source: trunk/VUT/GtpVisibilityPreprocessor/src/VspBspTree.cpp @ 605

Revision 605, 71.9 KB checked in by mattausch, 19 years ago (diff)
Line 
1#include <stack>
2#include <time.h>
3#include <iomanip>
4
5#include "Plane3.h"
6#include "VspBspTree.h"
7#include "Mesh.h"
8#include "common.h"
9#include "ViewCell.h"
10#include "Environment.h"
11#include "Polygon3.h"
12#include "Ray.h"
13#include "AxisAlignedBox3.h"
14#include "Exporter.h"
15#include "Plane3.h"
16#include "ViewCellBsp.h"
17#include "ViewCellsManager.h"
18#include "Beam.h"
19
20
21//-- static members
22
23/** Evaluates split plane classification with respect to the plane's
24        contribution for a minimum number of ray splits.
25*/
26const float VspBspTree::sLeastRaySplitsTable[] = {0, 0, 1, 1, 0};
27/** Evaluates split plane classification with respect to the plane's
28        contribution for  balanced rays.
29*/
30const float VspBspTree::sBalancedRaysTable[] = {1, -1, 0, 0, 0};
31
32
33int VspBspTree::sFrontId = 0;
34int VspBspTree::sBackId = 0;
35int VspBspTree::sFrontAndBackId = 0;
36
37
38
39
40// pvs penalty can be different from pvs size
41inline float EvalPvsPenalty(const int pvs,
42                                                        const int lower,
43                                                        const int upper)
44{
45        // clamp to minmax values
46        if (pvs < lower)
47                return (float)lower;
48        if (pvs > upper)
49                return (float)upper;
50
51        return (float)pvs;
52}
53
54
55
56
57/******************************************************************************/
58/*                       class VspBspTree implementation                      */
59/******************************************************************************/
60
61
62VspBspTree::VspBspTree():
63mRoot(NULL),
64mUseAreaForPvs(false),
65mCostNormalizer(Limits::Small),
66mViewCellsManager(NULL),
67mOutOfBoundsCell(NULL),
68mStoreRays(false),
69mRenderCostWeight(0.5),
70mUseRandomAxis(false)
71{
72        bool randomize = false;
73        environment->GetBoolValue("VspBspTree.Construction.randomize", randomize);
74        if (randomize)
75                Randomize(); // initialise random generator for heuristics
76
77        //-- termination criteria for autopartition
78        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxDepth", mTermMaxDepth);
79        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minPvs", mTermMinPvs);
80        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.minRays", mTermMinRays);
81        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minProbability", mTermMinProbability);
82        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxRayContribution", mTermMaxRayContribution);
83        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.minAccRayLenght", mTermMinAccRayLength);
84        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxCostRatio", mTermMaxCostRatio);
85        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.missTolerance", mTermMissTolerance);
86        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.maxViewCells", mMaxViewCells);
87        //-- max cost ratio for early tree termination
88        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.maxCostRatio", mTermMaxCostRatio);
89mTermMinPolygons = 25;
90        //-- factors for bsp tree split plane heuristics
91        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Factor.balancedRays", mBalancedRaysFactor);
92        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Factor.pvs", mPvsFactor);
93        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.ct_div_ci", mCtDivCi);
94
95
96        //-- partition criteria
97        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxPolyCandidates", mMaxPolyCandidates);
98        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxRayCandidates", mMaxRayCandidates);
99        environment->GetIntValue("VspBspTree.splitPlaneStrategy", mSplitPlaneStrategy);
100
101        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.epsilon", mEpsilon);
102        environment->GetIntValue("VspBspTree.maxTests", mMaxTests);
103
104        // if only the driving axis is used for axis aligned split
105        environment->GetBoolValue("VspBspTree.splitUseOnlyDrivingAxis", mOnlyDrivingAxis);
106       
107        //-- termination criteria for axis aligned split
108        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.maxRayContribution",
109                mTermMaxRayContriForAxisAligned);
110        environment->GetIntValue("VspBspTree.Termination.AxisAligned.minRays",
111                mTermMinRaysForAxisAligned);
112
113        //environment->GetFloatValue("VspBspTree.maxTotalMemory", mMaxTotalMemory);
114        environment->GetFloatValue("VspBspTree.maxStaticMemory", mMaxMemory);
115
116        environment->GetFloatValue("VspBspTree.Construction.renderCostWeight", mRenderCostWeight);
117
118
119        mSubdivisionStats.open("subdivisionStats.log");
120
121
122        //-- debug output
123
124        Debug << "******* VSP BSP options ******** " << endl;
125    Debug << "max depth: " << mTermMaxDepth << endl;
126        Debug << "min PVS: " << mTermMinPvs << endl;
127        Debug << "min probabiliy: " << mTermMinProbability << endl;
128        Debug << "min rays: " << mTermMinRays << endl;
129        Debug << "max ray contri: " << mTermMaxRayContribution << endl;
130        //Debug << "VSP BSP mininam accumulated ray lenght: ", mTermMinAccRayLength) << endl;
131        Debug << "max cost ratio: " << mTermMaxCostRatio << endl;
132        Debug << "miss tolerance: " << mTermMissTolerance << endl;
133        Debug << "max view cells: " << mMaxViewCells << endl;
134        Debug << "max polygon candidates: " << mMaxPolyCandidates << endl;
135        Debug << "max plane candidates: " << mMaxRayCandidates << endl;
136        Debug << "randomize: " << randomize << endl;
137
138        Debug << "using area for pvs: " << mUseAreaForPvs << endl;
139        Debug << "render cost weight: " << mRenderCostWeight << endl;
140        Debug << "Split plane strategy: ";
141
142        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
143        {
144                Debug << "random polygon ";
145        }
146        if (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED)
147        {
148                Debug << "axis aligned ";
149        }
150        if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
151        {
152                mCostNormalizer += mLeastRaySplitsFactor;
153                Debug << "least ray splits ";
154        }
155        if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
156        {
157                mCostNormalizer += mBalancedRaysFactor;
158                Debug << "balanced rays ";
159        }
160        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
161        {
162                mCostNormalizer += mPvsFactor;
163                Debug << "pvs";
164        }
165
166
167        mSplitCandidates = new vector<SortableEntry>;
168
169        Debug << endl;
170}
171
172
173BspViewCell *VspBspTree::GetOutOfBoundsCell()
174{
175        return mOutOfBoundsCell;
176}
177
178
179BspViewCell *VspBspTree::GetOrCreateOutOfBoundsCell()
180{
181        if (!mOutOfBoundsCell)
182        {
183                mOutOfBoundsCell = new BspViewCell();
184                mOutOfBoundsCell->SetId(-1);
185                mOutOfBoundsCell->SetValid(false);
186        }
187
188        return mOutOfBoundsCell;
189}
190
191
192const BspTreeStatistics &VspBspTree::GetStatistics() const
193{
194        return mBspStats;
195}
196
197
198VspBspTree::~VspBspTree()
199{
200        DEL_PTR(mRoot);
201        DEL_PTR(mSplitCandidates);
202}
203
204
205int VspBspTree::AddMeshToPolygons(Mesh *mesh,
206                                                                  PolygonContainer &polys,
207                                                                  MeshInstance *parent)
208{
209        FaceContainer::const_iterator fi;
210
211        // copy the face data to polygons
212        for (fi = mesh->mFaces.begin(); fi != mesh->mFaces.end(); ++ fi)
213        {
214                Polygon3 *poly = new Polygon3((*fi), mesh);
215
216                if (poly->Valid(mEpsilon))
217                {
218                        poly->mParent = parent; // set parent intersectable
219                        polys.push_back(poly);
220                }
221                else
222                        DEL_PTR(poly);
223        }
224        return (int)mesh->mFaces.size();
225}
226
227
228int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ViewCellContainer &viewCells,
229                                                          PolygonContainer &polys,
230                                                          int maxObjects)
231{
232        int limit = (maxObjects > 0) ?
233                Min((int)viewCells.size(), maxObjects) : (int)viewCells.size();
234
235        int polysSize = 0;
236
237        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
238        {
239                if (viewCells[i]->GetMesh()) // copy the mesh data to polygons
240                {
241                        mBox.Include(viewCells[i]->GetBox()); // add to BSP tree aabb
242                        polysSize +=
243                                AddMeshToPolygons(viewCells[i]->GetMesh(),
244                                                                  polys,
245                                                                  viewCells[i]);
246                }
247        }
248
249        return polysSize;
250}
251
252
253int VspBspTree::AddToPolygonSoup(const ObjectContainer &objects,
254                                                                 PolygonContainer &polys,
255                                                                 int maxObjects)
256{
257        int limit = (maxObjects > 0) ?
