하드웨어 가속 레이 트레이싱을 위한 지역 적응형 디테일 수준
Author
Venue
SIGGRAPH Asia 2023
Abstract
우리는 레이 추적 시 메모리 대역폭 사용을 줄이는 것을 목표로 하는 삼각형 메쉬용 적응형 레벨 오브 디테일(LOD) 기법을 소개한다. 메모리 대역폭은 대규모 장면에서 렌더링 시간의 병목 현상이 될 수 있으며, 에너지 소비의 주된 원인이기도 하다. 우리는 삼각형 메쉬를 계층적으로 표현하기 위한 특정 데이터 구조를 제안하며, 이를 통해 레이별로 원하는 메쉬 해상도를 국소적으로 결정할 수 있게 한다. 가장 낮은 해상도의 삼각형 메쉬 레벨을 시작으로, 임의의 위치에 정점을 배치하여 각 삼각형의 변을 분할함으로써 각 삼각형을 4개로 테셀레이션하여 더 높은 해상도의 레벨을 생성한다. 우리는 생성된 메쉬 계층 구조를 특수한 가속 구조에 적용하여, 레이 통과 중에 실시간으로 테셀레이션 레벨을 선택한다. 본 구조는 에너지 소비의 주된 원인인 렌더링 중의 저장 공간 비용과 데이터 이동 비용을 모두 줄여줍니다. 또한 레이별로 메쉬 해상도를 국부적으로 조정하고 수밀성을 유지하면서 디테일 레벨 간에 연속적인 전환을 가능하게 합니다. 본 논문에서는 반사 및 그림자 처리를 위해 이 구조를 1차 및 2차 레이 모두에 적용하는 방법을 제시하며, 서로 다른 테셀레이션 레벨과 교차하더라도 일관된 결과를 얻을 수 있음을 보여줍니다. 또한 디테일 레벨 연산에 필요한 추가 연산 비용을 처리하기 위한 특정 하드웨어 유닛을 제안합니다. 우리는 맞춤형 레이 트레이싱 하드웨어 아키텍처의 사이클 정확도 시뮬레이션을 통해 본 방법을 평가했습니다. 그 결과, 충분한 연산 자원이 주어졌을 때, 기존 바운딩 볼륨 계층 구조에 비해 본 방법이 에너지 소비와 렌더링 시간을 10배 이상 줄일 수 있음을 보여주었습니다.
