二进制空间分区 - 空间分区逻辑错误
Binary Space Partitioning - Error in space partitioning logic
所以我一直在实现我的第一个BSP树,我想我在我的逻辑中发现了一个缺陷。我很迷茫,不知道我如何才能正确地重构它以使其正常工作。
下面是构造函数(解释如下(:
BSPTree::BSPTree( const polygonList_t& list )
: mRoot( nullptr )
{
polygonList_t front, back;
auto eol = list.end();
Polygon* rootSplitter = list[ 0 ];
vec3 rootSplitPos;
rootSplitter->GetPosition( rootSplitPos );
for( auto iPoly = list.begin() + 1; iPoly != eol; ++iPoly )
{
vec3 resolvePos;
( *iPoly )->GetPosition( resolvePos );
switch( ResolvePosition( rootSplitPos, resolvePos ) )
{
case POSITION_FRONT:
front.push_back( *iPoly );
break;
case POSITION_BACK:
back.push_back( *iPoly );
break;
case POSITION_SPLIT:
{
Polygon* toSplit = *iPoly;
list.erase( iPoly );
Polygon* outFront = new Polygon;
Polygon* outBack = new Polygon;
SplitPolygon( resolvePos, toSplit, outFront, outBack );
front.push_back( outFront );
back.push_back( outBack );
// finally we kill this one off
delete toSplit;
toSplit = nullptr;
}
break;
}
}
mRoot = BSP_MakeNode();
mRoot->splitter = rootSplitter;
SplitSpace( mRoot, front );
SplitSpace( mRoot, back );
}
简而言之,我们收到一个类型定义std::vector< Polygon* >
,其中包含任意数量的堆分配的 Polygon 对象。然后,我们要将它们分为两类:某个中心元素前面的元素和后面的元素。当然,我们声明了两个相同 typedef 的列表,并分别称它们为 front
和 back
。
(最终我想找到一个似乎最适合根分区平面的多边形(,然后我们遍历原始列表,检查以下 3 种情况之一:
(注意 - 为了简洁起见,我只是将我们的根分区多边形称为 root(
POSITION_FRONT
:我们知道列表中当前的多边形在根的前面,所以我们自然地将此多边形添加到我们的前面列表中。POSITION_BACK
:与位置相同,唯一的区别是这个多边形在根后面。POSITION_SPLIT
:我们无法确定这个多边形是在根的前面还是后面,所以我们把它分成两部分,并将它的正面和背面插入到各自的列表中。
最后,一旦我们将多边形划分为它们的正面和背面列表,我们就会进一步细分我们的空间,使用根作为初始细分的基础。
void BSPTree::SplitSpace( bspNode_t* node, polygonList_t& polygons )
{
if ( polygons.size() == 0 ) return;
// grab the first polygon within the list,
// and then subtract it from the list itself.
Polygon* next = polygons[ 0 ];
polygons.pop_back();
vec3 splitPos;
node->splitter->GetPosition( splitPos );
vec3 toResolve;
next->GetPosition( toResolve );
switch( ResolvePosition( splitPos, toResolve ) )
{
case POSITION_FRONT:
node->front = BSP_MakeNode();
node->front->splitter = next;
SplitSpace( node->front, polygons );
break;
case POSITION_BACK:
node->back = BSP_MakeNode();
node->back->splitter = next;
SplitSpace( node->back, polygons );
break;
case POSITION_SPLIT:
{
Polygon* outFront = new Polygon;
Polygon* outBack = new Polygon;
SplitPolygon( toResolve, next, outFront, outBack );
node->front = BSP_MakeNode();
node->back = BSP_MakeNode();
node->front->splitter = outFront;
node->back->splitter = outBack;
SplitSpace( node->front, polygons );
SplitSpace( node->back, polygons );
}
break;
}
}
现在,我们执行非常相似的操作序列,关键区别在于我们进一步细分已经分区的空间,直到每个多边形在节点树中都有一个给定的位置,该位置位于其父节点的前面或后面。当然,我们以递归方式执行此操作。
我目前看到的问题在于上面 switch 语句中的POSITION_SPLIT
案例评估:
case POSITION_SPLIT:
{
Polygon* outFront = new Polygon;
Polygon* outBack = new Polygon;
SplitPolygon( toResolve, next, outFront, outBack );
node->front = BSP_MakeNode();
node->back = BSP_MakeNode();
node->front->splitter = outFront;
node->back->splitter = outBack;
SplitSpace( node->front, polygons ); // here
SplitSpace( node->back, polygons ); // and here
}
结合其他两个因素:
对于从给定的参考参数
polygons
获得的每个多边形,我们pop_back()
将多边形分配给临时多边形后,该指针将它保存在列表中。与上述内容相结合,每次调用
SplitSpace(...)
都会产生一个检查,以查看其收到的列表是否为空。如果是这样,则不执行任何操作,并且已完成该列表的递归细分。
由于这两个因素,我不禁认为,在POSITION_SPLIT
情况下的评估中,对SplitSpace(...)
的第二次调用是没有用的:在进行第二次调用(以适应拆分的后半部分(之前,列表将用尽。
问题
那么,这个问题的解决方案是什么,至少能让我回到正确的轨道上?
你应该重构 BSPTree 构造函数作为你的递归逻辑,并应用分而治之。
1. 输入是多边形列表。
2.选择一个分割平面,这是BSP中的当前节点。
3. 将多边形细分为正面和背面。
4. 将前面的列表传递给相同的函数(递归(,取回一个子节点。
5. 将返回列表传递给相同的函数(递归(,取回一个子节点。
6. 返回当前节点。
bspNode_t* BuildBSP( const polygonList_t& list )
{
polygonList_t front, back;
Polygon* rootSplitter = list[ 0 ];
bspNode_t* currentNode = new bspNode_t(rootSplitter);
vec3 rootSplitPos;
rootSplitter->GetPosition( rootSplitPos );
for( auto iPoly = list.begin() + 1; iPoly != eol; ++iPoly )
{
vec3 resolvePos;
( *iPoly )->GetPosition( resolvePos );
switch( ResolvePosition( rootSplitPos, resolvePos ) )
{
case POSITION_FRONT:
front.push_back( *iPoly );
break;
case POSITION_BACK:
back.push_back( *iPoly );
break;
case POSITION_SPLIT:
{
Polygon* toSplit = *iPoly;
list.erase( iPoly );
Polygon* outFront = new Polygon;
Polygon* outBack = new Polygon;
SplitPolygon( resolvePos, toSplit, outFront, outBack );
front.push_back( outFront );
back.push_back( outBack );
// finally we kill this one off
delete toSplit;
toSplit = nullptr;
break;
}
}
}
currentNode->frontChild = BuildBSP(front);
currentNode->backChild = BuildBSP(back);
return currentNode;
}
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