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光线追踪硬件加速方案综述
1
作者
张大权
董家瑞
+5 位作者
雷洋
李世康
石响宇
李宗辉
邓仰东
吴为民
《计算机应用》
北大核心
2025年第5期1632-1644,共13页
当前,实时三维图形渲染领域发生着技术变革,实时光线追踪技术的应用激增;但就计算而言,光线追踪成本依旧“昂贵”,传统硬件无法支持这样的算力。新的图形处理单元(GPU)必须在性能、功耗和高复杂度场景之间获取平衡,硬件加速技术因此成...
当前,实时三维图形渲染领域发生着技术变革,实时光线追踪技术的应用激增;但就计算而言,光线追踪成本依旧“昂贵”,传统硬件无法支持这样的算力。新的图形处理单元(GPU)必须在性能、功耗和高复杂度场景之间获取平衡,硬件加速技术因此成为实时光线追踪的核心。首先,介绍了光线追踪的理论基础,基于目前最主流的2种硬件加速数据结构(KD-Tree(K-Dimensional Tree)和层次包围盒树(BVH-Tree)),分别从基元分割、构造方法、优化方法和遍历加速的角度进行调研,发掘这2种结构用于硬件加速的潜力;其次,从固定函数设计、硬件架构设计、以减少内存带宽为目标的调度和数据管理这3个角度,对各个阶段所开发的专用加速硬件进行总结;再次,面向产业界调研主流的光线追踪GPU的产业界解决方案以及未来发展趋势;最后,总结并讨论光线追踪硬件加速方案的现状与不足,并展望了这些方案的性能优化方向。
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关键词
光线追踪
硬件加速
KD-TREE
层次包围盒树
图形处理单元
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题名
光线追踪硬件加速方案综述
1
作者
张大权
董家瑞
雷洋
李世康
石响宇
李宗辉
邓仰东
吴为民
机构
北京交通大学计算机科学技术学院
清华
大学
软件
学院
出处
《计算机应用》
北大核心
2025年第5期1632-1644,共13页
基金
中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(2024JBMC035)。
文摘
当前,实时三维图形渲染领域发生着技术变革,实时光线追踪技术的应用激增;但就计算而言,光线追踪成本依旧“昂贵”,传统硬件无法支持这样的算力。新的图形处理单元(GPU)必须在性能、功耗和高复杂度场景之间获取平衡,硬件加速技术因此成为实时光线追踪的核心。首先,介绍了光线追踪的理论基础,基于目前最主流的2种硬件加速数据结构(KD-Tree(K-Dimensional Tree)和层次包围盒树(BVH-Tree)),分别从基元分割、构造方法、优化方法和遍历加速的角度进行调研,发掘这2种结构用于硬件加速的潜力;其次,从固定函数设计、硬件架构设计、以减少内存带宽为目标的调度和数据管理这3个角度,对各个阶段所开发的专用加速硬件进行总结;再次,面向产业界调研主流的光线追踪GPU的产业界解决方案以及未来发展趋势;最后,总结并讨论光线追踪硬件加速方案的现状与不足,并展望了这些方案的性能优化方向。
关键词
光线追踪
硬件加速
KD-TREE
层次包围盒树
图形处理单元
Keywords
ray tracing
hardware acceleration
K-Dimensional Tree(KD-Tree)
Bounding Volume Hierarchies based on Tree(BVH-Tree)
Graphics Processing Unit(GPU)
分类号
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
光线追踪硬件加速方案综述
张大权
董家瑞
雷洋
李世康
石响宇
李宗辉
邓仰东
吴为民
《计算机应用》
北大核心
2025
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