光线跟踪多采样抗锯齿制造技术

本发明专利技术提供了一种用于对光线执行光线跟踪操作的技术。该方法包括：针对包围盒层次的一个或多个包围盒对该光线执行一个或多个光线

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光线跟踪多采样抗锯齿
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年3月13日提交的美国非临时专利申请号16/819008的权益，该非临时专利申请的内容以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]光线跟踪是一种图形渲染技术，其中投射模拟光线以测试对象相交并且基于光线投射的结果对像素着色。光线跟踪在计算上比基于光栅化的技术更昂贵，但得到物理上更准确的结果。一直在对光线跟踪操作进行改进。
附图说明
[0004]可以从以下描述中获得更详细的理解，通过示例结合附图给出，其中：
[0005]图1是可实现本公开的一个或多个特征的示例设备的框图；
[0006]图2是根据一个示例的设备的框图，示出了涉及在图1的加速处理设备上执行处理任务的附加细节；
[0007]图3示出了根据一个示例的用于使用光线跟踪技术来渲染图形的光线跟踪流水线；
[0008]图4是根据一个示例的包围盒层次的图示；
[0009]图5示出了根据一个示例的用于执行光线
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三角形相交测试的坐标变换；
[0010]图6示出了根据一个示例的作为光栅化操作的光线
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三角形相交测试；
[0011]图7示出了根据一个示例的用于使用光线跟踪执行多采样抗锯齿的技术；
[0012]图8示出了一种示例包围盒缩放技术，用于解决质心光线落在包围盒之外的可能性的情况(即使针对该质心光线的样本在包围盒内)；并且
[0013]图9是根据一个示例的用于利用多采样光线执行光线相交测试的方法900的流程图。
具体实施方式
[0014]本专利技术提供了一种用于对光线执行光线跟踪操作的技术。该方法包括：针对包围盒层次的一个或多个包围盒对光线执行一个或多个光线
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盒相交测试，以便不考虑包围盒层次的一个或多个节点；对于包围盒层次的没有被一个或多个光线
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盒相交测试消除的一个或多个三角形，利用从光线的质心位置移位的样本来执行一个或多个光线
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三角形相交测试；以及基于光线
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三角形相交测试的结果为样本调用光线跟踪流水线的
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个或多个着色器。
[0015]图1是可实现本公开的一个或多个特征的示例设备100的框图。设备100包括例如计算机、游戏设备、手持设备、机顶盒、电视、移动电话或平板计算机。设备100包括处理器102、存储器104、存储装置106、一个或多个输入设备108以及一个或多个输出设备110。设备100还任选地包括输入驱动器112和输出驱动器114。应当理解，设备100包括图1中未示出的
另外部件。
[0016]在各种另选方案中，处理器102包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、位于同一管芯上的CPU和GPU、或一个或多个处理器核心，其中每个处理器核心可为CPU或GPU。在各种另选方案中，存储器104位于与处理器102相同的管芯上，或与处理器102分开定位。存储器104包括易失性或非易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)、动态RAM或高速缓存。
[0017]存储器106包括固定或可移动存储器，例如硬盘驱动器、固态驱动器、光盘或闪存驱动器。输入设备108包括但不限于键盘、小键盘、触摸屏、触摸板、检测器、麦克风、加速度计、陀螺仪、生物扫描仪或网络连接(例如，用于发射和/或接收无线IEEE 802信号的无线局域网卡)。输出设备110包括但不限于显示设备118、扬声器、打印机、触觉反馈设备、一个或多个灯、天线或网络连接(例如，用于发射和/或接收无线IEEE 802信号的无线局域网卡)。
[0018]输入驱动器112与处理器102和输入设备108通信，并允许处理器102从输入设备108接收输入。输出驱动器114与处理器102和输出设备110通信，并允许处理器102向输出设备110发送输出。应注意，输入驱动器112和输出驱动器114是任选的部件，并且如果输入驱动器112和输出驱动器114不存在，则设备100将以相同方式操作。输出驱动器114包括联接到显示设备118的加速处理设备(
″
APD
″
)116。APD 116被配置为从处理器102接收计算命令和图形渲染命令，处理那些计算和图形渲染命令，并将像素输出提供给显示设备118用于显示。如下文所详述，APD 116包括被配置为根据单指令多数据(
″
SIMD
″
)范式来执行计算的一个或多个并行处理单元。因此，尽管这里将各种功能描述为由APD 116执行或与其结合执行，但在各种另选方案中，被描述为由APD 116执行的功能另外地或另选地由具有类似能力的其他计算设备执行，该其他计算设备不由主机处理器(例如，处理器102)驱动并且被配置为向显示设备118提供(图形)输出。例如，可以设想根据SIMD范式执行处理任务的任何处理系统都可被配置为执行本文所述的功能。另选地，可以设想不根据SIMD范式执行处理任务的计算系统执行本文所述的功能。
[0019]图2是设备100的框图，示出了涉及在APD 116上执行处理任务的附加细节。处理器102在系统存储器104中保持一个或多个控制逻辑模块以供处理器102执行。控制逻辑模块包括操作系统120、驱动程序122和应用程序126。这些控制逻辑模块控制处理器102和APD 116的操作的各种特征。例如，操作系统120直接与硬件通信并为在处理器102上执行的其他软件提供到硬件的接口。驱动器122通过例如向在处理器102上执行的软件(例如，应用程序126)提供应用编程接口(
″
API