258                Min((int)objects.size(), maxObjects) : (int)objects.size();
259
260        for (int i = 0; i < limit; ++i)
261        {
262                Intersectable *object = objects[i];//*it;
263                Mesh *mesh = NULL;
264
265                switch (object->Type()) // extract the meshes
266                {
267                case Intersectable::MESH_INSTANCE:
268                        mesh = dynamic_cast<MeshInstance *>(object)->GetMesh();
269                        break;
270                case Intersectable::VIEW_CELL:
271                        mesh = dynamic_cast<ViewCell *>(object)->GetMesh();
272                        break;
273                        // TODO: handle transformed mesh instances
274                default:
275                        Debug << "intersectable type not supported" << endl;
276                        break;
277                }
278
279        if (mesh) // copy the mesh data to polygons
280                {
281                        mBox.Include(object->GetBox()); // add to BSP tree aabb
282                        AddMeshToPolygons(mesh, polys, NULL);
283                }
284        }
285
286        return (int)polys.size();
287}
288
289
290void VspBspTree::Construct(const VssRayContainer &sampleRays,
291                                                   AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox)
292{
293        mBspStats.nodes = 1;
294        mBox.Initialize();      // initialise BSP tree bounding box
295
296        if (forcedBoundingBox)
297                mBox = *forcedBoundingBox;
298       
299        PolygonContainer polys;
300        RayInfoContainer *rays = new RayInfoContainer();
301
302        VssRayContainer::const_iterator rit, rit_end = sampleRays.end();
303
304        long startTime = GetTime();
305
306        cout << "Extracting polygons from rays ... ";
307
308        Intersectable::NewMail();
309
310        int numObj = 0;
311
312        //-- extract polygons intersected by the rays
313        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
314        {
315                VssRay *ray = *rit;
316
317                if ((mBox.IsInside(ray->mTermination) || !forcedBoundingBox) &&
318                        ray->mTerminationObject &&
319                        !ray->mTerminationObject->Mailed())
320                {
321                        ray->mTerminationObject->Mail();
322                        MeshInstance *obj = dynamic_cast<MeshInstance *>(ray->mTerminationObject);
323                        AddMeshToPolygons(obj->GetMesh(), polys, obj);
324                        ++ numObj;
325                        //-- compute bounding box
326                        if (!forcedBoundingBox)
327                                mBox.Include(ray->mTermination);
328                }
329
330                if ((mBox.IsInside(ray->mOrigin) || !forcedBoundingBox) &&
331                        ray->mOriginObject &&
332                        !ray->mOriginObject->Mailed())
333                {
334                        ray->mOriginObject->Mail();
335                        MeshInstance *obj = dynamic_cast<MeshInstance *>(ray->mOriginObject);
336                        AddMeshToPolygons(obj->GetMesh(), polys, obj);
337                        ++ numObj;
338
339                        //-- compute bounding box
340                        if (!forcedBoundingBox)
341                                mBox.Include(ray->mOrigin);
342                }
343        }
344       
345        Debug << "maximal pvs (i.e., pvs still considered as valid) : " << mViewCellsManager->GetMaxPvsSize() << endl;
346
347        //-- store rays
348        for (rit = sampleRays.begin(); rit != rit_end; ++ rit)
349        {
350                VssRay *ray = *rit;
351
352                float minT, maxT;
353
354                static Ray hray;
355                hray.Init(*ray);
356
357                // TODO: not very efficient to implictly cast between rays types
358                if (mBox.GetRaySegment(hray, minT, maxT))
359                {
360                        float len = ray->Length();
361
362                        if (!len)
363                                len = Limits::Small;
364
365                        rays->push_back(RayInfo(ray, minT / len, maxT / len));
366                }
367        }
368
369        // normalize
370        if (mUseAreaForPvs)
371                mTermMinProbability *= mBox.SurfaceArea();
372        else
373                mTermMinProbability *= mBox.GetVolume();
374
375        mBspStats.polys = (int)polys.size();
376
377        cout << "finished" << endl;
378
379        Debug << "\nPolygon extraction: " << (int)polys.size() << " polys extracted from "
380                  << (int)sampleRays.size() << " rays in "
381                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << " secs" << endl << endl;
382
383        Construct(polys, rays);
384
385        // clean up polygons
386        CLEAR_CONTAINER(polys);
387}
388
389
390// return memory usage in MB
391float VspBspTree::GetMemUsage(/*const VspBspTraversalQueue &tstack*/) const
392{
393        return
394                (sizeof(VspBspTree) +
395                 (float)mBspStats.Leaves() * sizeof(BspLeaf) +
396                 // the nodes in the stack is the minimal additional number of leaves
397                 //(float)tstack.size() * sizeof(BspLeaf) +
398                 mBspStats.Interior() * sizeof(BspInterior) +
399                 mBspStats.accumRays * sizeof(RayInfo)) / (1024.0f * 1024.0f);
400}
401
402
403
404void VspBspTree::Construct(const PolygonContainer &polys, RayInfoContainer *rays)
405{
406        VspBspTraversalQueue tQueue;
407
408        mRoot = new BspLeaf();
409
410        // constrruct root node geometry
411        BspNodeGeometry *geom = new BspNodeGeometry();
412        ConstructGeometry(mRoot, *geom);
413
414        const float prop = mUseAreaForPvs ? geom->GetArea() : geom->GetVolume();
415
416        VspBspTraversalData tData(mRoot,
417                                                          new PolygonContainer(polys),
418                                                          0,
419                                                          rays,
420                              ComputePvsSize(*rays),
421                                                          prop,
422                                                          geom);
423
424        // first node is kd node, i.e. an axis aligned box
425        if (1)
426        tData.mIsKdNode = true;
427        else
428                tData.mIsKdNode = false;
429
430        tQueue.push(tData);
431
432        mTotalCost = tData.mPvs * tData.mProbability / mBox.GetVolume();
433
434        mSubdivisionStats
435                        << "#ViewCells\n1\n" <<  endl
436                        << "#RenderCostDecrease\n0\n" << endl
437                        << "#TotalRenderCost\n" << mTotalCost << endl;
438
439        Debug << "total cost: " << mTotalCost << endl;
440       
441       
442        mBspStats.Start();
443        cout << "Contructing vsp bsp tree ... \n";
444
445        long startTime = GetTime();     
446
447        // used for intermediate time measurements and progress
448        long interTime = GetTime();     
449
450        mOutOfMemory = false;
451
452        int nleaves = 500;
453
454        while (!tQueue.empty())
455        {
456                tData = tQueue.top();
457            tQueue.pop();               
458
459                if (0 && !mOutOfMemory)
460                {
461                        float mem = GetMemUsage();
462
463                        if (mem > mMaxMemory)
464                        {
465                                mOutOfMemory = true;
466                                Debug << "memory limit reached: " << mem << endl;
467                        }
468                }
469
470                // subdivide leaf node
471                BspNode *r = Subdivide(tQueue, tData);
472
473                if (r == mRoot)
474                        Debug << "VSP BSP tree construction time spent at root: "
475                                  << TimeDiff(startTime, GetTime())*1e-3 << "s" << endl;
476
477                if (mBspStats.Leaves() >= nleaves)
478                {
479                        nleaves += 500;
480                               
481                        cout << "leaves=" << mBspStats.Leaves() << endl;
482                        Debug << "needed "
483                                  << TimeDiff(interTime, GetTime())*1e-3
484                                  << " secs to create 500 leaves" << endl;
485                        interTime = GetTime();
486                }
487        }
488
489        Debug << "Used Memory: " << GetMemUsage() << " MB" << endl << endl;
490        cout << "finished\n";
491
492        mBspStats.Stop();
493}
494
495
496bool VspBspTree::TerminationCriteriaMet(const VspBspTraversalData &data) const
497{
498        return
499                (((int)data.mRays->size() <= mTermMinRays) ||
500                 (data.mPvs <= mTermMinPvs)   ||
501                 (data.mProbability <= mTermMinProbability) ||
502                 (mBspStats.Leaves() >= mMaxViewCells) ||
503#if 0
504                 (((int)data.mPolygons->size() <= mTermMinPolygons) && !data.mPolygons->empty())||
505#endif
506                 (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution) ||
507                 (data.mDepth >= mTermMaxDepth));
508}
509
510
511BspNode *VspBspTree::Subdivide(VspBspTraversalQueue &tQueue,
512                                                           VspBspTraversalData &tData)
513{
514        BspNode *newNode = tData.mNode;
515
516        if (!mOutOfMemory && !TerminationCriteriaMet(tData))
517        {
518                PolygonContainer coincident;
519
520                VspBspTraversalData tFrontData;
521                VspBspTraversalData tBackData;
522
523                // create new interior node and two leaf nodes
524                // or return leaf as it is (if maxCostRatio missed)
525                newNode = SubdivideNode(tData, tFrontData, tBackData, coincident);
526
527                if (!newNode->IsLeaf()) //-- continue subdivision
528                {
529                        if (1)
530                        {
531                                float cFront = tFrontData.mPvs * tFrontData.mProbability;
532                                float cBack = tBackData.mPvs * tBackData.mProbability;
533                                float cData = tData.mPvs * tData.mProbability;;
534
535                                float costDecr =
536                                        (cFront + cBack - cData) / mBox.GetVolume();
537                                mTotalCost += costDecr;
538
539                                mSubdivisionStats
540                                                << "#ViewCells\n" << mBspStats.Leaves() << endl
541                                                << "#RenderCostDecrease\n" << -costDecr << endl
542                                                << "#TotalRenderCost\n" << mTotalCost << endl;
543                        }
544
545                        // push the children on the stack
546                        tQueue.push(tFrontData);
547                        tQueue.push(tBackData);
548
549                        // delete old leaf node
550                        DEL_PTR(tData.mNode);
551                }
552        }
553
554        //-- terminate traversal and create new view cell
555        if (newNode->IsLeaf())
556        {
557                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(newNode);
558                BspViewCell *viewCell = new BspViewCell();
559               
560                leaf->SetViewCell(viewCell);
561       
562                //-- update pvs
563                int conSamp = 0;
564                float sampCon = 0.0f;
565                AddToPvs(leaf, *tData.mRays, sampCon, conSamp);
566
567                mBspStats.contributingSamples += conSamp;
568                mBspStats.sampleContributions +=(int) sampCon;
569
570                //-- store additional info
571                if (mStoreRays)
572                {
573                        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = tData.mRays->end();
574                        for (it = tData.mRays->begin(); it != it_end; ++ it)
575                                leaf->mVssRays.push_back((*it).mRay);
576                }
577                // should I check here?
578                if (0 && !mViewCellsManager->CheckValidity(viewCell, 0, mViewCellsManager->GetMaxPvsSize()))
579                {
580                        viewCell->SetValid(false);
581                        leaf->SetTreeValid(false);
582                        PropagateUpValidity(leaf);
583
584                        ++ mBspStats.invalidLeaves;
585                }
586               
587        viewCell->mLeaf = leaf;
588
589                if (mUseAreaForPvs)
590                        viewCell->SetArea(tData.mProbability);
591                else
592                        viewCell->SetVolume(tData.mProbability);
593
594                leaf->mProbability = tData.mProbability;
595
596                EvaluateLeafStats(tData);               
597        }
598
599        //-- cleanup
600        tData.Clear();
601
602        return newNode;
603}
604
605
606BspNode *VspBspTree::SubdivideNode(VspBspTraversalData &tData,
607                                                                   VspBspTraversalData &frontData,
608                                                                   VspBspTraversalData &backData,
609                                                                   PolygonContainer &coincident)
610{
611        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(tData.mNode);
612       
613        // select subdivision plane
614        Plane3 splitPlane;
615       
616        int maxCostMisses = tData.mMaxCostMisses;
617
618        const bool success =
619                SelectPlane(splitPlane, leaf, tData, frontData, backData);
620
621        if (!success)
622        {
623                ++ maxCostMisses;
624
625                if (maxCostMisses > mTermMissTolerance)
626                {
627                        // terminate branch because of max cost
628                        ++ mBspStats.maxCostNodes;
629            return leaf;
630                }
631        }
632
633        mBspStats.nodes += 2;
634
635        //-- subdivide further
636        BspInterior *interior = new BspInterior(splitPlane);
637
638#ifdef _DEBUG
639        Debug << interior << endl;
640#endif
641
642        //-- the front and back traversal data is filled with the new values
643        frontData.mDepth = tData.mDepth + 1;
644        frontData.mPolygons = new PolygonContainer();
645        frontData.mRays = new RayInfoContainer();
646       
647        backData.mDepth = tData.mDepth + 1;
648        backData.mPolygons = new PolygonContainer();
649        backData.mRays = new RayInfoContainer();
650       
651        // subdivide rays
652        SplitRays(interior->GetPlane(),
653                          *tData.mRays,
654                          *frontData.mRays,
655                          *backData.mRays);
656
657        // subdivide polygons
658        SplitPolygons(interior->GetPlane(),
659                                  *tData.mPolygons,
660                      *frontData.mPolygons,
661                                  *backData.mPolygons,
662                                  coincident);
663
664
665        // how often was max cost ratio missed in this branch?
