हार्डवेअर-त्वरित रे-ट्रेसिंगसाठी स्थानिक-अनुकूलित तपशील पातळी
Author
Venue
सिगग्राफ एशिया २०२३
Abstract
आम्ही त्रिकोणी जाळींच्या रे-ट्रेसिंगसाठी एक अनुकूली तपशील-स्तर तंत्र (level-of-detail technique) सादर करतो, ज्याचा उद्देश रे प्रवासादरम्यान वापरल्या जाणाऱ्या मेमरी बँडविड्थ कमी करणे आहे, कारण मोठ्या दृश्यांसह रेंडरिंग वेळेसाठी ही बँडविड्थ अडथळा ठरू शकते आणि ऊर्जा खर्चाचा मुख्य स्रोत असते. आम्ही त्रिकोणी जाळी (triangle meshes) पदानुक्रमात प्रतिनिधित्व करण्यासाठी एक विशिष्ट डेटा संरचना सुचवितो, जी प्रति किरण इच्छित जाळी रिझोल्यूशनसाठी स्थानिक निर्णय घेण्याची परवानगी देते. सर्वात कमी रिझोल्यूशनच्या त्रिकोणी जाळीच्या स्तरापासून सुरू करून, प्रत्येक त्रिकोणाला त्याच्या कडा मनमानीपणे ठेवलेल्या व्हर्टिसेसद्वारे विभाजित करून चार भागांत विभागून उच्च-रिझोल्यूशन स्तर तयार केले जातात. आम्ही परिणामी जाळी पदानुक्रम एका विशेष त्वरण संरचनेत (acceleration structure) बसवतो, जेणेकरून किरण प्रवासादरम्यान तात्काळ टेसेलेशन स्तर निवडता येईल. आमची रचना रेंडरिंग दरम्यान साठवण खर्च आणि डेटा हालचाल, जे ऊर्जेचे मुख्य उपभोक्ता आहेत, दोन्ही कमी करते. ही रचना तपशील पातळ्यांमधील अखंड संक्रमण करण्यास परवानगी देते, तसेच प्रति किरण मेष रिझोल्यूशन स्थानिकरित्या समायोजित करते आणि वॉटरटाइटनेस टिकवून ठेवते. आम्ही सादर करतो की ही रचना परावर्तन आणि सावलींसाठी प्राथमिक आणि द्वितीयक किरणांसह कशी वापरता येऊ शकते, जी भिन्न टेसेलेशन पातळ्यांशी आंतरक्रिया करू शकतात आणि सुसंगत परिणाम देतात. स्तर-तपशील ऑपरेशन्ससाठी आवश्यक अतिरिक्त गणना खर्चाची भरपाई करण्यासाठी आम्ही विशिष्ट हार्डवेअर युनिट्सही सुचवतो. आम्ही आमच्या पद्धतीचे मूल्यांकन कस्टम रे-ट्रेसिंग हार्डवेअर आर्किटेक्चरच्या सायकल-अचूक सिम्युलेशनचा वापर करून करतो. आमच्या निकालांनुसार, पारंपारिक बाउंडिंग व्हॉल्यूम पदानुक्रमांच्या तुलनेत, पुरेशी गणनात्मक संसाधने उपलब्ध असल्यास, आमची पद्धत ऊर्जा वापर आणि रेंडर वेळेत दहापटपेक्षा जास्त कपात करू शकते.
