| 1 | // ================================================================
|
|---|
| 2 | // $Id$
|
|---|
| 3 | // ****************************************************************
|
|---|
| 4 | //
|
|---|
| 5 | // Initial coding by
|
|---|
| 6 | /**
|
|---|
| 7 | @author Jiri Bittner
|
|---|
| 8 | */
|
|---|
| 9 |
|
|---|
| 10 | #ifndef __VSSTREE_H__
|
|---|
| 11 | #define __VSSTREE_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 VssStatistics :
|
|---|
| 37 | public StatisticsBase
|
|---|
| 38 | {
|
|---|
| 39 | public:
|
|---|
| 40 | // total number of nodes
|
|---|
| 41 | int nodes;
|
|---|
| 42 | // number of splits along each of the axes
|
|---|
| 43 | int splits[7];
|
|---|
| 44 | // totals number of rays
|
|---|
| 45 | int rays;
|
|---|
| 46 | // initial size of the pvs
|
|---|
| 47 | int initialPvsSize;
|
|---|
| 48 | // total number of query domains
|
|---|
| 49 | int queryDomains;
|
|---|
| 50 | // total number of ray references
|
|---|
| 51 | int rayRefs;
|
|---|
| 52 |
|
|---|
| 53 | // max depth nodes
|
|---|
| 54 | int maxDepthNodes;
|
|---|
| 55 | // max depth nodes
|
|---|
| 56 | int minPvsNodes;
|
|---|
| 57 | int minRaysNodes;
|
|---|
| 58 | // max ray contribution nodes
|
|---|
| 59 | int maxRayContribNodes;
|
|---|
| 60 | // max depth nodes
|
|---|
| 61 | int minSizeNodes;
|
|---|
| 62 | int maxCostRatioNodes;
|
|---|
| 63 |
|
|---|
| 64 | // max number of rays per node
|
|---|
| 65 | int maxRayRefs;
|
|---|
| 66 | // number of dynamically added ray refs
|
|---|
| 67 | int addedRayRefs;
|
|---|
| 68 | // number of dynamically removed ray refs
|
|---|
| 69 | int removedRayRefs;
|
|---|
| 70 |
|
|---|
| 71 | // Constructor
|
|---|
| 72 | VssStatistics() {
|
|---|
| 73 | Reset();
|
|---|
| 74 | }
|
|---|
| 75 |
|
|---|
| 76 | int Nodes() const {return nodes;}
|
|---|
| 77 | int Interior() const { return nodes/2; }
|
|---|
| 78 | int Leaves() const { return (nodes/2) + 1; }
|
|---|
| 79 |
|
|---|
| 80 | void Reset() {
|
|---|
| 81 | nodes = 0;
|
|---|
| 82 | for (int i=0; i<7; i++)
|
|---|
| 83 | splits[i] = 0;
|
|---|
| 84 | rays = queryDomains = 0;
|
|---|
| 85 | rayRefs = 0;
|
|---|
| 86 | maxDepthNodes = 0;
|
|---|
| 87 | minPvsNodes = 0;
|
|---|
| 88 | minRaysNodes = 0;
|
|---|
| 89 | maxRayRefs = 0;
|
|---|
| 90 | addedRayRefs = removedRayRefs = 0;
|
|---|
| 91 | initialPvsSize = 0;
|
|---|
| 92 | maxRayContribNodes = 0;
|
|---|
| 93 | minSizeNodes = 0;
|
|---|
| 94 | maxCostRatioNodes = 0;
|
|---|
| 95 | }
|
|---|
| 96 |
|
|---|
| 97 |
|
|---|
| 98 | void
|
|---|
| 99 | Print(ostream &app) const;
|
|---|
| 100 |
|
|---|
| 101 | friend ostream &operator<<(ostream &s, const VssStatistics &stat) {
|
|---|
| 102 | stat.Print(s);
|
|---|
| 103 | return s;
|
|---|
| 104 | }
|
|---|
| 105 |
|
|---|
| 106 | };
|
|---|
| 107 |
|
|---|
| 108 |
|
|---|
| 109 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 110 | // For sorting rays
|
|---|
| 111 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 112 | struct SortableEntry
|
|---|
| 113 | {
|
|---|
| 114 | enum EType {
|
|---|
| 115 | ERayMin,
|
|---|
| 116 | ERayMax
|
|---|
| 117 | };
|
|---|
| 118 |
|
|---|
| 119 | int type;
|
|---|
| 120 | float value;
|
|---|
| 121 | void *data;
|
|---|
| 122 |
|
|---|
| 123 | SortableEntry() {}
|
|---|
| 124 | SortableEntry(const int t, const float v, void *d):type(t),
|
|---|
| 125 | value(v),
|
|---|
| 126 | data(d) {}
|
|---|
| 127 |
|
|---|
| 128 | friend bool operator<(const SortableEntry &a, const SortableEntry &b) {
|
|---|
| 129 | return a.value < b.value;
|
|---|
| 130 | }
|
|---|
| 131 | };
|
|---|
| 132 |
|
|---|
| 133 |
|
|---|
| 134 | class VssTreeInterior;
|
|---|
| 135 |
|
|---|
| 136 |
|
|---|
| 137 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 138 | // KD-tree node - abstract class
|
|---|
| 139 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 140 | class VssTreeNode
|
|---|
| 141 | {
|
|---|
| 142 | public:
|
|---|
| 143 |
|
|---|
| 144 | #define USE_FIXEDPOINT_T 0
|
|---|
| 145 |
|
|---|
| 146 | struct RayInfo
|
|---|
| 147 | {
|
|---|
| 148 | // pointer to the actual ray
|
|---|
| 149 | VssRay *mRay;
|
|---|
| 150 |
|
|---|
| 151 | // endpoints - do we need them?
