source: GTP/trunk/Lib/Vis/Preprocessing/src/VspTree.h @ 1449

Revision 1449, 26.0 KB checked in by mattausch, 18 years ago (diff)
Line 
1#ifndef _VspTree_H__
2#define _VspTree_H__
3
4#include <stack>
5
6#include "Mesh.h"
7#include "Containers.h"
8#include "Statistics.h"
9#include "VssRay.h"
10#include "RayInfo.h"
11#include "gzstream.h"
12#include "SubdivisionCandidate.h"
13
14
15namespace GtpVisibilityPreprocessor {
16
17class ViewCellLeaf;
18class Plane3;
19class AxisAlignedBox3;
20class Ray;
21class ViewCellsStatistics;
22class ViewCellsManager;
23class MergeCandidate;
24class Beam;
25class ViewCellsTree;
26class Environment;
27class VspInterior;
28class VspLeaf;
29class VspNode;
30class KdNode;
31class KdInterior;
32class KdLeaf;
33class HierarchyManager;
34class KdIntersectable;
35class KdTree;
36class VspTree;
37class KdTreeStatistics;
38//class SubdivisionCandidate;
39//class VspSubdivisionCandidate;
40
41/** View space partition statistics.
42*/
43class VspTreeStatistics: public StatisticsBase
44{
45public:
46        // total number of nodes
47        int nodes;
48        // number of splits
49        int splits[3];
50       
51        // totals number of rays
52        int rays;
53        // maximal reached depth
54        int maxDepth;
55        // minimal depth
56        int minDepth;
57       
58        // max depth nodes
59        int maxDepthNodes;
60        // minimum depth nodes
61        int minDepthNodes;
62        // max depth nodes
63        int minPvsNodes;
64        // nodes with minimum PVS
65        int minRaysNodes;
66        // max ray contribution nodes
67        int maxRayContribNodes;
68        // minimum area nodes
69        int minProbabilityNodes;
70        /// nodes termination because of max cost ratio;
71        int maxCostNodes;
72        // max number of rays per node
73        int maxObjectRefs;
74        /// samples contributing to pvs
75        int contributingSamples;
76        /// sample contributions to pvs
77        int sampleContributions;
78        /// largest pvs
79        int maxPvs;
80        /// number of invalid leaves
81        int invalidLeaves;
82        /// accumulated number of rays refs
83        int accumRays;
84        /// overall pvs size
85        int pvs;
86        // accumulated depth (used to compute average)
87        int accumDepth;
88        // global cost ratio violations
89        int mGlobalCostMisses;
90
91        // Constructor
92        VspTreeStatistics()
93        {
94                Reset();
95        }
96
97        int Nodes() const {return nodes;}
98        int Interior() const { return nodes / 2; }
99        int Leaves() const { return (nodes / 2) + 1; }
100       
101        // TODO: computation wrong
102        double AvgDepth() const { return accumDepth / (double)Leaves();};
103        double AvgRays() const { return accumRays / (double)Leaves();};
104
105        void Reset()
106        {
107                nodes = 0;
108                for (int i = 0; i < 3; ++ i)
109                        splits[i] = 0;
110               
111                maxDepth = 0;
112                minDepth = 99999;
113                accumDepth = 0;
114        pvs = 0;
115                maxDepthNodes = 0;
116                minPvsNodes = 0;
117                minRaysNodes = 0;
118                maxRayContribNodes = 0;
119                minProbabilityNodes = 0;
120                maxCostNodes = 0;
121
122                contributingSamples = 0;
123                sampleContributions = 0;
124
125                maxPvs = 0;
126                invalidLeaves = 0;
127                accumRays = 0;
128                maxObjectRefs = 0;
129                mGlobalCostMisses = 0;
130        }
131
132        void Print(ostream &app) const;
133
134        friend ostream &operator<<(ostream &s, const VspTreeStatistics &stat)
135        {
136                stat.Print(s);
137                return s;
138        }
139};
140
141
142/**
143    VspNode abstract class serving for interior and leaf node implementation
144*/
145class VspNode
146{
147public:
148       
149        // types of vsp nodes
150        enum {Interior, Leaf};
151
152        VspNode();
153        virtual ~VspNode(){};
154        VspNode(VspInterior *parent);
155
156        /** Determines whether this node is a leaf or not
157                @return true if leaf
158        */
159        virtual bool IsLeaf() const = 0;
160
161        virtual int Type() const = 0;
162
163        /** Determines whether this node is a root
164                @return true if root
165        */
166        virtual bool IsRoot() const;
167        /** Returns parent node.
