1 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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2 | /* |
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3 | * OPCODE - Optimized Collision Detection |
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4 | * Copyright (C) 2001 Pierre Terdiman |
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5 | * Homepage: http://www.codercorner.com/Opcode.htm |
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6 | */ |
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7 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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8 | |
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9 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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10 | /** |
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11 | * Contains code for optimized trees. |
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12 | * \file OPC_OptimizedTree.h |
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13 | * \author Pierre Terdiman |
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14 | * \date March, 20, 2001 |
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15 | */ |
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16 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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17 | |
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18 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
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19 | // Include Guard |
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20 | #ifndef __OPC_OPTIMIZEDTREE_H__ |
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21 | #define __OPC_OPTIMIZEDTREE_H__ |
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22 | |
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23 | //! Common interface for a node of an implicit tree |
---|
24 | #define IMPLEMENT_IMPLICIT_NODE(base_class, volume) \ |
---|
25 | public: \ |
---|
26 | /* Constructor / Destructor */ \ |
---|
27 | inline_ base_class() : mData(0) {} \ |
---|
28 | inline_ ~base_class() {} \ |
---|
29 | /* Leaf test */ \ |
---|
30 | inline_ BOOL IsLeaf() const { return (mData&1)!=0; } \ |
---|
31 | /* Data access */ \ |
---|
32 | inline_ const base_class* GetPos() const { return (base_class*)mData; } \ |
---|
33 | inline_ const base_class* GetNeg() const { return ((base_class*)mData)+1; } \ |
---|
34 | inline_ size_t GetPrimitive() const { return (mData>>1); } \ |
---|
35 | /* Stats */ \ |
---|
36 | inline_ udword GetNodeSize() const { return SIZEOFOBJECT; } \ |
---|
37 | \ |
---|
38 | volume mAABB; \ |
---|
39 | size_t mData; |
---|
40 | |
---|
41 | //! Common interface for a node of a no-leaf tree |
---|
42 | #define IMPLEMENT_NOLEAF_NODE(base_class, volume) \ |
---|
43 | public: \ |
---|
44 | /* Constructor / Destructor */ \ |
---|
45 | inline_ base_class() : mPosData(0), mNegData(0) {} \ |
---|
46 | inline_ ~base_class() {} \ |
---|
47 | /* Leaf tests */ \ |
---|
48 | inline_ BOOL HasPosLeaf() const { return (mPosData&1)!=0; } \ |
---|
49 | inline_ BOOL HasNegLeaf() const { return (mNegData&1)!=0; } \ |
---|
50 | /* Data access */ \ |
---|
51 | inline_ const base_class* GetPos() const { return (base_class*)mPosData; } \ |
---|
52 | inline_ const base_class* GetNeg() const { return (base_class*)mNegData; } \ |
---|
53 | inline_ size_t GetPosPrimitive() const { return (mPosData>>1); } \ |
---|
54 | inline_ size_t GetNegPrimitive() const { return (mNegData>>1); } \ |
---|
55 | /* Stats */ \ |
---|
56 | inline_ udword GetNodeSize() const { return SIZEOFOBJECT; } \ |
---|
57 | \ |
---|
58 | volume mAABB; \ |
---|
59 | size_t mPosData; \ |
---|
60 | size_t mNegData; |
---|
61 | |
---|
62 | class OPCODE_API AABBCollisionNode |
---|
63 | { |
---|
64 | IMPLEMENT_IMPLICIT_NODE(AABBCollisionNode, CollisionAABB) |
---|
65 | |
---|
66 | inline_ float GetVolume() const { return mAABB.mExtents.x * mAABB.mExtents.y * mAABB.mExtents.z; } |
---|
67 | inline_ float GetSize() const { return mAABB.mExtents.SquareMagnitude(); } |
---|
68 | inline_ udword GetRadius() const |
---|
69 | { |
---|
70 | udword* Bits = (udword*)&mAABB.mExtents.x; |
---|
71 | udword Max = Bits[0]; |
---|
72 | if(Bits[1]>Max) Max = Bits[1]; |
---|
73 | if(Bits[2]>Max) Max = Bits[2]; |
---|
74 | return Max; |
---|
75 | } |
---|
76 | |
---|
77 | // NB: using the square-magnitude or the true volume of the box, seems to yield better results |
---|
78 | // (assuming UNC-like informed traversal methods). I borrowed this idea from PQP. The usual "size" |
---|
79 | // otherwise, is the largest box extent. In SOLID that extent is computed on-the-fly each time it's |
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80 | // needed (the best approach IMHO). In RAPID the rotation matrix is permuted so that Extent[0] is |
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81 | // always the greatest, which saves looking for it at runtime. On the other hand, it yields matrices |
---|