|
|---|
| 152 | #if USE_FIXEDPOINT_T
|
|---|
| 153 | short mMinT, mMaxT;
|
|---|
| 154 | #else
|
|---|
| 155 | float mMinT, mMaxT;
|
|---|
| 156 | #endif
|
|---|
| 157 |
|
|---|
| 158 | RayInfo():mRay(NULL) {}
|
|---|
| 159 |
|
|---|
| 160 | RayInfo(VssRay *r):mRay(r), mMinT(0),
|
|---|
| 161 | #if USE_FIXEDPOINT_T
|
|---|
| 162 | #define FIXEDPOINT_ONE 0x7FFE
|
|---|
| 163 | // mMaxT(0xFFFF)
|
|---|
| 164 | mMaxT(FIXEDPOINT_ONE)
|
|---|
| 165 | #else
|
|---|
| 166 | mMaxT(1.0f)
|
|---|
| 167 | #endif
|
|---|
| 168 | {}
|
|---|
| 169 |
|
|---|
| 170 | RayInfo(VssRay *r,
|
|---|
| 171 | const float _min,
|
|---|
| 172 | const float _max
|
|---|
| 173 | ):mRay(r) {
|
|---|
| 174 | SetMinT(_min);
|
|---|
| 175 | SetMaxT(_max);
|
|---|
| 176 | }
|
|---|
| 177 |
|
|---|
| 178 | RayInfo(VssRay *r,
|
|---|
| 179 | const short _min,
|
|---|
| 180 | const float _max
|
|---|
| 181 | ):mRay(r), mMinT(_min) {
|
|---|
| 182 | SetMaxT(_max);
|
|---|
| 183 | }
|
|---|
| 184 |
|
|---|
| 185 | RayInfo(VssRay *r,
|
|---|
| 186 | const float _min,
|
|---|
| 187 | const short _max
|
|---|
| 188 | ):mRay(r), mMaxT(_max) {
|
|---|
| 189 | SetMinT(_min);
|
|---|
| 190 | }
|
|---|
| 191 |
|
|---|
| 192 | enum {
|
|---|
| 193 | SOURCE_RAY = 0,
|
|---|
| 194 | TERMINATION_RAY,
|
|---|
| 195 | PASSING_RAY,
|
|---|
| 196 | CONTAINED_RAY
|
|---|
| 197 | };
|
|---|
| 198 |
|
|---|
| 199 | int GetRayClass() const {
|
|---|
| 200 |
|
|---|
| 201 | bool startsBefore = GetMinT() > 0.0f;
|
|---|
| 202 | bool terminatesAfter = GetMaxT() < 1.0f;
|
|---|
| 203 |
|
|---|
| 204 | if (startsBefore && terminatesAfter)
|
|---|
| 205 | return PASSING_RAY;
|
|---|
| 206 |
|
|---|
| 207 | if (!startsBefore && !terminatesAfter)
|
|---|
| 208 | return CONTAINED_RAY;
|
|---|
| 209 |
|
|---|
| 210 | if (!startsBefore)
|
|---|
| 211 | return SOURCE_RAY;
|
|---|
| 212 |
|
|---|
| 213 | return TERMINATION_RAY;
|
|---|
| 214 | }
|
|---|
| 215 |
|
|---|
| 216 | friend bool operator<(const RayInfo &a, const RayInfo &b) {
|
|---|
| 217 | return a.mRay < b.mRay;
|
|---|
| 218 | }
|
|---|
| 219 |
|
|---|
| 220 |
|
|---|
| 221 | float ExtrapOrigin(const int axis) const {
|
|---|
| 222 | return mRay->GetOrigin(axis) + GetMinT()*mRay->GetDir(axis);
|
|---|
| 223 | }
|
|---|
| 224 |
|
|---|
| 225 | float ExtrapTermination(const int axis) const {
|
|---|
| 226 | return mRay->GetOrigin(axis) + GetMaxT()*mRay->GetDir(axis);
|
|---|
| 227 | }
|
|---|
| 228 |
|
|---|
| 229 | Vector3 Extrap(const float t) const {
|
|---|
| 230 | return mRay->Extrap(t);
|
|---|
| 231 | }
|
|---|
| 232 |
|
|---|
| 233 | #if USE_FIXEDPOINT_T
|
|---|
| 234 | float GetMinT () const { return mMinT/(float)(FIXEDPOINT_ONE); }
|
|---|
| 235 | float GetMaxT () const { return mMaxT/(float)(FIXEDPOINT_ONE); }
|
|---|
| 236 |
|
|---|
| 237 | void SetMinT (const float t) {
|
|---|
| 238 | mMinT = (short) (t*(float)(FIXEDPOINT_ONE));
|
|---|
| 239 | }
|
|---|
| 240 |
|
|---|
| 241 | void SetMaxT (const float t) {
|
|---|
| 242 | mMaxT = (short) (t*(float)(FIXEDPOINT_ONE));
|
|---|
| 243 | mMaxT++;
|
|---|
| 244 | // if (mMaxT!=0xFFFF)
|
|---|
| 245 | // mMaxT++;
|
|---|
| 246 | }
|
|---|
| 247 | #else
|
|---|
| 248 | float GetMinT () const { return mMinT; }
|
|---|
| 249 | float GetMaxT () const { return mMaxT; }
|
|---|
| 250 |
|
|---|
| 251 | void SetMinT (const float t) { mMinT = t; }
|
|---|
| 252 | void SetMaxT (const float t) { mMaxT = t; }
|
|---|
| 253 | #endif
|
|---|
| 254 |
|
|---|
| 255 |
|
|---|
| 256 | int ComputeRayIntersection(const int axis,
|
|---|
| 257 | const float position,
|
|---|
| 258 | float &t
|
|---|
| 259 | ) const {
