| 1 | // ================================================================
|
|---|
| 2 | // $Id$
|
|---|
| 3 | // ****************************************************************
|
|---|
| 4 | //
|
|---|
| 5 | // Initial coding by
|
|---|
| 6 | /**
|
|---|
| 7 | @author Jiri Bittner
|
|---|
| 8 | */
|
|---|
| 9 |
|
|---|
| 10 | #ifndef __VSPKDTREE_H__
|
|---|
| 11 | #define __VSPKDTREE_H__
|
|---|
| 12 |
|
|---|
| 13 | // Standard headers
|
|---|
| 14 | #include <iomanip>
|
|---|
| 15 | #include <vector>
|
|---|
| 16 | #include <functional>
|
|---|
| 17 | #include <stack>
|
|---|
| 18 |
|
|---|
| 19 |
|
|---|
| 20 | // User headers
|
|---|
| 21 | #include "VssRay.h"
|
|---|
| 22 | #include "AxisAlignedBox3.h"
|
|---|
| 23 |
|
|---|
| 24 |
|
|---|
| 25 | #define USE_KDNODE_VECTORS 1
|
|---|
| 26 | #define _RSS_STATISTICS
|
|---|
| 27 | #define _RSS_TRAVERSAL_STATISTICS
|
|---|
| 28 |
|
|---|
| 29 |
|
|---|
| 30 | #include "Statistics.h"
|
|---|
| 31 | #include "Ray.h"
|
|---|
| 32 |
|
|---|
| 33 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 34 | // Static statistics for kd-tree search
|
|---|
| 35 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 36 | class VspKdStatistics: public StatisticsBase
|
|---|
| 37 | {
|
|---|
| 38 | public:
|
|---|
| 39 | // total number of nodes
|
|---|
| 40 | int nodes;
|
|---|
| 41 | // number of splits along each of the axes
|
|---|
| 42 | int splits[7];
|
|---|
| 43 | // totals number of rays
|
|---|
| 44 | int rays;
|
|---|
| 45 | // initial size of the pvs
|
|---|
| 46 | int initialPvsSize;
|
|---|
| 47 | // total number of query domains
|
|---|
| 48 | int queryDomains;
|
|---|
| 49 | // total number of ray references
|
|---|
| 50 | int rayRefs;
|
|---|
| 51 |
|
|---|
| 52 | // max depth nodes
|
|---|
| 53 | int maxDepthNodes;
|
|---|
| 54 | // max depth nodes
|
|---|
| 55 | int minPvsNodes;
|
|---|
| 56 | int minRaysNodes;
|
|---|
| 57 | // max ray contribution nodes
|
|---|
| 58 | int maxRayContribNodes;
|
|---|
| 59 | // max depth nodes
|
|---|
| 60 | int minSizeNodes;
|
|---|
| 61 |
|
|---|
| 62 | // max number of rays per node
|
|---|
| 63 | int maxRayRefs;
|
|---|
| 64 | // number of dynamically added ray refs
|
|---|
| 65 | int addedRayRefs;
|
|---|
| 66 | // number of dynamically removed ray refs
|
|---|
| 67 | int removedRayRefs;
|
|---|
| 68 |
|
|---|
| 69 | // Constructor
|
|---|
| 70 | VspKdStatistics() {
|
|---|
| 71 | Reset();
|
|---|
| 72 | }
|
|---|
| 73 |
|
|---|
| 74 | int Nodes() const {return nodes;}
|
|---|
| 75 | int Interior() const { return nodes/2; }
|
|---|
| 76 | int Leaves() const { return (nodes/2) + 1; }
|
|---|
| 77 |
|
|---|
| 78 | void Reset() {
|
|---|
| 79 | nodes = 0;
|
|---|
| 80 | for (int i=0; i<7; i++)
|
|---|
| 81 | splits[i] = 0;
|
|---|
| 82 | rays = queryDomains = 0;
|
|---|
| 83 | rayRefs = 0;
|
|---|
| 84 | maxDepthNodes = 0;
|
|---|
| 85 | minPvsNodes = 0;
|
|---|
| 86 | minRaysNodes = 0;
|
|---|
| 87 | maxRayRefs = 0;
|
|---|
| 88 | addedRayRefs = removedRayRefs = 0;
|
|---|
| 89 | initialPvsSize = 0;
|
|---|
| 90 | maxRayContribNodes = 0;
|
|---|
| 91 | minSizeNodes = 0;
|
|---|
| 92 | }
|
|---|
| 93 |
|
|---|
| 94 |
|
|---|
| 95 | void
|
|---|
| 96 | Print(ostream &app) const;
|
|---|
| 97 |
|
|---|
| 98 | friend ostream &operator<<(ostream &s, const VspKdStatistics &stat) {
|
|---|
| 99 | stat.Print(s);
|
|---|
| 100 | return s;
|
|---|
| 101 | }
|
|---|
| 102 |
|
|---|
| 103 | };
|
|---|
| 104 |