666        frontData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
667        backData.mMaxCostMisses = maxCostMisses;
668
669        // compute pvs
670        frontData.mPvs = ComputePvsSize(*frontData.mRays);
671        backData.mPvs = ComputePvsSize(*backData.mRays);
672
673        // split front and back node geometry and compute area
674       
675        // if geometry was not already computed
676        if (!frontData.mGeometry && !backData.mGeometry)
677        {
678                frontData.mGeometry = new BspNodeGeometry();
679                backData.mGeometry = new BspNodeGeometry();
680
681                tData.mGeometry->SplitGeometry(*frontData.mGeometry,
682                                                                           *backData.mGeometry,
683                                                                           interior->GetPlane(),
684                                                                           mBox,
685                                                                           mEpsilon);
686               
687                if (mUseAreaForPvs)
688                {
689                        frontData.mProbability = frontData.mGeometry->GetArea();
690                        backData.mProbability = backData.mGeometry->GetArea();
691                }
692                else
693                {
694                        frontData.mProbability = frontData.mGeometry->GetVolume();
695                        backData.mProbability =  tData.mProbability - frontData.mProbability;
696                }
697        }
698       
699
700        //-- create front and back leaf
701
702        BspInterior *parent = leaf->GetParent();
703
704        // replace a link from node's parent
705        if (parent)
706        {
707                parent->ReplaceChildLink(leaf, interior);
708                interior->SetParent(parent);
709        }
710        else // new root
711        {
712                mRoot = interior;
713        }
714
715        // and setup child links
716        interior->SetupChildLinks(new BspLeaf(interior), new BspLeaf(interior));
717
718        frontData.mNode = interior->GetFront();
719        backData.mNode = interior->GetBack();
720
721        //DEL_PTR(leaf);
722        return interior;
723}
724
725
726void VspBspTree::AddToPvs(BspLeaf *leaf,
727                                                  const RayInfoContainer &rays,
728                                                  float &sampleContributions,
729                                                  int &contributingSamples)
730{
731  sampleContributions = 0;
732  contributingSamples = 0;
733 
734  RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
735 
736  ViewCell *vc = leaf->GetViewCell();
737 
738  // add contributions from samples to the PVS
739  for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
740        {
741          float sc = 0.0f;
742          VssRay *ray = (*it).mRay;
743          bool madeContrib = false;
744          float contribution;
745          if (ray->mTerminationObject) {
746                if (vc->GetPvs().AddSample(ray->mTerminationObject, ray->mPdf, contribution))
747                  madeContrib = true;
748                sc += contribution;
749          }
750         
751          if (ray->mOriginObject) {
752                if (vc->GetPvs().AddSample(ray->mOriginObject, ray->mPdf, contribution))
753                  madeContrib = true;
754                sc += contribution;
755          }
756         
757          sampleContributions += sc;
758          if (madeContrib)
759                  ++ contributingSamples;
760               
761          //leaf->mVssRays.push_back(ray);
762        }
763}
764
765
766void VspBspTree::SortSplitCandidates(const RayInfoContainer &rays, const int axis)
767{
768        mSplitCandidates->clear();
769
770        int requestedSize = 2 * (int)(rays.size());
771        // creates a sorted split candidates array
772        if (mSplitCandidates->capacity() > 500000 &&
773                requestedSize < (int)(mSplitCandidates->capacity()/10) )
774        {
775        delete mSplitCandidates;
776                mSplitCandidates = new vector<SortableEntry>;
777        }
778
779        mSplitCandidates->reserve(requestedSize);
780
781        // insert all queries
782        for(RayInfoContainer::const_iterator ri = rays.begin(); ri < rays.end(); ++ ri)
783        {
784                bool positive = (*ri).mRay->HasPosDir(axis);
785                mSplitCandidates->push_back(SortableEntry(positive ? SortableEntry::ERayMin : SortableEntry::ERayMax,
786                                                                                                  (*ri).ExtrapOrigin(axis), (*ri).mRay));
787
788                mSplitCandidates->push_back(SortableEntry(positive ? SortableEntry::ERayMax : SortableEntry::ERayMin,
789                                                                                                  (*ri).ExtrapTermination(axis), (*ri).mRay));
790        }
791
792        stable_sort(mSplitCandidates->begin(), mSplitCandidates->end());
793}
794
795
796float VspBspTree::BestCostRatioHeuristics(const RayInfoContainer &rays,
797                                                                                  const AxisAlignedBox3 &box,
798                                                                                  const int pvsSize,
799                                                                                  const int &axis,
800                                          float &position)
801{
802        int raysBack;
803        int raysFront;
804        int pvsBack;
805        int pvsFront;
806
807        SortSplitCandidates(rays, axis);
808
809        // go through the lists, count the number of objects left and right
810        // and evaluate the following cost funcion:
811        // C = ct_div_ci  + (ql*rl + qr*rr)/queries
812
813        int rl = 0, rr = (int)rays.size();
814        int pl = 0, pr = pvsSize;
815
816        float minBox = box.Min(axis);
817        float maxBox = box.Max(axis);
818        float sizeBox = maxBox - minBox;
819
820        float minBand = minBox + 0.1f*(maxBox - minBox);
821        float maxBand = minBox + 0.9f*(maxBox - minBox);
822
823        float sum = rr*sizeBox;
824        float minSum = 1e20f;
825
826        Intersectable::NewMail();
827
828        // set all object as belonging to the fron pvs
829        for(RayInfoContainer::const_iterator ri = rays.begin(); ri != rays.end(); ++ ri)
830        {
831                if ((*ri).mRay->IsActive())
832                {
833                        Intersectable *object = (*ri).mRay->mTerminationObject;
834
835                        if (object)
836                        {
837                                if (!object->Mailed())
838                                {
839                                        object->Mail();
840                                        object->mCounter = 1;
841                                }
842                                else
843                                        ++ object->mCounter;
844                        }
845                }
846        }
847
848        Intersectable::NewMail();
849
850        for (vector<SortableEntry>::const_iterator ci = mSplitCandidates->begin();
851                ci < mSplitCandidates->end(); ++ ci)
852        {
853                VssRay *ray;
854
855                switch ((*ci).type)
856                {
857                        case SortableEntry::ERayMin:
858                                {
859                                        ++ rl;
860                                        ray = (VssRay *) (*ci).ray;
861
862                                        Intersectable *object = ray->mTerminationObject;
863
864                                        if (object && !object->Mailed())
865                                        {
866                                                object->Mail();
867                                                ++ pl;
868                                        }
869                                        break;
870                                }
871                        case SortableEntry::ERayMax:
872                                {
873                                        -- rr;
874                                        ray = (VssRay *) (*ci).ray;
875
876                                        Intersectable *object = ray->mTerminationObject;
877
878                                        if (object)
879                                        {
880                                                if (-- object->mCounter == 0)
881                                                        -- pr;
882                                        }
883
884                                        break;
885                                }
886                }
887
888                // Note: sufficient to compare size of bounding boxes of front and back side?
889                if ((*ci).value > minBand && (*ci).value < maxBand)
890                {
891                        sum = pl*((*ci).value - minBox) + pr*(maxBox - (*ci).value);
892
893                        //  cout<<"pos="<<(*ci).value<<"\t q=("<<ql<<","<<qr<<")\t r=("<<rl<<","<<rr<<")"<<endl;
894                        // cout<<"cost= "<<sum<<endl;
895
896                        if (sum < minSum)
897                        {
898                                minSum = sum;
899                                position = (*ci).value;
900
901                                raysBack = rl;
902                                raysFront = rr;
903
904                                pvsBack = pl;
905                                pvsFront = pr;
906
907                        }
908                }
909        }
910
911        float oldCost = (float)pvsSize;
912        float newCost = mCtDivCi + minSum / sizeBox;
913        float ratio = newCost / oldCost;
914
915        //Debug << "costRatio=" << ratio << " pos=" << position << " t=" << (position - minBox) / (maxBox - minBox)
916        //     <<"\t q=(" << queriesBack << "," << queriesFront << ")\t r=(" << raysBack << "," << raysFront << ")" << endl;
917
918        return ratio;
919}
920
921
922float VspBspTree::SelectAxisAlignedPlane(Plane3 &plane,
923                                                                                 const VspBspTraversalData &tData,
924                                                                                 int &axis,
925                                                                                 BspNodeGeometry **frontGeom,
926                                                                                 BspNodeGeometry **backGeom,
927                                                                                 float &pFront,
928                                                                                 float &pBack,
929                                                                                 const bool useKdSplit)
930{
931        const bool useCostHeuristics = false;
932
933        //-- regular split
934        float nPosition[3];
935        float nCostRatio[3];
936        float nProbFront[3];
937        float nProbBack[3];
938
939        BspNodeGeometry *nFrontGeom[3];
940        BspNodeGeometry *nBackGeom[3];
941
942        int bestAxis = -1;
943
944        // create bounding box of node geometry
945        AxisAlignedBox3 box;
946        box.Initialize();
947       
948        //TODO: for kd split geometry already is box => only take minmax vertices
949        if (1)
950        {
951                PolygonContainer::const_iterator it, it_end = tData.mGeometry->mPolys.end();
952
953                for(it = tData.mGeometry->mPolys.begin(); it < it_end; ++ it)
954                        box.Include(*(*it));
955        }
956        else
957        {
958                RayInfoContainer::const_iterator ri, ri_end = tData.mRays->end();
959
960                for(ri = tData.mRays->begin(); ri < ri_end; ++ ri)
961                        box.Include((*ri).ExtrapTermination());
962        }
963
964        const int sAxis = mUseRandomAxis ? Random(3) : box.Size().DrivingAxis();
965
966        for (axis = 0; axis < 3; ++ axis)
967        {
968                nFrontGeom[axis] = new BspNodeGeometry();
969                nBackGeom[axis] = new BspNodeGeometry();
970
971                if (!mOnlyDrivingAxis || (axis == sAxis))
972                {
973                        if (!useCostHeuristics)
974                        {
975                                nPosition[axis] = (box.Min()[axis] + box.Max()[axis]) * 0.5f;
976                                Vector3 normal(0,0,0); normal[axis] = 1.0f;
977
978                                // allows faster split because we have axis aligned kd tree boxes
979                                if (useKdSplit)
980                                {
981                                        nCostRatio[axis] = EvalAxisAlignedSplitCost(tData,
982                                                                                                                                box,
983                                                                                                                                axis,
984                                                                                                                                nPosition[axis],
985                                                                                                                                nProbFront[axis],
986                                                                                                                                nProbBack[axis]);
987                                       
988                                        Vector3 pos;
989                                       
990                                        pos = box.Max(); pos[axis] = nPosition[axis];
991                                        AxisAlignedBox3 bBox(box.Min(), pos);
992                                        bBox.ExtractPolys(nBackGeom[axis]->mPolys);
993                                       
994                                        pos = box.Min(); pos[axis] = nPosition[axis];
995                                        AxisAlignedBox3 fBox(pos, box.Max());
996                                        fBox.ExtractPolys(nFrontGeom[axis]->mPolys);
997                                }
998                                else
999                                {
1000                                        nCostRatio[axis] =
1001                                                EvalSplitPlaneCost(Plane3(normal, nPosition[axis]),
1002                                                                                   tData, *nFrontGeom[axis], *nBackGeom[axis],
1003                                                                                   nProbFront[axis], nProbBack[axis]);
1004                                }
1005                        }
1006                        else
1007                        {
1008                                nCostRatio[axis] =
1009                                        BestCostRatioHeuristics(*tData.mRays,
1010                                                                                    box,
1011                                                                                        tData.mPvs,
1012                                                                                        axis,
1013                                                                                        nPosition[axis]);
1014                        }
1015
1016                        if (bestAxis == -1)
1017                        {
1018                                bestAxis = axis;
1019                        }
1020
1021                        else if (nCostRatio[axis] < nCostRatio[bestAxis])
1022                        {
1023                                bestAxis = axis;
1024                        }
1025
1026                }
1027        }
1028
1029        //-- assign values
1030        axis = bestAxis;
1031        pFront = nProbFront[bestAxis];
1032        pBack = nProbBack[bestAxis];
1033
1034        // assign best split nodes geometry
1035        *frontGeom = nFrontGeom[bestAxis];
1036        *backGeom = nBackGeom[bestAxis];
1037