168        */
169        VspInterior *GetParent();
170        /** Sets parent node.
171        */
172        void SetParent(VspInterior *parent);
173        /** Returns true if this node is a sibling of node n.
174        */
175        bool IsSibling(VspNode *n) const;
176        /** returns depth of the node.
177        */
178        int GetDepth() const;
179        /** returns true if the whole subtree is valid
180        */
181        bool TreeValid() const;
182
183        void SetTreeValid(const bool v);
184
185        //-- mailing options
186
187        void Mail() { mMailbox = sMailId; }
188        static void NewMail() { ++ sMailId; }
189        bool Mailed() const { return mMailbox == sMailId; }
190
191
192        static int sMailId;
193        int mMailbox;
194
195        int mTimeStamp;
196
197protected:
198
199        /// if this sub tree is a completely valid view space region
200        bool mTreeValid;
201        /// parent of this node
202        VspInterior *mParent;
203};
204
205
206/** BSP interior node implementation
207*/
208class VspInterior: public VspNode
209{
210public:
211        /** Standard contructor taking split plane as argument.
212        */
213        VspInterior(const AxisAlignedPlane &plane);
214
215        ~VspInterior();
216        /** @return false since it is an interior node
217        */
218        bool IsLeaf() const;
219
220        int Type() const;
221
222        VspNode *GetBack();
223        VspNode *GetFront();
224
225        /** Returns split plane.
226        */
227        AxisAlignedPlane GetPlane() const;
228
229        /** Returns position of split plane.
230        */
231        float GetPosition() const;
232
233        /** Returns split axis.
234        */
235        int GetAxis() const;
236
237        /** Replace front or back child with new child.
238        */
239        void ReplaceChildLink(VspNode *oldChild, VspNode *newChild);
240
241        /** Replace front and back child.
242        */
243        void SetupChildLinks(VspNode *front, VspNode *back);
244
245        friend ostream &operator<<(ostream &s, const VspInterior &A)
246        {
247                return s << A.mPlane.mAxis << " " << A.mPlane.mPosition;
248        }
249
250        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox() const;
251        void SetBoundingBox(const AxisAlignedBox3 &box);
252
253        /** Computes intersection of this plane with the ray segment.
254        */
255        int ComputeRayIntersection(const RayInfo &rayData, float &t) const
256        {
257                return rayData.ComputeRayIntersection(mPlane.mAxis, mPlane.mPosition, t);
258        }
259
260
261protected:
262        /// bounding box for this interior node: should we really store this?
263        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
264
265        /// Splitting plane corresponding to this node
266        AxisAlignedPlane mPlane;
267
268        /// back node
269        VspNode *mBack;
270        /// front node
271        VspNode *mFront;
272};
273
274
275/** BSP leaf node implementation.
276*/
277class VspLeaf: public VspNode
278{
279        friend VspTree;
280
281public:
282        VspLeaf();
283        VspLeaf(ViewCellLeaf *viewCell);
284        VspLeaf(VspInterior *parent);
285        VspLeaf(VspInterior *parent, ViewCellLeaf *viewCell);
286
287        ~VspLeaf();
288
289        /** @return true since it is an interior node
290        */
291        bool IsLeaf() const;
292       
293        int Type() const;
294
295        /** Returns pointer of view cell.
296        */
297        ViewCellLeaf *GetViewCell() const;
298        /** Sets pointer to view cell.
