source: trunk/VUT/GtpVisibilityPreprocessor/src/VspBspTree.cpp @ 452

Revision 452, 39.0 KB checked in by mattausch, 19 years ago (diff)

started to add view cell merging to vsp kd tree
Line 
1#include "Plane3.h"
2#include "VspBspTree.h"
3#include "Mesh.h"
4#include "common.h"
5#include "ViewCell.h"
6#include "Environment.h"
7#include "Polygon3.h"
8#include "Ray.h"
9#include "AxisAlignedBox3.h"
10#include <stack>
11#include <time.h>
12#include <iomanip>
13#include "Exporter.h"
14#include "Plane3.h"
15#include "ViewCellBsp.h"
16
17//-- static members
18/** Evaluates split plane classification with respect to the plane's
19        contribution for a minimum number of ray splits.
20*/
21const float VspBspTree::sLeastRaySplitsTable[] = {0, 0, 1, 1, 0};
22/** Evaluates split plane classification with respect to the plane's
23        contribution for balanced rays.
24*/
25const float VspBspTree::sBalancedRaysTable[] = {1, -1, 0, 0, 0};
26
27
28int VspBspTree::sFrontId = 0;
29int VspBspTree::sBackId = 0;
30int VspBspTree::sFrontAndBackId = 0;
31
32
33/****************************************************************/
34/*                  class VspBspTree implementation             */
35/****************************************************************/
36
37VspBspTree::VspBspTree():
38mRoot(NULL),
39mPvsUseArea(true)
40{
41        mRootCell = new BspViewCell();
42
43        Randomize(); // initialise random generator for heuristics
44
45        //-- termination criteria for autopartition
46        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxDepth", mTermMaxDepth);
47        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minPvs", mTermMinPvs);
48        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minRays", mTermMinRays);
49        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minArea", mTermMinArea);     
50        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxRayContribution", mTermMaxRayContribution);
51        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minAccRayLenght", mTermMinAccRayLength);
52
53        //-- factors for bsp tree split plane heuristics
54        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Factor.balancedRays", mBalancedRaysFactor);
55        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Factor.pvs", mPvsFactor);
56        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.ct_div_ci", mCtDivCi);
57
58        //-- termination criteria for axis aligned split
59        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.ct_div_ci", mAaCtDivCi);
60        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.maxCostRatio", mMaxCostRatio);
61       
62        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.minRays",
63                                                         mTermMinRaysForAxisAligned);
64       
65        //-- partition criteria
66        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxPolyCandidates", mMaxPolyCandidates);
67        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxRayCandidates", mMaxRayCandidates);
68        environment->GetIntValue("VspBspTree.splitPlaneStrategy", mSplitPlaneStrategy);
69        environment->GetFloatValue("VspBspTree.AxisAligned.splitBorder", mSplitBorder);
70
71        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.epsilon", mEpsilon);
72        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxTests", mMaxTests);
73
74    Debug << "BSP max depth: " << mTermMaxDepth << endl;
75        Debug << "BSP min PVS: " << mTermMinPvs << endl;
76        Debug << "BSP min area: " << mTermMinArea << endl;
77        Debug << "BSP min rays: " << mTermMinRays << endl;
78        Debug << "BSP max polygon candidates: " << mMaxPolyCandidates << endl;
79        Debug << "BSP max plane candidates: " << mMaxRayCandidates << endl;
80
81        Debug << "Split plane strategy: ";
82        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
83                Debug << "random polygon ";
84        if (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED)
85                Debug << "axis aligned ";
86        if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
87                Debug << "least ray splits ";
88        if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
89                Debug << "balanced rays ";
90        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
91                Debug << "pvs";
92
93        Debug << endl;
94}
95
96
97const BspTreeStatistics &VspBspTree::GetStatistics() const
98{
99        return mStat;
100}
101
102
103VspBspTree::~VspBspTree()
104{
105        DEL_PTR(mRoot);
106        DEL_PTR(mRootCell);
107}
108
109int VspBspTree::AddMeshToPolygons(Mesh *mesh,
110                                                                  PolygonContainer &polys,
111                                                                  MeshInstance *parent)
112{
113        FaceContainer::const_iterator fi;
114       
115        // copy the face data to polygons
116        for (fi = mesh->mFaces.begin(); fi != mesh->mFaces.end(); ++ fi)
117        {
118                Polygon3 *poly = new Polygon3((*fi), mesh);
119               
120                if (poly->Valid(mEpsilon))
121                {
122                        poly->mParent = parent; // set parent intersectable
123                        polys.push_back(poly);
124                }
125                else
126                        DEL_PTR(poly);
127        }
128        return (int)mesh->mFaces.size();
129}
130
131int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ViewCellContainer &viewCells,
132                                                          PolygonContainer &polys,
133                                                          int maxObjects)
134{
135        int limit = (maxObjects > 0) ?
136                Min((int)viewCells.size(), maxObjects) : (int)viewCells.size();
137 
138        int polysSize = 0;
139
140        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
141        {
142                if (viewCells[i]->GetMesh()) // copy the mesh data to polygons
143                {
144                        mBox.Include(viewCells[i]->GetBox()); // add to BSP tree aabb
145                        polysSize +=
146                                AddMeshToPolygons(viewCells[i]->GetMesh(),
147                                                                  polys,
148                                                                  viewCells[i]);
149                }
150        }
151
152        return polysSize;
153}
154
155int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ObjectContainer &objects,
156                                                                 PolygonContainer &polys,
157                                                                 int maxObjects)
158{
159        int limit = (maxObjects > 0) ?