|
|---|
| 260 |
|
|---|
| 261 | // intersect the ray with the plane
|
|---|
| 262 | float denom = mRay->GetDir(axis);
|
|---|
| 263 |
|
|---|
| 264 | if (fabs(denom) < 1e-20)
|
|---|
| 265 | //if (denom == 0.0f)
|
|---|
| 266 | return (mRay->GetOrigin(axis) > position) ? 1 : -1;
|
|---|
| 267 |
|
|---|
| 268 | t = (position - mRay->GetOrigin(axis))/denom;
|
|---|
| 269 |
|
|---|
| 270 | if (t < GetMinT())
|
|---|
| 271 | return (denom > 0) ? 1 : -1;
|
|---|
| 272 |
|
|---|
| 273 | if (t > GetMaxT())
|
|---|
| 274 | return (denom > 0) ? -1 : 1;
|
|---|
| 275 |
|
|---|
| 276 | return 0;
|
|---|
| 277 | }
|
|---|
| 278 |
|
|---|
| 279 |
|
|---|
| 280 | };
|
|---|
| 281 |
|
|---|
| 282 |
|
|---|
| 283 | typedef vector<RayInfo> RayInfoContainer;
|
|---|
| 284 |
|
|---|
| 285 | enum { EInterior, ELeaf };
|
|---|
| 286 |
|
|---|
| 287 | /////////////////////////////////
|
|---|
| 288 | // The actual data goes here
|
|---|
| 289 |
|
|---|
| 290 | // link to the parent
|
|---|
| 291 | VssTreeInterior *parent;
|
|---|
| 292 |
|
|---|
| 293 | enum {SPLIT_X=0, SPLIT_Y, SPLIT_Z, SPLIT_DIRX, SPLIT_DIRY, SPLIT_DIRZ};
|
|---|
| 294 |
|
|---|
| 295 | // splitting axis
|
|---|
| 296 | char axis;
|
|---|
| 297 |
|
|---|
| 298 | // depth
|
|---|
| 299 | unsigned char depth;
|
|---|
| 300 |
|
|---|
| 301 | // short depth;
|
|---|
| 302 | //
|
|---|
| 303 | /////////////////////////////////
|
|---|
| 304 |
|
|---|
| 305 | inline VssTreeNode(VssTreeInterior *p);
|
|---|
| 306 |
|
|---|
| 307 |
|
|---|
| 308 | virtual ~VssTreeNode() {};
|
|---|
| 309 | virtual int Type() const = 0;
|
|---|
| 310 |
|
|---|
| 311 |
|
|---|
| 312 | bool IsLeaf() const { return axis == -1; }
|
|---|
| 313 |
|
|---|
| 314 | virtual void Print(ostream &s) const = 0;
|
|---|
| 315 |
|
|---|
| 316 | virtual int GetAccessTime() {
|
|---|
| 317 | return 0x7FFFFFF;
|
|---|
| 318 | }
|
|---|
| 319 |
|
|---|
| 320 |
|
|---|
| 321 |
|
|---|
| 322 | };
|
|---|
| 323 |
|
|---|
| 324 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 325 | // KD-tree node - interior node
|
|---|
| 326 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 327 | class VssTreeInterior :
|
|---|
| 328 | public VssTreeNode
|
|---|
| 329 | {
|
|---|
| 330 | public:
|
|---|
| 331 | // plane in local modelling coordinates
|
|---|
| 332 | float position;
|
|---|
| 333 |
|
|---|
| 334 | // pointers to children
|
|---|
| 335 | VssTreeNode *back, *front;
|
|---|
| 336 |
|
|---|
| 337 | // the bbox of the node
|
|---|
| 338 | AxisAlignedBox3 bbox;
|
|---|
| 339 |
|
|---|
| 340 | // the bbox of the node
|
|---|
| 341 | AxisAlignedBox3 dirBBox;
|
|---|
| 342 |
|
|---|
| 343 | // data for caching
|
|---|
| 344 | long accesses;
|
|---|
| 345 | long lastAccessTime;
|
|---|
| 346 |
|
|---|
| 347 | VssTreeInterior(VssTreeInterior *p):VssTreeNode(p),
|
|---|
| 348 | back(NULL),
|
|---|
| 349 | front(NULL),
|
|---|
| 350 | accesses(0),
|
|---|
| 351 | lastAccessTime(-1)
|
|---|
| 352 | { }
|
|---|
| 353 |
|
|---|
| 354 | virtual int GetAccessTime() {
|
|---|
| 355 | return lastAccessTime;
|
|---|
| 356 | }
|
|---|
| 357 |
|
|---|
| 358 | void SetupChildLinks(VssTreeNode *b, VssTreeNode *f) {
|
|---|
| 359 | back = b;
|
|---|
| 360 | front = f;
|
|---|
| 361 | b->parent = f->parent = this;
|
|---|
| 362 | }
|
|---|
| 363 |
|
|---|
| 364 | void ReplaceChildLink(VssTreeNode *oldChild, VssTreeNode *newChild) {
|
|---|
| 365 | if (back == oldChild)
|
|---|
| 366 | back = newChild;
|
|---|
| 367 | else
|
|---|
| 368 | front = newChild;
|
|---|
| 369 | }
|
|---|
| 370 |
|
|---|
| 371 | virtual int Type() const { return EInterior; }
|
