feat(vtk): 常驻粗底图+局部高清叠加(永不空白)
ViewAdaptiveVolumeSource 构造时一次性在主线程建整卷最粗「各轴≤16384」层 单纹理底图 baseImage()，永远持有、永不释放、绝不被异步路径触碰——任何视角/ 任何运动中底图都盖住整个体，拖动/缩放绝不空白。高清(currentImages)异步重组 当前视野后叠在底图之上局部覆盖，未就绪时只显底图。gpr_poc view 用两个 vtkVolume (底图先渲、高清叠加)，新增 --preview --base 出整卷概览底图截图。为 morph(C3-4)/ 运动跟踪(C3-7)打两层结构。
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gaozheng
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a4db37735a
commit
fb944f706f
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@ -4,6 +4,8 @@
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#include <vtkCamera.h>
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#include "source/RegionReorganizer.hpp"
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namespace geopro::render {
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ViewAdaptiveVolumeSource::ViewAdaptiveVolumeSource(const std::string& storeDir,
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@ -13,6 +15,57 @@ ViewAdaptiveVolumeSource::ViewAdaptiveVolumeSource(const std::string& storeDir,
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exagg_(exagg > 0 ? exagg : 1.0),
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builder_(storeDir) { // 后台 builder 用同一 storeDir（独立打开，线程独占）
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builder_.setMaxTextureDim(maxTextureDim_);
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// C3-6：构造时一次性在主线程建常驻粗底图（盖全整卷）。永远持有、永不释放。
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baseLevel_ = buildBaseImage();
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}
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int ViewAdaptiveVolumeSource::buildBaseImage() {
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// 选整卷「各轴 ≤maxTextureDim」的最粗层：从最粗层(levels-1)往细找第一层使全卷各轴
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// ≤maxTextureDim。金字塔每升一级各轴约减半，最粗层多半已满足；万一仍超(单条超长
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// 整线)则停在最粗层，reorganizeRegion 会按体素上限裁中心 → 仍 ≤maxTextureDim(盖全
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// 中心段，绝不超限、绝不空)。从最粗往细可拿到「满足上限的最细一层」=信息最多的底图。
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const int levels = store_.levels() > 0 ? store_.levels() : 1; // 防 0/负
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int chosen = levels - 1; // 退路：最粗层
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for (int L = levels - 1; L >= 0; --L) {
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int dx = 0, dy = 0, dz = 0;
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store_.dims(L, dx, dy, dz);
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if (dx <= maxTextureDim_ && dy <= maxTextureDim_ && dz <= maxTextureDim_) {
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chosen = L; // 满足上限——继续往细找更细的满足层
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} else {
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break; // 该层已超限；更细层只会更大 → 上一(更粗)层即最细满足层
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}
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}
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// 全卷 brick 区间（该 level），reorganizeRegion 内按 store.dims+maxTextureDim 裁。
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int dx = 0, dy = 0, dz = 0;
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store_.dims(chosen, dx, dy, dz);
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const int brick = meta_.brick > 0 ? meta_.brick : 64;
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RegionTarget t{};
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t.level = chosen;
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t.bx0 = 0;
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t.bx1 = (dx + brick - 1) / brick;
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t.by0 = 0;
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t.by1 = (dy + brick - 1) / brick;
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t.bz0 = 0;
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t.bz1 = (dz + brick - 1) / brick;
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t.exagg = exagg_;
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baseImage_ = reorganizeRegion(store_, t, maxTextureDim_);
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// 防御：reorganizeRegion 空区间会返回 nullptr（退化 store）。底图契约是「永不空」，
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// 故退到最粗层全卷再试一次（最粗层各轴最小，reorganizeRegion 内裁后仍 ≥1 体素，
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// 只要 dims>0 必非空）。这样 baseImage() 在任何非退化 store 上都非空。
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if (baseImage_ == nullptr && chosen != levels - 1) {
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int cdx = 0, cdy = 0, cdz = 0;
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store_.dims(levels - 1, cdx, cdy, cdz);
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RegionTarget c{};