160                Min((int)objects.size(), maxObjects) : (int)objects.size();
161 
162        for (int i = 0; i < limit; ++i)
163        {
164                Intersectable *object = objects[i];//*it;
165                Mesh *mesh = NULL;
166
167                switch (object->Type()) // extract the meshes
168                {
169                case Intersectable::MESH_INSTANCE:
170                        mesh = dynamic_cast<MeshInstance *>(object)->GetMesh();
171                        break;
172                case Intersectable::VIEW_CELL:
173                        mesh = dynamic_cast<ViewCell *>(object)->GetMesh();
174                        break;
175                        // TODO: handle transformed mesh instances
176                default:
177                        Debug << "intersectable type not supported" << endl;
178                        break;
179                }
180               
181        if (mesh) // copy the mesh data to polygons
182                {
183                        mBox.Include(object->GetBox()); // add to BSP tree aabb
184                        AddMeshToPolygons(mesh, polys, mRootCell);
185                }
186        }
187
188        return (int)polys.size();
189}
190
191void VspBspTree::Construct(const VssRayContainer &sampleRays)
192{
193    mStat.nodes = 1;
194        mBox.Initialize();      // initialise BSP tree bounding box
195       
196        PolygonContainer polys;
197        RayInfoContainer *rays = new RayInfoContainer();
198
199        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
200
201        long startTime = GetTime();
202
203        Debug << "**** Extracting polygons from rays ****\n";
204
205        Intersectable::NewMail();
206
207        //-- extract polygons intersected by the rays
208        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
209        {
210                VssRay *ray = *rit;
211       
212                if (ray->mTerminationObject && !ray->mTerminationObject->Mailed())
213                {
214                        ray->mTerminationObject->Mail();
215                        MeshInstance *obj = dynamic_cast<MeshInstance *>(ray->mTerminationObject);
216                        AddMeshToPolygons(obj->GetMesh(), polys, obj);
217                }
218
219                if (ray->mOriginObject && !ray->mOriginObject->Mailed())
220                {
221                        ray->mOriginObject->Mail();
222                        MeshInstance *obj = dynamic_cast<MeshInstance *>(ray->mOriginObject);
223                        AddMeshToPolygons(obj->GetMesh(), polys, obj);
224                }
225        }
226
227        // compute bounding box
228        Polygon3::IncludeInBox(polys, mBox);
229
230        //-- store rays
231        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
232        {
233                VssRay *ray = *rit;
234               
235                float minT, maxT;
236
237                // TODO: not very efficient to implictly cast between rays types ...
238                if (mBox.GetRaySegment(*ray, minT, maxT))
239                {
240                        float len = ray->Length();
241                       
242                        if (!len)
243                                len = Limits::Small;
244                       
245                        rays->push_back(RayInfo(ray, minT / len, maxT / len));
246                }
247        }
248
249        mStat.polys = (int)polys.size();
250
251        Debug << "**** Finished polygon extraction ****" << endl;
252        Debug << (int)polys.size() << " polys extracted from " << (int)sampleRays.size() << " rays" << endl;
253        Debug << "extraction time: " << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
254
255        Construct(polys, rays);
256
257        // clean up polygons
258        CLEAR_CONTAINER(polys);
259}
260
261void VspBspTree::Construct(const PolygonContainer &polys, RayInfoContainer *rays)
262{
263        std::stack<VspBspTraversalData> tStack;
264
265        mRoot = new BspLeaf();
266
267        // constrruct root node geometry
268        BspNodeGeometry *geom = new BspNodeGeometry();
269        ConstructGeometry(mRoot, *geom);
270
271        VspBspTraversalData tData(mRoot,
272                                                          new PolygonContainer(polys),
273                                                          0,
274                                                          rays,
275                              ComputePvsSize(*rays),
276                                                          geom->GetArea(),
277                                                          geom);
278
279        tStack.push(tData);
280
281        mStat.Start();
282        cout << "Contructing vsp bsp tree ... ";
283
284        long startTime = GetTime();
285       
286        while (!tStack.empty())
287        {
288                tData = tStack.top();
289
290            tStack.pop();
291
292                // subdivide leaf node
293                BspNode *r = Subdivide(tStack, tData);
294
295                if (r == mRoot)
296                        Debug << "BSP tree construction time spent at root: "
297                                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
298        }
299
300        cout << "finished\n";
301
302        mStat.Stop();
303}
304
305bool VspBspTree::TerminationCriteriaMet(const VspBspTraversalData &data) const
306{
307        return
308                (((int)data.mRays->size() <= mTermMinRays) ||
309                 (data.mPvs <= mTermMinPvs) ||
310                 (data.mArea <= mTermMinArea) ||
311                // (data.GetAvgRayContribution() >= mTermMaxRayContribution) ||
312                 (data.mDepth >= mTermMaxDepth));
313}
314
315BspNode *VspBspTree::Subdivide(VspBspTraversalStack &tStack,
316                                                           VspBspTraversalData &tData)
317{
318        //-- terminate traversal 
319        if (TerminationCriteriaMet(tData))             
320        {
321                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
322       
323                BspViewCell *viewCell = new BspViewCell();
324               
325                leaf->SetViewCell(viewCell);
326                viewCell->mBspLeaves.push_back(leaf);
327
328                //-- add pvs
329                if (viewCell != mRootCell)
330                {
331                        int conSamp = 0, sampCon = 0;
332                        AddToPvs(leaf, *tData.mRays, conSamp, sampCon);
333                       
334                        mStat.contributingSamples += conSamp;
335                        mStat.sampleContributions += sampCon;
336                }
337
338                EvaluateLeafStats(tData);
339       
340                //-- clean up
341               
342                DEL_PTR(tData.mPolygons);
343                DEL_PTR(tData.mRays);
344                DEL_PTR(tData.mGeometry);
345
346                return leaf;
347        }
348
349        //-- continue subdivision
350        PolygonContainer coincident;
351       
352        VspBspTraversalData tFrontData(new PolygonContainer(),
353                                                                   tData.mDepth + 1,
354                                                                   new RayInfoContainer(),
355                                                                   new BspNodeGeometry());
356
357        VspBspTraversalData tBackData(new PolygonContainer(),
358                                                                  tData.mDepth + 1,
359                                                                  new RayInfoContainer(),
360                                                                  new BspNodeGeometry());
361
362        // create new interior node and two leaf nodes
363        BspInterior *interior =
364                SubdivideNode(tData, tFrontData, tBackData, coincident);
365
366#ifdef _DEBUG   
367//      if (frontPolys->empty() && backPolys->empty() && (coincident.size() > 2))
