Niveau de détail adaptatif local pour le ray tracing accéléré par le matériel
Author
Venue
SIGGRAPH Asia 2023
Abstract
Nous présentons une technique adaptative de niveau de détail pour le lancer de rayons sur des maillages triangulaires, visant à réduire la bande passante mémoire utilisée pendant le parcours des rayons, qui peut constituer un goulot d'étranglement pour le temps de rendu dans les scènes de grande taille et être la principale source de consommation d'énergie. Nous proposons une structure de données spécifique pour représenter hiérarchiquement les maillages triangulaires, permettant des décisions localisées quant à la résolution de maillage souhaitée par rayon. En partant du niveau de maillage triangulaire de plus faible résolution, des niveaux de résolution plus élevés sont générés en tessellant chaque triangle en quatre via la division de ses arêtes à l'aide de sommets placés arbitrairement. Nous intégrons la hiérarchie de maillages résultante dans une structure d'accélération spécialisée afin d'effectuer une sélection du niveau de tessellation à la volée pendant le parcours des rayons. Notre structure réduit à la fois le coût de stockage et les mouvements de données pendant le rendu, qui sont les principaux consommateurs d'énergie. Elle permet également des transitions continues entre les niveaux de détail, tout en ajustant localement la résolution du maillage par rayon et en préservant l'étanchéité. Nous présentons comment cette structure peut être utilisée avec les rayons primaires et secondaires pour les reflets et les ombres, qui peuvent intersecter différents niveaux de tessellation, fournissant ainsi des résultats cohérents. Nous proposons également des unités matérielles spécifiques pour couvrir le coût de calcul supplémentaire nécessaire aux opérations de niveau de détail. Nous évaluons notre méthode à l'aide d'une simulation cycle par cycle d'une architecture matérielle de ray tracing personnalisée. Nos résultats montrent que, par rapport aux hiérarchies de volumes de délimitation traditionnelles, notre méthode peut permettre une réduction de plus d'un ordre de grandeur de la consommation d'énergie et du temps de rendu, à condition de disposer de ressources de calcul suffisantes.