82 | // whose determinant is not 1, i.e. you can't encode them anymore as unit quaternions. Not a very |
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83 | // good strategy. |
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84 | }; |
---|
85 | |
---|
86 | class OPCODE_API AABBQuantizedNode |
---|
87 | { |
---|
88 | IMPLEMENT_IMPLICIT_NODE(AABBQuantizedNode, QuantizedAABB) |
---|
89 | |
---|
90 | inline_ uword GetSize() const |
---|
91 | { |
---|
92 | const uword* Bits = mAABB.mExtents; |
---|
93 | uword Max = Bits[0]; |
---|
94 | if(Bits[1]>Max) Max = Bits[1]; |
---|
95 | if(Bits[2]>Max) Max = Bits[2]; |
---|
96 | return Max; |
---|
97 | } |
---|
98 | // NB: for quantized nodes I don't feel like computing a square-magnitude with integers all |
---|
99 | // over the place.......! |
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100 | }; |
---|
101 | |
---|
102 | class OPCODE_API AABBNoLeafNode |
---|
103 | { |
---|
104 | IMPLEMENT_NOLEAF_NODE(AABBNoLeafNode, CollisionAABB) |
---|
105 | }; |
---|
106 | |
---|
107 | class OPCODE_API AABBQuantizedNoLeafNode |
---|
108 | { |
---|
109 | IMPLEMENT_NOLEAF_NODE(AABBQuantizedNoLeafNode, QuantizedAABB) |
---|
110 | }; |
---|
111 | |
---|
112 | //! Common interface for a collision tree |
---|
113 | #define IMPLEMENT_COLLISION_TREE(base_class, node) \ |
---|
114 | public: \ |
---|
115 | /* Constructor / Destructor */ \ |
---|
116 | base_class(); \ |
---|
117 | virtual ~base_class(); \ |
---|
118 | /* Builds from a standard tree */ \ |
---|
119 | override(AABBOptimizedTree) bool Build(AABBTree* tree); \ |
---|
120 | /* Refits the tree */ \ |
---|
121 | override(AABBOptimizedTree) bool Refit(const MeshInterface* mesh_interface); \ |
---|
122 | /* Walks the tree */ \ |
---|
123 | override(AABBOptimizedTree) bool Walk(GenericWalkingCallback callback, void* user_data) const; \ |
---|
124 | /* Data access */ \ |
---|
125 | inline_ const node* GetNodes() const { return mNodes; } \ |
---|
126 | /* Stats */ \ |
---|
127 | override(AABBOptimizedTree) udword GetUsedBytes() const { return mNbNodes*sizeof(node); } \ |
---|
128 | private: \ |
---|
129 | node* mNodes; |
---|
130 | |
---|
131 | typedef bool (*GenericWalkingCallback) (const void* current, void* user_data); |
---|
132 | |
---|
133 | class OPCODE_API AABBOptimizedTree |
---|
134 | { |
---|
135 | public: |
---|
136 | // Constructor / Destructor |
---|
137 | AABBOptimizedTree() : |
---|
138 | mNbNodes (0) |
---|
139 | {} |
---|
140 | virtual ~AABBOptimizedTree() {} |
---|
141 | |
---|
142 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
143 | /** |
---|
144 | * Builds the collision tree from a generic AABB tree. |
---|
145 | * \param tree [in] generic AABB tree |
---|
146 | * \return true if success |
---|
147 | */ |
---|
148 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
149 | virtual bool Build(AABBTree* tree) = 0; |
---|
150 | |
---|
151 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
152 | /** |
---|
153 | * Refits the collision tree after vertices have been modified. |
---|
154 | * \param mesh_interface [in] mesh interface for current model |
---|
155 | * \return true if success |
---|
156 | */ |
---|
157 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
158 | virtual bool Refit(const MeshInterface* mesh_interface) = 0; |
---|
159 | |
---|
160 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
161 | /** |
---|
162 | * Walks the tree and call the user back for each node. |
---|
163 | * \param callback [in] walking callback |
---|
164 | * \param user_data [in] callback's user data |
---|
165 | * \return true if success |
---|
166 | */ |
---|
167 | /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// |
---|
168 | virtual bool Walk(GenericWalkingCallback callback, void* user_data) const = 0; |
---|
169 | |
---|
170 | // Data access |
---|
171 | virtual udword GetUsedBytes() const = 0; |
---|
172 | inline_ udword GetNbNodes() const { return mNbNodes; } |
---|
173 | |
---|
174 | protected: |
---|
175 | udword mNbNodes; |
---|
176 | }; |
---|
177 | |
---|
178 | class OPCODE_API AABBCollisionTree : public AABBOptimizedTree |
---|
179 | { |
---|
180 | IMPLEMENT_COLLISION_TREE(AABBCollisionTree, AABBCollisionNode) |
---|
181 | }; |
---|
182 | |
---|
183 | class OPCODE_API AABBNoLeafTree : public AABBOptimizedTree |
---|
184 | { |
---|
185 | IMPLEMENT_COLLISION_TREE(AABBNoLeafTree, AABBNoLeafNode) |
---|
186 | }; |
---|
187 | |
---|
188 | class OPCODE_API AABBQuantizedTree : public AABBOptimizedTree |
---|
189 | { |
---|
190 | IMPLEMENT_COLLISION_TREE(AABBQuantizedTree, AABBQuantizedNode) |
---|
191 | |
---|
192 | public: |
---|
193 | Point mCenterCoeff; |
---|
194 | Point mExtentsCoeff; |
---|
195 | }; |
---|
196 | |
---|
197 | class OPCODE_API AABBQuantizedNoLeafTree : public AABBOptimizedTree |
---|
198 | { |
---|
199 | IMPLEMENT_COLLISION_TREE(AABBQuantizedNoLeafTree, AABBQuantizedNoLeafNode) |
---|
200 | |
---|
201 | public: |
---|
202 | Point mCenterCoeff; |
---|
203 | Point mExtentsCoeff; |
---|
204 | }; |
---|
205 | |
---|
206 | #endif // __OPC_OPTIMIZEDTREE_H__ |
---|