|---|
| 372 |
|
|---|
| 373 | virtual ~VssTreeInterior() {
|
|---|
| 374 | if (back)
|
|---|
| 375 | delete back;
|
|---|
| 376 | if (front)
|
|---|
| 377 | delete front;
|
|---|
| 378 | }
|
|---|
| 379 |
|
|---|
| 380 | virtual void Print(ostream &s) const {
|
|---|
| 381 | if (axis == 0)
|
|---|
| 382 | s<<"x ";
|
|---|
| 383 | else
|
|---|
| 384 | if (axis == 1)
|
|---|
| 385 | s<<"y ";
|
|---|
| 386 | else
|
|---|
| 387 | s<<"z ";
|
|---|
| 388 | s<<position<<" ";
|
|---|
| 389 | back->Print(s);
|
|---|
| 390 | front->Print(s);
|
|---|
| 391 | }
|
|---|
| 392 |
|
|---|
| 393 |
|
|---|
| 394 |
|
|---|
| 395 | int ComputeRayIntersection(const RayInfo &rayData,
|
|---|
| 396 | float &t
|
|---|
| 397 | ) {
|
|---|
| 398 | return rayData.ComputeRayIntersection(axis, position, t);
|
|---|
| 399 | }
|
|---|
| 400 |
|
|---|
| 401 | };
|
|---|
| 402 |
|
|---|
| 403 |
|
|---|
| 404 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 405 | // KD-tree node - leaf node
|
|---|
| 406 | // --------------------------------------------------------------
|
|---|
| 407 | class VssTreeLeaf :
|
|---|
| 408 | public VssTreeNode
|
|---|
| 409 | {
|
|---|
| 410 | private:
|
|---|
| 411 | int mPvsSize;
|
|---|
| 412 | public:
|
|---|
| 413 | static int mailID;
|
|---|
| 414 | int mailbox;
|
|---|
| 415 |
|
|---|
| 416 | RayInfoContainer rays;
|
|---|
| 417 | int mPassingRays;
|
|---|
| 418 |
|
|---|
| 419 | bool mValidPvs;
|
|---|
| 420 |
|
|---|
| 421 |
|
|---|
| 422 |
|
|---|
| 423 | VssTreeLeaf(VssTreeInterior *p,
|
|---|
| 424 | const int nRays
|
|---|
| 425 | ):VssTreeNode(p), rays(), mPvsSize(0), mPassingRays(0), mValidPvs(false) {
|
|---|
| 426 | rays.reserve(nRays);
|
|---|
| 427 | }
|
|---|
| 428 |
|
|---|
| 429 | virtual ~VssTreeLeaf() { }
|
|---|
| 430 |
|
|---|
| 431 | virtual int Type() const { return ELeaf; }
|
|---|
| 432 |
|
|---|
| 433 | virtual void Print(ostream &s) const {
|
|---|
| 434 | s<<endl<<"L: r="<<rays.size()<<endl;
|
|---|
| 435 | };
|
|---|
| 436 |
|
|---|
| 437 | void AddRay(const RayInfo &data) {
|
|---|
| 438 | mValidPvs = false;
|
|---|
| 439 | rays.push_back(data);
|
|---|
| 440 | data.mRay->Ref();
|
|---|
| 441 | if (data.GetRayClass() == RayInfo::PASSING_RAY)
|
|---|
| 442 | mPassingRays++;
|
|---|
| 443 | }
|
|---|
| 444 |
|
|---|
| 445 | int GetPvsSize() const {
|
|---|
| 446 | return mPvsSize;
|
|---|
| 447 | }
|
|---|
| 448 | void SetPvsSize(const int s) {
|
|---|
| 449 | mPvsSize = s;
|
|---|
| 450 | mValidPvs = true;
|
|---|
| 451 | }
|
|---|
| 452 |
|
|---|
| 453 | void
|
|---|
| 454 | UpdatePvsSize();
|
|---|
| 455 |
|
|---|
| 456 | void Mail() { mailbox = mailID; }
|
|---|
| 457 | static void NewMail() { mailID++; }
|
|---|
| 458 | bool Mailed() const { return mailbox == mailID; }
|
|---|
| 459 |
|
|---|
| 460 | bool Mailed(const int mail) {
|
|---|
| 461 | return mailbox >= mailID + mail;
|
|---|
| 462 | }
|
|---|
| 463 |
|
|---|
| 464 | float GetAvgRayContribution() const {
|
|---|
| 465 | return GetPvsSize()/((float)rays.size() + Limits::Small);
|
|---|
| 466 | }
|
|---|
| 467 |
|
|---|
| 468 | float GetSqrRayContribution() const {
|
|---|
| 469 | return sqr(GetPvsSize()/((float)rays.size() + Limits::Small));
|
|---|
| 470 | }
|
|---|
| 471 |
|
|---|
| 472 | // comparator for the
|
|---|
| 473 | struct less_contribution : public
|
|---|
| 474 | binary_function<const VssTreeLeaf *, const VssTreeLeaf *, bool> {
|
|---|
| 475 |
|
|---|
| 476 | bool operator()(const VssTreeLeaf * a, const VssTreeLeaf *b) {
|
|---|
| 477 | return a->GetAvgRayContribution() < b->GetAvgRayContribution();
|
|---|
| 478 | }
|
|---|
| 479 | };