299        */
300        void SetViewCell(ViewCellLeaf *viewCell);
301
302        SubdivisionCandidate *GetSubdivisionCandidate()
303        {
304                return mSubdivisionCandidate;
305        }
306
307        void SetSubdivisionCandidate(SubdivisionCandidate *candidate)
308        {
309                mSubdivisionCandidate = candidate;
310        }
311
312
313public:
314
315        /// Rays piercing this leaf.
316        VssRayContainer mVssRays;
317        /// leaf pvs
318        ObjectPvs *mPvs;
319        /// Probability that the view point lies in this leaf
320        float mProbability;
321
322protected:
323
324        /// pointer to a split plane candidate splitting this leaf
325        SubdivisionCandidate *mSubdivisionCandidate;
326        /// if NULL this does not correspond to feasible viewcell
327        ViewCellLeaf *mViewCell;
328};
329
330
331/** View Space Partitioning tree.
332*/
333class VspTree
334{
335        friend class ViewCellsParseHandlers;
336        friend class HierarchyManager;
337
338public:
339       
340        /** Additional data which is passed down the BSP tree during traversal.
341        */
342        class VspTraversalData
343        { 
344        public:
345               
346                /** Returns average ray contribution.
347                */
348                float GetAvgRayContribution() const
349                {
350                        return (float)mPvs / ((float)mRays->size() + Limits::Small);
351                }
352
353
354                VspTraversalData():
355                mNode(NULL),
356                mDepth(0),
357                mRays(NULL),
358                mPvs(0),
359                mProbability(0.0),
360                mMaxCostMisses(0),
361                mPriority(0)
362                {}
363               
364                VspTraversalData(VspLeaf *node,
365                                                 const int depth,
366                                                 RayInfoContainer *rays,
367                                                 const int pvs,
368                                                 const float p,
369                                                 const AxisAlignedBox3 &box):
370                mNode(node),
371                mDepth(depth),
372                mRays(rays),
373                mPvs(pvs),
374                mProbability(p),
375                mBoundingBox(box),
376                mMaxCostMisses(0),
377                mPriority(0)
378                {}
379
380                VspTraversalData(const int depth,
381                                                 RayInfoContainer *rays,
382                                                 const AxisAlignedBox3 &box):
383                mNode(NULL),
384                mDepth(depth),
385                mRays(rays),
386                mPvs(0),
387                mProbability(0),
388                mMaxCostMisses(0),
389                mBoundingBox(box)
390                {}
391
392                /** Returns cost of the traversal data.
393                */
394                float GetCost() const
395                {
396                        return mPriority;
397                }
398
399                /// deletes contents and sets them to NULL
400                void Clear()
401                {
402                        DEL_PTR(mRays);
403
404                        if (mNode)
405                        {
406                                // delete old view cell
407                                delete mNode->GetViewCell();
408                                delete mNode;
409                                mNode = NULL;
410                        }
411                }
412
413                /// the current node
414                VspLeaf *mNode;
415                /// current depth
416                int mDepth;
417                /// rays piercing this node
418                RayInfoContainer *mRays;
419                /// the probability that this node contains view point
420                float mProbability;
421                /// the bounding box of the node
422                AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
423                /// pvs size
424                int mPvs;
425                /// how often this branch has missed the max-cost ratio
426                int mMaxCostMisses;
427                // current priority
428                float mPriority;
429
430               
431                friend bool operator<(const VspTraversalData &a, const VspTraversalData &b)
432                {
433                        return a.GetCost() < b.GetCost();
434                }
435    };
436
437        /** Candidate for a view space split.
