source: trunk/VUT/chcdemo/RenderTraverser.cpp @ 10

Revision 10, 9.9 KB checked in by gametools, 20 years ago (diff)

vienna university of technology first files

RevLine 
[10]1#include "RenderTraverser.h"
2#include "glInterface.h"
3#include "Timers.h"
4
5extern "C"
6{
7        #include "MathStuff.h"
8}
9
10
11RenderTraverser::RenderTraverser(): mFrameID(1), mVisibilityThreshold(0),
12mHierarchyRoot(NULL), mOcclusionQueries(NULL), mCurrentTestIdx(0), mIsQueryMode(false),
13mNumTraversedNodes(0), mNumQueryCulledNodes(0), mNumFrustumCulledNodes(0),
14mRenderTime(0), mNumRenderedGeometry(0), mUseOptimization(true)
15{
16}
17
18RenderTraverser::~RenderTraverser()
19{
20        if(mOcclusionQueries)
21                delete [] mOcclusionQueries;
22}
23
24void RenderTraverser::Render(int mode)
25{
26        mDistanceQueue.push(mHierarchyRoot);
27
28        long startTime = getTime();
29
30        Preprocess();
31
32        switch(mode)
33        {
34                case RENDER_CULL_FRUSTUM:
35                        RenderCullFrustum();
36            break;
37                case RENDER_STOP_AND_WAIT:
38                        RenderStopAndWait();
39                        break;
40                case RENDER_COHERENT:
41                        RenderCoherentWithQueue();
42                        break;
43                default:
44                        RenderCullFrustum();
45                        break;
46        }
47
48        mFrameID ++;
49        ResetQueries();
50
51        long endTime = getTime();
52        mRenderTime = endTime - startTime;
53
54        finishTiming();
55}
56
57/**
58This is the standard render traversal algorithm doing only frustum culling
59*/
60void RenderTraverser::RenderCullFrustum()
61{
62        while(!mDistanceQueue.empty())
63        {
64                HierarchyNode *node = mDistanceQueue.top();
65                mDistanceQueue.pop();
66       
67                // interesting for the visualization, so rest and set
68                node->SetVisible(false);
69                mNumTraversedNodes ++;
70
71                bool intersects;
72       
73                if(InsideViewFrustum(node, intersects))
74                {
75                        // update node's visited flag => needed for rendering
76                        // so set it also here
77                        node->SetLastVisited(mFrameID);
78                        node->SetVisible(true);
79                        TraverseNode(node);
80                }
81                else
82                {
83                        mNumFrustumCulledNodes ++;
84                }
85        }
86}
87
88void RenderTraverser::RenderStopAndWait()
89{
90        while(! mDistanceQueue.empty())
91        {
92                HierarchyNode *node = mDistanceQueue.top();
93                mDistanceQueue.pop();
94                mNumTraversedNodes ++;
95                // interesting for the visualization, so rest and set
96                node->SetVisible(false);
97
98                bool intersects;
99               
100                if(InsideViewFrustum(node, intersects))
101                {
102                        // update node's visited flag
103                        node->SetLastVisited(mFrameID);
104
105                        // for near plane intersecting abbs possible
106                        // wrong results => skip occlusion query
107                        if(intersects)
108                        {
109                                node->SetVisible(true);
110                                TraverseNode(node);
111                        }
112                        else
113                        {
114                                IssueOcclusionQuery(node, false);
115                               
116                                // wait if result not available
117                                int visiblePixels = GetOcclusionQueryResult(node);
118                               
119                                // node visible
120                                if(visiblePixels > mVisibilityThreshold)
121                                {
122                                        node->SetVisible(true);
123                                        TraverseNode(node);
124                                }
125                                else
126                                {
127                                        mNumQueryCulledNodes ++;
128                                }
129                        }                                       
130                }
131                else
132                {
133                        mNumFrustumCulledNodes ++;
134                }
135        }
136}
137
138void RenderTraverser::RenderCoherentWithQueue()
139{
140        QueryQueue queryQueue;
141
142        //-- PART 1: process finished occlusion queries
143        while(!mDistanceQueue.empty() || !queryQueue.empty())
144        {
145                while(!queryQueue.empty() &&
146                          (ResultAvailable(queryQueue.front()) ||       mDistanceQueue.empty()))
147                {
148                        HierarchyNode *node = queryQueue.front();
149                        queryQueue.pop();
150                       
151                        // wait until result available
152                        int visiblePixels = GetOcclusionQueryResult(node);
153
154                        if(visiblePixels > mVisibilityThreshold)
155                        {
