tools/gpr_poc/main.cpp

@@ -36,6 +36,7 @@
 #include "data/store/ChunkedVolumeStore.hpp"
 #include "io/gpr/Gpr3dvVolumeBridge.hpp"
 #include "io/gpr/GprSurveyAssembler.hpp"
+#include "io/gpr/GpsTrack.hpp"
 #include "io/gpr/IprHeader.hpp"
 #include "render/actors/VoxelActor.hpp"
 #include "render/source/OutOfCoreSource.hpp"
@@ -76,6 +77,7 @@
 #include <vtkShortArray.h>
 #include <vtkSmartPointer.h>
 #include <vtkSmartVolumeMapper.h>
+#include <vtkTransform.h>
 #include <vtkUnsignedCharArray.h>
 #include <vtkVolume.h>
 #include <vtkWindowToImageFilter.h>
@@ -3674,6 +3676,343 @@ int cmdViewGallery(const std::string& dir, int frames,
   return rc;
 }
 
+// ============================================================================
+// view-all：全部独立体按真实 GPS 位置/朝向摆进同一 3D 场景一起渲（测区全貌）（Task P7）
+// ============================================================================
+//
+// 对应客户端「选多个 ds 一起生成三维」：每条线是独立 coarse 体（线局部坐标 X=沿测线、
+// Y=通道横向、Z=深度，origin≈0），本命令把它们按各自 .gps 真实位置/航向摆进同一世界框：
+//   - 公共世界原点 = 全体 .gps 最小经纬（同一世界框）；
+//   - 每条线刚体变换：平移到该线 .gps 起点局部米 + 绕竖直 Z 轴转该线航向角（起→止主方向），
+//     使体局部 X（沿测线）对齐真实航向、Y（横向）随之垂直、Z（深度）保持竖直；
+//   - 深度 Z 用 exagg 夸张（只 Z）；
+//   - 每条体加载为一张整卷 vtkImageData（coarse 体小，按 --level 选层整体上纹理，不走 LOD），
+//     套上该线 vtkTransform，全加进同一 renderer 一起渲。
+// 传函/配色用 P4 默认醒目版（var4：增强灰度 + 实体包络 + 梯度门 + 光照），逐体按 2/98 分位标定。
+//
+// --preview 离屏出俯视(top) + 斜视(oblique)两张图展示 20 条并排成测区；否则开真窗口可转可缩。
+
+// 一条线在世界中的摆放（刚体变换 + 该线已加载的整卷体）。
+struct LinePlacement {
+  std::string name;                          // 明星路_NNN
+  vtkSmartPointer<vtkImageData> img;         // 该线整卷 VTK_SHORT（线局部坐标）
+  geopro::data::StoreMeta meta;              // 量化/几何
+  double startX = 0, startY = 0;             // 起点局部米（相对公共原点）
+  double headingDeg = 0;                     // 航向角（度，相对 +X 东向，逆时针）
+  double spreadX = 0, spreadY = 0;           // 可选横向铺开偏移（垂直航向，--spread>0 时）
+};
+
+// 由该线整卷体 + 公共世界原点 + 航向 + Z 夸张 → vtkVolume（套刚体变换 + 传函）。
+// 变换合成（VTK：先加先内层，作用于点的顺序为 后加先施）：Translate→RotateZ→Scale(1,1,exagg)，
+// 即点先按 exagg 拉伸 Z（局部），再绕 Z 旋到真实航向，再平移到世界起点。
+vtkSmartPointer<vtkVolume> makePlacedVolume(const LinePlacement& lp, double exagg,
+                                            double& vminOut, double& vmaxOut) {
+  const GalleryVariant& v = kViewDefaultVariant;  // P4 默认醒目版（var4）
+  const geopro::data::StoreMeta& m = lp.meta;
+
+  // 逐体 2/98 分位标定（裁离群，自适应该体值域；退化则回退全量化域）。
+  double vmin = m.vminPhys, vmax = m.vmaxPhys;
+  const ScalarPercentiles pc =
+      sampleScalarPercentiles(lp.img.Get(), m.quant, 0.02, 0.98);
+  if (pc.samples > 0) {
+    vmin = pc.lo;
+    vmax = pc.hi;
+  }
+  vminOut = vmin;
+  vmaxOut = vmax;
+  const geopro::core::ColorScale cs = pickColor(v.color, vmin, vmax);
+
+  GradStats gs;
+  if (v.useGradientOpacity) gs = sampleGradientMagnitude(lp.img.Get());
+  vtkSmartPointer<vtkVolumeProperty> prop = makeVariantProperty(
+      v, m.quant, cs, vmin, vmax, v.maxOpacity,
+      v.useGradientOpacity ? &gs : nullptr);
+
+  vtkNew<vtkSmartVolumeMapper> mapper;