|
|---|
| 480 |
|
|---|
| 481 | struct greater_contribution : public
|
|---|
| 482 | binary_function<const VssTreeLeaf *, const VssTreeLeaf *, bool> {
|
|---|
| 483 |
|
|---|
| 484 | bool operator()(const VssTreeLeaf * a, const VssTreeLeaf *b) {
|
|---|
| 485 | return a->GetAvgRayContribution() > b->GetAvgRayContribution();
|
|---|
| 486 | }
|
|---|
| 487 | };
|
|---|
| 488 |
|
|---|
| 489 | friend bool GreaterContribution(const VssTreeLeaf * a, const VssTreeLeaf *b) {
|
|---|
| 490 | return a->GetAvgRayContribution() > b->GetAvgRayContribution();
|
|---|
| 491 | }
|
|---|
| 492 |
|
|---|
| 493 | };
|
|---|
| 494 |
|
|---|
| 495 | // Inline functions
|
|---|
| 496 | inline
|
|---|
| 497 | VssTreeNode::VssTreeNode(VssTreeInterior *p):
|
|---|
| 498 | parent(p), axis(-1), depth(p ? p->depth + 1 : 0) {}
|
|---|
| 499 |
|
|---|
| 500 |
|
|---|
| 501 |
|
|---|
| 502 | // ---------------------------------------------------------------
|
|---|
| 503 | // Main LSDS search class
|
|---|
| 504 | // ---------------------------------------------------------------
|
|---|
| 505 | class VssTree
|
|---|
| 506 | {
|
|---|
| 507 | struct TraversalData
|
|---|
| 508 | {
|
|---|
| 509 | VssTreeNode *node;
|
|---|
| 510 | AxisAlignedBox3 bbox;
|
|---|
| 511 | int depth;
|
|---|
| 512 | float priority;
|
|---|
| 513 |
|
|---|
| 514 | TraversalData() {}
|
|---|
| 515 |
|
|---|
| 516 | TraversalData(VssTreeNode *n, const float p):
|
|---|
| 517 | node(n), priority(p)
|
|---|
| 518 | {}
|
|---|
| 519 |
|
|---|
| 520 | TraversalData(VssTreeNode *n,
|
|---|
| 521 | const AxisAlignedBox3 &b,
|
|---|
| 522 | const int d):
|
|---|
| 523 | node(n), bbox(b), depth(d) {}
|
|---|
| 524 |
|
|---|
| 525 |
|
|---|
| 526 | // comparator for the
|
|---|
| 527 | struct less_priority : public
|
|---|
| 528 | binary_function<const TraversalData, const TraversalData, bool> {
|
|---|
| 529 |
|
|---|
| 530 | bool operator()(const TraversalData a, const TraversalData b) {
|
|---|
| 531 | return a.priority < b.priority;
|
|---|
| 532 | }
|
|---|
| 533 |
|
|---|
| 534 | };
|
|---|
| 535 |
|
|---|
| 536 | // ~TraversalData() {}
|
|---|
| 537 | // TraversalData(const TraversalData &s):node(s.node), bbox(s.bbox), depth(s.depth) {}
|
|---|
| 538 |
|
|---|
| 539 | friend bool operator<(const TraversalData &a,
|
|---|
| 540 | const TraversalData &b) {
|
|---|
| 541 | // return a.node->queries.size() < b.node->queries.size();
|
|---|
| 542 | VssTreeLeaf *leafa = (VssTreeLeaf *) a.node;
|
|---|
| 543 | VssTreeLeaf *leafb = (VssTreeLeaf *) b.node;
|
|---|
| 544 | #if 0
|
|---|
| 545 | return
|
|---|
| 546 | leafa->rays.size()*a.bbox.GetVolume()
|
|---|
| 547 | <
|
|---|
| 548 | leafb->rays.size()*b.bbox.GetVolume();
|
|---|
| 549 | #endif
|
|---|
| 550 | #if 0
|
|---|
| 551 | return
|
|---|
| 552 | leafa->GetPvsSize()*a.bbox.GetVolume()
|
|---|
| 553 | <
|
|---|
| 554 | leafb->GetPvsSize()*b.bbox.GetVolume();
|
|---|
| 555 | #endif
|
|---|
| 556 | #if 0
|
|---|
| 557 | return
|
|---|
| 558 | leafa->GetPvsSize()
|
|---|
| 559 | <
|
|---|
| 560 | leafb->GetPvsSize();
|
|---|
| 561 | #endif
|
|---|
| 562 | #if 0
|
|---|
| 563 | return
|
|---|
| 564 | leafa->GetPvsSize()/(leafa->rays.size()+1)
|
|---|
| 565 | >
|
|---|
| 566 | leafb->GetPvsSize()/(leafb->rays.size()+1);
|
|---|
| 567 | #endif
|
|---|
| 568 | #if 1
|
|---|
| 569 | return
|
|---|
| 570 | leafa->GetPvsSize()*leafa->rays.size()
|
|---|
| 571 | <
|
|---|
| 572 | leafb->GetPvsSize()*leafb->rays.size();
|
|---|
| 573 | #endif
|
|---|
| 574 | }
|
|---|
| 575 | };
|
|---|
| 576 |
|
|---|
| 577 | // simplified data for ray traversal only...