368//      {       for (PolygonContainer::iterator it = coincident.begin(); it != coincident.end(); ++it)
369//                      Debug << (*it) << " " << (*it)->GetArea() << " " << (*it)->mParent << endl ;
370//              Debug << endl;}
371#endif
372
373        // push the children on the stack
374        tStack.push(tFrontData);
375        tStack.push(tBackData);
376
377        // cleanup
378        DEL_PTR(tData.mNode);   
379
380        DEL_PTR(tData.mPolygons);
381        DEL_PTR(tData.mRays);
382        DEL_PTR(tData.mGeometry);
383
384        return interior;
385}
386
387BspInterior *VspBspTree::SubdivideNode(VspBspTraversalData &tData,
388                                                                           VspBspTraversalData &frontData,
389                                                                           VspBspTraversalData &backData,
390                                                                           PolygonContainer &coincident)
391{
392        mStat.nodes += 2;
393       
394        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
395       
396        // select subdivision plane
397        BspInterior *interior = new BspInterior(SelectPlane(leaf, tData));
398
399#ifdef _DEBUG
400        Debug << interior << endl;
401#endif
402       
403        // subdivide rays into front and back rays
404        SplitRays(interior->GetPlane(),
405                          *tData.mRays,
406                          *frontData.mRays,
407                          *backData.mRays);
408       
409        // subdivide polygons with plane
410        mStat.splits += SplitPolygons(interior->GetPlane(),
411                                                                  *tData.mPolygons,
412                                          *frontData.mPolygons,
413                                                                  *backData.mPolygons,
414                                                                  coincident);
415
416    // compute pvs
417        frontData.mPvs = ComputePvsSize(*frontData.mRays);
418        backData.mPvs = ComputePvsSize(*backData.mRays);
419
420        // split geometry and compute area
421        if (1)
422        {
423                tData.mGeometry->SplitGeometry(*frontData.mGeometry,
424                                                                           *backData.mGeometry,
425                                                                           interior->GetPlane(),
426                                                                           mBox,
427                                                                           mEpsilon);
428       
429               
430                frontData.mArea = frontData.mGeometry->GetArea();
431                backData.mArea = backData.mGeometry->GetArea();
432        }
433
434        // compute accumulated ray length
435        //frontData.mAccRayLength = AccumulatedRayLength(*frontData.mRays);
436        //backData.mAccRayLength = AccumulatedRayLength(*backData.mRays);
437
438        //-- create front and back leaf
439
440        BspInterior *parent = leaf->GetParent();
441
442        // replace a link from node's parent
443        if (!leaf->IsRoot())
444        {
445                parent->ReplaceChildLink(leaf, interior);
446                interior->SetParent(parent);
447        }
448        else // new root
449        {
450                mRoot = interior;
451        }
452
453        // and setup child links
454        interior->SetupChildLinks(new BspLeaf(interior), new BspLeaf(interior));
455       
456        frontData.mNode = interior->GetFront();
457        backData.mNode = interior->GetBack();
458       
459        //DEL_PTR(leaf);
460        return interior;
461}
462
463void VspBspTree::AddToPvs(BspLeaf *leaf,
464                                                  const RayInfoContainer &rays,
465                                                  int &sampleContributions,
466                                                  int &contributingSamples)
467{
468        sampleContributions = 0;
469        contributingSamples = 0;
470
471    RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
472
473        ViewCell *vc = leaf->GetViewCell();
474
475        // add contributions from samples to the PVS
476        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
477        {
478                int contribution = 0;
479                VssRay *ray = (*it).mRay;
480                       
481                if (ray->mTerminationObject)
482                        contribution += vc->GetPvs().AddSample(ray->mTerminationObject);
483               
484                if (ray->mOriginObject)
485                        contribution += vc->GetPvs().AddSample(ray->mOriginObject);
486
487                if (contribution)
488                {
489                        sampleContributions += contribution;
490                        ++ contributingSamples;
491                }
492                //leaf->mVssRays.push_back(ray);
493        }
494}
495
496void VspBspTree::SortSplitCandidates(const PolygonContainer &polys,
497                                                                         const int axis,
498                                                                         vector<SortableEntry> &splitCandidates) const
499{
500  splitCandidates.clear();
501 
502  int requestedSize = 2 * (int)polys.size();
503  // creates a sorted split candidates array 
504  splitCandidates.reserve(requestedSize);
505 
506  PolygonContainer::const_iterator it, it_end = polys.end();
507
508  AxisAlignedBox3 box;
509
510  // insert all queries
511  for(it = polys.begin(); it != it_end; ++ it)
512  {
513          box.Initialize();
514          box.Include(*(*it));
515         
516          splitCandidates.push_back(SortableEntry(SortableEntry::POLY_MIN, box.Min(axis), *it));
517      splitCandidates.push_back(SortableEntry(SortableEntry::POLY_MAX, box.Max(axis), *it));
518  }
519 
520  stable_sort(splitCandidates.begin(), splitCandidates.end());
521}
522
523
524float VspBspTree::BestCostRatio(const PolygonContainer &polys,
525                                                                const AxisAlignedBox3 &box,
526                                                                const int axis,
527                                                                float &position,
528                                                                int &objectsBack,
529                                int &objectsFront) const
530{
531        vector<SortableEntry> splitCandidates;
532
533        SortSplitCandidates(polys, axis, splitCandidates);
534       
535        // go through the lists, count the number of objects left and right
536        // and evaluate the following cost funcion:
537        // C = ct_div_ci  + (ol + or)/queries
538       
539        int objectsLeft = 0, objectsRight = (int)polys.size();
540       
541        float minBox = box.Min(axis);
542        float maxBox = box.Max(axis);
543        float boxArea = box.SurfaceArea();
544 
545        float minBand = minBox + mSplitBorder * (maxBox - minBox);
546        float maxBand = minBox + (1.0f - mSplitBorder) * (maxBox - minBox);
547       
548        float minSum = 1e20f;
549        vector<SortableEntry>::const_iterator ci, ci_end = splitCandidates.end();
550
551        for(ci = splitCandidates.begin(); ci != ci_end; ++ ci)
552        {
553                switch ((*ci).type)
554                {
555                        case SortableEntry::POLY_MIN:
556                                ++ objectsLeft;
557                                break;
558                        case SortableEntry::POLY_MAX:
559                            -- objectsRight;
560                                break;
561                        default:
562                                break;
563                }
564               
565                if ((*ci).value > minBand && (*ci).value < maxBand)
566                {
567                        AxisAlignedBox3 lbox = box;
568                        AxisAlignedBox3 rbox = box;
569                        lbox.SetMax(axis, (*ci).value);