438        */
439        class VspSubdivisionCandidate: public SubdivisionCandidate
440        { 
441        public:
442
443                static VspTree* sVspTree;
444
445                /// the current split plane
446                AxisAlignedPlane mSplitPlane;
447                /// parent node traversal data
448                VspTraversalData mParentData;
449               
450                VspSubdivisionCandidate(const VspTraversalData &tData): mParentData(tData)
451                {};
452
453                ~VspSubdivisionCandidate()
454                {
455                        mParentData.Clear();
456                }
457
458                int Type() const { return VIEW_SPACE; }
459
460                void EvalPriority()
461                {
462                        sVspTree->EvalSubdivisionCandidate(*this);     
463                }
464
465                bool GlobalTerminationCriteriaMet() const
466                {
467                        return sVspTree->GlobalTerminationCriteriaMet(mParentData);
468                }
469
470                VspSubdivisionCandidate(
471                        const AxisAlignedPlane &plane,
472                        const VspTraversalData &tData):
473                mSplitPlane(plane), mParentData(tData)
474                {}
475        };
476
477        /** Struct for traversing line segment.
478        */
479        struct LineTraversalData
480        {
481                VspNode *mNode;
482                Vector3 mExitPoint;
483                float mMaxT;
484   
485                LineTraversalData () {}
486                LineTraversalData (VspNode *n, const Vector3 &p, const float maxt):
487                mNode(n), mExitPoint(p), mMaxT(maxt) {}
488        };
489
490        /** Default constructor creating an empty tree.
491        */
492        VspTree();
493        /** Default destructor.
494        */
495        ~VspTree();
496
497        /** Returns BSP Tree statistics.
498        */
499        const VspTreeStatistics &GetStatistics() const;
500 
501        /** Returns bounding box of the specified node.
502        */
503        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox(VspNode *node) const;
504
505        /** Returns list of BSP leaves with pvs smaller than
506                a certain threshold.
507                @param onlyUnmailed if only the unmailed leaves should be considered
508                @param maxPvs the maximal pvs of a leaf to be added (-1 means unlimited)
509        */
510        void CollectLeaves(vector<VspLeaf *> &leaves,
511                                           const bool onlyUnmailed = false,
512                                           const int maxPvs = -1) const;
513
514        /** Returns box which bounds the whole tree.
515        */
516        AxisAlignedBox3 GetBoundingBox() const;
517
518        /** Returns root of the view space partitioning tree.
519        */
520        VspNode *GetRoot() const;
521
522        /** Collects the leaf view cells of the tree
523                @param viewCells returns the view cells
524        */
525        void CollectViewCells(ViewCellContainer &viewCells, bool onlyValid) const;
526
527        /** A ray is cast possible intersecting the tree.
528                @param the ray that is cast.
529                @returns the number of intersections with objects stored in the tree.
530        */
531        int CastRay(Ray &ray);
532
533
534        /** finds neighbouring leaves of this tree node.
535        */
536        int FindNeighbors(VspLeaf *n,
537                                          vector<VspLeaf *> &neighbors,
538                                          const bool onlyUnmailed) const;
539
540        /** Returns random leaf of BSP tree.
541                @param halfspace defines the halfspace from which the leaf is taken.
542        */
543        VspLeaf *GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace);
544
545        /** Returns random leaf of BSP tree.
546                @param onlyUnmailed if only unmailed leaves should be returned.
547        */
548        VspLeaf *GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed = false);
549
550        /** Returns epsilon of this tree.
551        */
552        float GetEpsilon() const;
553
554        /** Casts line segment into the tree.
555                @param origin the origin of the line segment
556                @param termination the end point of the line segment
557                @returns view cells intersecting the line segment.
558        */
559    int CastLineSegment(const Vector3 &origin,
560                                                const Vector3 &termination,
561                                                ViewCellContainer &viewcells,
562                                                const bool useMailboxing = true);
563
564               
565        /** Sets pointer to view cells manager.
566        */
567        void SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm);
568
569        /** Returns view cell the current point is located in.
570                @param point the current view point
571                @param active if currently active view cells should be returned or
572                elementary view cell
573        */
574        ViewCell *GetViewCell(const Vector3 &point, const bool active = false);
575
576
577        /** Returns true if this view point is in a valid view space,
578                false otherwise.
579        */
580        bool ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const;
581
582        /** Returns view cell corresponding to
583                the invalid view space.