|
|---|
| 578 |
|
|---|
| 579 | struct RayTraversalData {
|
|---|
| 580 |
|
|---|
| 581 | VssTreeNode::RayInfo rayData;
|
|---|
| 582 | VssTreeNode *node;
|
|---|
| 583 |
|
|---|
| 584 | RayTraversalData() {}
|
|---|
| 585 | RayTraversalData(VssTreeNode *n,
|
|---|
| 586 | const VssTreeNode::RayInfo &data):
|
|---|
| 587 | rayData(data), node(n) {}
|
|---|
| 588 | };
|
|---|
| 589 |
|
|---|
| 590 | public:
|
|---|
| 591 | /////////////////////////////
|
|---|
| 592 | // The core pointer
|
|---|
| 593 | VssTreeNode *root;
|
|---|
| 594 |
|
|---|
| 595 | /////////////////////////////
|
|---|
| 596 | // Basic properties
|
|---|
| 597 |
|
|---|
| 598 | // total number of nodes of the tree
|
|---|
| 599 | int nodes;
|
|---|
| 600 | // axis aligned bounding box of the scene
|
|---|
| 601 | AxisAlignedBox3 bbox;
|
|---|
| 602 |
|
|---|
| 603 | // axis aligned bounding box of directions
|
|---|
| 604 | AxisAlignedBox3 dirBBox;
|
|---|
| 605 |
|
|---|
| 606 | /////////////////////////////
|
|---|
| 607 | // Construction parameters
|
|---|
| 608 |
|
|---|
| 609 | // epsilon used for the construction
|
|---|
| 610 | float epsilon;
|
|---|
| 611 |
|
|---|
| 612 | // ratio between traversal and intersection costs
|
|---|
| 613 | float ct_div_ci;
|
|---|
| 614 | // max depth of the tree
|
|---|
| 615 | int termMaxDepth;
|
|---|
| 616 | // minimal ratio of the volume of the cell and the query volume
|
|---|
| 617 | float termMinSize;
|
|---|
| 618 |
|
|---|
| 619 | // minimal pvs per node to still get subdivided
|
|---|
| 620 | int termMinPvs;
|
|---|
| 621 |
|
|---|
| 622 | // minimal ray number per node to still get subdivided
|
|---|
| 623 | int termMinRays;
|
|---|
| 624 |
|
|---|
| 625 | // maximal cost ration to subdivide a node
|
|---|
| 626 | float termMaxCostRatio;
|
|---|
| 627 |
|
|---|
| 628 | // maximal contribution per ray to subdivide the node
|
|---|
| 629 | float termMaxRayContribution;
|
|---|
| 630 |
|
|---|
| 631 |
|
|---|
| 632 | // randomized construction
|
|---|
| 633 | bool randomize;
|
|---|
| 634 |
|
|---|
| 635 | // type of the splitting to use fo rthe tree construction
|
|---|
| 636 | enum {ESplitRegular, ESplitHeuristic, ESplitHybrid };
|
|---|
| 637 | int splitType;
|
|---|
| 638 |
|
|---|
| 639 | bool mSplitUseOnlyDrivingAxis;
|
|---|
| 640 |
|
|---|
| 641 | // use ray space subdivision instead of view space subdivision
|
|---|
| 642 | bool mUseRss;
|
|---|
| 643 |
|
|---|
| 644 | // maximal size of the box on which the refdir splitting can be performed
|
|---|
| 645 | // (relative to the scene bbox
|
|---|
| 646 | float refDirBoxMaxSize;
|
|---|
| 647 |
|
|---|
| 648 | // maximum alovable memory in MB
|
|---|
| 649 | float maxTotalMemory;
|
|---|
| 650 |
|
|---|
| 651 | // maximum alovable memory for static kd tree in MB
|
|---|
| 652 | float maxStaticMemory;
|
|---|
| 653 |
|
|---|
| 654 | // this is used during the construction depending
|
|---|
| 655 | // on the type of the tree and queries...
|
|---|
| 656 | float maxMemory;
|
|---|
| 657 |
|
|---|
| 658 |
|
|---|
| 659 | // minimal acess time for collapse
|
|---|
| 660 | int accessTimeThreshold;
|
|---|
| 661 |
|
|---|
| 662 | // minimal depth at which to perform collapse
|
|---|
| 663 | int minCollapseDepth;
|
|---|
| 664 |
|
|---|
| 665 |
|
|---|
| 666 | // reusable array of split candidates
|
|---|
| 667 | vector<SortableEntry> *splitCandidates;
|
|---|
| 668 | /////////////////////////////
|
|---|
| 669 |
|
|---|
| 670 | VssStatistics stat;
|
|---|
| 671 |
|
|---|
| 672 |
|
|---|
| 673 | VssTree();
|
|---|
| 674 | virtual ~VssTree();
|
|---|
| 675 |
|
|---|
| 676 | virtual void
|
|---|
| 677 | Construct(
|
|---|
| 678 | VssRayContainer &rays,
|
|---|
| 679 | AxisAlignedBox3 *forcedBoundingBox = NULL
|
|---|
| 680 | );
|
|---|
| 681 |
|
|---|
| 682 | // incemental construction