″
)来控制APD 116的操作，以访问APD 116的各种功能。在一些具体实施中，驱动器122包括即时编译器，该即时编译器编译程序以供APD 116的处理部件(诸如下文所详述的SIMD单元138)执行。在其他具体实施中，不使用即时编译器来编译程序，并且正常应用编译器编译着色器程序以供在APD 116上执行。
[0020]APD 116执行用于所选功能的命令和程序，诸如适于并行处理和/或无序处理的图形操作和非图形操作。APD 116用于执行图形流水线操作，诸如像素操作、几何计算和基于从处理器102接收的命令将图像呈现给显示设备118。APD 116还基于从处理器102接收的命令来执行与图形操作不直接相关的计算处理操作，诸如与视频、物理模拟、计算流体动力学或其他任务相关的操作。
[0021]APD 116包括计算单元132，该计算单元包括根据SIMD范式以并行方式在处理器
102的请求下执行操作的一个或多个SIMD单元138。SIMD范式是这样一种范式，其中多个处理元件共用单个程序控制流单元和程序计数器并由此执行相同的程序，但能够执行具有不同数据的该程序。在一个示例中，每个SIMD单元138包括十六个通道，其中每个通道与SIMD单元138中的其他通道同时执行相同的指令，但执行具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对光线执行光线跟踪操作的方法，所述方法包括：针对包围盒层次的一个或多个包围盒对光线执行一个或多个光线
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盒相交测试，以便不考虑所述包围盒层次的一个或多个节点；对于所述包围盒层次的没有被所述一个或多个光线
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盒相交测试消除的一个或多个三角形，利用从所述光线的质心位置移位的样本来执行一个或多个光线
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三角形相交测试；以及基于所述光线
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三角形相交测试的结果为所述样本调用光线跟踪流水线的一个或多个着色器。2.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述一个或多个光线
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盒相交测试包括：响应于确定所述一个或多个光线
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盒相交测试中的第一光线
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盒相交测试指示所述光线不与第一盒的与所述包围盒层次的非叶节点相关联的缩放版本相交，从而不考虑作为所述非叶节点的后代的节点。3.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述一个或多个光线
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盒相交测试包括：响应于确定所述一个或多个光线
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盒相交测试中的所述第一光线
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盒相交测试指示所述光线与第一盒的与所述包围盒层次的非叶节点相关联的缩放版本相交，对作为所述非叶节点的后代的一个或多个节点执行光线
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盒相交测试和光线
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三角形相交测试中的一者或多者。4.根据权利要求1所述的方法，其中：所述包围盒层次包括一个或多个非叶节点，每个非叶节点具有相关联的界定作为所述非叶节点的子项的三角形的轴对齐包围盒；并且对所述一个或多个经缩放的轴对齐包围盒进行缩放，以防止对与所述光线相关联的样本发生假未命中。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述一个或多个经缩放的轴对齐包围盒是通过将未缩放的轴对齐包围盒的尺寸增大一定的量来缩放的，所述量基于投影像素面积中样本距所述光线的质心的最大距离。6.根据权利要求1所述的方法，其中经修改的坐标系包括这样的坐标系：其中所述光线的原点在所述坐标系的原点处并且其中所述光线沿一个轴向方向而非两个其他轴向方向行进。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述样本在投影像素面积内从所述质心位置移位，所述投影像素面积是像素在所述一个或多个三角形中的三角形上的投影。8.根据权利要求1所述的方法，其中调用一个或多个着色器包括：响应于确定所述光线的不同样本与所述一个或多个三角形中的不同三角形相交，为所述光线调用不同着色器。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述光线覆盖的样本数目向所述一个或多个着色器中的至少一个着色器提供覆盖百分比。10.一种用于对光线执行光线跟踪操作的系统，所述系统包括：着色器，所述着色器被配置为请求对所述光线执行光线跟踪操作；以及光线相交测试单元，所述光线相交测试单元被配置为：
针对包围盒层次的一个或多个包围盒对光线执行一个或多个光线
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盒相交测试，以便不考虑所述包围盒层次的一个或多个节点；对于所述包围盒层次的没有被所述一个或多个光线
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盒相交测试消除的一个或多个三角形，利用从所述光线的质心位置移位的样本来执行一个或多个光线
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三角形相交测试；以及基于所述光线
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯凯勒，
申请(专利权)人：超威半导体公司，
类型：发明
国别省市：