584        */
585        VspViewCell *GetOutOfBoundsCell();
586
587        /** Writes tree to output stream
588        */
589        bool Export(OUT_STREAM &stream);
590
591        /** Casts beam, i.e. a 5D frustum of rays, into tree.
592                Tests conservative using the bounding box of the nodes.
593                @returns number of view cells it intersected
594        */
595        int CastBeam(Beam &beam);
596
597        /** Checks if tree validity-flags are right
598                with respect to view cell valitiy.
599                If not, marks subtree as invalid.
600        */
601        void ValidateTree();
602
603        /** Invalid view cells are added to the unbounded space
604        */
605        void CollapseViewCells();
606
607        /** Collects rays stored in the leaves.
608        */
609        void CollectRays(VssRayContainer &rays);
610
611        /** Intersects box with the tree and returns the number of intersected boxes.
612                @returns number of view cells found
613        */
614        int ComputeBoxIntersections(const AxisAlignedBox3 &box,
615                                                                ViewCellContainer &viewCells) const;
616
617        /** Remove the references of the parent view cell from the kd nodes associated with
618                the objects.
619        */
620        void RemoveParentViewCellReferences(ViewCell *parent) const;
621
622        /** Adds references to the view cell to the kd nodes associated with the objects.
623        */
624        void AddViewCellReferences(ViewCell *vc) const;
625
626        /** Returns view cells of this ray, either taking precomputed cells
627                or by recomputation.
628        */
629        void GetViewCells(const VssRay &ray, ViewCellContainer &viewCells);
630
631        /** Returns view cells tree.
632        */
633        ViewCellsTree *GetViewCellsTree() const { return mViewCellsTree; }
634
635        /** Sets the view cells tree.
636        */
637        void SetViewCellsTree(ViewCellsTree *vt) { mViewCellsTree = vt; }
638
639
640protected:
641
642        // --------------------------------------------------------------
643        // For sorting objects
644        // --------------------------------------------------------------
645        struct SortableEntry
646        {
647                enum EType
648                {
649                        ERayMin,
650                        ERayMax
651                };
652
653                int type;
654                float value;
655                VssRay *ray;
656 
657                SortableEntry() {}
658                SortableEntry(const int t, const float v, VssRay *r):
659                type(t), value(v), ray(r)
660                {
661                }
662               
663                friend inline bool operator<(const SortableEntry &a, const SortableEntry &b)
664                {       // prefer max event
665                        //if (EpsilonEqual(a.value, b.value, 0.0001f))
666                        //      return (a.type == ERayMax);
667
668                        return (a.value < b.value);
669                }
670        };
671
672        /** faster evaluation of split plane cost for kd axis aligned cells.
673        */
674        float EvalLocalSplitCost(const VspTraversalData &data,
675                                                         const AxisAlignedBox3 &box,
676                                                         const int axis,
677                                                         const float &position,
678                                                         float &pFront,
679                                                         float &pBack) const;
680
681        void ComputeBoundingBox(const VssRayContainer &rays,
682                                                        AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox);
683
684        /** Evaluates candidate for splitting.
685        */
686        void EvalSubdivisionCandidate(VspSubdivisionCandidate &splitData);
687
688        /** Evaluates render cost decrease of next split.
689        */
690        float EvalRenderCostDecrease(const AxisAlignedPlane &candidatePlane,
691                                                                 const VspTraversalData &data,
692                                                                 float &normalizedOldRenderCost) const;
693
694        /** Collects view cells in the subtree under root.
695        */
696        void CollectViewCells(VspNode *root,
697                                                  bool onlyValid,
698                                                  ViewCellContainer &viewCells,
699                                                  bool onlyUnmailed = false) const;
700
701        /** Returns view cell corresponding to
702                the invalid view space. If it does not exist, it is created.
703        */
704        VspViewCell *GetOrCreateOutOfBoundsCell();
705
706        /** Collapses the tree with respect to the view cell partition,
707                i.e. leaves having the same view cell are collapsed.