|
|---|
| 105 |
|
|---|
| 106 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 107 | // For sorting rays
|
|---|
| 108 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 109 | struct SortableEntry
|
|---|
| 110 | {
|
|---|
| 111 | enum EType {
|
|---|
| 112 | ERayMin,
|
|---|
| 113 | ERayMax
|
|---|
| 114 | };
|
|---|
| 115 |
|
|---|
| 116 | int type;
|
|---|
| 117 | float value;
|
|---|
| 118 | void *data;
|
|---|
| 119 |
|
|---|
| 120 | SortableEntry() {}
|
|---|
| 121 | SortableEntry(const int t, const float v, void *d):type(t),
|
|---|
| 122 | value(v),
|
|---|
| 123 | data(d) {}
|
|---|
| 124 |
|
|---|
| 125 | friend bool operator<(const SortableEntry &a, const SortableEntry &b) {
|
|---|
| 126 | return a.value < b.value;
|
|---|
| 127 | }
|
|---|
| 128 | };
|
|---|
| 129 |
|
|---|
| 130 |
|
|---|
| 131 | class VspKdTreeInterior;
|
|---|
| 132 |
|
|---|
| 133 |
|
|---|
| 134 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 135 | // KD-tree node - abstract class
|
|---|
| 136 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 137 | class VspKdTreeNode
|
|---|
| 138 | {
|
|---|
| 139 | public:
|
|---|
| 140 |
|
|---|
| 141 | #define USE_FIXEDPOINT_T 1
|
|---|
| 142 |
|
|---|
| 143 | struct RayInfo
|
|---|
| 144 | {
|
|---|
| 145 | // pointer to the actual ray
|
|---|
| 146 | VssRay *mRay;
|
|---|
| 147 |
|
|---|
| 148 | // endpoints - do we need them?
|
|---|
| 149 | #if USE_FIXEDPOINT_T
|
|---|
| 150 | short mMinT, mMaxT;
|
|---|
| 151 | #else
|
|---|
| 152 | float mMinT, mMaxT;
|
|---|
| 153 | #endif
|
|---|
| 154 |
|
|---|
| 155 | RayInfo():mRay(NULL) {}
|
|---|
| 156 |
|
|---|
| 157 | RayInfo(VssRay *r):mRay(r), mMinT(0),
|
|---|
| 158 | #if USE_FIXEDPOINT_T
|
|---|
| 159 | #define FIXEDPOINT_ONE 0x7FFE
|
|---|
| 160 | // mMaxT(0xFFFF)
|
|---|
| 161 | mMaxT(FIXEDPOINT_ONE)
|
|---|
| 162 | #else
|
|---|
| 163 | mMaxT(1.0f)
|
|---|
| 164 | #endif
|
|---|
| 165 | {}
|
|---|
| 166 |
|
|---|
| 167 | RayInfo(VssRay *r,
|
|---|
| 168 | const float _min,
|
|---|
| 169 | const float _max
|
|---|
| 170 | ):mRay(r) {
|
|---|
| 171 | SetMinT(_min);
|
|---|
| 172 | SetMaxT(_max);
|
|---|
| 173 | }
|
|---|
| 174 |
|
|---|
| 175 | RayInfo(VssRay *r,
|
|---|
| 176 | const short _min,
|
|---|
| 177 | const float _max
|
|---|
| 178 | ):mRay(r), mMinT(_min) {
|
|---|
| 179 | SetMaxT(_max);
|
|---|
| 180 | }
|
|---|
| 181 |
|
|---|
| 182 | RayInfo(VssRay *r,
|
|---|
| 183 | const float _min,
|
|---|
| 184 | const short _max
|
|---|
| 185 | ):mRay(r), mMaxT(_max) {
|
|---|
| 186 | SetMinT(_min);
|
|---|
| 187 | }
|
|---|
| 188 |
|
|---|
| 189 | friend bool operator<(const RayInfo &a, const RayInfo &b) {
|
|---|
| 190 | return a.mRay < b.mRay;
|
|---|
| 191 | }
|
|---|
| 192 |
|
|---|
| 193 |
|
|---|
| 194 | float ExtrapOrigin(const int axis) const {
|
|---|
| 195 | return mRay->GetOrigin(axis) + GetMinT()*mRay->GetDir(axis);
|
|---|
| 196 | }
|
|---|
| 197 |
|
|---|
| 198 | float ExtrapTermination(const int axis) const {
|
|---|
| 199 | return mRay->GetOrigin(axis) + GetMaxT()*mRay->GetDir(axis);
|
|---|
| 200 | }
|
|---|
| 201 |
|
|---|
| 202 | #if USE_FIXEDPOINT_T
|
|---|
| 203 | float GetMinT () const { return mMinT/(float)(FIXEDPOINT_ONE); }
|
|---|
| 204 | float GetMaxT () const { return mMaxT/(float)(FIXEDPOINT_ONE); }
|
|---|
| 205 |
|
|---|
| 206 | void SetMinT (const float t) {
|
|---|
| 207 | mMinT = (short) (t*(float)(FIXEDPOINT_ONE));
|
|---|
| 208 | }
|
|---|
| 209 |
|
