[发明专利]用于光线跟踪的方法和设备

说明书

本申请要求于2012年7月24日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0080547号韩国专利申请的优先权利益，该申请的公开通过引用包含于此。

技术领域

以下描述的一个或多个实施例涉及一种用于光线跟踪的方法和设备，更具体地说，涉及一种用于执行光线的遍历和相交测试的方法和设备。

背景技术

三维（3D）渲染可以是将3D对象的数据合成为在相机的给定视点观察到的图像的图像处理过程。

作为渲染方法的一个示例，可采用在将3D对象投影到屏幕上的同时产生图像的光栅化方法。作为渲染方法的另一示例，可采用通过跟踪沿从相机的视点朝着图像的每个像素发射的光线入射的光的路径来产生图像的光线跟踪方法。

在以上渲染方法中，光线跟踪方法可使用光的物理属性（例如，反射、折射、透射等）产生高质量图像。然而，光线跟踪会需要非常大量的计算，因而使得光线跟踪方法可能不能以高速率执行渲染。

加速结构的遍历和光线图元（ray primitive）之间的相交测试中的每个可以是用于确定光线跟踪性能的最重要因素之一。可针对每条光线执行加速结构的遍历和光线图元之间的相交测试达几次至几十次。

加速结构可以是空间划分加速结构。加速结构可以是通过空间地划分将被渲染的场景对象而表现的数据结构。数据结构（例如，网格、Kd-树、包围体层次（BVH）等）可被用作加速结构。

以上的遍历和相交测试可以是在光线跟踪中使用至少70%的计算量并且占用至少90%的存储器带宽的处理。可采用专用硬件用于遍历和相交测试的实时处理。

发明内容

通过提供一种光线处理方法来实现以上和/或其他方面，所述方法包括：基于多个遍历单元中的每个遍历单元的寿命从所述多个遍历单元中选择遍历单元对输入光线进行遍历处理；使用选择的遍历单元对输入单元进行遍历处理。所述多个遍历单元中的每个遍历单元的寿命可基于由所述多个遍历单元中的每个遍历单元处理的一条或多条光线中的每条光线的状态被确定。

可基于所述多个遍历单元中的每个遍历单元的状态从所述多个遍历单元中选择遍历单元。

所述多个遍历单元中的每个遍历单元的寿命可基于由所述多个遍历单元中的每个遍历单元处理的一条或多条光线中的每条光线的寿命被确定。

所述一条或多条光线中的每条光线的寿命可基于由所述多个遍历单元重复对所述一条或多条光线中的每条光线进行遍历处理的次数被确定。

所述多个遍历单元中的每个遍历单元的寿命可以是由所述多个遍历单元中的每个遍历单元处理的一条或多条光线的寿命的和。

所述多个遍历单元中的每个遍历单元的寿命可以是由所述多个遍历单元中的每个遍历单元处理的一条或多条光线的平均寿命。

选择的遍历单元可以是所述多个遍历单元中的在输入缓冲器内具有最少数量的光线的遍历单元中的具有最长寿命的遍历单元。

可重复执行所述遍历处理。当重复执行所述遍历处理时，输入光线的寿命可增加“1”。

所述光线处理方法还可包括：从多个相交测试单元中选择相交测试单元对输入光线进行相交测试处理；使用选择的相交测试单元对输入单元进行相交测试处理。

通过提供一种光线跟踪设备来实现上述和/或其他方面，所述设备包括：多个遍历单元，对光线进行遍历处理；光线分派单元，基于所述多个遍历单元中的每个遍历单元的寿命从所述多个遍历单元中选择遍历单元对输入光线进行遍历处理。选择的遍历单元可以对输入光线进行遍历处理，所述多个遍历单元中的每个遍历单元的寿命可基于由所述多个遍历单元中的每个遍历单元处理的一条或多条光线中的每条光线的状态被确定。

光线分派单元可基于所述多个遍历单元中的每个遍历单元的状态从所述多个遍历单元中选择遍历单元。

光线分派单元可从所述多个遍历单元中选择在输入缓冲器内具有最少数量的光线的遍历单元中的具有最长寿命的遍历单元，作为将对输入光线进行遍历处理的遍历单元。

所述多个遍历单元可以重复对输入光线进行遍历处理。当重复对输入光线进行遍历处理时，输入光线的寿命可增加“1”。

所述光线跟踪设备还可包括：多个相交测试单元，对光线进行相交测试处理；光线仲裁单元，从所述多个相交测试单元中选择相交测试单元对输入光线进行相交测试处理。选择的相交测试单元可对输入单元进行相交测试处理。