|
|---|
| 683 | virtual void UpdateRays(VssRayContainer &remove,
|
|---|
| 684 | VssRayContainer &add
|
|---|
| 685 | );
|
|---|
| 686 |
|
|---|
| 687 | virtual void AddRays(
|
|---|
| 688 | VssRayContainer &add
|
|---|
| 689 | )
|
|---|
| 690 | {
|
|---|
| 691 | VssRayContainer remove;
|
|---|
| 692 | UpdateRays(remove, add);
|
|---|
| 693 | }
|
|---|
| 694 |
|
|---|
| 695 |
|
|---|
| 696 |
|
|---|
| 697 | VssTreeNode *
|
|---|
| 698 | Locate(const Vector3 &v);
|
|---|
| 699 |
|
|---|
| 700 | VssTreeNode *
|
|---|
| 701 | SubdivideNode(VssTreeLeaf *leaf,
|
|---|
| 702 | const AxisAlignedBox3 &box,
|
|---|
| 703 | AxisAlignedBox3 &backBox,
|
|---|
| 704 | AxisAlignedBox3 &frontBox
|
|---|
| 705 | );
|
|---|
| 706 |
|
|---|
| 707 | VssTreeNode *
|
|---|
| 708 | Subdivide(const TraversalData &tdata);
|
|---|
| 709 |
|
|---|
| 710 | int
|
|---|
| 711 | SelectPlane(VssTreeLeaf *leaf,
|
|---|
| 712 | const AxisAlignedBox3 &box,
|
|---|
| 713 | float &position,
|
|---|
| 714 | int &raysBack,
|
|---|
| 715 | int &raysFront,
|
|---|
| 716 | int &pvsBack,
|
|---|
| 717 | int &pvsFront
|
|---|
| 718 | );
|
|---|
| 719 |
|
|---|
| 720 | void
|
|---|
| 721 | SortSplitCandidates(
|
|---|
| 722 | VssTreeLeaf *node,
|
|---|
| 723 | const int axis
|
|---|
| 724 | );
|
|---|
| 725 |
|
|---|
| 726 |
|
|---|
| 727 | // return memory usage in MB
|
|---|
| 728 | float GetMemUsage() const {
|
|---|
| 729 | return
|
|---|
| 730 | (sizeof(VssTree) +
|
|---|
| 731 | stat.Leaves()*sizeof(VssTreeLeaf) +
|
|---|
| 732 | stat.Interior()*sizeof(VssTreeInterior) +
|
|---|
| 733 | stat.rayRefs*sizeof(VssTreeNode::RayInfo))/(1024.0f*1024.0f);
|
|---|
| 734 | }
|
|---|
| 735 |
|
|---|
| 736 | float GetRayMemUsage() const {
|
|---|
| 737 | return
|
|---|
| 738 | stat.rays*(sizeof(VssRay))/(1024.0f*1024.0f);
|
|---|
| 739 | }
|
|---|
| 740 |
|
|---|
| 741 |
|
|---|
| 742 | float
|
|---|
| 743 | BestCostRatio(
|
|---|
| 744 | VssTreeLeaf *node,
|
|---|
| 745 | int &axis,
|
|---|
| 746 | float &position,
|
|---|
| 747 | int &raysBack,
|
|---|
| 748 | int &raysFront,
|
|---|
| 749 | int &pvsBack,
|
|---|
| 750 | int &pvsFront
|
|---|
| 751 | );
|
|---|
| 752 |
|
|---|
| 753 | float
|
|---|
| 754 | EvalCostRatio(
|
|---|
| 755 | VssTreeLeaf *node,
|
|---|
| 756 | const int axis,
|
|---|
| 757 | const float position,
|
|---|
| 758 | int &raysBack,
|
|---|
| 759 | int &raysFront,
|
|---|
| 760 | int &pvsBack,
|
|---|
| 761 | int &pvsFront
|
|---|
| 762 | );
|
|---|
| 763 |
|
|---|
| 764 | float
|
|---|
| 765 | EvalCostRatioHeuristic(
|
|---|
| 766 | VssTreeLeaf *node,
|
|---|
| 767 | const int axis,
|
|---|
| 768 | float &position,
|
|---|
| 769 | int &raysBack,
|
|---|
| 770 | int &raysFront,
|
|---|
| 771 | int &pvsBack,
|
|---|
| 772 | int &pvsFront
|
|---|
| 773 | );
|
|---|
| 774 |
|
|---|
| 775 | float
|
|---|
| 776 | GetCostRatio(
|
|---|
| 777 | VssTreeLeaf *leaf,
|
|---|
| 778 | const int axis,
|
|---|
| 779 | const float position,
|
|---|
| 780 | const int raysBack,
|
|---|
| 781 | const int raysFront,
|
|---|
| 782 | const int pvsBack,
|
|---|
| 783 | const int pvsFront
|
|---|
| 784 | );
|
|---|
| 785 |
|
|---|
| 786 | AxisAlignedBox3 GetBBox(const VssTreeNode *node) const {
|
|---|
| 787 | if (node->parent == NULL)
|
|---|
| 788 | return bbox;
|
|---|
| 789 |
|
|---|
| 790 | if (!node->IsLeaf())
|
|---|
| 791 | return ((VssTreeInterior *)node)->bbox;
|
|---|
| 792 |
|
|---|
| 793 | if (node->parent->axis >= 3)
|
|---|
| 794 | return node->parent->bbox;
|
|---|
| 795 |
|
|---|
| 796 | AxisAlignedBox3 box(node->parent->bbox);
|
|---|
| 797 | if (node->parent->front == node)
|
|---|
| 798 | box.SetMin(node->parent->axis, node->parent->position);
|
|---|
| 799 | else
|
|---|
| 800 | box.SetMax(node->parent->axis, node->parent->position);
|
|---|
| 801 | return box;
|
|---|
| 802 | }