156                                PullUpVisibility(node);
157                                TraverseNode(node);
158                        }
159                        else
160                        {
161                                mNumQueryCulledNodes ++;
162                        }
163                }       
164
165                //-- PART 2: hierarchical traversal
166                if(! mDistanceQueue.empty())
167                {
168                        HierarchyNode *node = mDistanceQueue.top();
169
170                        mDistanceQueue.pop();
171       
172                        mNumTraversedNodes ++;
173
174                        bool intersects;
175                       
176                        if(InsideViewFrustum(node, intersects))
177                        {
178                                // for near plane intersecting abbs possible
179                                // wrong results => skip occlusion query
180                                if(intersects)
181                                {
182                                        // update node's visited flag
183                                        node->SetLastVisited(mFrameID);
184
185                                        PullUpVisibility(node);
186                                        TraverseNode(node);
187                                }
188                                else
189                                {               
190                                        // identify previously visible nodes
191                                        bool wasVisible = node->Visible() && (node->LastVisited() == mFrameID - 1);
192                                       
193                                        // identify nodes that we cannot skip queries for
194                                        bool leafOrWasInvisible = !wasVisible || node->IsLeaf();
195
196                                        // reset node's visibility classification
197                                        node->SetVisible(false);
198
199                                        // update node's visited flag
200                                        node->SetLastVisited(mFrameID);
201                               
202                                        // skip testing previously visible interior nodes
203                                        if(leafOrWasInvisible)
204                                        {
205                                                IssueOcclusionQuery(node, wasVisible);
206                                                queryQueue.push(node);
207                                        }
208                                       
209                                        // always traverse a node if it was visible
210                                        if(wasVisible)
211                                                TraverseNode(node);
212                                }
213                        }
214                        else
215                        {
216                                // for stats
217                                mNumFrustumCulledNodes ++;
218                        }
219                }
220        }
221}
222       
223void RenderTraverser::TraverseNode(HierarchyNode *node)
224{
225        if(node->IsLeaf())
226                mNumRenderedGeometry += node->Render();
227        else
228        {
229                // for non leafs this renders only the bounding volume (if the flag is set)
230                //node->Render();
231                mDistanceQueue.push(node->GetLeftChild());
232                mDistanceQueue.push(node->GetRightChild());
233        }
234}
235
236void RenderTraverser::RenderVisualization()
237{
238        mDistanceQueue.push(mHierarchyRoot);
239
240        while(! mDistanceQueue.empty())
241        {
242                HierarchyNode *node = mDistanceQueue.top();
243                mDistanceQueue.pop();
244
245                // identify previously visible nodes
246                bool wasVisible = node->Visible() && (node->LastVisited() == mFrameID - 1);
247
248                if(wasVisible)
249                        TraverseNode(node);
250                else
251                {
252                        // also render culled nodes
253                        glColor3f(1.0,0.0,0.0);
254                        node->RenderBoundingVolumeForVisualization();           
255                }
256        }
257}
258
259
260void RenderTraverser::PullUpVisibility(HierarchyNode *node)
261{
262        while(node && !node->Visible())
263        {
264                node->SetVisible(true);
265                node = node->GetParent();
266        }
267}
268
269bool RenderTraverser::ResultAvailable(HierarchyNode *node)
270{
271        int result;
272
273        glGetQueryivARB(node->GetOcclusionQuery(),
274                                        GL_QUERY_RESULT_AVAILABLE_ARB, &result);
275
276        return (result == GL_TRUE);
277}
278
279void RenderTraverser::SetHierarchy(HierarchyNode *sceneRoot)
280{
281        mHierarchyRoot = sceneRoot;
282
283        // not valid anymore for new hierarchy => delete
284        delete [] mOcclusionQueries;
285        mOcclusionQueries = NULL;
286}
287
288HierarchyNode *RenderTraverser::GetHierarchy()
289{
290        return mHierarchyRoot;
291}
292
293int RenderTraverser::GetOcclusionQueryResult(HierarchyNode *node)
294{
295        unsigned int result;
296       
297        glGetQueryObjectuivARB(node->GetOcclusionQuery(), GL_QUERY_RESULT_ARB, &result);