570                        rbox.SetMin(axis, (*ci).value);
571
572                        float sum = objectsLeft * lbox.SurfaceArea() +
573                                                objectsRight * rbox.SurfaceArea();
574     
575                        if (sum < minSum)
576                        {
577                                minSum = sum;
578                                position = (*ci).value;
579
580                                objectsBack = objectsLeft;
581                                objectsFront = objectsRight;
582                        }
583                }
584        }
585 
586        float oldCost = (float)polys.size();
587        float newCost = mAaCtDivCi + minSum / boxArea;
588        float ratio = newCost / oldCost;
589
590
591#if 0
592  Debug << "====================" << endl;
593  Debug << "costRatio=" << ratio << " pos=" << position<<" t=" << (position - minBox)/(maxBox - minBox)
594      << "\t o=(" << objectsBack << "," << objectsFront << ")" << endl;
595#endif
596  return ratio;
597}
598
599bool VspBspTree::SelectAxisAlignedPlane(Plane3 &plane,
600                                        const PolygonContainer &polys) const
601{
602        AxisAlignedBox3 box;
603        box.Initialize();
604       
605        // create bounding box of region
606        Polygon3::IncludeInBox(polys, box);
607       
608        int objectsBack = 0, objectsFront = 0;
609        int axis = 0;
610        float costRatio = MAX_FLOAT;
611        Vector3 position;
612
613        //-- area subdivision
614        for (int i = 0; i < 3; ++ i)
615        {
616                float p = 0;
617                float r = BestCostRatio(polys, box, i, p, objectsBack, objectsFront);
618               
619                if (r < costRatio)
620                {
621                        costRatio = r;
622                        axis = i;
623                        position = p;
624                }
625        }
626       
627        if (costRatio >= mMaxCostRatio)
628                return false;
629
630        Vector3 norm(0,0,0); norm[axis] = 1.0f;
631        plane = Plane3(norm, position);
632
633        return true;
634}
635
636Plane3 VspBspTree::SelectPlane(BspLeaf *leaf, VspBspTraversalData &data)
637{
638        if ((mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED) &&
639                ((int)data.mRays->size() > mTermMinRaysForAxisAligned))
640        {
641                Plane3 plane;
642                if (SelectAxisAlignedPlane(plane, *data.mPolygons)) // TODO: should be rays
643                        return plane;
644        }
645
646        // simplest strategy: just take next polygon
647        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
648        {
649        if (!data.mPolygons->empty())
650                {
651                        const int randIdx = Random((int)data.mPolygons->size());
652                        Polygon3 *nextPoly = (*data.mPolygons)[randIdx];
653                        return nextPoly->GetSupportingPlane();
654                }
655                else
656                {
657                        //-- choose plane on midpoint of a ray
658                        const int candidateIdx = Random((int)data.mRays->size());
659                                                                       
660                        const Vector3 minPt = (*data.mRays)[candidateIdx].ExtrapOrigin();
661                        const Vector3 maxPt = (*data.mRays)[candidateIdx].ExtrapTermination();
662
663                        const Vector3 pt = (maxPt + minPt) * 0.5;
664
665                        const Vector3 normal = (*data.mRays)[candidateIdx].mRay->GetDir();
666                       
667                        return Plane3(normal, pt);
668                }
669
670                return Plane3();
671        }
672
673        // use heuristics to find appropriate plane
674        return SelectPlaneHeuristics(leaf, data);
675}
676
677Plane3 VspBspTree::SelectPlaneHeuristics(BspLeaf *leaf, VspBspTraversalData &data)
678{
679        float lowestCost = MAX_FLOAT;
680        Plane3 bestPlane;
681        Plane3 plane;
682
683        int limit = Min((int)data.mPolygons->size(), mMaxPolyCandidates);
684       
685        int candidateIdx = limit;
686       
687        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
688        {
689                candidateIdx = GetNextCandidateIdx(candidateIdx, *data.mPolygons);
690               
691                Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[candidateIdx];
692
693                // evaluate current candidate
694                const float candidateCost =
695                        SplitPlaneCost(poly->GetSupportingPlane(), data);
696
697                if (candidateCost < lowestCost)
698                {
699                        bestPlane = poly->GetSupportingPlane();
700                        lowestCost = candidateCost;
701                }
702        }
703       
704        //Debug << "lowest: " << lowestCost << endl;
705
706        //-- choose candidate planes extracted from rays
707        // we currently use different two methods chosen with
708        // equal probability
709       
710        // take 3 ray endpoints, where two are minimum and one a maximum
711        // point or the other way round
712        for (int i = 0; i < mMaxRayCandidates / 2; ++ i)
713        {
714                candidateIdx = Random((int)data.mRays->size());
715       
716                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[candidateIdx];
717
718                const Vector3 minPt = rayInf.ExtrapOrigin();
719                const Vector3 maxPt = rayInf.ExtrapTermination();
720
721                const Vector3 pt = (maxPt + minPt) * 0.5;
722                const Vector3 normal = Normalize(rayInf.mRay->GetDir());
723
724                plane = Plane3(normal, pt);
725
726                const float candidateCost = SplitPlaneCost(plane, data);
727
728                if (candidateCost < lowestCost)
729                {
730                        bestPlane = plane;     
731                        lowestCost = candidateCost;
732                }
733        }
734
735        // take plane normal as plane normal and the midpoint of the ray.
736        // PROBLEM: does not resemble any point where visibility is likely to change
737        //Debug << "lowest2: " << lowestCost << endl;
738        for (int i = 0; i < mMaxRayCandidates / 2; ++ i)
739        {
740                Vector3 pt[3];
741                int idx[3];
742                int cmaxT = 0;
743                int cminT = 0;
744                bool chooseMin = false;
745
746                for (int j = 0; j < 3; j ++)
747                {
748                        idx[j] = Random((int)data.mRays->size() * 2);
749                               
750                        if (idx[j] >= (int)data.mRays->size())
751                        {
752                                idx[j] -= (int)data.mRays->size();
753                               
754                                chooseMin = (cminT < 2);
755                        }
756                        else
757                                chooseMin = (cmaxT < 2);
758
759                        RayInfo rayInf = (*data.mRays)[idx[j]];
760                        pt[j] = chooseMin ? rayInf.ExtrapOrigin() : rayInf.ExtrapTermination();
761                }       
762                       
763                plane = Plane3(pt[0], pt[1], pt[2]);
764
765                const float candidateCost = SplitPlaneCost(plane, data);
766
767                if (candidateCost < lowestCost)
768                {
769                        //Debug << "choose ray plane 2: " << candidateCost << endl;
770                        bestPlane = plane;
771                       
772                        lowestCost = candidateCost;
773                }
774        }       
775
776#ifdef _DEBUG
777        Debug << "plane lowest cost: " << lowestCost << endl;
778#endif
779        return bestPlane;
780}
781
782int VspBspTree::GetNextCandidateIdx(int currentIdx, PolygonContainer &polys)