+  mapper->SetInputData(lp.img.Get());
+  mapper->SetRequestedRenderMode(vtkSmartVolumeMapper::GPURenderMode);
+  mapper->SetAutoAdjustSampleDistances(0);
+  mapper->SetInteractiveAdjustSampleDistances(0);
+
+  auto volume = vtkSmartPointer<vtkVolume>::New();
+  volume->SetMapper(mapper);
+  volume->SetProperty(prop);
+
+  // 刚体摆放 + Z 夸张（一并烘进 UserTransform）。
+  auto xf = vtkSmartPointer<vtkTransform>::New();
+  xf->PostMultiply();
+  xf->Scale(1.0, 1.0, exagg);     // 只 Z 夸张（局部深度）
+  xf->RotateZ(lp.headingDeg);     // 绕竖直轴转航向
+  // 平移到世界起点（+ 可选横向铺开偏移，垂直航向，让重叠的同路多趟可分辨）。
+  xf->Translate(lp.startX + lp.spreadX, lp.startY + lp.spreadY, 0.0);
+  volume->SetUserTransform(xf);
+  return volume;
+}
+
+int cmdViewAll(int argc, char** argv) {
+  const Args a = parseArgs(argc, argv, 2);
+  if (a.positional.size() < 2) {
+    std::cerr << "用法: gpr_poc view-all <storesDir> <gpsDir> [--preview] "
+                 "[--exagg 8] [--level 1] [--spread M] [--shotDir <dir>]\n"
+                 "例:   gpr_poc view-all tmp/lines_all D:/Downloads/明星路 "
+                 "--preview --exagg 8\n";
+    return 2;
+  }
+  const std::string storesDir = a.positional[0];
+  const std::string gpsDir = a.positional[1];
+  const double exagg = std::stod(a.get("exagg", "8"));
+  // --level：每条体取金字塔哪一层整渲。默认 1（L1 ~5664×7×398/体，20 体内存/纹理可控）。
+  const int level = std::stoi(a.get("level", "1"));
+  // --spread M：每条线沿垂直自身航向方向额外横向偏移 index*M 米，把「同一条路重复多趟、
+  // 真实位置高度重叠」的体在视觉上铺开成可分辨的并排测区（M=0=纯真实位置，默认 0）。
+  const double spread = std::stod(a.get("spread", "0"));
+  const bool preview = a.kv.count("preview") > 0;
+  const std::string shotDir = a.get("shotDir", storesDir);
+
+  std::cout << "[view-all] storesDir=" << storesDir << " gpsDir=" << gpsDir
+            << " exagg=" << exagg << " level=" << level << " spread=" << spread
+            << (preview ? " [PREVIEW 离屏俯视+斜视出图]" : " [真窗口可交互]")
+            << "\n";
+
+  // 离屏闸门：不可渲机不产假结果（preview/真窗口都需 GL）。
+  std::cout << "[view-all] 离屏闸门复检...\n";
+  if (cmdOffscreenSmoke() != 0) {
+    std::cout << "[view-all] 闸门失败，中止。\n";
+    return 1;
+  }
+
+  // 1) 发现 storesDir 下所有 明星路_NNN 体目录（含 meta.json），按名排序。
+  std::vector<std::string> storeNames;
+  for (const auto& e : fs::directory_iterator(storesDir)) {
+    if (!e.is_directory()) continue;
+    if (!fs::exists(e.path() / "meta.json")) continue;
+    storeNames.push_back(e.path().filename().string());
+  }
+  std::sort(storeNames.begin(), storeNames.end());
+  std::cout << "[view-all] 发现体目录数=" << storeNames.size() << "\n";
+  if (storeNames.empty()) {
+    std::cerr << "[view-all] 错误: storesDir 下未发现任何含 meta.json 的体目录\n";
+    return 1;
+  }
+
+  // 2) 各线 .gps（按目录名末段 _NNN 匹配），先全解析定公共世界原点（最小经纬）。
+  struct LineGps {
+    std::string name;
+    std::string num;        // NNN
+    std::string gpsPath;
+    geopro::io::gpr::GpsTrack track;
+  };
+  std::vector<LineGps> gpsList;
+  double minLat = std::numeric_limits<double>::infinity();