298
299        return (int)result;
300}
301
302
303void RenderTraverser::Switch2GLQueryState()
304{       
305        // boolean used to avoid unnecessary state changes
306        if(!mIsQueryMode)
307        {
308                glColorMask(GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE, GL_FALSE);
309                glDepthMask(GL_FALSE);
310                glDisable(GL_LIGHTING);
311                mIsQueryMode = true;
312        }
313}
314
315
316void RenderTraverser::Switch2GLRenderState()
317{
318        // boolean used to avoid unnecessary state changes
319        if(mIsQueryMode)
320        {
321                // switch back to rendermode           
322                glColorMask(GL_TRUE, GL_TRUE, GL_TRUE, GL_TRUE);
323                glDepthMask(GL_TRUE);
324                glEnable(GL_LIGHTING);
325                mIsQueryMode = false;
326        }
327}
328
329void RenderTraverser::IssueOcclusionQuery(HierarchyNode *node, bool wasVisible)
330{
331        // get next available test id
332        unsigned int occlusionQuery = mOcclusionQueries[mCurrentTestIdx++];
333       
334        node->SetOcclusionQuery(occlusionQuery);
335        // do the actual occlusion query for this node
336        glBeginQueryARB(GL_SAMPLES_PASSED_ARB, occlusionQuery);
337       
338        // if leaf and was visible => will be rendered anyway, thus we
339        // can also test with the real geometry
340        if(node->IsLeaf() && wasVisible && mUseOptimization)
341        {
342                mNumRenderedGeometry += node->Render();
343        }
344        else
345        {
346                // change state so the bounding box gets not actually rendered on the screen
347                Switch2GLQueryState();
348                node->RenderBoundingVolume();
349                Switch2GLRenderState();
350        }
351
352        glEndQueryARB(GL_SAMPLES_PASSED_ARB);
353}
354
355void RenderTraverser::Preprocess()
356{
357        if(!mOcclusionQueries)
358        {
359                mOcclusionQueries = new unsigned int[mHierarchyRoot->GetNumHierarchyNodes()];
360        }
361
362        // view frustum planes for view frustum culling
363        calcViewFrustumPlanes(&mClipPlanes, mProjViewMatrix);
364        calcAABNPVertexIndices(mNPVertexIndices, mClipPlanes);
365        // generate ids for occlusion test
366        glGenQueriesARB(mHierarchyRoot->GetNumHierarchyNodes(), mOcclusionQueries);
367        mCurrentTestIdx = 0;
368
369        // reset statistics
370        mNumTraversedNodes = 0;
371        mNumQueryCulledNodes = 0;
372        mNumFrustumCulledNodes = 0;
373        mNumRenderedGeometry = 0;
374}
375
376
377void RenderTraverser::ResetQueries()
378{
379        // tell the driver that the occlusion queries won't be needed any more
380        glDeleteQueriesARB(mHierarchyRoot->GetNumHierarchyNodes(), mOcclusionQueries);
381}
382
383
384void RenderTraverser::SetViewpoint(Vector3 const &viewpoint)
385{
386        copyVector3(mViewpoint, viewpoint);
387}
388       
389
390void RenderTraverser::SetProjViewMatrix(Matrix4x4 const &projViewMatrix)
391{
392        copyMatrix(mProjViewMatrix, projViewMatrix);
393}
394
395
396bool RenderTraverser::InsideViewFrustum(HierarchyNode *node, bool &intersects)
397{
398        Vector3x8 vertices;
399       
400        bool intersect = false;
401
402        calcAABoxPoints(vertices, node->GetBoundingVolume());
403
404        // simply test all 6 vertices
405        for (int i = 0; i < 6; i++)
406        {               
407                // test the n-vertex
408                // note: the calcAABNearestVertexId should be preprocessed
409                if(!pointBeforePlane(mClipPlanes.plane[i], vertices[mNPVertexIndices[i * 2]]))
410                {
411                        // outside
412                        return false;
413                }
414        }
415
416        // test if bounding box is intersected by nearplane (using the p-vertex)
417        intersects = (!pointBeforePlane(mClipPlanes.plane[5], vertices[mNPVertexIndices[11]]));
418
419        // -- get vector from viewpoint to center of bounding volume
420        Vector3 vec;
421        calcAABoxCenter(vec, node->GetBoundingVolume());
422        diffVector3(vec, vec, mViewpoint);
423
424        // compute distance from nearest point to viewpoint
425        diffVector3(vec, vertices[calcAABNearestVertexIdx(vec)], mViewpoint);
426        node->SetDistance(squaredLength(vec));
427       
428        return true;
429}
430
431
432void RenderTraverser::SetVisibilityThreshold(int threshold)
433{
434        mVisibilityThreshold = threshold;
435}
436
437long RenderTraverser::GetRenderTime()
438{
439        return mRenderTime;
440}
441
442int RenderTraverser::GetNumTraversedNodes()
443{
444        return mNumTraversedNodes;
445}
446
447int RenderTraverser::GetNumQueryCulledNodes()
448{
449        return mNumQueryCulledNodes;
450}
451
452int RenderTraverser::GetNumFrustumCulledNodes()
453{
454        return mNumFrustumCulledNodes;
455}
456
457
458int RenderTraverser::GetNumRenderedGeometry()
459{
460        return mNumRenderedGeometry;
461}
462
463
464int RenderTraverser::GetVisibilityThreshold()
465{
466        return mVisibilityThreshold;
467}
468
469void RenderTraverser::SetUseOptimization(bool useOptimization)
470{
471        mUseOptimization = useOptimization;
472        printf("using opt %d\n", mUseOptimization);
473}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.