783{
784        const int candidateIdx = Random(currentIdx --);
785
786        // swap candidates to avoid testing same plane 2 times
787        std::swap(polys[currentIdx], polys[candidateIdx]);
788       
789        return currentIdx;
790        //return Random((int)polys.size());
791}
792
793
794inline void VspBspTree::GenerateUniqueIdsForPvs()
795{
796        Intersectable::NewMail(); sBackId = ViewCell::sMailId;
797        Intersectable::NewMail(); sFrontId = ViewCell::sMailId;
798        Intersectable::NewMail(); sFrontAndBackId = ViewCell::sMailId;
799}
800
801float VspBspTree::SplitPlaneCost(const Plane3 &candidatePlane,
802                                                                 const VspBspTraversalData &data)
803{
804        float val = 0;
805
806        float sumBalancedRays = 0;
807        float sumRaySplits = 0;
808       
809        int frontPvs = 0;
810        int backPvs = 0;
811
812        // probability that view point lies in child
813        float pOverall = 0;
814        float pFront = 0;
815        float pBack = 0;
816
817        const bool pvsUseLen = false;
818
819        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
820        {
821                // create unique ids for pvs heuristics
822                GenerateUniqueIdsForPvs();
823       
824                if (mPvsUseArea) // use front and back cell areas to approximate volume
825                {       
826                        // construct child geometry with regard to the candidate split plane
827                        BspNodeGeometry frontCell;
828                        BspNodeGeometry backCell;
829               
830                        data.mGeometry->SplitGeometry(frontCell,
831                                                                                  backCell,
832                                                                                  candidatePlane,
833                                                                                  mBox,
834                                                                                  mEpsilon);
835               
836                        pFront = frontCell.GetArea();
837                        pBack = backCell.GetArea();
838
839                        pOverall = data.mArea;
840                }
841        }
842               
843        int limit;
844        bool useRand;
845
846        // choose test polyongs randomly if over threshold
847        if ((int)data.mRays->size() > mMaxTests)
848        {
849                useRand = true;
850                limit = mMaxTests;
851        }
852        else
853        {
854                useRand = false;
855                limit = (int)data.mRays->size();
856        }
857
858        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
859        {
860                const int testIdx = useRand ? Random(limit) : i;
861                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[testIdx];
862
863                VssRay *ray = rayInf.mRay;
864                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane, ray->mT);
865
866                if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
867                {
868                        sumBalancedRays += cf;
869                }
870               
871                if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
872                {
873                        if (cf == 0)
874                                ++ sumRaySplits;
875                }
876
877                if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
878                {
879                        // in case the ray intersects an object
880                        // assure that we only count the object
881                        // once for the front and once for the back side of the plane
882                       
883                        // add the termination object
884                        AddObjToPvs(ray->mTerminationObject, cf, frontPvs, backPvs);
885                       
886                        // add the source object
887                        AddObjToPvs(ray->mOriginObject, cf, frontPvs, backPvs);
888                       
889                        // use number or length of rays to approximate volume
890                        if (!mPvsUseArea)
891                        {
892                                float len = 1;
893
894                                if (pvsUseLen) // use length of rays
895                                        len = rayInf.SqrSegmentLength();
896                       
897                                pOverall += len;
898
899                                if (cf == 1)
900                                        pFront += len;
901                                if (cf == -1)
902                                        pBack += len;
903                                if (cf == 0)
904                                {
905                                        // use length of rays to approximate volume
906                                        if (pvsUseLen)
907                                        {
908                                                float newLen = len *
909                                                        (rayInf.GetMaxT() - rayInf.mRay->mT) /
910                                                        (rayInf.GetMaxT() - rayInf.GetMinT());
911               
912                                                if (candidatePlane.Side(rayInf.ExtrapOrigin()) <= 0)
913                                                {
914                                                        pBack += newLen;
915                                                        pFront += len - newLen;
916                                                }
917                                                else
918                                                {
919                                                        pFront += newLen;
920                                                        pBack += len - newLen;
921                                                }
922                                        }
923                                        else
924                                        {
925                                                ++ pFront;
926                                                ++ pBack;
927                                        }
928                                }
929                        }
930                }
931        }
932
933        const float raysSize = (float)data.mRays->size() + Limits::Small;
934
935        if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
936                val += mLeastRaySplitsFactor * sumRaySplits / raysSize;
937
938        if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
939                val += mBalancedRaysFactor * fabs(sumBalancedRays) /  raysSize;
940
941        const float denom = pOverall * (float)data.mPvs * 2.0f + Limits::Small;
942
943        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
944        {
945                val += mPvsFactor * (frontPvs * pFront + (backPvs * pBack)) / denom;
946
947                // give penalty to unbalanced split
948                if (0)
949                if (((pFront * 0.2 + Limits::Small) > pBack) ||
950                        (pFront < (pBack * 0.2 + Limits::Small)))
951                        val += 0.5;
952        }
953
954#ifdef _DEBUG
955//      Debug << "totalpvs: " << pvs << " ptotal: " << pOverall
956//                << " frontpvs: " << frontPvs << " pFront: " << pFront
957//                << " backpvs: " << backPvs << " pBack: " << pBack << endl << endl;
958#endif
959        return val;
960}
961
962void VspBspTree::AddObjToPvs(Intersectable *obj,
963                                                         const int cf,
964                                                         int &frontPvs,
965                                                         int &backPvs) const
966{
967        if (!obj)
968                return;
969        // TODO: does this really belong to no pvs?
