Hardware-Accelerated Dual-Split Trees

doi:10.1145/3406185

Hardware-Accelerated Dual-Split Trees

2020-08-26

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DOI：10.1145/3406185

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包围盒层次结构（BVH）是光线追踪中最广泛使用的加速结构，因其具有高建树和遍历性能。然而，父节点与子节点包围盒之间共享的包围面是固有的存储冗余，由于读取这些冗余面带来的内存开销，限制了性能的进一步提升。双分裂树可以创建与BVH相同的空间划分，但通过消除BVH结构表示中的冗余，以更少的内存实现紧凑形式。这种内存存储和数据传输的减少转化为更快的光线遍历和更好的能效。然而，双分裂树性能优势因从其紧凑表示中提取必要信息所需的处理而被削弱。这涉及位操作和分支指令，在软件中效率较低。我们引入了双分裂树的硬件加速，并表明在能够利用此类加速的硬件光线追踪环境中，其相对于BVH的性能优势得到凸显。我们详细介绍了如何将解码双分裂树节点所需的操作在硬件中实现，并使用路径追踪对不同规模的多个场景进行了实验。在我们的实验中，与表示相同空间划分的二叉BVH相比，使用双分裂树可将渲染时间最多减少31%，节能38%。

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