+  double minLon = std::numeric_limits<double>::infinity();
+  for (const std::string& nm : storeNames) {
+    const std::size_t us = nm.find_last_of('_');
+    if (us == std::string::npos) {
+      std::cerr << "[view-all] 跳过 " << nm << "：名无 _NNN 后缀，无法配 .gps\n";
+      continue;
+    }
+    const std::string num = nm.substr(us + 1);
+    // .gps：匹配 "*_<num>.gps"。
+    std::string gpsPath;
+    for (const auto& e : fs::directory_iterator(gpsDir)) {
+      if (!e.is_regular_file()) continue;
+      if (e.path().extension().string() != ".gps") continue;
+      const std::string stem = e.path().stem().string();
+      const std::size_t s2 = stem.find_last_of('_');
+      if (s2 != std::string::npos && stem.substr(s2 + 1) == num) {
+        gpsPath = e.path().string();
+        break;
+      }
+    }
+    if (gpsPath.empty()) {
+      std::cerr << "[view-all] 跳过 " << nm << "：缺 .gps（gpsDir 无 *_" << num
+                << ".gps）\n";
+      continue;
+    }
+    geopro::io::gpr::GpsTrack tr = geopro::io::gpr::parseGps(gpsPath);
+    if (tr.pts.size() < 2) {
+      std::cerr << "[view-all] 跳过 " << nm << "：.gps 轨迹点 <2（无法定位/航向）\n";
+      continue;
+    }
+    for (const auto& p : tr.pts) {
+      minLat = std::min(minLat, p.lat);
+      minLon = std::min(minLon, p.lon);
+    }
+    gpsList.push_back({nm, num, gpsPath, std::move(tr)});
+  }
+  if (gpsList.empty()) {
+    std::cerr << "[view-all] 错误: 无任何线同时具备体与可用 .gps\n";
+    return 1;
+  }
+  std::cout << "[view-all] 公共世界原点(最小经纬) lat0=" << minLat
+            << " lon0=" << minLon << " (共 " << gpsList.size() << " 线参与)\n";
+  if (spread <= 0.0) {
+    std::cout << "[view-all] 提示: --spread=0 用纯真实 GPS 位置；本工区为同一条路重复多趟、"
+                 "横向仅约数十米，真实位置下多趟高度重叠会叠成一条带。"
+                 "如需把各趟铺开成可分辨的并排测区，加 --spread 60。\n";
+  }
+
+  // 3) 逐线：算起点局部米 + 航向 + 加载整卷体 → LinePlacement。
+  std::vector<LinePlacement> placements;
+  int lineIdx = 0;
+  for (const LineGps& lg : gpsList) {
+    // 轨迹 → 局部米（绕公共原点）。
+    std::vector<geopro::io::gpr::XY> trackM;
+    trackM.reserve(lg.track.pts.size());
+    for (const auto& p : lg.track.pts)
+      trackM.push_back(
+          geopro::io::gpr::lonLatToLocalM(p.lat, p.lon, minLat, minLon));
+
+    const geopro::io::gpr::XY& start = trackM.front();
+    // 航向：起→止主方向（直接首尾向量，稳健于逐点抖动）。
+    const geopro::io::gpr::XY& end = trackM.back();
+    const double hx = end.x - start.x, hy = end.y - start.y;
+    const double headingDeg = std::atan2(hy, hx) * 180.0 / 3.14159265358979323846;
+    // 垂直航向的左法向单位向量 (-hy,hx)/|h|，用于 --spread 横向铺开。
+    const double hlen = std::hypot(hx, hy);
+    double spreadX = 0, spreadY = 0;
+    if (spread > 0.0 && hlen > 0.0) {
+      const double off = lineIdx * spread;
+      spreadX = (-hy / hlen) * off;
+      spreadY = (hx / hlen) * off;
+    }
+
+    // 加载该线整卷体（按 --level；夹到该 store 实际层数）。
+    const std::string storePath = (fs::path(storesDir) / lg.name).string();
+    geopro::data::ChunkedVolumeStore store(storePath);
