Livello di dettaglio adattivo localmente per il ray tracing con accelerazione hardware
Author
Venue
SIGGRAPH Asia 2023
Abstract
Introduciamo una tecnica adattiva di livello di dettaglio per il ray tracing delle mesh triangolari che mira a ridurre la larghezza di banda di memoria utilizzata durante l'attraversamento dei raggi, che può rappresentare il collo di bottiglia per i tempi di rendering con scene di grandi dimensioni e il principale consumatore di energia. Proponiamo una struttura dati specifica per rappresentare gerarchicamente le mesh triangolari, consentendo decisioni localizzate per la risoluzione della mesh desiderata per ogni raggio. Partendo dal livello di mesh triangolare a risoluzione più bassa, i livelli a risoluzione più alta vengono generati tassellando ogni triangolo in quattro tramite la suddivisione dei suoi spigoli con vertici posizionati arbitrariamente. Inseriamo la gerarchia di mesh risultante in una struttura di accelerazione specializzata per eseguire la selezione del livello di tassellatura al volo durante l'attraversamento dei raggi. La nostra struttura riduce sia i costi di archiviazione che il movimento dei dati durante il rendering, che sono i principali consumatori di energia. Consente inoltre transizioni continue tra i livelli di dettaglio, regolando localmente la risoluzione della mesh per raggio e preservando la tenuta. Mostriamo come questa struttura possa essere utilizzata sia con i raggi primari che con quelli secondari per riflessi e ombre, che possono intersecarsi con diversi livelli di tassellatura, fornendo risultati coerenti. Proponiamo inoltre unità hardware specifiche per coprire il costo della potenza di calcolo aggiuntiva necessaria per le operazioni relative al livello di dettaglio. Valutiamo il nostro metodo utilizzando una simulazione con precisione ciclica di un'architettura hardware personalizzata per il ray tracing. I nostri risultati mostrano che, rispetto alle gerarchie tradizionali dei volumi di delimitazione, il nostro metodo può fornire una riduzione di oltre un ordine di grandezza nel consumo energetico e nel tempo di rendering, a condizione che siano disponibili risorse computazionali sufficienti.