1038        // and delete other geometry
1039        delete nFrontGeom[(bestAxis + 1) % 3];
1040        delete nBackGeom[(bestAxis + 2) % 3];
1041
1042        //-- split plane
1043    Vector3 normal(0,0,0); normal[bestAxis] = 1;
1044        plane = Plane3(normal, nPosition[bestAxis]);
1045
1046        return nCostRatio[bestAxis];
1047}
1048
1049
1050bool VspBspTree::SelectPlane(Plane3 &bestPlane,
1051                                                         BspLeaf *leaf,
1052                                                         VspBspTraversalData &data,
1053                                                         VspBspTraversalData &frontData,
1054                                                         VspBspTraversalData &backData)
1055{
1056        // simplest strategy: just take next polygon
1057        if (mSplitPlaneStrategy & RANDOM_POLYGON)
1058        {
1059        if (!data.mPolygons->empty())
1060                {
1061                        const int randIdx =
1062                                (int)RandomValue(0, (Real)((int)data.mPolygons->size() - 1));
1063                        Polygon3 *nextPoly = (*data.mPolygons)[randIdx];
1064
1065                        bestPlane = nextPoly->GetSupportingPlane();
1066                        return true;
1067                }
1068        }
1069
1070        //-- use heuristics to find appropriate plane
1071
1072        // intermediate plane
1073        Plane3 plane;
1074        float lowestCost = MAX_FLOAT;
1075       
1076        // decides if the first few splits should be only axisAligned
1077        const bool onlyAxisAligned  =
1078                (mSplitPlaneStrategy & AXIS_ALIGNED) &&
1079                ((int)data.mRays->size() > mTermMinRaysForAxisAligned) &&
1080                ((int)data.GetAvgRayContribution() < mTermMaxRayContriForAxisAligned);
1081       
1082        const int limit = onlyAxisAligned ? 0 :
1083                Min((int)data.mPolygons->size(), mMaxPolyCandidates);
1084
1085        float candidateCost;
1086
1087        int maxIdx = (int)data.mPolygons->size();
1088
1089        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
1090        {
1091                // the already taken candidates are stored behind maxIdx
1092                // => assure that no index is taken twice
1093                const int candidateIdx = (int)RandomValue(0, (Real)(-- maxIdx));
1094                Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[candidateIdx];
1095
1096                // swap candidate to the end to avoid testing same plane
1097                std::swap((*data.mPolygons)[maxIdx], (*data.mPolygons)[candidateIdx]);
1098                //Polygon3 *poly = (*data.mPolygons)[(int)RandomValue(0, (int)polys.size() - 1)];
1099
1100                // evaluate current candidate
1101                BspNodeGeometry fGeom, bGeom;
1102                float fArea, bArea;
1103                plane = poly->GetSupportingPlane();
1104                candidateCost = EvalSplitPlaneCost(plane, data, fGeom, bGeom, fArea, bArea);
1105               
1106                if (candidateCost < lowestCost)
1107                {
1108                        bestPlane = plane;
1109                        lowestCost = candidateCost;
1110                }
1111        }
1112
1113        //-- evaluate axis aligned splits
1114        int axis;
1115        BspNodeGeometry *fGeom, *bGeom;
1116        float pFront, pBack;
1117
1118        candidateCost = SelectAxisAlignedPlane(plane, data, axis,
1119                                                                                   &fGeom, &bGeom,
1120                                                                                   pFront, pBack,
1121                                                                                   data.mIsKdNode);     
1122
1123        bool isAxisAlignedSplit = false;
1124
1125        if (candidateCost < lowestCost)
1126        {       
1127                bestPlane = plane;
1128                lowestCost = candidateCost;
1129
1130                // assign already computed values
1131                // we can do this because we always save the
1132                // computed values from the axis aligned splits         
1133                frontData.mGeometry = fGeom;
1134                backData.mGeometry = bGeom;
1135       
1136                frontData.mProbability = pFront;
1137                backData.mProbability = pBack;
1138               
1139                //! error also computed if cost ratio is missed
1140                ++ mBspStats.splits[axis];
1141                isAxisAlignedSplit = true;
1142        }
1143        else
1144        {
1145                DEL_PTR(fGeom);
1146                DEL_PTR(bGeom);
1147        }
1148
1149        frontData.mIsKdNode = backData.mIsKdNode = (data.mIsKdNode && isAxisAlignedSplit);
1150
1151#ifdef _DEBUG
1152        Debug << "plane lowest cost: " << lowestCost << endl;
1153#endif
1154
1155        // cost ratio miss
1156        if (lowestCost > mTermMaxCostRatio)
1157                return false;
1158
1159        return true;
1160}
1161
1162
1163Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane(const RayInfoContainer &rays) const
1164{
1165        const int candidateIdx = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1166
1167        const Vector3 minPt = rays[candidateIdx].ExtrapOrigin();
1168        const Vector3 maxPt = rays[candidateIdx].ExtrapTermination();
1169
1170        const Vector3 pt = (maxPt + minPt) * 0.5;
1171        const Vector3 normal = Normalize(rays[candidateIdx].mRay->GetDir());
1172
1173        return Plane3(normal, pt);
1174}
1175
1176
1177Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane2(const RayInfoContainer &rays) const
1178{
1179        Vector3 pt[3];
1180
1181        int idx[3];
1182        int cmaxT = 0;
1183        int cminT = 0;
1184        bool chooseMin = false;
1185
1186        for (int j = 0; j < 3; ++ j)
1187        {
1188                idx[j] = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() * 2 - 1));
1189
1190                if (idx[j] >= (int)rays.size())
1191                {
1192                        idx[j] -= (int)rays.size();
1193
1194                        chooseMin = (cminT < 2);
1195                }
1196                else
1197                        chooseMin = (cmaxT < 2);
1198
1199                RayInfo rayInf = rays[idx[j]];
1200                pt[j] = chooseMin ? rayInf.ExtrapOrigin() : rayInf.ExtrapTermination();
1201        }
1202
1203        return Plane3(pt[0], pt[1], pt[2]);
1204}
1205
1206
1207Plane3 VspBspTree::ChooseCandidatePlane3(const RayInfoContainer &rays) const
1208{
1209        Vector3 pt[3];
1210
1211        int idx1 = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1212        int idx2 = (int)RandomValue(0, (Real)((int)rays.size() - 1));
1213
1214        // check if rays different
1215        if (idx1 == idx2)
1216                idx2 = (idx2 + 1) % (int)rays.size();
1217
1218        const RayInfo ray1 = rays[idx1];
1219        const RayInfo ray2 = rays[idx2];
1220
1221        // normal vector of the plane parallel to both lines
1222        const Vector3 norm = Normalize(CrossProd(ray1.mRay->GetDir(), ray2.mRay->GetDir()));
1223
1224        // vector from line 1 to line 2
1225        const Vector3 vd = ray2.ExtrapOrigin() - ray1.ExtrapOrigin();
1226
1227        // project vector on normal to get distance
1228        const float dist = DotProd(vd, norm);
1229
1230        // point on plane lies halfway between the two planes
1231        const Vector3 planePt = ray1.ExtrapOrigin() + norm * dist * 0.5;
1232
1233        return Plane3(norm, planePt);
1234}
1235
1236
1237inline void VspBspTree::GenerateUniqueIdsForPvs()
1238{
1239        Intersectable::NewMail(); sBackId = Intersectable::sMailId;
1240        Intersectable::NewMail(); sFrontId = Intersectable::sMailId;
1241        Intersectable::NewMail(); sFrontAndBackId = Intersectable::sMailId;
1242}
1243
1244
1245float VspBspTree::EvalSplitPlaneCost(const Plane3 &candidatePlane,
1246                                                                         const VspBspTraversalData &data,
1247                                                                         BspNodeGeometry &geomFront,
1248                                                                         BspNodeGeometry &geomBack,
1249                                                                         float &pFront,
1250                                                                         float &pBack) const
1251{
1252        float cost = 0;
1253
1254        float sumBalancedRays = 0;
1255        float sumRaySplits = 0;
1256
1257        int pvsFront = 0;
1258        int pvsBack = 0;
1259
1260        // probability that view point lies in back / front node
1261        float pOverall = 0;
1262        pFront = 0;
1263        pBack = 0;
1264
1265        int raysFront = 0;
1266        int raysBack = 0;
1267        int totalPvs = 0;
1268
1269        int limit;
1270        bool useRand;
1271
1272        // choose test rays randomly if too much
1273        if ((int)data.mRays->size() > mMaxTests)
1274        {
1275                useRand = true;
1276                limit = mMaxTests;
1277        }
1278        else
1279        {
1280                useRand = false;
1281                limit = (int)data.mRays->size();
1282        }
1283       
1284        for (int i = 0; i < limit; ++ i)
1285        {
1286                const int testIdx = useRand ?
1287                        (int)RandomValue(0, (Real)((int)data.mRays->size() - 1)) : i;
1288                RayInfo rayInf = (*data.mRays)[testIdx];
1289
1290                float t;
1291                VssRay *ray = rayInf.mRay;
1292                const int cf = rayInf.ComputeRayIntersection(candidatePlane, t);
1293
1294        if (0)
1295                {
1296                        if (cf >= 0)
1297                                ++ raysFront;
1298                        if (cf <= 0)
1299                                ++ raysBack;
1300                }
1301
1302                if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
1303                {
1304                        sumBalancedRays += cf;
1305                }
1306
1307                if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
1308                {
1309                        if (cf == 0)
1310                                ++ sumRaySplits;
1311                }
1312
1313                if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
1314                {
1315                        // find front and back pvs for origing and termination object
1316                        AddObjToPvs(ray->mTerminationObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
1317                        AddObjToPvs(ray->mOriginObject, cf, pvsFront, pvsBack, totalPvs);
1318                }
1319        }
1320
1321        const float raysSize = (float)data.mRays->size() + Limits::Small;
1322
1323        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
1324        {
1325                // create unique ids for pvs heuristics
1326                GenerateUniqueIdsForPvs();
1327
1328                // construct child geometry with regard to the candidate split plane
1329                data.mGeometry->SplitGeometry(geomFront,
1330                                                                          geomBack,
1331                                                                          candidatePlane,
1332                                                                          mBox,
1333                                                                          mEpsilon);
1334
1335                pOverall = data.mProbability;
1336
1337                if (!mUseAreaForPvs) // use front and back cell areas to approximate volume
1338                {
1339                        pFront = geomFront.GetVolume();
1340                        pBack = pOverall - pFront;
1341                }
1342                else
1343                {
1344                        pFront = geomFront.GetArea();
1345                        pBack = geomBack.GetArea();
1346                }
1347        }
1348
1349
1350        if (mSplitPlaneStrategy & LEAST_RAY_SPLITS)
1351                cost += mLeastRaySplitsFactor * sumRaySplits / raysSize;
1352
1353        if (mSplitPlaneStrategy & BALANCED_RAYS)
1354                cost += mBalancedRaysFactor * fabs(sumBalancedRays) / raysSize;
1355
1356        // -- pvs rendering heuristics
1357        if (mSplitPlaneStrategy & PVS)
1358        {
1359                const int lowerPvsLimit = mViewCellsManager->GetMinPvsSize();
1360                const int upperPvsLimit = mViewCellsManager->GetMaxPvsSize();
1361
1362                // only render cost heuristics or combined with standard deviation
1363                if (1)
1364                {
1365                        const float penaltyOld = EvalPvsPenalty(totalPvs, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1366                const float penaltyFront = EvalPvsPenalty(pvsFront, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1367                        const float penaltyBack = EvalPvsPenalty(pvsBack, lowerPvsLimit, upperPvsLimit);
1368                       
1369                        const float oldRenderCost = pOverall * (float)penaltyOld + Limits::Small;
1370                        const float newRenderCost = penaltyFront * pFront + penaltyBack * pBack;
1371
1372                        float oldCost, newCost;
1373
1374                        // only render cost
1375                        if (1)
1376                        {
1377                                oldCost = oldRenderCost;
1378                                newCost = newRenderCost;
1379                        }
1380                        else // also considering standard deviation
1381                        {
1382                                // standard deviation is difference of back and front pvs
1383                                const float expectedCost = 0.5f * (penaltyFront + penaltyBack);
1384
1385                                const float newDeviation = 0.5f *
1386                                        fabs(penaltyFront - expectedCost) + fabs(penaltyBack - expectedCost);
1387
1388                const float oldDeviation = penaltyOld + Limits::Small;
1389
1390                                newCost = mRenderCostWeight * newRenderCost + (1.0f - mRenderCostWeight) * newDeviation;
1391                                oldCost = mRenderCostWeight * oldRenderCost + (1.0f - mRenderCostWeight) * oldDeviation;
1392                        }
1393
1394                        cost += mPvsFactor * newCost / oldCost;
1395                }
1396        }
1397
1398#ifdef _DEBUG
1399        Debug << "totalpvs: " << data.mPvs << " ptotal: " << pOverall
1400                  << " frontpvs: " << pvsFront << " pFront: " << pFront
1401                  << " backpvs: " << pvsBack << " pBack: " << pBack << endl << endl;
1402        Debug << "cost: " << cost << endl;
1403#endif
1404
1405       
1406        // normalize cost by sum of linear factors
1407        if(0)
1408                return cost / (float)mCostNormalizer;
1409        else
1410                return cost;
1411}
1412
1413
1414float VspBspTree::EvalAxisAlignedSplitCost(const VspBspTraversalData &data,
1415                                                                                   const AxisAlignedBox3 &box,
1416                                                                                   const int axis,
1417                                                                                   const float &position,                                                                                 
1418                                                                                   float &pFront,
1419                                                                                   float &pBack) const
1420{
1421        int pvsTotal = 0;
1422        int pvsFront = 0;
1423        int pvsBack = 0;
1424       
1425        // create unique ids for pvs heuristics
1426        GenerateUniqueIdsForPvs();
1427
1428        const int pvsSize = data.mPvs;
1429
1430        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = data.mRays->end();
1431
1432        // this is the main ray classification loop!
