[发明专利]光线追踪处理器、处理器芯片、设备终端以及光线追踪方法

说明书

本申请公开了一种光线追踪处理器、处理器芯片、设备终端以及光线追踪方法，光线追踪处理器包括全局任务分配单元用于接收光线追踪任务，并根据多个光线处理控制器的工作状态对光线追踪任务进行分配；光线追踪任务包括光线求交计算任务；每个光线处理控制器包括本地任务分配单元和多个类型的计算单元；本地任务分配单元用于接收全局任务分配单元的光线追踪任务并根据其中的光线求交计算任务分配至适配的计算单元进行光线求交计算；全局缓存单元用于缓存各个光线处理控制器处理光线追踪任务的处理结果；任务返回单元用于获取每个光线追踪任务对应的处理结果并返回至光线追踪任务的发起端。本光线追踪处理器提升了光线追踪任务的运算效率。

技术领域

本申请涉及计算机图形学技术领域，尤其涉及一种光线追踪处理器、处理器芯片、设备终端以及光线追踪方法。

背景技术

光线追踪是一种以模拟现实世界中的光线传播来实现真实感绘制的算法，通过跟踪与物体发生交互作用的光线，基于场景中各个对象的材质属性，得到物体表面产生的反射及散射的路径，模拟出真实的虚拟场景，由于在整个模拟过程中需要跟踪场景中的每一条光线，使得光线追踪的计算规模特别巨大，仅在电影工业等领域有较为广泛的应用，然而实时的光线追踪由于受硬件的限制一直无法发展起来，近年来随着图形处理器GPU的通用计算不断发展，提供了多种针对上述问题的解决方案，例如将整个光线追踪的计算过程都在GPU上实现，也就是从光线的产生到加速结构的遍历，到最后的着色都在GPU上执行，然而这会大大增加GPU的负担，并且当核心算法非常复杂时，由逻辑控制造成的开销可能会非常大，导致整体运算性能大大降低。某些厂商还为此装备了独立的光线追踪处理器，例如NVIDIA公司的RT core，RT core就是一种专门为实时光线追踪计算进行加速处理的专用硬件单元，但是采用这种光线追踪处理器也会带来相关的问题，其中最大的问题是无法很好的处理光线的发散问题，由于一副场景中普遍存在着大量的不同材质的问题，导致每个光线在遍历后最终的着色器组(Hit Group)的着色器身份码(Shader ID)会出现大量的分歧，目前市场上的硬件方案无法很好的处理这类问题，导致当发散问题大量出现时运算效率会数十倍的下降。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种光线追踪处理器、处理器芯片、设备终端以及光线追踪方法，提升了光线追踪的运算效率，解决了现有技术的问题。

为实现上述目标及其他相关目标，本申请第一方面提供一种光线追踪处理器，包括：全局任务分配单元、多个光线处理控制器、全局缓存单元和任务返回单元；全局任务分配单元，耦接于各个光线处理控制器，用于接收光线追踪任务，并根据所述多个光线处理控制器的工作状态对所述光线追踪任务进行分配；其中，所述光线追踪任务包括光线求交计算任务；每个所述光线处理控制器，包括：本地任务分配单元和多个类型的计算单元；所述本地任务分配单元，用于接收所述全局任务分配单元的光线追踪任务并根据其中的光线求交计算任务分配至适配的计算单元进行光线求交计算；其中，所述适配指的是所述光线求交计算的求交对象与所述计算单元的类型适配；

所述全局缓存单元，耦接于各个光线处理控制器，用于缓存各个光线处理控制器处理光线追踪任务的处理结果；所述任务返回单元，耦接于所述全局任务分配单元及全局缓存单元，用于获取每个光线追踪任务对应的处理结果并返回至所述光线追踪任务的发起端。

本申请第二方面提供一种处理器芯片，包括：至少一个主处理器；如权利要求1-6所述的光线追踪处理器，耦接于所述至少一个主处理器，以用于接收并处理至少一个主处理器发出的光线追踪任务，并返回计算结果。

本申请第三方面提供一种设备终端，包括第二方面提供的所述处理器芯片。

本申请第四方面提供一种光线追踪方法，应用于上述的光线追踪处理器，所述光线追踪方法包括：