|---|
| 210 | void SetMaxT (const float t) {
|
|---|
| 211 | mMaxT = (short) (t*(float)(FIXEDPOINT_ONE));
|
|---|
| 212 | mMaxT++;
|
|---|
| 213 | // if (mMaxT!=0xFFFF)
|
|---|
| 214 | // mMaxT++;
|
|---|
| 215 | }
|
|---|
| 216 | #else
|
|---|
| 217 | float GetMinT () const { return mMinT; }
|
|---|
| 218 | float GetMaxT () const { return mMaxT; }
|
|---|
| 219 |
|
|---|
| 220 | void SetMinT (const float t) { mMinT = t; }
|
|---|
| 221 | void SetMaxT (const float t) { mMaxT = t; }
|
|---|
| 222 | #endif
|
|---|
| 223 |
|
|---|
| 224 |
|
|---|
| 225 | int ComputeRayIntersection(const float axis,
|
|---|
| 226 | const float position,
|
|---|
| 227 | float &t
|
|---|
| 228 | ) const {
|
|---|
| 229 |
|
|---|
| 230 | // intersect the ray with the plane
|
|---|
| 231 | float denom = mRay->GetDir(axis);
|
|---|
| 232 |
|
|---|
| 233 | if (fabs(denom) < 1e-20)
|
|---|
| 234 | //if (denom == 0.0f)
|
|---|
| 235 | return (mRay->GetOrigin(axis) > position) ? 1 : -1;
|
|---|
| 236 |
|
|---|
| 237 | t = (position - mRay->GetOrigin(axis))/denom;
|
|---|
| 238 |
|
|---|
| 239 | if (t < GetMinT())
|
|---|
| 240 | return (denom > 0) ? 1 : -1;
|
|---|
| 241 |
|
|---|
| 242 | if (t > GetMaxT())
|
|---|
| 243 | return (denom > 0) ? -1 : 1;
|
|---|
| 244 |
|
|---|
| 245 | return 0;
|
|---|
| 246 | }
|
|---|
| 247 |
|
|---|
| 248 |
|
|---|
| 249 | };
|
|---|
| 250 |
|
|---|
| 251 |
|
|---|
| 252 | typedef vector<RayInfo> RayInfoContainer;
|
|---|
| 253 |
|
|---|
| 254 | enum { EInterior, ELeaf };
|
|---|
| 255 |
|
|---|
| 256 | /////////////////////////////////
|
|---|
| 257 | // The actual data goes here
|
|---|
| 258 |
|
|---|
| 259 | // link to the parent
|
|---|
| 260 | VspKdTreeInterior *parent;
|
|---|
| 261 |
|
|---|
| 262 | enum {SPLIT_X=0, SPLIT_Y, SPLIT_Z, SPLIT_DIRX, SPLIT_DIRY, SPLIT_DIRZ};
|
|---|
| 263 |
|
|---|
| 264 | // splitting axis
|
|---|
| 265 | char axis;
|
|---|
| 266 |
|
|---|
| 267 | // depth
|
|---|
| 268 | unsigned char depth;
|
|---|
| 269 |
|
|---|
| 270 | // short depth;
|
|---|
| 271 | //
|
|---|
| 272 | /////////////////////////////////
|
|---|
| 273 |
|
|---|
| 274 | inline VspKdTreeNode(VspKdTreeInterior *p);
|
|---|
| 275 |
|
|---|
| 276 |
|
|---|
| 277 | virtual ~VspKdTreeNode() {};
|
|---|
| 278 | virtual int Type() const = 0;
|
|---|
| 279 |
|
|---|
| 280 |
|
|---|
| 281 | bool IsLeaf() const { return axis == -1; }
|
|---|
| 282 |
|
|---|
| 283 | virtual void Print(ostream &s) const = 0;
|
|---|
| 284 |
|
|---|
| 285 | virtual int GetAccessTime() {
|
|---|
| 286 | return 0x7FFFFFF;
|
|---|
| 287 | }
|
|---|
| 288 |
|
|---|
| 289 |
|
|---|
| 290 |
|
|---|
| 291 | };
|
|---|
| 292 |
|
|---|
| 293 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 294 | // KD-tree node - interior node
|
|---|
| 295 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 296 | class VspKdTreeInterior :
|
|---|
| 297 | public VspKdTreeNode
|
|---|
| 298 | {
|
|---|
| 299 | public:
|
|---|
| 300 | // plane in local modelling coordinates
|
|---|
| 301 | float position;
|
|---|
| 302 |
|
|---|
| 303 | // pointers to children
|
|---|
| 304 | VspKdTreeNode *back, *front;
|
|---|
| 305 |
|
|---|
| 306 | // the bbox of the node
|
|---|
| 307 | AxisAlignedBox3 bbox;
|
|---|
| 308 |
|
|---|
| 309 | // the bbox of the node
|
|---|
| 310 | AxisAlignedBox3 dirBBox;
|
|---|
| 311 |
|
|---|
| 312 | // data for caching
|
|---|
| 313 | long accesses;
|
|---|
| 314 | long lastAccessTime;
|
|---|
| 315 |
|