970        //if (cf == Ray::COINCIDENT) return;
971
972        // object belongs to both PVS
973        if (cf >= 0)
974        {
975                if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
976                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
977                {
978                        ++ frontPvs;
979
980                        if (obj->mMailbox == sBackId)
981                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;       
982                        else
983                                obj->mMailbox = sFrontId;                                                               
984                }
985        }
986       
987        if (cf <= 0)
988        {
989                if ((obj->mMailbox != sBackId) &&
990                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
991                {
992                        ++ backPvs;
993
994                        if (obj->mMailbox == sFrontId)
995                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
996                        else
997                                obj->mMailbox = sBackId;                               
998                }
999        }
1000}
1001
1002void VspBspTree::CollectLeaves(vector<BspLeaf *> &leaves) const
1003{
1004        stack<BspNode *> nodeStack;
1005        nodeStack.push(mRoot);
1006 
1007        while (!nodeStack.empty())
1008        {
1009                BspNode *node = nodeStack.top();
1010   
1011                nodeStack.pop();
1012   
1013                if (node->IsLeaf())
1014                {
1015                        BspLeaf *leaf = (BspLeaf *)node;               
1016                        leaves.push_back(leaf);
1017                }
1018                else
1019                {
1020                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1021
1022                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1023                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1024                }
1025        }
1026}
1027
1028AxisAlignedBox3 VspBspTree::GetBoundingBox() const
1029{
1030        return mBox;
1031}
1032
1033BspNode *VspBspTree::GetRoot() const
1034{
1035        return mRoot;
1036}
1037
1038void VspBspTree::EvaluateLeafStats(const VspBspTraversalData &data)
1039{
1040        // the node became a leaf -> evaluate stats for leafs
1041        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(data.mNode);
1042
1043        // store maximal and minimal depth
1044        if (data.mDepth > mStat.maxDepth)
1045                mStat.maxDepth = data.mDepth;
1046
1047        if (data.mDepth < mStat.minDepth)
1048                mStat.minDepth = data.mDepth;
1049
1050        // accumulate depth to compute average depth
1051        mStat.accumDepth += data.mDepth;
1052       
1053
1054        if (data.mDepth >= mTermMaxDepth)
1055                ++ mStat.maxDepthNodes;
1056
1057        if (data.mPvs < mTermMinPvs)
1058                ++ mStat.minPvsNodes;
1059
1060        if ((int)data.mRays->size() < mTermMinRays)
1061                ++ mStat.minRaysNodes;
1062
1063        if (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution)
1064                ++ mStat.maxRayContribNodes;
1065       
1066        if (data.mGeometry->GetArea() <= mTermMinArea)
1067                ++ mStat.minAreaNodes;
1068
1069#ifdef _DEBUG
1070        Debug << "BSP stats: "
1071                  << "Depth: " << data.mDepth << " (max: " << mTermMaxDepth << "), "
1072                  << "PVS: " << data.mPvs << " (min: " << mTermMinPvs << "), "
1073                  << "Area: " << data.mArea << " (min: " << mTermMinArea << "), "
1074                  << "#rays: " << (int)data.mRays->size() << " (max: " << mTermMinRays << "), "
1075                  << "#pvs: " << leaf->GetViewCell()->GetPvs().GetSize() << "=, "
1076                  << "#avg ray contrib (pvs): " << (float)data.mPvs / (float)data.mRays->size() << endl;
1077#endif
1078}
1079
1080int VspBspTree::CastRay(Ray &ray)
1081{
1082        int hits = 0;
1083 
1084        stack<BspRayTraversalData> tStack;
1085 
1086        float maxt, mint;
1087
1088        if (!mBox.GetRaySegment(ray, mint, maxt))
1089                return 0;
1090
1091        Intersectable::NewMail();
1092
1093        Vector3 entp = ray.Extrap(mint);
1094        Vector3 extp = ray.Extrap(maxt);
1095 
1096        BspNode *node = mRoot;
1097        BspNode *farChild = NULL;
1098       
1099        while (1)
1100        {
1101                if (!node->IsLeaf())
1102                {
1103                        BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1104
1105                        Plane3 splitPlane = in->GetPlane();
1106                        const int entSide = splitPlane.Side(entp);
1107                        const int extSide = splitPlane.Side(extp);
1108
1109                        if (entSide < 0)
1110                        {
1111                                node = in->GetBack();
1112
1113                                if(extSide <= 0) // plane does not split ray => no far child
1114                                        continue;
1115                                       
1116                                farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
1117
1118                        } else if (entSide > 0)
1119                        {
1120                                node = in->GetFront();
1121
1122                                if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
1123                                        continue;
1124
1125                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray                   
1126                        }
1127                        else // ray and plane are coincident
1128                        {
1129                                // WHAT TO DO IN THIS CASE ?
1130                                //break;
1131                                node = in->GetFront();
1132                                continue;
1133                        }
1134
1135                        // push data for far child
1136                        tStack.push(BspRayTraversalData(farChild, extp, maxt));
1137
1138                        // find intersection of ray segment with plane
1139                        float t;
1140                        extp = splitPlane.FindIntersection(ray.GetLoc(), extp, &t);
1141                        maxt *= t;
1142                       
1143                } else // reached leaf => intersection with view cell
1144                {
1145                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
1146     
1147                        if (!leaf->GetViewCell()->Mailed())
1148                        {
1149                                //ray.bspIntersections.push_back(Ray::VspBspIntersection(maxt, leaf));
1150                                leaf->GetViewCell()->Mail();
1151                                ++ hits;
1152                        }
1153                       
1154                        //-- fetch the next far child from the stack
1155                        if (tStack.empty())
1156                                break;
1157     
1158                        entp = extp;
1159                        mint = maxt; // NOTE: need this?
1160
1161                        if (ray.GetType() == Ray::LINE_SEGMENT && mint > 1.0f)
1162                                break;
1163
1164                        BspRayTraversalData &s = tStack.top();
1165
1166                        node = s.mNode;
1167                        extp = s.mExitPoint;
1168                        maxt = s.mMaxT;
1169
1170                        tStack.pop();
1171                }
1172        }
1173
1174        return hits;
1175}
1176
1177bool VspBspTree::Export(const string filename)
1178{
1179        Exporter *exporter = Exporter::GetExporter(filename);
1180
1181        if (exporter)
1182        {
1183                //exporter->ExportVspBspTree(*this);
1184                return true;
1185        }       
1186
1187        return false;
1188}
1189
1190void VspBspTree::CollectViewCells(ViewCellContainer &viewCells) const
1191{
1192        stack<BspNode *> nodeStack;
1193        nodeStack.push(mRoot);
1194
1195        ViewCell::NewMail();
1196
1197        while (!nodeStack.empty())
1198        {
1199                BspNode *node = nodeStack.top();
1200                nodeStack.pop();
1201
1202                if (node->IsLeaf())
1203                {
1204                        ViewCell *viewCell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
1205
1206                        if (!viewCell->Mailed())
1207                        {
1208                                viewCell->Mail();
1209                                viewCells.push_back(viewCell);
1210                        }
1211                }
1212                else
1213                {
1214                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1215
1216                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1217                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1218                }
1219        }
1220}
1221
1222void VspBspTree::EvaluateViewCellsStats(BspViewCellsStatistics &stat) const
1223{
1224        stat.Reset();
1225
1226        stack<BspNode *> nodeStack;
1227        nodeStack.push(mRoot);
1228
1229        ViewCell::NewMail();
1230
1231        // exclude root cell
1232        mRootCell->Mail();
1233
1234        while (!nodeStack.empty())
1235        {
1236                BspNode *node = nodeStack.top();
1237                nodeStack.pop();
1238
1239                if (node->IsLeaf())
1240                {