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c.level = levels - 1;
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c.bx1 = (cdx + brick - 1) / brick;
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c.by1 = (cdy + brick - 1) / brick;
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c.bz1 = (cdz + brick - 1) / brick;
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c.exagg = exagg_;
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baseImage_ = reorganizeRegion(store_, c, maxTextureDim_);
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if (baseImage_ != nullptr) return levels - 1;
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}
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return chosen;
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}
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VolumeView ViewAdaptiveVolumeSource::volumeView() const {
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@ -62,6 +62,15 @@ class ViewAdaptiveVolumeSource : public IVolumeRenderSource {
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// 非阻塞：仅在 builder 锁内做指针移动。current_/lastLevel_ 为 mutable（懒取最新）。
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std::vector<vtkSmartPointer<vtkImageData>> currentImages() const override;
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// C3-6 常驻粗底图：整卷最粗「各轴 ≤maxTextureDim」层重组成的单张 VTK_SHORT 纹理，
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// 盖住整个体。构造时一次性在主线程建成、永远持有、永不释放 → 任何视角/任何运动中
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// 底图都在场 → 绝不空白。view 把它当底层 vtkVolume 常渲，高清(currentImages)叠其上。
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// 返回裸指针（本类持有所有权，生命周期 == 本对象）；理论上永不为空（构造保证）。
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vtkImageData* baseImage() const { return baseImage_.Get(); }
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// 底图对应的 LOD level（整卷最粗 ≤maxTextureDim 层）。供 UI/测试。
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int baseLevel() const { return baseLevel_; }
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// reslice 源 = 当前最新就绪单图（empty → nullptr）。先拉一次最新就绪再返回。
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vtkImageData* sliceSource() const override;
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@ -89,6 +98,11 @@ class ViewAdaptiveVolumeSource : public IVolumeRenderSource {
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// 由 meta + exagg 填 VolumeView（spacing 已含 exagg 于 y/z）。
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VolumeView volumeView() const;
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// C3-6：选整卷「各轴 ≤maxTextureDim」的最粗层 → 全卷 brick 区间 reorganizeRegion
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// 重组成单张盖全底图。构造时调一次（主线程）。返回选定 level（写入 baseLevel_）。
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// 找不到满足层(理论上最粗层必满足，否则金字塔层数不够)→ 退到最粗层并据上限裁中心。
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int buildBaseImage();
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// 从 builder 拉一次最新就绪结果：主目标 getReady 命中→用之并更新 current_/
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// lastLevel_；否则沿用上一张（C3-2 行为）。const（仅刷新 mutable 缓存），供
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// currentImages/sliceSource 共用（DRY）。
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@ -117,6 +131,12 @@ class ViewAdaptiveVolumeSource : public IVolumeRenderSource {
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// 当前主目标（updateView 设；pullLatest 用它向 builder getReady）。
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RegionTarget mainTarget_{};
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bool hasMainTarget_ = false;
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// C3-6 常驻粗底图：构造时一次性主线程建成、永远持有、永不释放（盖全整卷的最粗
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// ≤maxTextureDim 层单纹理）。与异步高清(current_)完全分离——底图绝不被异步路径
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// 触碰，故永不空。声明在 builder_ 之后（构造体中先建 builder 再建底图，复用 store_）。
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vtkSmartPointer<vtkImageData> baseImage_;
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int baseLevel_ = 0;
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};
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} // namespace geopro::render
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@ -405,6 +405,119 @@ TEST(ViewAdaptiveVolumeSource, UpdateDoesNotBlock) {
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ASSERT_NE(img.Get(), nullptr);
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}
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// ── C3-6 常驻粗底图：baseImage() 非空 / 整卷最粗各轴 ≤16384 / VTK_SHORT / 盖全 ──
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// 底图 = 整卷「各轴 ≤16384」最粗层单纹理。构造时即建好（不需 updateView/不需异步）。
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TEST(ViewAdaptiveVolumeSource, BaseImageWholeVolumeCoarsest) {
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const auto dir =