|---|
| 316 | VspKdTreeInterior(VspKdTreeInterior *p):VspKdTreeNode(p),
|
|---|
| 317 | back(NULL),
|
|---|
| 318 | front(NULL),
|
|---|
| 319 | accesses(0),
|
|---|
| 320 | lastAccessTime(-1)
|
|---|
| 321 | { }
|
|---|
| 322 |
|
|---|
| 323 | virtual int GetAccessTime() {
|
|---|
| 324 | return lastAccessTime;
|
|---|
| 325 | }
|
|---|
| 326 |
|
|---|
| 327 | void SetupChildLinks(VspKdTreeNode *b, VspKdTreeNode *f) {
|
|---|
| 328 | back = b;
|
|---|
| 329 | front = f;
|
|---|
| 330 | b->parent = f->parent = this;
|
|---|
| 331 | }
|
|---|
| 332 |
|
|---|
| 333 | void ReplaceChildLink(VspKdTreeNode *oldChild, VspKdTreeNode *newChild) {
|
|---|
| 334 | if (back == oldChild)
|
|---|
| 335 | back = newChild;
|
|---|
| 336 | else
|
|---|
| 337 | front = newChild;
|
|---|
| 338 | }
|
|---|
| 339 |
|
|---|
| 340 | virtual int Type() const { return EInterior; }
|
|---|
| 341 |
|
|---|
| 342 | virtual ~VspKdTreeInterior() {
|
|---|
| 343 | if (back)
|
|---|
| 344 | delete back;
|
|---|
| 345 | if (front)
|
|---|
| 346 | delete front;
|
|---|
| 347 | }
|
|---|
| 348 |
|
|---|
| 349 | virtual void Print(ostream &s) const {
|
|---|
| 350 | if (axis == 0)
|
|---|
| 351 | s<<"x ";
|
|---|
| 352 | else
|
|---|
| 353 | if (axis == 1)
|
|---|
| 354 | s<<"y ";
|
|---|
| 355 | else
|
|---|
| 356 | s<<"z ";
|
|---|
| 357 | s<<position<<" ";
|
|---|
| 358 | back->Print(s);
|
|---|
| 359 | front->Print(s);
|
|---|
| 360 | }
|
|---|
| 361 |
|
|---|
| 362 |
|
|---|
| 363 |
|
|---|
| 364 | int ComputeRayIntersection(const RayInfo &rayData,
|
|---|
| 365 | float &t
|
|---|
| 366 | ) {
|
|---|
| 367 | return rayData.ComputeRayIntersection(axis, position, t);
|
|---|
| 368 | }
|
|---|
| 369 |
|
|---|
| 370 | };
|
|---|
| 371 |
|
|---|
| 372 |
|
|---|
| 373 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 374 | // KD-tree node - leaf node
|
|---|
| 375 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 376 | class VspKdTreeLeaf :
|
|---|
| 377 | public VspKdTreeNode
|
|---|
| 378 | {
|
|---|
| 379 | private:
|
|---|
| 380 | int mPvsSize;
|
|---|
| 381 | public:
|
|---|
| 382 | static int mailID;
|
|---|
| 383 | int mailbox;
|
|---|
| 384 |
|
|---|
| 385 | RayInfoContainer rays;
|
|---|
| 386 | bool mValidPvs;
|
|---|
| 387 |
|
|---|
| 388 | VspKdTreeLeaf(VspKdTreeInterior *p,
|
|---|
| 389 | const int nRays
|
|---|
| 390 | ):VspKdTreeNode(p), rays(), mPvsSize(0), mValidPvs(false) {
|
|---|
| 391 | rays.reserve(nRays);
|
|---|
| 392 | }
|
|---|
| 393 |
|
|---|
| 394 | virtual ~VspKdTreeLeaf() { }
|
|---|
| 395 |
|
|---|
| 396 | virtual int Type() const { return ELeaf; }
|
|---|
| 397 |
|
|---|
| 398 | virtual void Print(ostream &s) const {
|
|---|
| 399 | s<<endl<<"L: r="<<rays.size()<<endl;
|
|---|
| 400 | };
|
|---|
| 401 |
|
|---|
| 402 | void AddRay(const RayInfo &data) {
|
|---|
| 403 | mValidPvs = false;
|
|---|
| 404 | rays.push_back(data);
|
|---|
| 405 | data.mRay->Ref();
|
|---|
| 406 | }
|
|---|
| 407 |
|
|---|
| 408 | int GetPvsSize() const {
|
|---|
| 409 | return mPvsSize;
|
|---|
| 410 | }
|
|---|
| 411 | void SetPvsSize(const int s) {
|
|---|
| 412 | mPvsSize = s;
|
|---|
| 413 | }
|
|---|
| 414 |
|
|---|
| 415 | void
|
|---|
| 416 | UpdatePvsSize();
|
|---|
| 417 |
|
|---|
| 418 | void Mail() { mailbox = mailID; }
|
|---|
| 419 | static void NewMail() { mailID++; }
|
|---|
| 420 | bool Mailed() const { return mailbox == mailID; }
|
|---|
| 421 |
|
|---|
| 422 | bool Mailed(const int mail) {
