一种基于众核处理器的光线并行求交方法及光路追踪系统技术方案

本公开公开了一种基于众核处理器的光线并行求交方法及光路追踪系统，包括：在主核中开辟用于存储采样光线的全局数据区，从核对所述采样光线进行光线并行求交，并将求交结果存储至全局数据区，所述主核根据求交结果进行着色操作，并计算采样光线在光路上的积分值。将光线求交和着色操作相互分离，计算光线求交与着色操作的时间比，对二者的任务量进行划分，从核中执行的第二部分光线求交和主核中执行的第一部分着色操作同步进行，充分利用从核内存，利用并行光线求交方式有效提高其求交效率，减少光路追踪算法的总时间，并且能够保证求交的准确性，从而保证图像的绘制质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于众核处理器的光线并行求交方法及光路追踪系统
本公开涉及图形真实渲染
，特别是涉及一种基于众核处理器的光线并行求交方法及光路追踪系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。光路追踪算法是一种基于物理的真实感渲染方法，利用真实世界的物理原理在虚拟世界中来模拟光和物质的相互作用产生的视觉感。真实感渲染的目的是将同一场景下的三维场景生成的图像与现实世界的照片难以区分。光路追踪算法是以观察者的视角，根据光的可逆性物理原理，对光线进行逆向追踪，从观察屏幕的像素点发射虚拟光，并计算光在虚拟三维场景中与物质相交产生的反射、折射和散射等物理效果，最终生成逼真的图像。光路追踪算法在影视动漫、VR、仿真和游戏等领域有广泛的应用价值和研究价值。在物理世界中，观察者的每一个成像点的颜色值是由来自不同方向的光线效果的共同作用而产生的。在现实世界中，光线的数量是无法估计的，而在虚拟场景中的虚拟光线的数量则是有限的。同理，在光路追踪算法中，每个像素点的光线采样数量越多，则渲染的图片质量越高，因此，为提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于众核处理器的光线并行求交方法，其特征在于，包括：/n在众核处理器的主核中开辟用于存储采样光线的全局数据区，众核处理器的从核对所述采样光线进行光线并行求交，并将求交结果存储至全局数据区，所述主核根据求交结果进行着色操作，并计算采样光线在光路上的积分值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于众核处理器的光线并行求交方法，其特征在于，包括：
在众核处理器的主核中开辟用于存储采样光线的全局数据区，众核处理器的从核对所述采样光线进行光线并行求交，并将求交结果存储至全局数据区，所述主核根据求交结果进行着色操作，并计算采样光线在光路上的积分值。


2.如权利要求1所述的一种基于众核处理器的光线并行求交方法，其特征在于，所述光线并行求交包括：根据从核求交时间和主核着色时间的比例分别对光路追踪中光线求交和着色操作进行划分，从核中执行的第二部分光线求交和主核中执行的第一部分着色操作同步进行；
或，划分比例满足：
Task1:Task2>Tits:Tshader，
其中，Task1与Task2分别是光线求交与着色操作划分的工作量，Tits是从核求交时间，Tshader是主核着色时间；
或，第一部分光线求交在从核中执行，主核阻塞等待；当第一部分光线求交结束后，主核进行第一部分着色操作，从核同时执行第二部分光线求交，第一部分着色操作和第二部分光线求交同时完成，继而主核执行第二部分着色操作。


3.如权利要求1所述的一种基于众核处理器的光线并行求交方法，其特征在于，所述全局数据区包括光线集数据区和信息区；所述光线集数据区用于存储从核进行光线求交所需要的采样光线，所述信息区用于存储从核求交结果；
或，所述信息区包括光线求交结果、求交时间和交点信息，其中交点信息包括交点所处的几何体和三角形的索引值，求交时间指从采样光线起点到交点的时间。


4.如权利要求1所述的一种基于众核处理器的光线并行求交方法，其特征在于，从核从全局数据区中通过连续内存访问方法批量式获取采样光线中待求交光线；
通过DMA方法在光线遍历树中获取待求交光线对应的子节点，根据待求交光线的求交结果判断下一次待求交的子节点，同时将该子节点的下级节点提取到从核中；
在从核中进行光线求交，将每条光线的求交结果通过连续内存访问方式存入到全局数据区。


5.如权利要求1所述的一种基于众核处理器的光线并行求交方法，其特征在于，主核进行着色操作中包括：
所述主核根据求交结果进行着色操作，计算光线的积分值，生成次级光线，并对次级光线进行收集，直至光线与光源相交，每条光线在其光路上的积分值计算结束。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王璐，邓二伟，徐延宁，徐晓峰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37