708                @param node the root of the subtree to be collapsed
709                @param collapsed returns the number of collapsed nodes
710                @returns node of type leaf if the node could be collapsed,
711                this node otherwise
712        */
713        VspNode *CollapseTree(VspNode *node, int &collapsed);
714
715        /** Helper function revalidating the view cell leaf list after merge.
716        */
717        void RepairViewCellsLeafLists();
718
719        /** Evaluates tree stats in the BSP tree leafs.
720        */
721        void EvaluateLeafStats(const VspTraversalData &data);
722
723        /** Subdivides node using a best split priority queue.
724            @param tQueue the best split priority queue
725                @param splitCandidate the candidate for the next split
726                @param globalCriteriaMet if the global termination criteria were already met
727                @returns new root of the subtree
728        */
729        VspNode *Subdivide(SplitQueue &tQueue,
730                                           SubdivisionCandidate *splitCandidate,
731                                           const bool globalCriteriaMet);
732
733        /** Adds stats to subdivision log file.
734        */
735        void AddSubdivisionStats(const int viewCells,
736                                                         const float renderCostDecr,
737                                                         const float totalRenderCost,
738                                                         const float avgRenderCost);
739       
740        /** Subdivides leaf.
741                       
742                @param tData data object holding, e.g., a pointer to the leaf
743                @param frontData returns the data (e.g.,  pointer to the leaf) in front of the split plane
744                @param backData returns the data (e.g.,  pointer to the leaf) in the back of the split plane
745               
746                @param rays the polygons to be filtered
747                @param frontRays returns the polygons in front of the split plane
748       
749                @returns the root of the subdivision
750        */
751        VspInterior *SubdivideNode(const AxisAlignedPlane &splitPlane,
752                                                           VspTraversalData &tData,
753                                                           VspTraversalData &frontData,
754                               VspTraversalData &backData);
755
756        /** Selects an axis aligned for the next split.
757                @returns cost for this split
758        */
759        float SelectSplitPlane(const VspTraversalData &tData,
760                                                   AxisAlignedPlane &plane,
761                                                   float &pFront,
762                                                   float &pBack);
763
764        /** Sorts split candidates along the specified axis.
765                The split candidates are generated on possible visibility
766                events (i.e., where ray segments intersect the ray boundaries).
767                The sorted candidates are needed to compute the heuristics.
768
769                @param polys the input for choosing split candidates
770                @param axis the current split axis
771                @param splitCandidates returns sorted list of split candidates
772        */
773        void SortSubdivisionCandidates(const RayInfoContainer &rays,
774                                                         const int axis,
775                                                         float minBand,
776                                                         float maxBand);
777
778        /** Evaluate pvs size as induced by the samples.
779        */
780        int EvalPvsSize(const RayInfoContainer &rays) const;
781
782        /** Computes best cost for axis aligned planes.
783        */
784        float EvalLocalCostHeuristics(const VspTraversalData &tData,
785                                                                  const AxisAlignedBox3 &box,
786                                                                  const int axis,
787                                                                  float &position);
788
789
790        //////////////////////////////////////////
791        // Helper function for computing heuristics
792
793        /** Evaluates the contribution to left and right pvs at a visibility event ve.
794                @param ve the visibility event
795                @param pvsLeft updates the left pvs
796                @param rightPvs updates the right pvs
797        */
798        void EvalHeuristics(const SortableEntry &ve, int &pvsLeft, int &pvsRight) const;
799
800        /** Evaluates contribution of min event to pvs
801        */
802        int EvalMinEventContribution(
803                const VssRay &ray, const bool isTermination) const;
804
805        /** Evaluates contribution of max event to pvs
806        */
807        int EvalMaxEventContribution(
808                const VssRay &ray, const bool isTermination) const;
809
810        /** Evaluates contribution of kd leaf when encountering a min event
811        */
812        int EvalMinEventContribution(KdLeaf *leaf) const;
813        /**  Evaluates contribution of kd leaf when encountering a max event
814        */
815        int EvalMaxEventContribution(KdLeaf *leaf) const;
816
817        /** Prepares objects for the heuristics.