|
|---|
| 423 | return mailbox >= mailID + mail;
|
|---|
| 424 | }
|
|---|
| 425 |
|
|---|
| 426 | float GetAvgRayContribution() const {
|
|---|
| 427 | return GetPvsSize()/((float)rays.size() + Limits::Small);
|
|---|
| 428 | }
|
|---|
| 429 |
|
|---|
| 430 | float GetSqrRayContribution() const {
|
|---|
| 431 | return sqr(GetPvsSize()/((float)rays.size() + Limits::Small));
|
|---|
| 432 | }
|
|---|
| 433 |
|
|---|
| 434 | };
|
|---|
| 435 |
|
|---|
| 436 | // Inline functions
|
|---|
| 437 | inline
|
|---|
| 438 | VspKdTreeNode::VspKdTreeNode(VspKdTreeInterior *p):
|
|---|
| 439 | parent(p), axis(-1), depth(p ? p->depth + 1 : 0) {}
|
|---|
| 440 |
|
|---|
| 441 |
|
|---|
| 442 |
|
|---|
| 443 | // ---------------------------------------------------------------
|
|---|
| 444 | // Main LSDS search class
|
|---|
| 445 | // ---------------------------------------------------------------
|
|---|
| 446 | class VspKdTree
|
|---|
| 447 | {
|
|---|
| 448 | struct TraversalData
|
|---|
| 449 | {
|
|---|
| 450 | VspKdTreeNode *node;
|
|---|
| 451 | AxisAlignedBox3 bbox;
|
|---|
| 452 | int depth;
|
|---|
| 453 | float priority;
|
|---|
| 454 |
|
|---|
| 455 | TraversalData() {}
|
|---|
| 456 |
|
|---|
| 457 | TraversalData(VspKdTreeNode *n, const float p):
|
|---|
| 458 | node(n), priority(p)
|
|---|
| 459 | {}
|
|---|
| 460 |
|
|---|
| 461 | TraversalData(VspKdTreeNode *n,
|
|---|
| 462 | const AxisAlignedBox3 &b,
|
|---|
| 463 | const int d):
|
|---|
| 464 | node(n), bbox(b), depth(d) {}
|
|---|
| 465 |
|
|---|
| 466 |
|
|---|
| 467 | // comparator for the
|
|---|
| 468 | struct less_priority : public
|
|---|
| 469 | binary_function<const TraversalData, const TraversalData, bool> {
|
|---|
| 470 |
|
|---|
| 471 | bool operator()(const TraversalData a, const TraversalData b) {
|
|---|
| 472 | return a.priority < b.priority;
|
|---|
| 473 | }
|
|---|
| 474 |
|
|---|
| 475 | };
|
|---|
| 476 |
|
|---|
| 477 | // ~TraversalData() {}
|
|---|
| 478 | // TraversalData(const TraversalData &s):node(s.node), bbox(s.bbox), depth(s.depth) {}
|
|---|
| 479 |
|
|---|
| 480 | friend bool operator<(const TraversalData &a,
|
|---|
| 481 | const TraversalData &b) {
|
|---|
| 482 | // return a.node->queries.size() < b.node->queries.size();
|
|---|
| 483 | VspKdTreeLeaf *leafa = (VspKdTreeLeaf *) a.node;
|
|---|
| 484 | VspKdTreeLeaf *leafb = (VspKdTreeLeaf *) b.node;
|
|---|
| 485 | #if 0
|
|---|
| 486 | return
|
|---|
| 487 | leafa->rays.size()*a.bbox.GetVolume()
|
|---|
| 488 | <
|
|---|
| 489 | leafb->rays.size()*b.bbox.GetVolume();
|
|---|
| 490 | #endif
|
|---|
| 491 | #if 1
|
|---|
| 492 | return
|
|---|
| 493 | leafa->GetPvsSize()*a.bbox.GetVolume()
|
|---|
| 494 | <
|
|---|
| 495 | leafb->GetPvsSize()*b.bbox.GetVolume();
|
|---|
| 496 | #endif
|
|---|
| 497 | #if 0
|
|---|
| 498 | return
|
|---|
| 499 | leafa->GetPvsSize()
|
|---|
| 500 | <
|
|---|
| 501 | leafb->GetPvsSize();
|
|---|
| 502 | #endif
|
|---|
| 503 | #if 0
|
|---|
| 504 | return
|
|---|
| 505 | leafa->GetPvsSize()/(leafa->rays.size()+1)
|
|---|
| 506 | >
|
|---|
| 507 | leafb->GetPvsSize()/(leafb->rays.size()+1);
|
|---|
| 508 | #endif
|
|---|
| 509 | #if 0
|
|---|
| 510 | return
|
|---|
| 511 | leafa->GetPvsSize()*leafa->rays.size()
|
|---|
| 512 | <
|
|---|
| 513 | leafb->GetPvsSize()*leafb->rays.size();
|
|---|
| 514 | #endif
|
|---|
| 515 | }
|
|---|
| 516 | };
|
|---|
| 517 |
|
|---|
| 518 | // simplified data for ray traversal only...
