Lokaal aanpasbaar detailniveau voor hardwareversnelde ray tracing
Author
Venue
SIGGRAPH Asia 2023
Abstract
We introduceren een adaptieve techniek voor het detailniveau van driehoekige meshes voor ray tracing, die tot doel heeft de geheugenbandbreedte te verminderen die wordt gebruikt tijdens het doorlopen van stralen. Dit kan een knelpunt vormen voor de rendertijd bij grote scènes en is de belangrijkste energieverbruiker. We stellen een specifieke gegevensstructuur voor om driehoekige meshes hiërarchisch weer te geven, waardoor lokale beslissingen kunnen worden genomen over de gewenste mesh-resolutie per straal. Beginnend met het laagste resolutieniveau van de driehoekige mesh, worden hogere resolutieniveaus gegenereerd door elke driehoek in vieren te verdelen door de randen te splitsen met willekeurig geplaatste hoekpunten. We passen de resulterende mesh-hiërarchie in een gespecialiseerde versnellingsstructuur om tijdens het doorlopen van de stralen direct een selectie van het tessellatieniveau uit te voeren. Onze structuur vermindert zowel de opslagkosten als de gegevensverplaatsing tijdens het renderen, de belangrijkste energieverbruikers. Het maakt ook continue overgangen tussen detailniveaus mogelijk, terwijl de mesh-resolutie per straal lokaal wordt aangepast en de waterdichtheid behouden blijft. We laten zien hoe deze structuur kan worden gebruikt met zowel primaire als secundaire stralen voor reflecties en schaduwen, die verschillende tessellatieniveaus kunnen kruisen, wat consistente resultaten oplevert. We stellen ook specifieke hardware-eenheden voor om de kosten te dekken van de extra rekenkracht die nodig is voor level-of-detail-bewerkingen. We evalueren onze methode met behulp van een cyclusnauwkeurige simulatie van een aangepaste ray tracing-hardwarearchitectuur. Onze resultaten tonen aan dat, in vergelijking met traditionele bounding volume-hiërarchieën, onze methode een reductie van meer dan een orde van grootte kan opleveren in energieverbruik en rendertijd, mits er voldoende rekenkracht beschikbaar is.