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(std::filesystem::temp_directory_path() / "gpr_va_base").string();
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makePyramidStore(dir, 200, 80, 60, 1, 2, 3, 0.5, 0.5, 0.2, 64, 3);
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render::ViewAdaptiveVolumeSource src(dir, /*exagg*/ 1.0);
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// 构造后即非空（不调 updateView）→ 永不空白的底图常驻。
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vtkImageData* base = src.baseImage();
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ASSERT_NE(base, nullptr);
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EXPECT_EQ(base->GetScalarType(), VTK_SHORT);
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int d[3];
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base->GetDimensions(d);
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EXPECT_GT(d[0], 0);
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||||
EXPECT_GT(d[1], 0);
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||||
EXPECT_GT(d[2], 0);
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EXPECT_LE(d[0], 16384);
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||||
EXPECT_LE(d[1], 16384);
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||||
EXPECT_LE(d[2], 16384);
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||||
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||||
// 底图层 = 该 store「各轴 ≤16384」的最细满足层；本 store 各层都 ≤16384 → level 0。
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const int bl = src.baseLevel();
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int sdx = 0, sdy = 0, sdz = 0;
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data::ChunkedVolumeStore store(dir);
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store.dims(bl, sdx, sdy, sdz);
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EXPECT_LE(sdx, 16384);
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EXPECT_LE(sdy, 16384);
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EXPECT_LE(sdz, 16384);
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||||
// 盖全：底图各轴 == 该 level 全卷 store.dims（全卷区间，未被 maxTextureDim 裁切）。
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EXPECT_EQ(d[0], sdx) << "底图未盖全 x";
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||||
EXPECT_EQ(d[1], sdy) << "底图未盖全 y";
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||||
EXPECT_EQ(d[2], sdz) << "底图未盖全 z";
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// 世界范围盖全整卷：origin == meta.origin（全卷从 0 起）；
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// 跨度 ≈ 整卷世界跨度（spacing×dims == meta.spacing×meta.dims，同一物理范围）。
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const data::StoreMeta& m = src.meta();
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double org[3], sp[3];
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base->GetOrigin(org);
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base->GetSpacing(sp);
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EXPECT_DOUBLE_EQ(org[0], m.origin[0]);
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||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(org[1], m.origin[1]);
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||||
EXPECT_DOUBLE_EQ(org[2], m.origin[2]);
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||||
// 底图世界跨度应覆盖整卷 level0 世界跨度（粗层 spacing×dims ≥ 细层覆盖范围）。
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EXPECT_GE(sp[0] * d[0], m.spacing[0] * m.nx - sp[0]);
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EXPECT_GE(sp[1] * d[1], m.spacing[1] * m.ny - sp[1]);
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EXPECT_GE(sp[2] * d[2], m.spacing[2] * m.nz - sp[2]);
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}
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// ── C3-6 底图永不空：updateView 出界(empty)、高清从未就绪时，baseImage 仍非空盖全 ──
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// 这是「拖动/缩放绝不空白」的核：高清异步路径(current_)与底图(baseImage_)完全分离，
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// 高清空不影响底图。
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TEST(ViewAdaptiveVolumeSource, BaseImagePersistsWhenHiResEmpty) {
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const auto dir =
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(std::filesystem::temp_directory_path() / "gpr_va_basepersist").string();
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makePyramidStore(dir, 200, 80, 60, 1, 2, 3, 0.5, 0.5, 0.2, 64, 3);
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render::ViewAdaptiveVolumeSource src(dir, 1.0);
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const VolumeView vol = volumeViewOf(src.meta(), src.levelCount(), 1.0);
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// 视锥外：体在相机身后 → 高清不提交、currentImages 恒空。
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CameraView c = lookFromX(src.meta(), 1000.0);