|
|---|
| 519 |
|
|---|
| 520 | struct RayTraversalData {
|
|---|
| 521 |
|
|---|
| 522 | VspKdTreeNode::RayInfo rayData;
|
|---|
| 523 | VspKdTreeNode *node;
|
|---|
| 524 |
|
|---|
| 525 | RayTraversalData() {}
|
|---|
| 526 | RayTraversalData(VspKdTreeNode *n,
|
|---|
| 527 | const VspKdTreeNode::RayInfo &data):
|
|---|
| 528 | rayData(data), node(n) {}
|
|---|
| 529 | };
|
|---|
| 530 |
|
|---|
| 531 | public:
|
|---|
| 532 | /////////////////////////////
|
|---|
| 533 | // The core pointer
|
|---|
| 534 | VspKdTreeNode *root;
|
|---|
| 535 |
|
|---|
| 536 | /////////////////////////////
|
|---|
| 537 | // Basic properties
|
|---|
| 538 |
|
|---|
| 539 | // total number of nodes of the tree
|
|---|
| 540 | int nodes;
|
|---|
| 541 | // axis aligned bounding box of the scene
|
|---|
| 542 | AxisAlignedBox3 bbox;
|
|---|
| 543 |
|
|---|
| 544 | // axis aligned bounding box of directions
|
|---|
| 545 | AxisAlignedBox3 dirBBox;
|
|---|
| 546 |
|
|---|
| 547 | /////////////////////////////
|
|---|
| 548 | // Construction parameters
|
|---|
| 549 |
|
|---|
| 550 | // epsilon used for the construction
|
|---|
| 551 | float epsilon;
|
|---|
| 552 |
|
|---|
| 553 | // ratio between traversal and intersection costs
|
|---|
| 554 | float ct_div_ci;
|
|---|
| 555 | // max depth of the tree
|
|---|
| 556 | int termMaxDepth;
|
|---|
| 557 | // minimal ratio of the volume of the cell and the query volume
|
|---|
| 558 | float termMinSize;
|
|---|
| 559 |
|
|---|
| 560 | // minimal pvs per node to still get subdivided
|
|---|
| 561 | int termMinPvs;
|
|---|
| 562 |
|
|---|
| 563 | // minimal ray number per node to still get subdivided
|
|---|
| 564 | int termMinRays;
|
|---|
| 565 |
|
|---|
| 566 | // maximal cost ration to subdivide a node
|
|---|
| 567 | float termMaxCostRatio;
|
|---|
| 568 |
|
|---|
| 569 | // maximal contribution per ray to subdivide the node
|
|---|
| 570 | float termMaxRayContribution;
|
|---|
| 571 |
|
|---|
| 572 |
|
|---|
| 573 | // randomized construction
|
|---|
| 574 | bool randomize;
|
|---|
| 575 |
|
|---|
| 576 | // type of the splitting to use fo rthe tree construction
|
|---|
| 577 | enum {ESplitRegular, ESplitHeuristic };
|
|---|
| 578 | int splitType;
|
|---|
| 579 |
|
|---|
| 580 | // maximal size of the box on which the refdir splitting can be performed
|
|---|
| 581 | // (relative to the scene bbox
|
|---|
| 582 | float refDirBoxMaxSize;
|
|---|
| 583 |
|
|---|
| 584 | // maximum alovable memory in MB
|
|---|
| 585 | float maxTotalMemory;
|
|---|
| 586 |
|
|---|
| 587 | // maximum alovable memory for static kd tree in MB
|
|---|
| 588 | float maxStaticMemory;
|
|---|
| 589 |
|
|---|
| 590 | // this is used during the construction depending
|
|---|
| 591 | // on the type of the tree and queries...