+    const int lv = std::max(0, std::min(level, store.levels() - 1));
+    vtkSmartPointer<vtkImageData> img =
+        buildLevelImage(store, lv, store.meta());
+
+    LinePlacement lp;
+    lp.name = lg.name;
+    lp.img = img;
+    lp.meta = store.meta();
+    lp.startX = start.x;
+    lp.startY = start.y;
+    lp.headingDeg = headingDeg;
+    lp.spreadX = spreadX;
+    lp.spreadY = spreadY;
+    ++lineIdx;
+    std::cout << "[view-all] " << lg.name << " level=" << lv << " 维度="
+              << img->GetDimensions()[0] << "x" << img->GetDimensions()[1]
+              << "x" << img->GetDimensions()[2] << " 起点局部米=(" << start.x
+              << ", " << start.y << ") 航向=" << headingDeg << "°\n";
+    placements.push_back(std::move(lp));
+  }
+  std::cout << "[view-all] 加载并定位线数=" << placements.size() << "\n";
+
+  // 4) 同一 renderer 加全部 placed volume。
+  const int winW = 1400, winH = 900;
+  auto rw = preview ? makeOffscreenWindow(winW, winH)
+                    : vtkSmartPointer<vtkRenderWindow>::New();
+  if (!preview) rw->SetSize(winW, winH);
+  vtkNew<vtkRenderer> ren;
+  ren->SetBackground(kViewDefaultVariant.bg[0], kViewDefaultVariant.bg[1],
+                     kViewDefaultVariant.bg[2]);
+  rw->AddRenderer(ren);
+
+  auto capWin = vtkSmartPointer<CapturingOutputWindow>::New();
+  vtkOutputWindow::SetInstance(capWin);
+
+  int placed = 0;
+  for (const LinePlacement& lp : placements) {
+    double vmin = 0, vmax = 0;
+    vtkSmartPointer<vtkVolume> vol = makePlacedVolume(lp, exagg, vmin, vmax);
+    ren->AddVolume(vol);
+    ++placed;
+  }
+  std::cout << "[view-all] 已加入场景体数=" << placed << "\n";
+
+  // 渲一帧 → 验非空 + 闸门纹理错。
+  ren->ResetCamera();
+  rw->Render();
+  if (capWin->textureError()) {
+    std::cerr << "[view-all] 警告: 检测到 3D 纹理维度错误（某体超 GL 上限），"
+                 "可调小 --level 增大 level 取更粗层。\n";
+  }
+
+  if (preview) {
+    fs::create_directories(shotDir);
+    // 俯视(top)：相机沿 -Z 俯看 XY 平面（看 20 条在测区平面如何并排铺开）。
+    {
+      ren->ResetCamera();
+      vtkCamera* cam = ren->GetActiveCamera();
+      double fp[3], pos[3];
+      cam->GetFocalPoint(fp);
+      const double* b = ren->ComputeVisiblePropBounds();
+      const double span = std::max({b[1] - b[0], b[3] - b[2], b[5] - b[4]});
+      cam->SetPosition(fp[0], fp[1], fp[2] + span * 2.0);
+      cam->SetFocalPoint(fp[0], fp[1], fp[2]);
+      cam->SetViewUp(0, 1, 0);
+      ren->ResetCameraClippingRange();
+      rw->Render();
+      const std::string p = (fs::path(shotDir) / "view-all-top.png").string();
+      savePng(rw.Get(), p);
+      std::cout << "[view-all] 俯视图存: " << p << "\n";
+    }
+    // 斜视(oblique)：默认 var4 取景（El45/Az30 风格），看测区三维起伏。
+    {
+      ren->ResetCamera();
+      vtkCamera* cam = ren->GetActiveCamera();
+      cam->Elevation(35.0);
+      cam->Azimuth(30.0);
+      ren->ResetCameraClippingRange();
+      rw->Render();
+      const std::string p =
+          (fs::path(shotDir) / "view-all-oblique.png").string();
+      savePng(rw.Get(), p);