1433        for(rit = data.mRays->begin(); rit != rit_end; ++ rit)
1434        {
1435                //if (!(*rit).mRay->IsActive()) continue;
1436
1437                // determine the side of this ray with respect to the plane
1438                float t;
1439                const int side = (*rit).ComputeRayIntersection(axis, position, t);
1440       
1441                AddObjToPvs((*rit).mRay->mTerminationObject, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
1442                AddObjToPvs((*rit).mRay->mOriginObject, side, pvsFront, pvsBack, pvsTotal);
1443        }
1444
1445        //-- pvs heuristics
1446        float pOverall;
1447
1448        //-- compute heurstics
1449        //   we take simplified computation for mid split
1450               
1451        pOverall = data.mProbability;
1452
1453        if (!mUseAreaForPvs)
1454        {   // volume
1455                pBack = pFront = pOverall * 0.5f;
1456               
1457#if 0
1458                // box length substitute for probability
1459                const float minBox = box.Min(axis);
1460                const float maxBox = box.Max(axis);
1461
1462                pBack = position - minBox;
1463                pFront = maxBox - position;
1464                pOverall = maxBox - minBox;
1465#endif
1466        }
1467        else //-- area substitute for probability
1468        {
1469                const int axis2 = (axis + 1) % 3;
1470                const int axis3 = (axis + 2) % 3;
1471
1472                const float faceArea =
1473                        (box.Max(axis2) - box.Min(axis2)) *
1474                        (box.Max(axis3) - box.Min(axis3));
1475
1476                pBack = pFront = pOverall * 0.5f + faceArea;
1477        }
1478
1479#ifdef _DEBUG
1480        Debug << axis << " " << pvsSize << " " << pvsBack << " " << pvsFront << endl;
1481        Debug << pFront << " " << pBack << " " << pOverall << endl;
1482#endif
1483
1484       
1485        const float newCost = pvsBack * pBack + pvsFront * pFront;
1486        const float oldCost = (float)pvsSize * pOverall + Limits::Small;
1487
1488        return  (mCtDivCi + newCost) / oldCost;
1489}
1490
1491
1492void VspBspTree::AddObjToPvs(Intersectable *obj,
1493                                                         const int cf,
1494                                                         int &frontPvs,
1495                                                         int &backPvs,
1496                                                         int &totalPvs) const
1497{
1498        if (!obj)
1499                return;
1500       
1501        if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
1502                (obj->mMailbox != sBackId) &&
1503                (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
1504        {
1505                ++ totalPvs;
1506        }
1507
1508        // TODO: does this really belong to no pvs?
1509        //if (cf == Ray::COINCIDENT) return;
1510
1511        // object belongs to both PVS
1512        if (cf >= 0)
1513        {
1514                if ((obj->mMailbox != sFrontId) &&
1515                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
1516                {
1517                        ++ frontPvs;
1518               
1519                        if (obj->mMailbox == sBackId)
1520                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
1521                        else
1522                                obj->mMailbox = sFrontId;
1523                }
1524        }
1525
1526        if (cf <= 0)
1527        {
1528                if ((obj->mMailbox != sBackId) &&
1529                        (obj->mMailbox != sFrontAndBackId))
1530                {
1531                        ++ backPvs;
1532               
1533                        if (obj->mMailbox == sFrontId)
1534                                obj->mMailbox = sFrontAndBackId;
1535                        else
1536                                obj->mMailbox = sBackId;
1537                }
1538        }
1539}
1540
1541
1542void VspBspTree::CollectLeaves(vector<BspLeaf *> &leaves,
1543                                                           const bool onlyUnmailed,
1544                                                           const int maxPvsSize) const
1545{
1546        stack<BspNode *> nodeStack;
1547        nodeStack.push(mRoot);
1548
1549        while (!nodeStack.empty())
1550        {
1551                BspNode *node = nodeStack.top();
1552                nodeStack.pop();
1553               
1554                if (node->IsLeaf())
1555                {
1556                        // test if this leaf is in valid view space
1557                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
1558                        if (leaf->TreeValid() &&
1559                                (!onlyUnmailed || !leaf->Mailed()) &&
1560                                ((maxPvsSize < 0) || (leaf->GetViewCell()->GetPvs().GetSize() <= maxPvsSize)))
1561                        {
1562                                leaves.push_back(leaf);
1563                        }
1564                }
1565                else
1566                {
1567                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1568
1569                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1570                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1571                }
1572        }
1573}
1574
1575
1576AxisAlignedBox3 VspBspTree::GetBoundingBox() const
1577{
1578        return mBox;
1579}
1580
1581
1582BspNode *VspBspTree::GetRoot() const
1583{
1584        return mRoot;
1585}
1586
1587
1588void VspBspTree::EvaluateLeafStats(const VspBspTraversalData &data)
1589{
1590        // the node became a leaf -> evaluate stats for leafs
1591        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(data.mNode);
1592
1593        // store maximal and minimal depth
1594        if (data.mDepth > mBspStats.maxDepth)
1595                mBspStats.maxDepth = data.mDepth;
1596
1597        if (data.mPvs > mBspStats.maxPvs)
1598                mBspStats.maxPvs = data.mPvs;
1599       
1600        if (data.mDepth < mBspStats.minDepth)
1601                mBspStats.minDepth = data.mDepth;
1602
1603        if (data.mDepth >= mTermMaxDepth)
1604                ++ mBspStats.maxDepthNodes;
1605        // accumulate rays to compute rays /  leaf
1606        mBspStats.accumRays += (int)data.mRays->size();
1607
1608        if (data.mPvs < mTermMinPvs)
1609                ++ mBspStats.minPvsNodes;
1610
1611        if ((int)data.mRays->size() < mTermMinRays)
1612                ++ mBspStats.minRaysNodes;
1613
1614        if (data.GetAvgRayContribution() > mTermMaxRayContribution)
1615                ++ mBspStats.maxRayContribNodes;
1616
1617        if (data.mProbability <= mTermMinProbability)
1618                ++ mBspStats.minProbabilityNodes;
1619       
1620        // accumulate depth to compute average depth
1621        mBspStats.accumDepth += data.mDepth;
1622
1623#ifdef _DEBUG
1624        Debug << "BSP stats: "
1625                  << "Depth: " << data.mDepth << " (max: " << mTermMaxDepth << "), "
1626                  << "PVS: " << data.mPvs << " (min: " << mTermMinPvs << "), "
1627          //              << "Area: " << data.mProbability << " (min: " << mTermMinProbability << "), "
1628                  << "#rays: " << (int)data.mRays->size() << " (max: " << mTermMinRays << "), "
1629                  << "#pvs: " << leaf->GetViewCell()->GetPvs().GetSize() << "=, "
1630                  << "#avg ray contrib (pvs): " << (float)data.mPvs / (float)data.mRays->size() << endl;
1631#endif
1632}
1633
1634int VspBspTree::CastRay(Ray &ray)
1635{
1636        int hits = 0;
1637
1638        stack<BspRayTraversalData> tQueue;
1639
1640        float maxt, mint;
1641
1642        if (!mBox.GetRaySegment(ray, mint, maxt))
1643                return 0;
1644
1645        Intersectable::NewMail();
1646        ViewCell::NewMail();
1647        Vector3 entp = ray.Extrap(mint);
1648        Vector3 extp = ray.Extrap(maxt);
1649
1650        BspNode *node = mRoot;
1651        BspNode *farChild = NULL;
1652
1653        while (1)
1654        {
1655                if (!node->IsLeaf())
1656                {
1657                        BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1658
1659                        Plane3 splitPlane = in->GetPlane();
1660                        const int entSide = splitPlane.Side(entp);
1661                        const int extSide = splitPlane.Side(extp);
1662
1663                        if (entSide < 0)
1664                        {
1665                                node = in->GetBack();
1666
1667                                if(extSide <= 0) // plane does not split ray => no far child
1668                                        continue;
1669
1670                                farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
1671
1672                        } else if (entSide > 0)
1673                        {
1674                                node = in->GetFront();
1675
1676                                if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
1677                                        continue;
1678
1679                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray
1680                        }
1681                        else // ray and plane are coincident
1682                        {
1683                                // WHAT TO DO IN THIS CASE ?
1684                                //break;
1685                                node = in->GetFront();
1686                                continue;
1687                        }
1688
1689                        // push data for far child
1690                        tQueue.push(BspRayTraversalData(farChild, extp, maxt));
1691
1692                        // find intersection of ray segment with plane
1693                        float t;
1694                        extp = splitPlane.FindIntersection(ray.GetLoc(), extp, &t);
1695                        maxt *= t;
1696
1697                } else // reached leaf => intersection with view cell
1698                {
1699                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
1700
1701                        if (!leaf->GetViewCell()->Mailed())
1702                        {
1703                                //ray.bspIntersections.push_back(Ray::VspBspIntersection(maxt, leaf));
1704                                leaf->GetViewCell()->Mail();
1705                                ++ hits;
1706                        }
1707
1708                        //-- fetch the next far child from the stack
1709                        if (tQueue.empty())
1710                                break;
1711
1712                        entp = extp;
1713                        mint = maxt; // NOTE: need this?