|
|---|
| 592 | float maxMemory;
|
|---|
| 593 |
|
|---|
| 594 |
|
|---|
| 595 | // minimal acess time for collapse
|
|---|
| 596 | int accessTimeThreshold;
|
|---|
| 597 |
|
|---|
| 598 | // minimal depth at which to perform collapse
|
|---|
| 599 | int minCollapseDepth;
|
|---|
| 600 |
|
|---|
| 601 |
|
|---|
| 602 | // reusable array of split candidates
|
|---|
| 603 | vector<SortableEntry> *splitCandidates;
|
|---|
| 604 | /////////////////////////////
|
|---|
| 605 |
|
|---|
| 606 | VspKdStatistics stat;
|
|---|
| 607 |
|
|---|
| 608 |
|
|---|
| 609 | VspKdTree();
|
|---|
| 610 | virtual ~VspKdTree();
|
|---|
| 611 |
|
|---|
| 612 | virtual void
|
|---|
| 613 | Construct(
|
|---|
| 614 | VssRayContainer &rays,
|
|---|
| 615 | AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox = NULL
|
|---|
| 616 | );
|
|---|
| 617 |
|
|---|
| 618 | // incemental construction
|
|---|
| 619 | virtual void UpdateRays(VssRayContainer &remove,
|
|---|
| 620 | VssRayContainer &add
|
|---|
| 621 | );
|
|---|
| 622 |
|
|---|
| 623 | virtual void AddRays(
|
|---|
| 624 | VssRayContainer &add
|
|---|
| 625 | )
|
|---|
| 626 | {
|
|---|
| 627 | VssRayContainer remove;
|
|---|
| 628 | UpdateRays(remove, add);
|
|---|
| 629 | }
|
|---|
| 630 |
|
|---|
| 631 |
|
|---|
| 632 |
|
|---|
| 633 | VspKdTreeNode *
|
|---|
| 634 | Locate(const Vector3 &v);
|
|---|
| 635 |
|
|---|
| 636 | VspKdTreeNode *
|
|---|
| 637 | SubdivideNode(VspKdTreeLeaf *leaf,
|
|---|
| 638 | const AxisAlignedBox3 &box,
|
|---|
| 639 | AxisAlignedBox3 &backBox,
|
|---|
| 640 | AxisAlignedBox3 &frontBox
|
|---|
| 641 | );
|
|---|
| 642 |
|
|---|
| 643 | VspKdTreeNode *
|
|---|
| 644 | Subdivide(const TraversalData &tdata);
|
|---|
| 645 |
|
|---|
| 646 | int
|
|---|
| 647 | SelectPlane(VspKdTreeLeaf *leaf,
|
|---|
| 648 | const AxisAlignedBox3 &box,
|
|---|
| 649 | float &position,
|
|---|
| 650 | int &raysBack,
|
|---|
| 651 | int &raysFront,
|
|---|
| 652 | int &pvsBack,
|
|---|
| 653 | int &pvsFront
|
|---|
| 654 | );
|
|---|
| 655 |
|
|---|
| 656 | void
|
|---|
| 657 | SortSplitCandidates(
|
|---|
| 658 | VspKdTreeLeaf *node,
|
|---|
| 659 | const int axis
|
|---|
| 660 | );
|
|---|
| 661 |
|
|---|
| 662 |
|
|---|
| 663 | // return memory usage in MB
|
|---|
| 664 | float GetMemUsage() const {
|
|---|
| 665 | return
|
|---|
| 666 | (sizeof(VspKdTree) +
|
|---|
| 667 | stat.Leaves()*sizeof(VspKdTreeLeaf) +
|
|---|
| 668 | stat.Interior()*sizeof(VspKdTreeInterior) +
|
|---|
| 669 | stat.rayRefs*sizeof(VspKdTreeNode::RayInfo))/(1024.0f*1024.0f);
|
|---|
| 670 | }
|
|---|
| 671 |
|
|---|
| 672 | float GetRayMemUsage() const {
|
|---|
| 673 | return
|
|---|
| 674 | stat.rays*(sizeof(VssRay))/(1024.0f*1024.0f);
|
|---|
| 675 | }
|
|---|
| 676 |
|
|---|
| 677 | float
|
|---|
| 678 | BestCostRatioHeuristic(
|
|---|
| 679 | VspKdTreeLeaf *node,
|
|---|
| 680 | int &axis,
|
|---|
| 681 | float &position,
|
|---|
| 682 | int &raysBack,
|
|---|
| 683 | int &raysFront,
|
|---|
| 684 | int &pvsBack,
|
|---|
| 685 | int &pvsFront
|
|---|
| 686 | );
|
|---|
| 687 |
|
|---|
| 688 | float
|
|---|
| 689 | BestCostRatioRegular(
|
|---|
| 690 | VspKdTreeLeaf *node,
|
|---|
| 691 | int &axis,
|
|---|
| 692 | float &position,
|
|---|
| 693 | int &raysBack,
|
|---|
| 694 | int &raysFront,
|
|---|
| 695 | int &pvsBack,
|
|---|
| 696 | int &pvsFront
|
|---|
| 697 |
|
|---|
| 698 | );
|
|---|
| 699 |
|
|---|
| 700 | float
|
|---|
| 701 | EvalCostRatio(
|
|---|
| 702 | VspKdTreeLeaf *node,
|
|---|
| 703 | const int axis,
|
|---|
| 704 | const float position,
|
|---|
| 705 | int &raysBack,
|
|---|
| 706 | int &raysFront,
|
|---|
