[发明专利]使用射线追踪和光栅化的结合来渲染场景

说明书

本公开涉及使用射线追踪和光栅化的结合来渲染复杂场景的方法和过程。该方法和过程可以在视频驱动器或软件库中实现。应用程序的开发人员可以将信息提供给应用程序编程接口(API)调用，就像正在调用常规射线追踪(raytrace)API一样。该方法和过程可以使用各种参数来分析场景以确定场景内的对象组。光栅化算法可以作为从射线追踪加速结构检索到的图元集群数据的输入。每个对象组可以使用其自身的射线追踪和光栅化平衡来渲染，以提高渲染性能，同时保持视觉质量目标水平。

技术领域

本申请总体上涉及场景渲染，并且更具体地，涉及利用射线追踪和光栅化两者的场景渲染。

背景技术

渲染具有许多对象的复杂场景可能会花费大量的处理时间。复杂的场景可以来自各种软件应用程序，例如计算机辅助绘图应用程序、视频/图像编辑软件和游戏。可以将不同的技术(例如，光栅化(rasterization)或射线追踪(raytracing))应用于渲染过程。使用这些技术，开发人员通常会创建功能特定的代码模块，以与所使用的不同渲染算法之一进行交互并对其进行控制。另外，来自各种供应商和开发人员的许多库、视频驱动器、硬件电路以及其他相关软件和硬件组合，都需要所选的渲染技术来支持。

发明内容

本公开提供了一种在具有GPU的计算系统上渲染当前场景的方法。在一个实施例中，该方法包括：(1)利用射线追踪算法从当前场景的场景数据中确定第一遮挡物(occluder)对象组，(2)识别第二遮挡物对象组，其中第二遮挡物对象组被标记为在先前渲染的场景中可见，(3)利用第一和第二遮挡物对象组构建渲染命令缓冲器，其中渲染命令缓冲器识别(identifies)射线追踪和光栅化算法，(4)利用第一和第二遮挡物对象组、渲染命令缓冲器和GPU渲染第一显示对象，(5)使用第一和第二遮挡物对象组以及第一显示对象测试第三对象组的遮挡，(6)使用第一和第二遮挡物对象组以及来自对第三对象组的遮挡进行测试的结果渲染第二显示对象，以及(7)利用第一和第二显示对象渲染当前场景。

在另一方面，公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品具有存储在非暂时性计算机可读介质上的一系列操作指令，该指令在执行时指导数据处理装置，从而执行操作以在包括GPU的计算上渲染当前场景。在一个实施例中，所述操作包括：(1)利用射线追踪算法从当前场景的场景数据中确定第一遮挡物对象组，(2)识别第二遮挡物对象组，其中第二遮挡物对象组被标记为在先前渲染的场景中可见，(3)利用第一和第二遮挡物对象组构建渲染命令缓冲器，其中渲染命令缓冲器识别射线追踪和光栅化算法，(4)利用第一和第二遮挡物对象组、渲染命令缓冲器和GPU渲染第一显示对象，(5)使用第一和第二遮挡物对象组以及第一显示对象测试第三对象组的遮挡，(6)使用第一和第二遮挡物对象组、来自对第三对象组的遮挡进行测试的结果以及从射线追踪加速结构中获取图元集群数据的光栅化算法渲染第二显示对象，以及(7)利用第一和第二显示对象渲染当前场景。

在另一方面，公开了一种在计算系统上渲染场景的系统。在一个实施例中，该系统包括：(1)场景渲染器，其能够渲染场景并且包括：(1A)对象分析器，其能够分析场景、确定要使用的渲染技术并生成至少一个射线追踪加速结构，(1B)渲染命令缓冲器，其能够确定渲染命令、操作并选择要与场景一起使用的射线追踪算法和光栅化算法，其中渲染命令缓冲器利用对象分析器的输出，以及(1C)渲染处理器，其能够利用射线追踪和光栅化算法来渲染场景，其中渲染处理器由来自渲染命令缓冲器的输出指导(directed)，并且其中光栅化算法从射线追踪加速结构中获取图元集群数据。

附图说明

现在参考结合附图进行的以下描述，其中：

图1是示例性场景渲染系统的框图的图示；

图2A是示例性射线追踪和光栅化渲染流程的图的图示；

图2B是射线追踪的、网格(mesh)和小网格(meshlet)分割对象的示例的图的图示；

图2C是示例性射线追踪加速结构的图的图示；