1714
1715                        if (ray.GetType() == Ray::LINE_SEGMENT && mint > 1.0f)
1716                                break;
1717
1718                        BspRayTraversalData &s = tQueue.top();
1719
1720                        node = s.mNode;
1721                        extp = s.mExitPoint;
1722                        maxt = s.mMaxT;
1723
1724                        tQueue.pop();
1725                }
1726        }
1727
1728        return hits;
1729}
1730
1731
1732void VspBspTree::CollectViewCells(ViewCellContainer &viewCells, bool onlyValid) const
1733{
1734        ViewCell::NewMail();
1735       
1736        CollectViewCells(mRoot, onlyValid, viewCells, true);
1737}
1738
1739
1740void VspBspTree::CollapseViewCells()
1741{
1742// TODO
1743#if VC_HISTORY
1744        stack<BspNode *> nodeStack;
1745
1746        if (!mRoot)
1747                return;
1748
1749        nodeStack.push(mRoot);
1750       
1751        while (!nodeStack.empty())
1752        {
1753                BspNode *node = nodeStack.top();
1754                nodeStack.pop();
1755               
1756                if (node->IsLeaf())
1757        {
1758                        BspViewCell *viewCell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
1759
1760                        if (!viewCell->GetValid())
1761                        {
1762                                BspViewCell *viewCell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
1763       
1764                                ViewCellContainer leaves;
1765                                mViewCellsTree->CollectLeaves(viewCell, leaves);
1766
1767                                ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
1768
1769                                for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
1770                                {
1771                                        BspLeaf *l = dynamic_cast<BspViewCell *>(*it)->mLeaf;
1772                                        l->SetViewCell(GetOrCreateOutOfBoundsCell());
1773                                        ++ mBspStats.invalidLeaves;
1774                                }
1775
1776                                // add to unbounded view cell
1777                                GetOrCreateOutOfBoundsCell()->GetPvs().AddPvs(viewCell->GetPvs());
1778                                DEL_PTR(viewCell);
1779                        }
1780                }
1781                else
1782                {
1783                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1784               
1785                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1786                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1787                }
1788        }
1789
1790        Debug << "invalid leaves: " << mBspStats.invalidLeaves << endl;
1791#endif
1792}
1793
1794
1795void VspBspTree::ValidateTree()
1796{
1797        stack<BspNode *> nodeStack;
1798
1799        if (!mRoot)
1800                return;
1801
1802        nodeStack.push(mRoot);
1803       
1804        mBspStats.invalidLeaves = 0;
1805        while (!nodeStack.empty())
1806        {
1807                BspNode *node = nodeStack.top();
1808                nodeStack.pop();
1809               
1810                if (node->IsLeaf())
1811                {
1812                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
1813
1814                        if (!leaf->GetViewCell()->GetValid())
1815                                ++ mBspStats.invalidLeaves;
1816
1817                        // validity flags don't match => repair
1818                        if (leaf->GetViewCell()->GetValid() != leaf->TreeValid())
1819                        {
1820                                leaf->SetTreeValid(leaf->GetViewCell()->GetValid());
1821                                PropagateUpValidity(leaf);
1822                        }
1823                }
1824                else
1825                {
1826                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1827               
1828                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1829                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1830                }
1831        }
1832
1833        Debug << "invalid leaves: " << mBspStats.invalidLeaves << endl;
1834}
1835
1836
1837
1838void VspBspTree::CollectViewCells(BspNode *root,
1839                                                                  bool onlyValid,
1840                                                                  ViewCellContainer &viewCells,
1841                                                                  bool onlyUnmailed) const
1842{
1843        stack<BspNode *> nodeStack;
1844
1845        if (!root)
1846                return;
1847
1848        nodeStack.push(root);
1849       
1850        while (!nodeStack.empty())
1851        {
1852                BspNode *node = nodeStack.top();
1853                nodeStack.pop();
1854               
1855                if (node->IsLeaf())
1856                {
1857                        if (!onlyValid || node->TreeValid())
1858                        {
1859                                ViewCell *viewCell =
1860                                        mViewCellsTree->GetActiveViewCell(dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell());
1861                                               
1862                                if (!onlyUnmailed || !viewCell->Mailed())
1863                                {
1864                                        viewCell->Mail();
1865                                        viewCells.push_back(viewCell);
1866                                }
1867                        }
1868                }
1869                else
1870                {
1871                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
1872               
1873                        nodeStack.push(interior->GetFront());
1874                        nodeStack.push(interior->GetBack());
1875                }
1876        }
1877
1878}
1879
1880
1881float VspBspTree::AccumulatedRayLength(const RayInfoContainer &rays) const
1882{
1883        float len = 0;
1884
1885        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
1886
1887        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
1888                len += (*it).SegmentLength();
1889
1890        return len;
1891}
1892
1893
1894int VspBspTree::SplitRays(const Plane3 &plane,
1895                                                  RayInfoContainer &rays,
1896                                                  RayInfoContainer &frontRays,
1897                                                  RayInfoContainer &backRays)
1898{
1899        int splits = 0;
1900
1901        RayInfoContainer::const_iterator it, it_end = rays.end();
1902
1903        for (it = rays.begin(); it != it_end; ++ it)
1904        {
1905                RayInfo bRay = *it;
1906               
1907                VssRay *ray = bRay.mRay;
1908                float t;
1909
1910                // get classification and receive new t
1911                const int cf = bRay.ComputeRayIntersection(plane, t);
1912
1913                switch (cf)
1914                {
1915                case -1:
1916                        backRays.push_back(bRay);
1917                        break;
1918                case 1:
1919                        frontRays.push_back(bRay);
1920                        break;
1921                case 0:
1922                        {
1923                                //-- split ray
1924                                //-- test if start point behind or in front of plane
1925                                const int side = plane.Side(bRay.ExtrapOrigin());
1926
1927                                if (side <= 0)
1928                                {
1929                                        backRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
1930                                        frontRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
1931                                }
1932                                else
1933                                {
1934                                        frontRays.push_back(RayInfo(ray, bRay.GetMinT(), t));
1935                                        backRays.push_back(RayInfo(ray, t, bRay.GetMaxT()));
1936                                }
1937                        }
1938                        break;
1939                default:
1940                        Debug << "Should not come here" << endl;
1941                        break;
1942                }
1943        }
1944
1945        return splits;
1946}
1947
1948
1949void VspBspTree::ExtractHalfSpaces(BspNode *n, vector<Plane3> &halfSpaces) const
1950{
1951        BspNode *lastNode;
1952
1953        do
1954        {
1955                lastNode = n;
1956
1957                // want to get planes defining geometry of this node => don't take
1958                // split plane of node itself
1959                n = n->GetParent();
1960
1961                if (n)
1962                {
1963                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(n);
1964                        Plane3 halfSpace = dynamic_cast<BspInterior *>(interior)->GetPlane();
1965
1966            if (interior->GetFront() != lastNode)
1967                                halfSpace.ReverseOrientation();
1968
1969                        halfSpaces.push_back(halfSpace);
1970                }
1971        }
1972        while (n);
1973}
1974
1975
1976void VspBspTree::ConstructGeometry(BspNode *n,
1977                                                                   BspNodeGeometry &geom) const
1978{
1979        vector<Plane3> halfSpaces;
1980        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
1981
1982        PolygonContainer candidatePolys;
1983
1984        // bounded planes are added to the polygons (reverse polygons
1985        // as they have to be outfacing
1986        for (int i = 0; i < (int)halfSpaces.size(); ++ i)
1987        {
1988                Polygon3 *p = GetBoundingBox().CrossSection(halfSpaces[i]);
1989
1990                if (p->Valid(mEpsilon))
1991                {
1992                        candidatePolys.push_back(p->CreateReversePolygon());
1993                        DEL_PTR(p);
1994                }
1995        }
1996
1997        // add faces of bounding box (also could be faces of the cell)
1998        for (int i = 0; i < 6; ++ i)
1999        {
2000                VertexContainer vertices;
2001
2002                for (int j = 0; j < 4; ++ j)
2003                        vertices.push_back(mBox.GetFace(i).mVertices[j]);
2004
2005                candidatePolys.push_back(new Polygon3(vertices));
2006        }
2007
2008        for (int i = 0; i < (int)candidatePolys.size(); ++ i)
2009        {
2010                // polygon is split by all other planes
2011                for (int j = 0; (j < (int)halfSpaces.size()) && candidatePolys[i]; ++ j)
2012                {
2013                        if (i == j) // polygon and plane are coincident
2014                                continue;
2015
2016                        VertexContainer splitPts;
2017                        Polygon3 *frontPoly, *backPoly;
2018
2019                        const int cf =
2020                                candidatePolys[i]->ClassifyPlane(halfSpaces[j],
2021                                                                                                 mEpsilon);
2022
2023                        switch (cf)
2024                        {
2025                                case Polygon3::SPLIT:
2026                                        frontPoly = new Polygon3();
2027                                        backPoly = new Polygon3();
2028
2029                                        candidatePolys[i]->Split(halfSpaces[j],
2030                                                                                         *frontPoly,
2031                                                                                         *backPoly,
2032                                                                                         mEpsilon);
2033
2034                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
2035
2036                                        if (frontPoly->Valid(mEpsilon))
2037                                                candidatePolys[i] = frontPoly;
2038                                        else
2039                                                DEL_PTR(frontPoly);
2040
2041                                        DEL_PTR(backPoly);
2042                                        break;
2043                                case Polygon3::BACK_SIDE:
2044                                        DEL_PTR(candidatePolys[i]);
2045                                        break;
2046                                // just take polygon as it is
2047                                case Polygon3::FRONT_SIDE:
2048                                case Polygon3::COINCIDENT:
2049                                default:
2050                                        break;
2051                        }
2052                }
2053
2054                if (candidatePolys[i])
2055                        geom.mPolys.push_back(candidatePolys[i]);
2056        }
2057}
2058
2059
2060void VspBspTree::ConstructGeometry(ViewCell *vc,
2061                                                                   BspNodeGeometry &vcGeom) const
2062{
2063        ViewCellContainer leaves;
2064       
2065        mViewCellsTree->CollectLeaves(vc, leaves);
2066
2067        ViewCellContainer::const_iterator it, it_end = leaves.end();
2068
2069        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
2070        {
2071                BspLeaf *l = dynamic_cast<BspViewCell *>(*it)->mLeaf;
2072               
2073                ConstructGeometry(l, vcGeom);
2074        }
2075}
2076
2077
2078typedef pair<BspNode *, BspNodeGeometry *> bspNodePair;
2079
2080
2081int VspBspTree::FindNeighbors(BspNode *n, vector<BspLeaf *> &neighbors,
2082                                                          const bool onlyUnmailed) const
2083{
2084        stack<bspNodePair> nodeStack;
2085       
2086        BspNodeGeometry nodeGeom;
2087        ConstructGeometry(n, nodeGeom);
2088       
2089        // split planes from the root to this node
2090        // needed to verify that we found neighbor leaf
2091        // TODO: really needed?
2092        vector<Plane3> halfSpaces;
2093        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
2094
2095
2096        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
2097        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
2098
2099        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
2100
2101        while (!nodeStack.empty())
2102        {
2103                BspNode *node = nodeStack.top().first;
2104                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
2105       
2106                nodeStack.pop();
2107
2108                if (node->IsLeaf())
2109                {
2110                        // test if this leaf is in valid view space
2111                        if (node->TreeValid() &&
2112                                (node != n) &&
2113                                (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
2114                        {
2115                                bool isAdjacent = true;
2116
2117                                if (1)
2118                                {
2119                                        // test all planes of current node if still adjacent
2120                                        for (int i = 0; (i < halfSpaces.size()) && isAdjacent; ++ i)
2121                                        {
2122                                                const int cf =
2123                                                        Polygon3::ClassifyPlane(geom->mPolys,
2124                                                                                                        halfSpaces[i],
2125                                                                                                        mEpsilon);
2126
2127                                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2128                                                {
2129                                                        isAdjacent = false;
2130                                                }
2131                                        }
2132                                }
2133                                else
2134                                {
2135                                        // TODO: why is this wrong??
2136                                        // test all planes of current node if still adjacent
2137                                        for (int i = 0; (i < (int)nodeGeom.mPolys.size()) && isAdjacent; ++ i)
2138                                        {
2139                                                Polygon3 *poly = nodeGeom.mPolys[i];
2140
2141                                                const int cf =
2142                                                        Polygon3::ClassifyPlane(geom->mPolys,
2143                                                                                                        poly->GetSupportingPlane(),
2144                                                                                                        mEpsilon);
2145
2146                                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2147                                                {
2148                                                        isAdjacent = false;
2149                                                }
2150                                        }
2151                                }
2152                                // neighbor was found
2153                                if (isAdjacent)
2154                                {       
2155                                        neighbors.push_back(dynamic_cast<BspLeaf *>(node));
2156                                }
2157                        }
2158                }
2159                else
2160                {
2161                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2162
2163                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(nodeGeom.mPolys,
2164                                                                                                   interior->GetPlane(),
2165                                                                                                   mEpsilon);
2166                       
2167                        BspNode *front = interior->GetFront();
2168                        BspNode *back = interior->GetBack();
2169           
2170                        BspNodeGeometry *fGeom = new BspNodeGeometry();
2171                        BspNodeGeometry *bGeom = new BspNodeGeometry();
2172
2173                        geom->SplitGeometry(*fGeom,
2174                                                                *bGeom,
2175                                                                interior->GetPlane(),
2176                                                                mBox,
2177                                                                mEpsilon);
2178               
2179                        if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
2180                        {
2181                                nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetFront(), fGeom));
2182                                DEL_PTR(bGeom);
2183                        }
2184                        else
2185                        {
2186                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2187                                {
2188                                        nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetBack(), bGeom));
2189                                        DEL_PTR(fGeom);
2190                                }
2191                                else
2192                                {       // random decision
2193                                        nodeStack.push(bspNodePair(front, fGeom));
2194                                        nodeStack.push(bspNodePair(back, bGeom));
2195                                }
2196                        }
2197                }
2198       
2199                DEL_PTR(geom);
2200        }
2201
2202        return (int)neighbors.size();
2203}
2204
2205
2206
2207int VspBspTree::FindApproximateNeighbors(BspNode *n, vector<BspLeaf *> &neighbors,
2208                                                                                 const bool onlyUnmailed) const
2209{
2210        stack<bspNodePair> nodeStack;
2211       
2212        BspNodeGeometry nodeGeom;
2213        ConstructGeometry(n, nodeGeom);
2214       
2215        // split planes from the root to this node
2216        // needed to verify that we found neighbor leaf
2217        // TODO: really needed?