| 707 | int &pvsBack,
|
|---|
| 708 | int &pvsFront
|
|---|
| 709 | );
|
|---|
| 710 |
|
|---|
| 711 | AxisAlignedBox3 GetBBox(const VspKdTreeNode *node) {
|
|---|
| 712 | if (node->parent == NULL)
|
|---|
| 713 | return bbox;
|
|---|
| 714 |
|
|---|
| 715 | if (!node->IsLeaf())
|
|---|
| 716 | return ((VspKdTreeInterior *)node)->bbox;
|
|---|
| 717 |
|
|---|
| 718 | if (node->parent->axis >= 3)
|
|---|
| 719 | return node->parent->bbox;
|
|---|
| 720 |
|
|---|
| 721 | AxisAlignedBox3 box(node->parent->bbox);
|
|---|
| 722 | if (node->parent->front == node)
|
|---|
| 723 | box.SetMin(node->parent->axis, node->parent->position);
|
|---|
| 724 | else
|
|---|
| 725 | box.SetMax(node->parent->axis, node->parent->position);
|
|---|
| 726 | return box;
|
|---|
| 727 | }
|
|---|
| 728 |
|
|---|
| 729 | AxisAlignedBox3 GetDirBBox(const VspKdTreeNode *node) {
|
|---|
| 730 |
|
|---|
| 731 | if (node->parent == NULL)
|
|---|
| 732 | return dirBBox;
|
|---|
| 733 |
|
|---|
| 734 | if (!node->IsLeaf() )
|
|---|
| 735 | return ((VspKdTreeInterior *)node)->dirBBox;
|
|---|
| 736 |
|
|---|
| 737 | if (node->parent->axis < 3)
|
|---|
| 738 | return node->parent->dirBBox;
|
|---|
| 739 |
|
|---|
| 740 | AxisAlignedBox3 dBBox(node->parent->dirBBox);
|
|---|
| 741 |
|
|---|
| 742 | if (node->parent->front == node)
|
|---|
| 743 | dBBox.SetMin(node->parent->axis - 3, node->parent->position);
|
|---|
| 744 | else
|
|---|
| 745 | dBBox.SetMax(node->parent->axis - 3, node->parent->position);
|
|---|
| 746 | return dBBox;
|
|---|
| 747 | }
|
|---|
| 748 |
|
|---|
| 749 | int
|
|---|
| 750 | ReleaseMemory(const int time);
|
|---|
| 751 |
|
|---|
| 752 | int
|
|---|
| 753 | CollapseSubtree(VspKdTreeNode *node, const int time);
|
|---|
| 754 |
|
|---|
| 755 | void
|
|---|
| 756 | CountAccess(VspKdTreeInterior *node, const long time) {
|
|---|
| 757 | node->accesses++;
|
|---|
| 758 | node->lastAccessTime = time;
|
|---|
| 759 | }
|
|---|
| 760 |
|
|---|
| 761 | VspKdTreeNode *
|
|---|
| 762 | SubdivideLeaf(
|
|---|
| 763 | VspKdTreeLeaf *leaf,
|
|---|
| 764 | const float SAThreshold
|
|---|
| 765 | );
|
|---|
| 766 |
|
|---|
| 767 | void
|
|---|
| 768 | RemoveRay(VssRay *ray,
|
|---|
| 769 | vector<VspKdTreeLeaf *> *affectedLeaves,
|
|---|
| 770 | const bool removeAllScheduledRays
|
|---|
| 771 | );
|
|---|
| 772 |
|
|---|
| 773 | void
|
|---|
| 774 | AddRay(VssRay *ray);
|
|---|
| 775 |
|
|---|
| 776 | void
|
|---|
| 777 | TraverseInternalNode(
|
|---|
| 778 | RayTraversalData &data,
|
|---|
| 779 | stack<RayTraversalData> &tstack);
|
|---|
| 780 |
|
|---|
| 781 | void
|
|---|
| 782 | EvaluateLeafStats(const TraversalData &data);
|
|---|
| 783 |
|
|---|
| 784 |
|
|---|
| 785 | int
|
|---|
| 786 | GetRootPvsSize() const {
|
|---|
| 787 | return GetPvsSize(root, bbox);
|
|---|
| 788 | }
|
|---|
| 789 |
|
|---|
| 790 | int
|
|---|
| 791 | GetPvsSize(VspKdTreeNode *node, const AxisAlignedBox3 &box) const;
|
|---|
| 792 |
|
|---|
| 793 | void
|
|---|
| 794 | GetRayContributionStatistics(
|
|---|
| 795 | float &minRayContribution,
|
|---|
| 796 | float &maxRayContribution,
|
|---|
| 797 | float &avgRayContribution
|
|---|
| 798 | );
|
|---|
| 799 |
|
|---|
| 800 | int
|
|---|
| 801 | GenerateRays(const float ratioPerLeaf,
|
|---|
| 802 | SimpleRayContainer &rays);
|
|---|
| 803 |
|
|---|
| 804 | float
|
|---|
| 805 | GetAvgPvsSize();
|
|---|
| 806 |
|
|---|
| 807 | };
|
|---|
| 808 |
|
|---|
| 809 |
|
|---|
| 810 | #endif // __LSDS_KDTREE_H__
|
|---|
| 811 |
|
|---|
![(please configure the [header_logo] section in trac.ini)](/trac/gametools/chrome/site/your_project_logo.png){kind=logo}