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c.focal[0] = c.pos[0] + 1000.0;
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src.updateView(c, vol);
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// 高清空（验空）但底图始终非空、盖全。
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for (int i = 0; i < 10; ++i) {
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EXPECT_TRUE(src.currentImages().empty());
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ASSERT_NE(src.baseImage(), nullptr); // 底图永不空
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std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1));
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}
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int d[3];
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src.baseImage()->GetDimensions(d);
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EXPECT_GT(d[0], 0);
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EXPECT_GT(d[1], 0);
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EXPECT_GT(d[2], 0);
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}
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// ── C3-6 超长 X 整卷：最粗 ≤16384 层选取正确（X 远超 16384 须升到能盖全的层）──────
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// 模拟全路段长条体（X 极长）：底图 level 必须升到 store.dims(level).x ≤16384 的最细层，
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// 且底图各轴恒 ≤16384（盖全整卷、绝不撞纹理墙）。
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TEST(ViewAdaptiveVolumeSource, BaseImageLongVolumePicksCoarseEnough) {
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const auto dir =
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(std::filesystem::temp_directory_path() / "gpr_va_baselong").string();
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// X=40000（>16384），多级金字塔 → L0:40000, L1:20000(>16384), L2:10000(≤16384)。
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||||
// 底图须选 L2（最细的「各轴 ≤16384」满足层）。
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makePyramidStore(dir, 40000, 64, 48, 0, 0, 0, 0.05, 0.05, 0.05, 64, 4);
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render::ViewAdaptiveVolumeSource src(dir, 1.0);
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||||
vtkImageData* base = src.baseImage();
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ASSERT_NE(base, nullptr);
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int d[3];
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base->GetDimensions(d);
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EXPECT_LE(d[0], 16384) << "底图 x 超纹理上限";
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EXPECT_LE(d[1], 16384);
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EXPECT_LE(d[2], 16384);
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EXPECT_GT(d[0], 0);
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// 选定层各轴 store.dims 必 ≤16384，且更细一层(level-1)的 x 必 >16384（确认是最细满足层）。
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const int bl = src.baseLevel();
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data::ChunkedVolumeStore store(dir);
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||||
int sdx = 0, sdy = 0, sdz = 0;
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store.dims(bl, sdx, sdy, sdz);
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EXPECT_LE(sdx, 16384);
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EXPECT_EQ(d[0], sdx) << "盖全整卷（全卷区间 ≤16384，未被裁）";
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if (bl > 0) {
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int fdx = 0, fdy = 0, fdz = 0;
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store.dims(bl - 1, fdx, fdy, fdz);
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EXPECT_GT(fdx, 16384) << "更细一层 x 应 >16384（故选了这层）";
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||||
}
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||||
}
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// ── C3-2 维度取自 store.dims（单一真源）：奇数维 store 验重组 dims == store.dims ──
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// 全卷请求某粗 level，重组单图各轴 == store.dims(level)（而非自算公式）。奇数维
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||||
// 多级降采样下，store.dims 是唯一权威；本测试钉死「重组维度跟随 store.dims」。
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@ -2781,14 +2781,14 @@ constexpr int kViewMax3DTex = 16384;
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// 三件套/MultiBlock 分块全部由 C1+C2 承担）。
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struct ViewState {
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geopro::render::ViewAdaptiveVolumeSource* source = nullptr;
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||||
vtkSmartVolumeMapper* mapper = nullptr; // 单纹理：单 SmartVolumeMapper
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vtkSmartVolumeMapper* mapper = nullptr; // 高清层：单 SmartVolumeMapper（叠在底图上）
