3D
適用於硬體加速光線追蹤的局部自適應細節等級
Author
Venue
SIGGRAPH Asia 2023
Abstract
我們提出一種用於光線追蹤三角網格的自適應細節等級技術，旨在減少光線穿越過程中的記憶體頻寬消耗；在大型場景中，這往往是渲染時間的瓶頸，也是能源消耗的主要來源。 我們提出一種用於分層表示三角網格的特定資料結構，允許針對每條光線所需網格解析度進行局部決策。從最低解析度的三角網格層級開始，透過在邊緣插入任意位置的頂點將每個三角形分割為四個部分，進而生成更高解析度的層級。我們將生成的網格層級結構嵌入專用的加速結構中，以便在光線遍歷過程中即時選擇細分層級。 本結構同時降低了渲染過程中的儲存成本與資料移動量，這兩者正是主要的能源消耗來源。此外，它不僅能實現細節層級之間的平滑過渡，還能針對每條光線局部調整網格解析度，並維持網格的封閉性。我們闡述了此結構如何應用於主要光線與次要光線（如反射與陰影），即使這些光線可能穿過不同細分層級，仍能提供一致的結果。 此外，我們提出專用的硬體單元，以承擔細節等級運算所需的額外運算成本。我們透過對自訂光線追蹤硬體架構進行週期精確的模擬來評估此方法。結果顯示，在具備充足運算資源的情況下，相較於傳統的包圍體層級結構，本方法能將能耗與渲染時間降低超過一個數量級。