818                @returns pvs size as seen by the rays.
819        */
820        int PrepareHeuristics(const RayInfoContainer &rays);
821       
822        /** Prepare a single ray for heuristics.
823        */
824        int PrepareHeuristics(const VssRay &ray, const bool isTermination);
825        /** Prepare a single kd leaf for heuristics.
826        */
827        int PrepareHeuristics(KdLeaf *leaf);
828
829        /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
830
831
832        /** Subdivides the rays into front and back rays according to the split plane.
833               
834                @param plane the split plane
835                @param rays contains the rays to be split. The rays are
836                           distributed into front and back rays.
837                @param frontRays returns rays on the front side of the plane
838                @param backRays returns rays on the back side of the plane
839               
840                @returns the number of splits
841        */
842        int SplitRays(const AxisAlignedPlane &plane,
843                                  RayInfoContainer &rays,
844                              RayInfoContainer &frontRays,
845                                  RayInfoContainer &backRays) const;
846
847        /** Classfifies the object with respect to the
848                pvs of the front and back leaf and updates pvs size
849                accordingly.
850
851                @param obj the object to be added
852                @param cf the ray classification regarding the split plane
853                @param frontPvs returns the PVS of the front partition
854                @param backPvs returns the PVS of the back partition
855       
856        */
857        void UpdateContributionsToPvs(
858                const VssRay &ray,
859                const bool isTermination,
860                const int cf,
861                float &frontPvs,
862                float &backPvs,
863                float &totalPvs) const;
864
865        /** Evaluates the contribution for objects.
866        */
867        void UpdateContributionsToPvs(
868                Intersectable *obj,
869                const int cf,
870                float &frontPvs,
871                float &backPvs,
872                float &totalPvs) const;
873
874        /** Evaluates the contribution for bounding volume leaves.
875        */
876        void UpdateContributionsToPvs(
877                BvhLeaf *leaf,
878                const int cf,
879                float &frontPvs,
880                float &backPvs,
881                float &totalPvs) const;
882
883        /** Evaluates the contribution for kd leaves.
884        */
885        void UpdateContributionsToPvs(
886                KdLeaf *leaf,
887                const int cf,
888                float &frontPvs,
889                float &backPvs,
890                float &totalPvs) const;
891
892        /** Returns true if tree can be terminated.
893        */
894        bool LocalTerminationCriteriaMet(const VspTraversalData &data) const;
895
896        /** Returns true if global tree can be terminated.
897        */
898        bool GlobalTerminationCriteriaMet(const VspTraversalData &data) const;
899
900        /** Adds ray sample contributions to the PVS.
901                @param sampleContributions the number contributions of the samples
902                @param contributingSampels the number of contributing rays
903               
904        */
905        void AddSamplesToPvs(VspLeaf *leaf,
906                                                 const RayInfoContainer &rays,
907                                                 float &sampleContributions,
908                                                 int &contributingSamples);
909
910        /** Propagates valid flag up the tree.
911        */
912        void PropagateUpValidity(VspNode *node);
913
914        /** Writes the node to disk
915                @note: should be implemented as visitor.
916        */
917        void ExportNode(VspNode *node, OUT_STREAM &stream);
918
919        /** Returns estimated memory usage of tree.
920        */
921        float GetMemUsage() const;
922
923        /** Updates view cell pvs of objects.
924        */
925        void ProcessViewCellObjects(ViewCell *parent,
926                ViewCell *front,
927                ViewCell *back) const;
928
929        void CreateViewCell(VspTraversalData &tData, const bool updatePvs);
930
931        /** Collect split candidates which are affected by the last split
932                and must be reevaluated.