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vtkRenderer* ren = nullptr;
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||||
vtkCamera* cam = nullptr;
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||||
vtkTextActor* fpsText = nullptr;
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||||
vtkRenderWindow* rw = nullptr;
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||||
double exagg = 8.0;
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||||
int lastLevel = -1;
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||||
// 持有当前单图引用，避免被释放（mapper 仅持裸指针）。
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||||
// 持有当前高清单图引用，避免被释放（mapper 仅持裸指针）。
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||||
vtkSmartPointer<vtkImageData> currentImg;
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||||
// 回调防重入：回调内部会 Render()，若 Render 又触发观察者回调会无限递归。
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bool inCb = false;
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||||
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@ -3075,7 +3075,7 @@ int cmdView(int argc, char** argv) {
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const Args a = parseArgs(argc, argv, 2);
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||||
if (a.positional.empty()) {
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||||
std::cerr << "用法: gpr_poc view <storeDir> [--exagg 8] [--opacity 0.5] "
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||||
"[--budget 64] [--smoke] [--preview] [--variant N] "
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||||
"[--budget 64] [--smoke] [--preview] [--base] [--variant N] "
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||||
"[--gallery] [--frames 90]\n";
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||||
return 2;
|
||||
}
|
||||
|
|
@ -3099,6 +3099,9 @@ int cmdView(int argc, char** argv) {
|
|||
};
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||||
const bool smoke = hasFlag("smoke");
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||||
const bool preview = hasFlag("preview");
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||||
// C3-6 底图预览：--preview --base（或 --base）模拟「交互态:只渲常驻粗底图」——
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||||
// 隐去高清叠加层、只渲整卷最粗 ≤16384 层单纹理 → 整卷概览、盖全、绝不空白。
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||||
const bool basePreview = hasFlag("base");
|
||||
// 拉近预览（Task 12d-singletex）：--preview --variant near（或 --near）走与真窗口
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||||
// 完全相同的单纹理拉近路径（viewRefreshSingle 选 level0 局部子区域），供控制方 Read
|
||||
// 验证「拉近后」单图非空、完整、fps 高。
|
||||
|
|
@ -3163,8 +3166,27 @@ int cmdView(int argc, char** argv) {
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|||
ren->SetBackground(dv.bg[0], dv.bg[1], dv.bg[2]); // var4 略亮冷灰背景
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||||
rw->AddRenderer(ren);
|
||||
|
||||
// 单纹理：单 vtkSmartVolumeMapper（GPU 光线投射，整张 3D 纹理），与 --preview /
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||||
// gallery 同一 mapper 类型，保证交互画面 == 预览画面、fps 同档。
|
||||
// C3-6 常驻粗底图层（底图永不空白的命脉）：第一个 vtkVolume = 整卷最粗
|
||||
// 「各轴 ≤16384」层单纹理（source.baseImage()，构造时主线程一次建成、永远持有）。
|
||||
// 它【永远在场、永远渲染、绝不释放、绝不被异步路径触碰】→ 任何相机/任何运动中都
|
||||
// 盖住整个体 → 拖动/缩放绝不空白。高清层(下方 mapper)叠在其上、就绪后局部覆盖。
|
||||
vtkNew<vtkSmartVolumeMapper> baseMapper;
|
||||
baseMapper->SetRequestedRenderMode(vtkSmartVolumeMapper::GPURenderMode);
|
||||
baseMapper->SetAutoAdjustSampleDistances(1);
|
||||
baseMapper->SetInteractiveAdjustSampleDistances(1);
|
||||
auto baseVolume = vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();
|
||||
if (source.baseImage() != nullptr) { // 退化 store 防护（理论恒非空）
|
||||
baseMapper->SetInputData(source.baseImage()); // 常驻输入，永不改
|
||||
baseMapper->Update();
|
||||
baseVolume->SetMapper(baseMapper);
|
||||
baseVolume->SetProperty(prop); // 与高清层共用传函（同配色/不透明度）
|
||||
baseVolume->SetScale(1.0, exagg, exagg); // 同垂向夸张 → 与高清层空间对齐
|
||||
ren->AddVolume(baseVolume); // 先加底图 → 底层常渲
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 高清叠加层：单 vtkSmartVolumeMapper（GPU 光线投射，整张 3D 纹理），与 --preview /
|
||||
// gallery 同一 mapper 类型。叠在底图之上：currentImages 就绪后摆到对应世界位置局部
|
||||
// 覆盖底图；没就绪则无输入(只显底图，不空)。运动中高清滞后由底图兜底，绝不空白。
|
||||
vtkNew<vtkSmartVolumeMapper> mapper;
|
||||
mapper->SetRequestedRenderMode(vtkSmartVolumeMapper::GPURenderMode);
|
||||
// C3-5：交互式采样距离自适应（修长板填屏 ray-march 慢的关键）。POC 当初为离屏
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||||
|
|
@ -3179,7 +3201,7 @@ int cmdView(int argc, char** argv) {
|
|||
volume->SetMapper(mapper);
|
||||
volume->SetProperty(prop);
|
||||
volume->SetScale(1.0, exagg, exagg); // 垂向夸张（默认 var4 exagg）
|
||||
ren->AddVolume(volume);
|
||||
ren->AddVolume(volume); // 后加高清 → 叠在底图上
|
||||
|
||||
// 屏幕左上角实时 fps 文本。
|
||||
vtkNew<vtkTextActor> fpsText;
|
||||
|
|
@ -3207,6 +3229,66 @@ int cmdView(int argc, char** argv) {