2218        vector<Plane3> halfSpaces;
2219        ExtractHalfSpaces(n, halfSpaces);
2220
2221
2222        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
2223        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
2224
2225        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
2226
2227        while (!nodeStack.empty())
2228        {
2229                BspNode *node = nodeStack.top().first;
2230                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
2231       
2232                nodeStack.pop();
2233
2234                if (node->IsLeaf())
2235                {
2236                        // test if this leaf is in valid view space
2237                        if (node->TreeValid() &&
2238                                (node != n) &&
2239                                (!onlyUnmailed || !node->Mailed()))
2240                        {
2241                                bool isAdjacent = true;
2242
2243                                // neighbor was found
2244                                if (isAdjacent)
2245                                {       
2246                                        neighbors.push_back(dynamic_cast<BspLeaf *>(node));
2247                                }
2248                        }
2249                }
2250                else
2251                {
2252                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2253
2254                        const int cf = Polygon3::ClassifyPlane(nodeGeom.mPolys,
2255                                                                                                   interior->GetPlane(),
2256                                                                                                   mEpsilon);
2257                       
2258                        BspNode *front = interior->GetFront();
2259                        BspNode *back = interior->GetBack();
2260           
2261                        BspNodeGeometry *fGeom = new BspNodeGeometry();
2262                        BspNodeGeometry *bGeom = new BspNodeGeometry();
2263
2264                        geom->SplitGeometry(*fGeom,
2265                                                                *bGeom,
2266                                                                interior->GetPlane(),
2267                                                                mBox,
2268                                                                mEpsilon);
2269               
2270                        if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
2271                        {
2272                                nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetFront(), fGeom));
2273                                DEL_PTR(bGeom);
2274                        }
2275                        else
2276                        {
2277                                if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2278                                {
2279                                        nodeStack.push(bspNodePair(interior->GetBack(), bGeom));
2280                                        DEL_PTR(fGeom);
2281                                }
2282                                else
2283                                {       // random decision
2284                                        nodeStack.push(bspNodePair(front, fGeom));
2285                                        nodeStack.push(bspNodePair(back, bGeom));
2286                                }
2287                        }
2288                }
2289       
2290                DEL_PTR(geom);
2291        }
2292
2293        return (int)neighbors.size();
2294}
2295
2296
2297
2298BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const Plane3 &halfspace)
2299{
2300    stack<BspNode *> nodeStack;
2301        nodeStack.push(mRoot);
2302
2303        int mask = rand();
2304
2305        while (!nodeStack.empty())
2306        {
2307                BspNode *node = nodeStack.top();
2308                nodeStack.pop();
2309
2310                if (node->IsLeaf())
2311                {
2312                        return dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2313                }
2314                else
2315                {
2316                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2317                        BspNode *next;
2318                        BspNodeGeometry geom;
2319
2320                        // todo: not very efficient: constructs full cell everytime
2321                        ConstructGeometry(interior, geom);
2322
2323                        const int cf =
2324                                Polygon3::ClassifyPlane(geom.mPolys, halfspace, mEpsilon);
2325
2326                        if (cf == Polygon3::BACK_SIDE)
2327                                next = interior->GetFront();
2328                        else
2329                                if (cf == Polygon3::FRONT_SIDE)
2330                                        next = interior->GetFront();
2331                        else
2332                        {
2333                                // random decision
2334                                if (mask & 1)
2335                                        next = interior->GetBack();
2336                                else
2337                                        next = interior->GetFront();
2338                                mask = mask >> 1;
2339                        }
2340
2341                        nodeStack.push(next);
2342                }
2343        }
2344
2345        return NULL;
2346}
2347
2348BspLeaf *VspBspTree::GetRandomLeaf(const bool onlyUnmailed)
2349{
2350        stack<BspNode *> nodeStack;
2351
2352        nodeStack.push(mRoot);
2353
2354        int mask = rand();
2355
2356        while (!nodeStack.empty())
2357        {
2358                BspNode *node = nodeStack.top();
2359                nodeStack.pop();
2360
2361                if (node->IsLeaf())
2362                {
2363                        if ( (!onlyUnmailed || !node->Mailed()) )
2364                                return dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2365                }
2366                else
2367                {
2368                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2369
2370                        // random decision
2371                        if (mask & 1)
2372                                nodeStack.push(interior->GetBack());
2373                        else
2374                                nodeStack.push(interior->GetFront());
2375
2376                        mask = mask >> 1;
2377                }
2378        }
2379
2380        return NULL;
2381}
2382
2383int VspBspTree::ComputePvsSize(const RayInfoContainer &rays) const
2384{
2385        int pvsSize = 0;
2386
2387        RayInfoContainer::const_iterator rit, rit_end = rays.end();
2388
2389        Intersectable::NewMail();
2390
2391        for (rit = rays.begin(); rit != rays.end(); ++ rit)
2392        {
2393                VssRay *ray = (*rit).mRay;
2394
2395                if (ray->mOriginObject)
2396                {
2397                        if (!ray->mOriginObject->Mailed())
2398                        {
2399                                ray->mOriginObject->Mail();
2400                                ++ pvsSize;
2401                        }
2402                }
2403                if (ray->mTerminationObject)
2404                {
2405                        if (!ray->mTerminationObject->Mailed())
2406                        {
2407                                ray->mTerminationObject->Mail();
2408                                ++ pvsSize;
2409                        }
2410                }
2411        }
2412
2413        return pvsSize;
2414}
2415
2416float VspBspTree::GetEpsilon() const
2417{
2418        return mEpsilon;
2419}
2420
2421
2422int VspBspTree::SplitPolygons(const Plane3 &plane,
2423                                                          PolygonContainer &polys,
2424                                                          PolygonContainer &frontPolys,
2425                                                          PolygonContainer &backPolys,
2426                                                          PolygonContainer &coincident) const
2427{
2428        int splits = 0;
2429
2430        PolygonContainer::const_iterator it, it_end = polys.end();
2431
2432        for (it = polys.begin(); it != polys.end(); ++ it)     
2433        {
2434                Polygon3 *poly = *it;
2435
2436                // classify polygon
2437                const int cf = poly->ClassifyPlane(plane, mEpsilon);
2438
2439                switch (cf)
2440                {
2441                        case Polygon3::COINCIDENT:
2442                                coincident.push_back(poly);
2443                                break;
2444                        case Polygon3::FRONT_SIDE:
2445                                frontPolys.push_back(poly);
2446                                break;
2447                        case Polygon3::BACK_SIDE:
2448                                backPolys.push_back(poly);
2449                                break;
2450                        case Polygon3::SPLIT:
2451                                backPolys.push_back(poly);
2452                                frontPolys.push_back(poly);
2453                                ++ splits;
2454                                break;
2455                        default:
2456                Debug << "SHOULD NEVER COME HERE\n";
2457                                break;
2458                }
2459        }
2460
2461        return splits;
2462}
2463
2464
2465int VspBspTree::CastLineSegment(const Vector3 &origin,
2466                                                                const Vector3 &termination,
2467                                                                vector<ViewCell *> &viewcells)
2468{
2469        int hits = 0;
2470        stack<BspRayTraversalData> tQueue;
2471
2472        float mint = 0.0f, maxt = 1.0f;
2473
2474        Intersectable::NewMail();
2475        ViewCell::NewMail();
2476
2477        Vector3 entp = origin;
2478        Vector3 extp = termination;
2479
2480        BspNode *node = mRoot;
2481        BspNode *farChild = NULL;
2482
2483        float t;
2484        while (1)
2485        {
2486                if (!node->IsLeaf())
2487                {
2488                        BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2489
2490                        Plane3 splitPlane = in->GetPlane();
2491                       
2492                        const int entSide = splitPlane.Side(entp);
2493                        const int extSide = splitPlane.Side(extp);
2494
2495                        if (entSide < 0)
2496                        {
2497                          node = in->GetBack();
2498                          // plane does not split ray => no far child
2499                          if (extSide <= 0)
2500                                continue;
2501                         
2502                          farChild = in->GetFront(); // plane splits ray
2503                        }
2504                        else if (entSide > 0)
2505                        {
2506                          node = in->GetFront();
2507
2508                          if (extSide >= 0) // plane does not split ray => no far child
2509                                continue;
2510
2511                                farChild = in->GetBack(); // plane splits ray
2512                        }
2513                        else // ray end point on plane
2514                        {       // NOTE: what to do if ray is coincident with plane?
2515                                if (extSide < 0)
2516                                        node = in->GetBack();
2517                                else
2518                                        node = in->GetFront();
2519                                                               
2520                                continue; // no far child
2521                        }
2522
2523                        // push data for far child
2524                        tQueue.push(BspRayTraversalData(farChild, extp));
2525
2526                        // find intersection of ray segment with plane
2527                        extp = splitPlane.FindIntersection(origin, extp, &t);
2528                }
2529                else
2530                {
2531                        // reached leaf => intersection with view cell
2532                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2533
2534                        ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
2535                        if (!viewCell->Mailed())
2536                        {
2537                                viewcells.push_back(viewCell);
2538                                viewCell->Mail();
2539                                ++ hits;
2540                        }
2541
2542                        //-- fetch the next far child from the stack
2543                        if (tQueue.empty())
2544                                break;
2545
2546                        entp = extp;
2547                       
2548                        BspRayTraversalData &s = tQueue.top();
2549
2550                        node = s.mNode;
2551                        extp = s.mExitPoint;
2552
2553                        tQueue.pop();
2554                }
2555        }
2556
2557        return hits;
2558}
2559
2560
2561
2562
2563int VspBspTree::TreeDistance(BspNode *n1, BspNode *n2) const
2564{
2565        std::deque<BspNode *> path1;
2566        BspNode *p1 = n1;
2567
2568        // create path from node 1 to root
2569        while (p1)
2570        {
2571                if (p1 == n2) // second node on path
2572                        return (int)path1.size();
2573
2574                path1.push_front(p1);
2575                p1 = p1->GetParent();
2576        }
2577
2578        int depth = n2->GetDepth();
2579        int d = depth;
2580
2581        BspNode *p2 = n2;
2582
2583        // compare with same depth
2584        while (1)
2585        {
2586                if ((d < (int)path1.size()) && (p2 == path1[d]))
2587                        return (depth - d) + ((int)path1.size() - 1 - d);
2588
2589                -- d;
2590                p2 = p2->GetParent();
2591        }
2592
2593        return 0; // never come here
2594}
2595
2596
2597BspNode *VspBspTree::CollapseTree(BspNode *node, int &collapsed)
2598{
2599// TODO
2600#if VC_HISTORY
2601        if (node->IsLeaf())
2602                return node;
2603
2604        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2605
2606        BspNode *front = CollapseTree(interior->GetFront(), collapsed);
2607        BspNode *back = CollapseTree(interior->GetBack(), collapsed);
2608
2609        if (front->IsLeaf() && back->IsLeaf())
2610        {
2611                BspLeaf *frontLeaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(front);
2612                BspLeaf *backLeaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(back);
2613
2614                //-- collapse tree
2615                if (frontLeaf->GetViewCell() == backLeaf->GetViewCell())
2616                {
2617                        BspViewCell *vc = frontLeaf->GetViewCell();
2618
2619                        BspLeaf *leaf = new BspLeaf(interior->GetParent(), vc);
2620                        leaf->SetTreeValid(frontLeaf->TreeValid());
2621
2622                        // replace a link from node's parent
2623                        if (leaf->GetParent())
2624                                leaf->GetParent()->ReplaceChildLink(node, leaf);
2625                        else
2626                                mRoot = leaf;
2627
2628                        ++ collapsed;
2629                        delete interior;
2630
2631                        return leaf;
2632                }
2633        }
2634#endif
