ระดับรายละเอียดที่ปรับให้เหมาะสมกับพื้นที่สำหรับการติดตามรังสีด้วยฮาร์ดแวร์เร่งความเร็ว
Author
Venue
SIGGRAPH เอเชีย 2023
Abstract
เราขอแนะนำเทคนิคการปรับระดับรายละเอียดแบบปรับตัวได้สำหรับการติดตามรังสีในตาข่ายสามเหลี่ยม ซึ่งมีเป้าหมายเพื่อลดแบนด์วิดท์หน่วยความจำที่ใช้ระหว่างการติดตามรังสี ซึ่งอาจเป็นคอขวดสำหรับเวลาในการเรนเดอร์ในฉากขนาดใหญ่และเป็นผู้บริโภคพลังงานหลัก เราขอเสนอโครงสร้างข้อมูลเฉพาะสำหรับการแสดงตาข่ายสามเหลี่ยมแบบลำดับชั้น ซึ่งช่วยให้สามารถตัดสินใจเฉพาะจุดสำหรับการปรับความละเอียดตาข่ายที่ต้องการต่อแต่ละรังสีได้ เริ่มต้นจากระดับตาข่ายสามเหลี่ยมที่มีความละเอียดต่ำสุด ระดับความละเอียดที่สูงขึ้นจะถูกสร้างขึ้นโดยการแบ่งตาข่ายสามเหลี่ยมแต่ละอันออกเป็นสี่ส่วนผ่านการแบ่งขอบด้วยจุดยอดที่วางไว้อย่างอิสระ เราจัดโครงสร้างลำดับชั้นตาข่ายที่ได้เข้ากับโครงสร้างเร่งความเร็วเฉพาะทางเพื่อทำการเลือกระดับการแบ่งตาข่ายแบบทันทีในระหว่างการเคลื่อนที่ของรังสี โครงสร้างของเราช่วยลดทั้งค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บและการเคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างการเรนเดอร์ ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่กินพลังงาน นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถเปลี่ยนระดับรายละเอียดได้อย่างต่อเนื่อง โดยปรับความละเอียดของเมชในแต่ละรังสีได้อย่างเฉพาะเจาะจงและยังคงรักษาความไม่รั่วซึมของน้ำไว้ได้ เราแสดงให้เห็นว่าโครงสร้างนี้สามารถนำไปใช้กับรังสีหลักและรังสีรองสำหรับการสะท้อนและเงา ซึ่งสามารถตัดกับระดับการแบ่งส่วนที่แตกต่างกันได้ โดยให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกัน เรายังเสนอหน่วยฮาร์ดแวร์เฉพาะเพื่อครอบคลุมค่าใช้จ่ายในการคำนวณเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการในระดับรายละเอียด เราประเมินวิธีการของเราโดยใช้การจำลองแบบแม่นยำรอบการทำงานของสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์การติดตามรังสีที่ออกแบบเอง ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่า เมื่อเปรียบเทียบกับลำดับชั้นปริมาตรขอบเขตแบบดั้งเดิม วิธีการของเราสามารถลดการใช้พลังงานและเวลาในการเรนเดอร์ได้มากกว่าหนึ่งลำดับขนาด เมื่อมีทรัพยากรการคำนวณเพียงพอ
