Оборудование для трассировки лучей
Аппаратное обеспечение для трассировки лучей — это компьютерное оборудование специального назначения , предназначенное для ускорения вычислений трассировки лучей .
Проблема рендеринга 3D-графики может быть концептуально представлена как поиск всех пересечений между набором « примитивов » (обычно треугольников или многоугольников ) и набором «лучей» (обычно один или несколько на пиксель). [1]
До 2010 года все типичные платы графического ускорения, называемые графическими процессорами (GPU), использовали алгоритмы растеризации . Алгоритм трассировки лучей решает проблему рендеринга по-другому. На каждом шаге он находит все пересечения луча с набором соответствующих примитивов сцены.
Оба подхода имеют свои преимущества и недостатки. Растеризацию можно выполнять с помощью устройств, основанных на модели потоковых вычислений , по одному треугольнику за раз, а доступ ко всей сцене нужен только один раз. [a] Недостатком растеризации является то, что нелокальные эффекты, необходимые для точного моделирования сцены, такие как отражения и тени , затруднены; и преломления [2] почти невозможно вычислить.
Алгоритм трассировки лучей изначально подходит для масштабирования путем распараллеливания отдельных рендеров лучей. [3] Однако все, кроме трассировки лучей, требует рекурсии алгоритма трассировки лучей (и произвольного доступа к графу сцены ) для завершения их анализа, [4] поскольку отраженные, преломленные и рассеянные лучи требуют, чтобы различные части сцены -доступ таким образом, который трудно предсказать. Но он может легко вычислять различные виды физически правильных эффектов , обеспечивая гораздо более реалистичное впечатление, чем растеризация. [б]
Сложность хорошо реализованного алгоритма трассировки лучей возрастает логарифмически; [c] это происходит из-за того, что объекты (треугольники и наборы треугольников) помещаются в BSP-деревья или подобные структуры и анализируются только в том случае, если луч пересекается с ограничивающим объемом раздела бинарного пространства. [5] [д]
