Mức độ chi tiết thích ứng cục bộ cho kỹ thuật dò tia được tăng tốc bằng phần cứng
Author
Venue
SIGGRAPH Châu Á 2023
Abstract
Chúng tôi giới thiệu một kỹ thuật mức độ chi tiết thích ứng (LOD) cho việc theo dõi tia trên lưới tam giác, nhằm giảm băng thông bộ nhớ được sử dụng trong quá trình theo dõi tia. Điều này có thể là điểm nghẽn gây chậm trễ thời gian hiển thị với các cảnh lớn và là nguyên nhân chính tiêu tốn năng lượng. Chúng tôi đề xuất một cấu trúc dữ liệu cụ thể để biểu diễn phân cấp các lưới tam giác, cho phép đưa ra quyết định cục bộ về độ phân giải lưới mong muốn cho từng tia. Bắt đầu từ cấp độ lưới tam giác có độ phân giải thấp nhất, các cấp độ có độ phân giải cao hơn được tạo ra bằng cách chia nhỏ mỗi tam giác thành bốn phần thông qua việc chia các cạnh của nó bằng các đỉnh được đặt tùy ý. Chúng tôi tích hợp cấu trúc phân cấp lưới kết quả vào một cấu trúc gia tốc chuyên dụng để thực hiện việc chọn cấp độ chia nhỏ lưới theo thời gian thực trong quá trình di chuyển tia. Cấu trúc của chúng tôi giảm cả chi phí lưu trữ và di chuyển dữ liệu trong quá trình render, vốn là những yếu tố tiêu tốn năng lượng chính. Nó cũng cho phép chuyển đổi liên tục giữa các mức độ chi tiết, đồng thời điều chỉnh độ phân giải lưới cục bộ cho từng tia và duy trì tính kín nước. Chúng tôi trình bày cách cấu trúc này có thể được sử dụng với cả tia chính và tia phụ cho phản xạ và bóng, vốn có thể giao cắt với các mức chia lưới khác nhau, mang lại kết quả nhất quán. Chúng tôi cũng đề xuất các đơn vị phần cứng cụ thể để bù đắp chi phí tính toán bổ sung cần thiết cho các hoạt động mức độ chi tiết. Chúng tôi đánh giá phương pháp của mình bằng cách sử dụng mô phỏng chính xác theo chu kỳ của một kiến trúc phần cứng dò tia tùy chỉnh. Kết quả của chúng tôi cho thấy, so với các hệ thống phân cấp khối giới hạn truyền thống, phương pháp của chúng tôi có thể giảm hơn một bậc về mức tiêu thụ năng lượng và thời gian hiển thị, với điều kiện có đủ tài nguyên tính toán.