1241                        ++ stat.bspLeaves;
1242
1243                        BspViewCell *viewCell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
1244
1245                        if (!viewCell->Mailed())
1246                        {
1247                                viewCell->Mail();
1248                               
1249                                ++ stat.viewCells;
1250                                const int pvsSize = viewCell->GetPvs().GetSize();
1251
1252                stat.pvs += pvsSize;
1253
1254                                if (pvsSize < 1)
1255                                        ++ stat.emptyPvs;
1256
1257                                if (pvsSize > stat.maxPvs)
1258                                        stat.maxPvs = pvsSize;
1259
1260                                if (pvsSize < stat.minPvs)
1261                                        stat.minPvs = pvsSize;
1262
1263                                if ((int)viewCell->mBspLeaves.size() > stat.maxBspLeaves)
1264                                        stat.maxBspLeaves = (int)viewCell->mBspLeaves.size();           
1265                        }
1266                }
1267                else
1268                {
1269                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1270
1271                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1272                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1273                }
1274        }
1275}
1276
1277BspTreeStatistics &VspBspTree::GetStat()
1278{
1279        return mStat;
1280}
1281
1282float VspBspTree::AccumulatedRayLength(const RayInfoContainer &rays) const
1283{
1284        float len = 0;
1285
1286        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
1287
1288        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
1289                len += (*it).SegmentLength();
1290
1291        return len;
1292}
1293
1294int VspBspTree::SplitRays(const Plane3 &plane,
1295                                                  RayInfoContainer &rays,
1296                                                  RayInfoContainer &frontRays,
1297                                                  RayInfoContainer &backRays)
1298{
1299        int splits = 0;
1300
1301        while (!rays.empty())
1302        {
1303                RayInfo bRay = rays.back();
1304                VssRay *ray = bRay.mRay;
1305
1306                rays.pop_back();
1307       
1308                // get classification and receive new t
1309                const int cf = bRay.ComputeRayIntersection(plane, ray->mT);
1310
1311                switch (cf)
1312                {
1313                case -1:
1314                        backRays.push_back(bRay);
1315                        break;
1316                case 1:
1317                        frontRays.push_back(bRay);
1318                        break;
1319                case 0:
1320                        //-- split ray
1321
1322                        // if start point behind plane
1323                        if (plane.Side(bRay.ExtrapOrigin()) <= 0)
1324                        {       
1325                                backRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), ray->mT));
1326                                frontRays.push_back(RayInfo(ray, ray->mT, bRay.GetMaxT()));
1327                        }
1328                        else
1329                        {
1330                                frontRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), ray->mT));
1331                                backRays.push_back(RayInfo(ray, ray->mT, bRay.GetMaxT()));
1332                        }
1333                        break;
1334                default:
1335                        Debug << "Should not come here 4" << endl;
1336                        break;
1337                }
1338        }
1339
1340        return splits;
1341}
1342
1343void VspBspTree::ExtractHalfSpaces(BspNode *n, vector<Plane3> &halfSpaces) const
1344{
1345        BspNode *lastNode;
1346
1347        do
1348        {
1349                lastNode = n;
1350
1351                // want to get planes defining geometry of this node => don't take
1352                // split plane of node itself
1353                n = n->GetParent();
1354               
1355                if (n)
1356                {
1357                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(n);
1358                        Plane3 halfSpace = dynamic_cast<BspInterior *>(interior)->GetPlane();
1359
1360            if (interior->GetFront() != lastNode)
1361                                halfSpace.ReverseOrientation();
1362
1363                        halfSpaces.push_back(halfSpace);
1364                }
1365        }
1366        while (n);
1367}
1368
1369void VspBspTree::ConstructGeometry(BspNode *n,
1370                                                                   BspNodeGeometry &cell) const
1371{
1372        PolygonContainer polys;
1373        ConstructGeometry(n, polys);
1374        cell.mPolys = polys;
1375}
1376
1377void VspBspTree::ConstructGeometry(BspNode *n,
1378                                                                   PolygonContainer &cell) const
1379{
1380        vector<Plane3> halfSpaces;
1381        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
1382
1383        PolygonContainer candidatePolys;
1384
1385        // bounded planes are added to the polygons (reverse polygons
1386        // as they have to be outfacing
1387        for (int i = 0; i < (int)halfSpaces.size(); ++ i)
1388        {
1389                Polygon3 *p = GetBoundingBox().CrossSection(halfSpaces[i]);
1390               
1391                if (p->Valid(mEpsilon))
1392                {
1393                        candidatePolys.push_back(p->CreateReversePolygon());
1394                        DEL_PTR(p);
1395                }
1396        }
1397
1398        // add faces of bounding box (also could be faces of the cell)
1399        for (int i = 0; i < 6; ++ i)
1400        {
1401                VertexContainer vertices;
1402       
1403                for (int j = 0; j < 4; ++ j)
1404                        vertices.push_back(mBox.GetFace(i).mVertices[j]);
1405
1406                candidatePolys.push_back(new Polygon3(vertices));
1407        }
1408
1409        for (int i = 0; i < (int)candidatePolys.size(); ++ i)
1410        {
1411                // polygon is split by all other planes
1412                for (int j = 0; (j < (int)halfSpaces.size()) && candidatePolys[i]; ++ j)
1413                {
1414                        if (i == j) // polygon and plane are coincident
1415                                continue;
1416
1417                        VertexContainer splitPts;
1418                        Polygon3 *frontPoly, *backPoly;
1419
1420                        const int cf =
1421                                candidatePolys[i]->ClassifyPlane(halfSpaces[j],
1422                                                                                                 mEpsilon);
1423                       
1424                        switch (cf)
1425                        {
1426                                case Polygon3::SPLIT:
1427                                        frontPoly = new Polygon3();
1428                                        backPoly = new Polygon3();
1429
1430                                        candidatePolys[i]->Split(halfSpaces[j],
1431                                                                                         *frontPoly,
1432                                                                                         *backPoly,
1433                                                                                         mEpsilon);
1434
1435                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
1436
1437                                        if (frontPoly->Valid(mEpsilon))
1438                                                candidatePolys[i] = frontPoly;
1439                                        else
1440                                                DEL_PTR(frontPoly);
1441
1442                                        DEL_PTR(backPoly);
1443                                        break;
1444                                case Polygon3::BACK_SIDE:
1445                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
1446                                        break;
1447                                // just take polygon as it is
1448                                case Polygon3::FRONT_SIDE:
1449                                case Polygon3::COINCIDENT:
1450                                default:
1451                                        break;
1452                        }
1453                }
1454               
1455                if (candidatePolys[i])
1456                        cell.push_back(candidatePolys[i]);
1457        }
1458}
1459
1460void VspBspTree::ConstructGeometry(BspViewCell *vc, PolygonContainer &vcGeom) const
1461{
1462        vector<BspLeaf *> leaves = vc->mBspLeaves;
1463
1464        vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = leaves.end();
1465
1466        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
1467                ConstructGeometry(*it, vcGeom);
1468}
1469
1470int VspBspTree::FindNeighbors(BspNode *n, vector<BspLeaf *> &neighbors,
1471                                                   const bool onlyUnmailed) const
1472{
1473        PolygonContainer cell;
1474
1475        ConstructGeometry(n, cell);
1476
1477        stack<BspNode *> nodeStack;
1478        nodeStack.push(mRoot);
1479               
1480        // planes needed to verify that we found neighbor leaf.