|
|||
std::size_t warm = viewSetupDefaultFrame(&st, ren);
|
||||
rw->Render();
|
||||
|
||||
// C3-6 底图预览（模拟「交互态:只渲常驻粗底图」）：隐去高清叠加层、把相机框到整卷
|
||||
// 包围盒（exagg 后），只渲整卷最粗 ≤16384 层单纹理 → 整卷概览、盖全、非空。证明
|
||||
// 拖动/缩放时即使高清全部缺位，底图也独立盖住整个体（永不空白的命脉）。
|
||||
if (preview && basePreview) {
|
||||
volume->SetVisibility(0); // 隐去高清层 → 只剩常驻底图
|
||||
// 框整卷（无参 ResetCamera 按场景中可见 actor 包围盒；高清隐了 → 框底图全卷）。
|
||||
ren->ResetCamera();
|
||||
st.cam = ren->GetActiveCamera();
|
||||
st.cam->Elevation(kViewDefaultVariant.elevation);
|
||||
st.cam->Azimuth(kViewDefaultVariant.azimuth);
|
||||
ren->ResetCameraClippingRange();
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rw->Render();
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const fs::path shotDir =
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fs::path("docs") / "superpowers" / "plans" / "poc-lod-shots";
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fs::create_directories(shotDir);
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const std::string pngPath = (shotDir / "view-base.png").string();
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savePng(rw.Get(), pngPath);
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auto countStructPx = [&]() -> vtkIdType {
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auto px = vtkSmartPointer<vtkUnsignedCharArray>::New();
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rw->GetRGBACharPixelData(0, 0, winW - 1, winH - 1, /*front=*/1, px);
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vtkIdType n = 0;
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const vtkIdType np = px->GetNumberOfTuples();
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for (vtkIdType i = 0; i < np; ++i) {
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if (px->GetComponent(i, 0) > 50 || px->GetComponent(i, 1) > 50 ||
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||||
px->GetComponent(i, 2) > 50) {
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++n;
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}
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}
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return n;
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};
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const vtkIdType baseStruct = countStructPx();
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int bd[3] = {0, 0, 0};
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if (source.baseImage()) source.baseImage()->GetDimensions(bd);
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const bool texErrB = capWin->textureError();
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vtkOutputWindow::SetInstance(nullptr);
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const bool okB = !texErrB && source.baseImage() != nullptr && baseStruct > 0;
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std::cout << "\n=== view --preview --base 常驻粗底图验证（整卷概览）===\n";
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std::cout << "底图 level : " << source.baseLevel()
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<< "（整卷最粗 ≤16384 层）\n";
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||||
std::cout << "底图维度 : " << bd[0] << " x " << bd[1] << " x " << bd[2]
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||||
<< "\n";
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std::cout << "存图 : " << pngPath << "\n";
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||||
std::cout << "结构像素(>50) : " << baseStruct << " / " << (winW * winH)
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||||
<< " (" << (100.0 * baseStruct / (winW * winH)) << "%)\n";
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||||
std::cout << "纹理维度错误 : " << (texErrB ? "是(!!)" : "否") << "\n";
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std::cout << "base 结果 : "
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<< (okB ? "OK ✔ 底图盖全非空" : "FAIL ✘") << "\n";
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writeMetricLine(
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"view-base,dir=" + dir + ",baseLevel=" +
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||||
std::to_string(source.baseLevel()) + ",bx=" + std::to_string(bd[0]) +
|
||||
",by=" + std::to_string(bd[1]) + ",bz=" + std::to_string(bd[2]) +
|
||||
",structPixels=" + std::to_string(baseStruct) +
|
||||
",ok=" + std::to_string(okB ? 1 : 0) + ",png=" + pngPath);
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||||
return okB ? 0 : 1;
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}
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// 拉近预览：在默认取景基础上拉近相机，再走阻塞刷新（与真窗口缩放后完全相同的
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// 单纹理选区路径，level0 局部子区域），轮询到就绪验证「拉近后」单图非空、完整。
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if (nearPreview) {
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