|
|---|
| 803 |
|
|---|
| 804 | AxisAlignedBox3 GetDirBBox(const VssTreeNode *node) const {
|
|---|
| 805 |
|
|---|
| 806 | if (node->parent == NULL)
|
|---|
| 807 | return dirBBox;
|
|---|
| 808 |
|
|---|
| 809 | if (!node->IsLeaf() )
|
|---|
| 810 | return ((VssTreeInterior *)node)->dirBBox;
|
|---|
| 811 |
|
|---|
| 812 | if (node->parent->axis < 3)
|
|---|
| 813 | return node->parent->dirBBox;
|
|---|
| 814 |
|
|---|
| 815 | AxisAlignedBox3 dBBox(node->parent->dirBBox);
|
|---|
| 816 |
|
|---|
| 817 | if (node->parent->front == node)
|
|---|
| 818 | dBBox.SetMin(node->parent->axis - 3, node->parent->position);
|
|---|
| 819 | else
|
|---|
| 820 | dBBox.SetMax(node->parent->axis - 3, node->parent->position);
|
|---|
| 821 | return dBBox;
|
|---|
| 822 | }
|
|---|
| 823 |
|
|---|
| 824 | int
|
|---|
| 825 | ReleaseMemory(const int time);
|
|---|
| 826 |
|
|---|
| 827 | int
|
|---|
| 828 | CollapseSubtree(VssTreeNode *node, const int time);
|
|---|
| 829 |
|
|---|
| 830 | void
|
|---|
| 831 | CountAccess(VssTreeInterior *node, const long time) {
|
|---|
| 832 | node->accesses++;
|
|---|
| 833 | node->lastAccessTime = time;
|
|---|
| 834 | }
|
|---|
| 835 |
|
|---|
| 836 | VssTreeNode *
|
|---|
| 837 | SubdivideLeaf(
|
|---|
| 838 | VssTreeLeaf *leaf
|
|---|
| 839 | );
|
|---|
| 840 |
|
|---|
| 841 | void
|
|---|
| 842 | RemoveRay(VssRay *ray,
|
|---|
| 843 | vector<VssTreeLeaf *> *affectedLeaves,
|
|---|
| 844 | const bool removeAllScheduledRays
|
|---|
| 845 | );
|
|---|
| 846 |
|
|---|
| 847 | // void
|
|---|
| 848 | // AddRay(VssRay *ray);
|
|---|
| 849 | void
|
|---|
| 850 | AddRay(VssTreeNode::RayInfo &info);
|
|---|
| 851 |
|
|---|
| 852 | void
|
|---|
| 853 | TraverseInternalNode(
|
|---|
| 854 | RayTraversalData &data,
|
|---|
| 855 | stack<RayTraversalData> &tstack);
|
|---|
| 856 |
|
|---|
| 857 | void
|
|---|
| 858 | EvaluateLeafStats(const TraversalData &data);
|
|---|
| 859 |
|
|---|
| 860 |
|
|---|
| 861 | int
|
|---|
| 862 | GetRootPvsSize() const {
|
|---|
| 863 | return GetPvsSize(bbox);
|
|---|
| 864 | }
|
|---|
| 865 |
|
|---|
| 866 | int
|
|---|
| 867 | GetPvsSize(const AxisAlignedBox3 &box) const;
|
|---|
| 868 |
|
|---|
| 869 | void
|
|---|
| 870 | GetRayContributionStatistics(
|
|---|
| 871 | float &minRayContribution,
|
|---|
| 872 | float &maxRayContribution,
|
|---|
| 873 | float &avgRayContribution
|
|---|
| 874 | );
|
|---|
| 875 |
|
|---|
| 876 | int
|
|---|
| 877 | GenerateRays(const float ratioPerLeaf,
|
|---|
| 878 | SimpleRayContainer &rays);
|
|---|
| 879 |
|
|---|
| 880 | int
|
|---|
| 881 | GenerateRays(const int numberOfRays,
|
|---|
| 882 | const int numberOfLeaves,
|
|---|
| 883 | SimpleRayContainer &rays);
|
|---|
| 884 |
|
|---|
| 885 | float
|
|---|
| 886 | GetAvgPvsSize();
|
|---|
| 887 |
|
|---|
| 888 | int
|
|---|
| 889 | UpdateSubdivision();
|
|---|
| 890 |
|
|---|
| 891 | bool
|
|---|
| 892 | TerminationCriteriaSatisfied(VssTreeLeaf *leaf);
|
|---|
| 893 |
|
|---|
| 894 | void
|
|---|
| 895 | CollectLeaves(vector<VssTreeLeaf *> &leaves);
|
|---|
| 896 |
|
|---|
| 897 | bool
|
|---|
| 898 | ClipRay(
|
|---|
| 899 | VssTreeNode::RayInfo &rayInfo,
|
|---|
| 900 | const AxisAlignedBox3 &box
|
|---|
| 901 | );
|
|---|
| 902 |
|
|---|
| 903 | VssTreeNode *GetRoot() const { return root; }
|
|---|
| 904 |
|
|---|
| 905 | bool
|
|---|
| 906 | ValidLeaf(VssTreeLeaf *leaf) const;
|
|---|
| 907 |
|
|---|
| 908 | void
|
|---|
| 909 | GenerateLeafRays(VssTreeLeaf *leaf,
|
|---|
| 910 | const int numberOfRays,
|
|---|
| 911 | SimpleRayContainer &rays);
|
|---|
| 912 |
|
|---|
| 913 |
|
|---|
| 914 | };
|
|---|
| 915 |
|
|---|
| 916 |
|
|---|
| 917 | #endif // __LSDS_KDTREE_H__
|
|---|
| 918 |
|
|---|
![(please configure the [header_logo] section in trac.ini)](/trac/gametools/chrome/site/your_project_logo.png){kind=logo}