+      std::cout << "[view-all] 斜视图存: " << p << "\n";
+    }
+
+    // fps：斜视取景预热后连渲计时（真实多体共场景 fps，不编造）。
+    rw->Render();
+    Stopwatch sw;
+    const int frames = 60;
+    for (int f = 0; f < frames; ++f) rw->Render();
+    const double ms = sw.elapsedMs();
+    const double fps = ms > 0 ? frames * 1000.0 / ms : 0.0;
+    const vtkIdType nb = countNonBlackPixels(rw.Get(), winW, winH);
+
+    std::cout << "\n=== view-all --preview 测区全貌（多体共场景）===\n";
+    std::cout << "参与线数       : " << placements.size() << "\n";
+    std::cout << "level          : " << level << "\n";
+    std::cout << "exagg(Z)       : " << exagg << "\n";
+    std::cout << "spread(横向铺开): " << spread << " m (0=纯真实位置)\n";
+    std::cout << "非黑像素       : " << nb << " / " << (winW * winH) << "\n";
+    std::cout << "fps(" << frames << "帧连渲) : " << fps << "\n";
+    std::cout << "俯视图         : " << (fs::path(shotDir) / "view-all-top.png").string()
+              << "\n";
+    std::cout << "斜视图         : "
+              << (fs::path(shotDir) / "view-all-oblique.png").string() << "\n";
+
+    writeMetricLine(
+        "view-all,lines=" + std::to_string(placements.size()) +
+        ",level=" + std::to_string(level) + ",exagg=" + std::to_string(exagg) +
+        ",spread=" + std::to_string(spread) +
+        ",nonBlack=" + std::to_string(nb) + ",fps=" + std::to_string(fps));
+    return nb > 0 ? 0 : 1;
+  }
+
+  // 真窗口：可旋转/缩放。
+  rw->SetWindowName("gpr_poc view-all —— 20 条独立体按真实 GPS 摆成测区");
+  vtkNew<vtkRenderWindowInteractor> iren;
+  iren->SetRenderWindow(rw);
+  vtkNew<vtkInteractorStyleTrackballCamera> style;
+  iren->SetInteractorStyle(style);
+  ren->ResetCamera();
+  vtkCamera* cam = ren->GetActiveCamera();
+  cam->Elevation(35.0);
+  cam->Azimuth(30.0);
+  ren->ResetCameraClippingRange();
+  std::cout << "[view-all] 打开真窗口。左键旋转 / 滚轮缩放 / q 退出。\n";
+  iren->Initialize();
+  rw->Render();
+  iren->Start();
+  std::cout << "[view-all] 窗口关闭，退出。\n";
+  return 0;
+}
+
 int cmdView(int argc, char** argv) {
   const Args a = parseArgs(argc, argv, 2);
   if (a.positional.empty()) {
@@ -4561,6 +4900,8 @@ void usage() {
                "  gpr_poc view <storeDir> [--exagg 8] [--opacity 0.5] "
                "[--smoke] [--preview] [--near] [--variant N] [--gallery] "
                "[--frames 90]\n"
+               "  gpr_poc view-all <storesDir> <gpsDir> [--preview] "
+               "[--exagg 8] [--level 1] [--spread M] [--shotDir <dir>]\n"
                "  gpr_poc polish <storeDir> [--exagg 8] [--frames 90] "
                "[--localBricks 4]\n";
 }
@@ -4594,6 +4935,7 @@ int main(int argc, char** argv) {
     if (cmd == "tune") return cmdTune(argc, argv);
     if (cmd == "fps-budget") return cmdFpsBudget(argc, argv);
     if (cmd == "view") return cmdView(argc, argv);
+    if (cmd == "view-all") return cmdViewAll(argc, argv);
     if (cmd == "polish") return cmdPolish(argc, argv);
   } catch (const std::exception& e) {
     std::cerr << "错误: " << e.what() << "\n";