth + 1));
3784                        nodeStack.push(pair<VspNode *, int>(interior->GetFront(), depth + 1));
3785                }
3786        }
[1844]3787}
[2170]3788
3789
[2176]3790
3791
[2170]3792}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.