1481        vector<Plane3> halfSpaces;
1482        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
1483
1484        while (!nodeStack.empty())
1485        {
1486                BspNode *node = nodeStack.top();
1487                nodeStack.pop();
1488
1489                if (node->IsLeaf())
1490                {
1491            if (node != n && (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
1492                        {
1493                                // test all planes of current node if candidate really
1494                                // is neighbour
1495                                PolygonContainer neighborCandidate;
1496                                ConstructGeometry(node, neighborCandidate);
1497                               
1498                                bool isAdjacent = true;
1499                                for (int i = 0; (i < halfSpaces.size()) && isAdjacent; ++ i)
1500                                {
1501                                        const int cf =
1502                                                Polygon3::ClassifyPlane(neighborCandidate,
1503                                                                                                halfSpaces[i],
1504                                                                                                mEpsilon);
1505
1506                                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
1507                                                isAdjacent = false;
1508                                }
1509
1510                                if (isAdjacent)
1511                                        neighbors.push_back(dynamic_cast<BspLeaf *>(node));
1512
1513                                CLEAR_CONTAINER(neighborCandidate);
1514                        }
1515                }
1516                else
1517                {
1518                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1519       
1520                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(cell,
1521                                                                                                   interior->GetPlane(),
1522                                                                                                   mEpsilon);
1523
1524                        if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
1525                                nodeStack.push(interior->GetFront());
1526                        else
1527                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
1528                                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1529                                else
1530                                {
1531                                        // random decision
1532                                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1533                                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1534                                }
1535                }
1536        }
1537       
1538        CLEAR_CONTAINER(cell);
1539        return (int)neighbors.size();
1540}
1541
1542BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace)
1543{
1544    stack<BspNode *> nodeStack;
1545        nodeStack.push(mRoot);
1546       
1547        int mask = rand();
1548 
1549        while (!nodeStack.empty())
1550        {
1551                BspNode *node = nodeStack.top();
1552                nodeStack.pop();
1553         
1554                if (node->IsLeaf())
1555                {
1556                        return dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
1557                }
1558                else
1559                {
1560                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1561                       
1562                        BspNode *next;
1563       
1564                        PolygonContainer cell;
1565
1566                        // todo: not very efficient: constructs full cell everytime
1567                        ConstructGeometry(interior, cell);
1568
1569                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(cell, halfspace, mEpsilon);
1570
1571                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
1572                                next = interior->GetFront();
1573                        else
1574                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
1575                                        next = interior->GetFront();
1576                        else
1577                        {
1578                                // random decision
1579                                if (mask & 1)
1580                                        next = interior->GetBack();
1581                                else
1582                                        next = interior->GetFront();
1583                                mask = mask >> 1;
1584                        }
1585
1586                        nodeStack.push(next);
1587                }
1588        }
1589       
1590        return NULL;
1591}
1592
1593BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed)
1594{
1595        stack<BspNode *> nodeStack;
1596       
1597        nodeStack.push(mRoot);
1598
1599        int mask = rand();
1600       
1601        while (!nodeStack.empty())
1602        {
1603                BspNode *node = nodeStack.top();
1604                nodeStack.pop();
1605               
1606                if (node->IsLeaf())
1607                {
1608                        if ( (!onlyUnmailed || !node->Mailed()) )
1609                                return dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
1610                }
1611                else
1612                {
1613                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1614
1615                        // random decision
1616                        if (mask & 1)
1617                                nodeStack.push(interior->GetBack());
1618                        else
1619                                nodeStack.push(interior->GetFront());
1620
1621                        mask = mask >> 1;
1622                }
1623        }
1624       
1625        return NULL;
1626}
1627
1628int VspBspTree::ComputePvsSize(const RayInfoContainer &rays) const
1629{
1630        int pvsSize = 0;
1631
1632        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
1633
1634        Intersectable::NewMail();
1635
1636        for (rit = rays.begin(); rit != rays.end(); ++ rit)
1637        {
1638                VssRay *ray = (*rit).mRay;
1639               
1640                if (ray->mOriginObject)
1641                {
1642                        if (!ray->mOriginObject->Mailed())
1643                        {
1644                                ray->mOriginObject->Mail();
1645                                ++ pvsSize;
1646                        }
1647                }
1648                if (ray->mTerminationObject)
1649                {
1650                        if (!ray->mTerminationObject->Mailed())
1651                        {
1652                                ray->mTerminationObject->Mail();
1653                                ++ pvsSize;
1654                        }
1655                }
1656        }
1657
1658        return pvsSize;
1659}
1660
1661float VspBspTree::GetEpsilon() const
1662{
1663        return mEpsilon;
1664}
1665
1666BspViewCell *VspBspTree::GetRootCell() const
1667{
1668        return mRootCell;
1669}
1670
1671int VspBspTree::SplitPolygons(const Plane3 &plane,
1672                                                          PolygonContainer &polys,
1673                                                          PolygonContainer &frontPolys,
1674                                                          PolygonContainer &backPolys,
1675                                                          PolygonContainer &coincident) const
1676{
1677        int splits = 0;
1678
1679        while (!polys.empty())
1680        {
1681                Polygon3 *poly = polys.back();
1682                polys.pop_back();
1683
1684                // classify polygon
1685                const int cf = poly->ClassifyPlane(plane, mEpsilon);
1686
1687                switch (cf)
1688                {
1689                        case Polygon3::COINCIDENT:
1690                                coincident.push_back(poly);
1691                                break;                 
1692                        case Polygon3::FRONT_SIDE:     
1693                                frontPolys.push_back(poly);
1694                                break;
1695                        case Polygon3::BACK_SIDE:
1696                                backPolys.push_back(poly);
1697                                break;
1698                        case Polygon3::SPLIT:
1699                                backPolys.push_back(poly);
1700                                frontPolys.push_back(poly);
1701                                ++ splits;
1702                                break;
1703                        default:
1704                Debug << "SHOULD NEVER COME HERE\n";
1705                                break;
1706                }
1707        }
1708
1709        return splits;
1710}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.