933        */
934        void CollectDirtyCandidates(VspSubdivisionCandidate *sc, vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList);
935
936        void CollectDirtyCandidate(
937                const VssRay &ray,
938                const bool isTermination,
939                vector<SubdivisionCandidate *> &dirtyList) const;
940
941        /** Rays will be clipped to the bounding box.
942        */
943        void PreprocessRays(const VssRayContainer &sampleRays, RayInfoContainer &rays);
944
945        /** Evaluate subdivision statistics.
946        */
947        void EvalSubdivisionStats(const SubdivisionCandidate &tData);
948
949        SubdivisionCandidate *PrepareConstruction(
950                const VssRayContainer &sampleRays,
951                RayInfoContainer &rays);
952
953        /** Evaluates pvs contribution of this ray.
954        */
955        int EvalContributionToPvs(const VssRay &ray, const bool isTermination) const;
956
957        /** Evaluates pvs contribution of a kd node.
958        */
959        int EvalContributionToPvs(KdLeaf *leaf) const;
960
961
962protected:
963
964        /// pointer to the hierarchy of view cells
965        ViewCellsTree *mViewCellsTree;
966
967        HierarchyManager *mHierarchyManager;
968        //OspTree *mOspTree;
969        //bool mUseKdPvsForHeuristics;
970       
971        ViewCellsManager *mViewCellsManager;
972       
973        vector<SortableEntry> *mLocalSubdivisionCandidates;
974
975        /// Pointer to the root of the tree
976        VspNode *mRoot;
977               
978        VspTreeStatistics mVspStats;
979       
980        /// View cell corresponding to the space outside the valid view space
981        VspViewCell *mOutOfBoundsCell;
982
983        /// box around the whole view domain
984        AxisAlignedBox3 mBoundingBox;
985
986
987        //-- local termination
988
989        /// minimal number of rays before subdivision termination
990        int mTermMinRays;
991        /// maximal possible depth
992        int mTermMaxDepth;
993        /// mininum probability
994        float mTermMinProbability;
995        /// mininum PVS
996        int mTermMinPvs;
997        /// maximal contribution per ray
998        float mTermMaxRayContribution;
999        /// maximal acceptable cost ratio
1000        float mTermMaxCostRatio;
1001        /// tolerance value indicating how often the max cost ratio can be failed
1002        int mTermMissTolerance;
1003
1004
1005        //-- global criteria
1006        float mTermMinGlobalCostRatio;
1007        int mTermGlobalCostMissTolerance;
1008       
1009
1010        /// maximal number of view cells
1011        int mMaxViewCells;
1012        /// maximal tree memory
1013        float mMaxMemory;
1014        /// the tree is out of memory
1015        bool mOutOfMemory;
1016
1017
1018        //-- split heuristics based parameters
1019       
1020        bool mUseCostHeuristics;
1021        /// balancing factor for PVS criterium
1022        float mCtDivCi;
1023        /// if only driving axis should be used for split
1024        bool mOnlyDrivingAxis;
1025        /// if random split axis should be used
1026        bool mUseRandomAxis;
1027        /// if vsp bsp tree should simulate octree
1028        bool mCirculatingAxis;
1029        /// minimal relative position where the split axis can be placed
1030        float mMinBand;
1031        /// maximal relative position where the split axis can be placed
1032        float mMaxBand;
1033
1034
1035        /// current time stamp (used for keeping split history)
1036        int mTimeStamp;
1037        // if rays should be stored in leaves
1038        bool mStoreRays;
1039
1040        /// epsilon for geometric comparisons
1041        float mEpsilon;
1042
1043
1044        /// subdivision stats output file
1045        ofstream  mSubdivisionStats;
1046        /// keeps track of cost during subdivision
1047        float mTotalCost;
1048        /// keeps track of overall pvs size during subdivision
1049        int mTotalPvsSize;
1050        /// number of currenly generated view cells
1051        int mCreatedViewCells;
1052
1053        /// weight between render cost decrease and node render cost
1054        float mRenderCostDecreaseWeight;
1055
1056        int mMaxTests;
1057};
1058
1059
1060}
1061
1062#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.