2635        return node;
2636}
2637
2638
2639int VspBspTree::CollapseTree()
2640{
2641        int collapsed = 0;
2642        //TODO
2643#if VC_HISTORY
2644        (void)CollapseTree(mRoot, collapsed);
2645
2646        // revalidate leaves
2647        RepairViewCellsLeafLists();
2648#endif
2649        return collapsed;
2650}
2651
2652
2653void VspBspTree::RepairViewCellsLeafLists()
2654{
2655// TODO
2656#if VC_HISTORY
2657        // list not valid anymore => clear
2658        stack<BspNode *> nodeStack;
2659        nodeStack.push(mRoot);
2660
2661        ViewCell::NewMail();
2662
2663        while (!nodeStack.empty())
2664        {
2665                BspNode *node = nodeStack.top();
2666                nodeStack.pop();
2667
2668                if (node->IsLeaf())
2669                {
2670                        BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2671
2672                        BspViewCell *viewCell = leaf->GetViewCell();
2673
2674                        if (!viewCell->Mailed())
2675                        {
2676                                viewCell->mLeaves.clear();
2677                                viewCell->Mail();
2678                        }
2679       
2680                        viewCell->mLeaves.push_back(leaf);
2681
2682                }
2683                else
2684                {
2685                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2686
2687                        nodeStack.push(interior->GetFront());
2688                        nodeStack.push(interior->GetBack());
2689                }
2690        }
2691// TODO
2692#endif
2693}
2694
2695
2696typedef pair<BspNode *, BspNodeGeometry *> bspNodePair;
2697
2698
2699int VspBspTree::CastBeam(Beam &beam)
2700{
2701    stack<bspNodePair> nodeStack;
2702        BspNodeGeometry *rgeom = new BspNodeGeometry();
2703        ConstructGeometry(mRoot, *rgeom);
2704
2705        nodeStack.push(bspNodePair(mRoot, rgeom));
2706 
2707        ViewCell::NewMail();
2708
2709        while (!nodeStack.empty())
2710        {
2711                BspNode *node = nodeStack.top().first;
2712                BspNodeGeometry *geom = nodeStack.top().second;
2713                nodeStack.pop();
2714               
2715                AxisAlignedBox3 box;
2716                box.Initialize();
2717                geom->IncludeInBox(box);
2718
2719                const int side = beam.ComputeIntersection(box);
2720               
2721                switch (side)
2722                {
2723                case -1:
2724                        CollectViewCells(node, true, beam.mViewCells, true);
2725                        break;
2726                case 0:
2727                       
2728                        if (node->IsLeaf())
2729                        {
2730                                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
2731                       
2732                                if (!leaf->GetViewCell()->Mailed() && leaf->TreeValid())
2733                                {
2734                                        leaf->GetViewCell()->Mail();
2735                                        beam.mViewCells.push_back(leaf->GetViewCell());
2736                                }
2737                        }
2738                        else
2739                        {
2740                                BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2741                       
2742                                BspNode *first = interior->GetFront();
2743                                BspNode *second = interior->GetBack();
2744           
2745                                BspNodeGeometry *firstGeom = new BspNodeGeometry();
2746                                BspNodeGeometry *secondGeom = new BspNodeGeometry();
2747
2748                                geom->SplitGeometry(*firstGeom,
2749                                                                        *secondGeom,
2750                                                                        interior->GetPlane(),
2751                                                                        mBox,
2752                                                                        mEpsilon);
2753
2754                                // decide on the order of the nodes
2755                                if (DotProd(beam.mPlanes[0].mNormal,
2756                                        interior->GetPlane().mNormal) > 0)
2757                                {
2758                                        swap(first, second);
2759                                        swap(firstGeom, secondGeom);
2760                                }
2761
2762                                nodeStack.push(bspNodePair(first, firstGeom));
2763                                nodeStack.push(bspNodePair(second, secondGeom));
2764                        }
2765                       
2766                        break;
2767                default:
2768                        // default: cull
2769                        break;
2770                }
2771               
2772                DEL_PTR(geom);
2773               
2774        }
2775
2776        return (int)beam.mViewCells.size();
2777}
2778
2779
2780void VspBspTree::SetViewCellsManager(ViewCellsManager *vcm)
2781{
2782        mViewCellsManager = vcm;
2783}
2784
2785
2786int VspBspTree::CollectMergeCandidates(const vector<BspLeaf *> leaves,
2787                                                                           vector<MergeCandidate> &candidates)
2788{
2789        BspLeaf::NewMail();
2790       
2791        vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = leaves.end();
2792
2793        int numCandidates = 0;
2794
2795        // find merge candidates and push them into queue
2796        for (it = leaves.begin(); it != it_end; ++ it)
2797        {
2798                BspLeaf *leaf = *it;
2799               
2800                // the same leaves must not be part of two merge candidates
2801                leaf->Mail();
2802                vector<BspLeaf *> neighbors;
2803                FindNeighbors(leaf, neighbors, true);
2804                //FindApproximateNeighbors(leaf, neighbors, true);
2805                vector<BspLeaf *>::const_iterator nit, nit_end = neighbors.end();
2806
2807                // TODO: test if at least one ray goes from one leaf to the other
2808                for (nit = neighbors.begin(); nit != nit_end; ++ nit)
2809                {
2810                        if ((*nit)->GetViewCell() != leaf->GetViewCell())
2811                        {
2812                                MergeCandidate mc(leaf->GetViewCell(), (*nit)->GetViewCell());
2813                                candidates.push_back(mc);
2814
2815                                ++ numCandidates;
2816                                if ((numCandidates % 1000) == 0)
2817                                {
2818                                        cout << "collected " << numCandidates << " merge candidates" << endl;
2819                                }
2820                        }
2821                }
2822        }
2823
2824        Debug << "merge queue: " << (int)candidates.size() << endl;
2825        Debug << "leaves in queue: " << numCandidates << endl;
2826       
2827
2828        return (int)leaves.size();
2829}
2830
2831
2832int VspBspTree::CollectMergeCandidates(const VssRayContainer &rays,
2833                                                                           vector<MergeCandidate> &candidates)
2834{
2835        ViewCell::NewMail();
2836        long startTime = GetTime();
2837       
2838        map<BspLeaf *, vector<BspLeaf*> > neighborMap;
2839        ViewCellContainer::const_iterator iit;
2840
2841        int numLeaves = 0;
2842       
2843        BspLeaf::NewMail();
2844
2845        for (int i = 0; i < (int)rays.size(); ++ i)
2846        { 
2847                VssRay *ray = rays[i];
2848       
2849                // traverse leaves stored in the rays and compare and
2850                // merge consecutive leaves (i.e., the neighbors in the tree)
2851                if (ray->mViewCells.size() < 2)
2852                        continue;
2853//TODO viewcellhierarchy
2854                iit = ray->mViewCells.begin();
2855                BspViewCell *bspVc = dynamic_cast<BspViewCell *>(*(iit ++));
2856                BspLeaf *leaf = bspVc->mLeaf;
2857               
2858                // traverse intersections
2859                // consecutive leaves are neighbors => add them to queue
2860                for (; iit != ray->mViewCells.end(); ++ iit)
2861                {
2862                        // next pair
2863                        BspLeaf *prevLeaf = leaf;
2864                        bspVc = dynamic_cast<BspViewCell *>(*iit);
2865            leaf = bspVc->mLeaf;
2866
2867                        // view space not valid or same view cell
2868                        if (!leaf->TreeValid() || !prevLeaf->TreeValid() ||
2869                                (leaf->GetViewCell() == prevLeaf->GetViewCell()))
2870                                continue;
2871
2872                vector<BspLeaf *> &neighbors = neighborMap[leaf];
2873                       
2874                        bool found = false;
2875
2876                        // both leaves inserted in queue already =>
2877                        // look if double pair already exists
2878                        if (leaf->Mailed() && prevLeaf->Mailed())
2879                        {
2880                                vector<BspLeaf *>::const_iterator it, it_end = neighbors.end();
2881                               
2882                for (it = neighbors.begin(); !found && (it != it_end); ++ it)
2883                                        if (*it == prevLeaf)
2884                                                found = true; // already in queue
2885                        }
2886               
2887                        if (!found)
2888                        {
2889                                // this pair is not in map yet
2890                                // => insert into the neighbor map and the queue
2891                                neighbors.push_back(prevLeaf);
2892                                neighborMap[prevLeaf].push_back(leaf);
2893
2894                                leaf->Mail();
2895                                prevLeaf->Mail();
2896               
2897                                MergeCandidate mc(leaf->GetViewCell(), prevLeaf->GetViewCell());
2898                               
2899                                candidates.push_back(mc);
2900
2901                                if (((int)candidates.size() % 1000) == 0)
2902                                {
2903                                        cout << "collected " << (int)candidates.size() << " merge candidates" << endl;
2904                                }
2905                        }
2906        }
2907        }
2908
2909        Debug << "neighbormap size: " << (int)neighborMap.size() << endl;
2910        Debug << "merge queue: " << (int)candidates.size() << endl;
2911        Debug << "leaves in queue: " << numLeaves << endl;
2912
2913
2914        //-- collect the leaves which haven't been found by ray casting
2915        if (0)
2916        {
2917                cout << "finding additional merge candidates using geometry" << endl;
2918                vector<BspLeaf *> leaves;
2919                CollectLeaves(leaves, true);
2920                Debug << "found " << (int)leaves.size() << " new leaves" << endl << endl;
2921                CollectMergeCandidates(leaves, candidates);
2922        }
2923
2924        return numLeaves;
2925}
2926
2927
2928
2929
2930ViewCell *VspBspTree::GetViewCell(const Vector3 &point)
2931{
2932  if (mRoot == NULL)
2933        return NULL;
2934 
2935  stack<BspNode *> nodeStack;
2936  nodeStack.push(mRoot);
2937 
2938  ViewCell *viewcell = NULL;
2939 
2940  while (!nodeStack.empty())  {
2941        BspNode *node = nodeStack.top();
2942        nodeStack.pop();
2943       
2944        if (node->IsLeaf()) {
2945          viewcell = dynamic_cast<BspLeaf *>(node)->GetViewCell();
2946          break;
2947        } else {
2948         
2949          BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2950               
2951          // random decision
2952          if (interior->GetPlane().Side(point) < 0)
2953                nodeStack.push(interior->GetBack());
2954          else
2955                nodeStack.push(interior->GetFront());
2956        }
2957  }
2958 
2959  return viewcell;
2960}
2961
2962
2963bool VspBspTree::ViewPointValid(const Vector3 &viewPoint) const
2964{
2965        BspNode *node = mRoot;
2966
2967        while (1)
2968        {
2969                // early exit
2970                if (node->TreeValid())
2971                        return true;
2972
2973                if (node->IsLeaf())
2974                        return false;
2975                       
2976                BspInterior *in = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
2977                                       
2978                if (in->GetPlane().Side(viewPoint) <= 0)
2979                {
2980                        node = in->GetBack();
2981                }
2982                else
2983                {
2984                        node = in->GetFront();
2985                }
2986        }
2987
2988        // should never come here
2989        return false;
2990}
2991
2992
2993void VspBspTree::PropagateUpValidity(BspNode *node)
2994{
2995        const bool isValid = node->TreeValid();
2996
2997        // propagative up invalid flag until only invalid nodes exist over this node
2998        if (!isValid)
2999        {
3000                while (!node->IsRoot() && node->GetParent()->TreeValid())
3001                {
3002                        node = node->GetParent();
3003                        node->SetTreeValid(false);
3004                }
3005        }
3006        else
3007        {
3008                // propagative up valid flag until one of the subtrees is invalid
3009                while (!node->IsRoot() && !node->TreeValid())
3010                {
3011            node = node->GetParent();
3012                        BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3013                       
3014                        // the parent is valid iff both leaves are valid
3015                        node->SetTreeValid(interior->GetBack()->TreeValid() &&
3016                                                           interior->GetFront()->TreeValid());
3017                }
3018        }
3019}
3020
3021
3022bool VspBspTree::Export(ofstream &stream)
3023{
3024        ExportNode(mRoot, stream);
3025
3026        return true;
3027}
3028
3029
3030void VspBspTree::ExportNode(BspNode *node, ofstream &stream)
3031{
3032        if (node->IsLeaf())
3033        {
3034                BspLeaf *leaf = dynamic_cast<BspLeaf *>(node);
3035                ViewCell *viewCell = mViewCellsTree->GetActiveViewCell(leaf->GetViewCell());
3036
3037                int id = -1;
3038                if (viewCell != mOutOfBoundsCell)
3039                        id = viewCell->GetId();
3040
3041                stream << "<Leaf viewCellId=\"" << id << "\" />" << endl;
3042        }
3043        else
3044        {
3045                BspInterior *interior = dynamic_cast<BspInterior *>(node);
3046       
3047                Plane3 plane = interior->GetPlane();
3048                stream << "<Interior plane=\"" << plane.mNormal.x << " "
3049                           << plane.mNormal.y << " " << plane.mNormal.z << " "
3050                           << plane.mD << "\">" << endl;
3051
3052                ExportNode(interior->GetBack(), stream);
3053                ExportNode(interior->GetFront(), stream);
3054
3055                stream << "</Interior>" << endl;
3056        }
3057}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.