利用图形处理器上的硬件加速的可编程光线追踪制造技术

用于利用在图形处理器上的硬件加速来进行可编程光线追踪的装置和方法。例如，图形处理器的一个实施例包括着色器执行电路，其用于执行多个可编程光线追踪着色器。着色器执行电路包括多个单指令多数据(SIMD)执行单元。分类电路对与可编程光线追踪着色器中的一个或多个相关联的数据重新分组，以增加针对由SIMD执行单元执行的SIMD操作的占用；以及耦合到着色器执行电路的固定功能交叉电路检测光线和层次包围盒(BVH)和/或其中包含的对象之间的交叉，并向分类电路提供指示所述交叉的结果。

Programmable ray tracing accelerated by hardware on graphics processor

【技术实现步骤摘要】
利用图形处理器上的硬件加速的可编程光线追踪
本专利技术一般涉及图形处理器领域。更具体地，本专利技术涉及一种用于利用图形处理单元上的硬件加速的可编程光线追踪的装置和方法。
技术介绍
光线追踪是一种通过基于物理的渲染来模拟光传输的技术。广泛用于电影渲染，直到几年前为止它被认为对于实时性能来说太过资源密集。光线追踪中的关键操作之一是处理针对称为“光线遍历”的光线场景交叉的可见性查询，其通过遍历和交叉层次包围盒(BVH)中的节点来计算光线场景交叉。最近的研究表明，使用更适合固定功能硬件的技术，例如精度降低算术、BVH压缩、每光线状态机、专用的交叉流水线和自定义高速缓存可以将计算光线场景交叉的效率提高一个数量级以上。另一方面，期望将光线遍历的一些部分作为用户定义的程序，其不能被植入到固定功能硬件中，包括例如程序实例化、定制形状和随机细节水平(LOD)。这些功能(包括材质着色)可以在GPU内常用的大量多线程SIMD处理器上进行评估。然而，将固定功能遍历硬件与这些可编程组件组合提出了重大挑战。附图说明通过以下结合附图的详细描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图形处理装置，包括：/n着色器执行电路，其用于执行多个可编程着色器，所述着色器执行电路包括多个单指令多数据(SIMD)执行单元；以及/n分类电路，其用于对与所述可编程着色器中的一个或多个可编程着色器相关联的数据重新分组，以增加针对由所述SIMD执行单元执行的SIMD操作的占用。/n

【技术特征摘要】
20180806 US 16/056,2221.一种图形处理装置，包括：
着色器执行电路，其用于执行多个可编程着色器，所述着色器执行电路包括多个单指令多数据(SIMD)执行单元；以及
分类电路，其用于对与所述可编程着色器中的一个或多个可编程着色器相关联的数据重新分组，以增加针对由所述SIMD执行单元执行的SIMD操作的占用。


2.如权利要求1所述的图形处理装置，其中，所述可编程着色器包括可编程光线追踪着色器，所述图形处理装置还包括：
耦合到所述着色器执行电路的固定功能交叉电路，所述固定功能交叉电路用于检测光线与层次包围盒(BVH)和/或其中包含的对象之间的交叉，并且向所述分类电路提供指示所述交叉的结果。


3.如权利要求1或2所述的图形处理装置，其中，所述分类电路还包括：
内容可寻址存储器，其用于存储多个条目，每个条目由特定着色器记录指针标识。


4.如权利要求1或3所述的图形处理装置，其中，所述分类电路还包括：
分组电路，其用于对具有每个条目内的共同着色器记录指针的着色任务进行分组，以创建用于在所述SIMD执行单元上执行的SIMD批次。


5.如权利要求3所述的图形处理装置，还包括：
分组分派电路，其用于分派被分组在一条目中的一组着色任务在所述SIMD执行单元上同时执行。


6.如权利要求5所述的图形处理装置，其中，所述条目中的每个着色任务被映射到特定的SIMD通道以用于由所述SIMD执行单元执行。


7.如权利要求1或6所述的图形处理装置，其中，着色器的每个执行实例与调用栈相关联，所述调用栈包括针对在父着色器与一个或多个子着色器之间传递的参数的存储。


8.如权利要求2或7所述的图形处理装置，其中，所述多个可编程光线追踪着色器包括以下中的一个或多个：与至少一个主要光线相关联的主要着色器，命中着色器，其用于执行双向反射分布函数(BRDF)采样和发射一个或多个辅助光线，遍历着色器，其用于使一条或多条光线遍历通过所述BVH，以及交叉着色器，其用于确定一条或多条光线与场景中的对象之间的交叉。


9.如权利要求2或7所述的图形处理装置，还包括：
耦合到所述着色器执行电路的消息传送电路、分类电路以及固定功能交叉电路，所述消息传送电路用于将从所述着色器执行电路产生的光线-BVH交叉操作发送到所述固定功能交叉电路并且将可调用着色器发送到所述分类电路。


10.一种方法，包括：
在多个单指令多数据(SIMD)执行单元上执行多个可编程着色器；
对与所述可编程着色器中的一个或多个可编程着色器相关联的数据和程序代码重新分组，以增加针对由所述SIMD执行单元执行的SIMD操作的占用。


11.如权利要求10所述的方法，其中，所述可编程着色器包括可编程光线追踪着色器，所述方法还包括：
利用固定功能交叉电路来检测光线与层次包围盒(BVH)和/或其中包含的对象之间的交叉。


12.如权利要求10或11所述的方法，其中，重新分组包括对具有多个条目的内容可寻址存储器内的数据和程序代码进行分类，每个条目由特定着色器记录指针标识。


13.如权利要求10或11所述的方法，其中，对数据和程序代码重新分...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·维迪雅纳坦，WJ·李，G·力克托尔，J·G·吉拉什，P·马耶夫斯基，P·苏提，C·本廷，S·沃普，T·洛克斯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US