射线跟踪方法和设备的制造方法
【专利说明】射线跟踪方法和设备
[0001]本申请要求于2013年11月4日提交到韩国知识产权局的第10_2013_0132995号韩国专利申请的权益，为了所有目的，所述专利申请的整个公开通过引用合并于此。
技术领域
[0002]以下描述涉及一种射线跟踪方法和射线跟踪设备。
【背景技术】
[0003]通常，三维(3D)渲染是将从给定的相机视点查看的图像的3D对象数据进行合成的图像处理。渲染方法的示例包括光栅化和射线跟踪，其中，在光栅化中，在将3D对象投射到屏幕上时产生图像，在射线跟踪中，通过跟踪光经过图像平面中的每个像素的路径来产生图像。
[0004]当使用射线跟踪时，由于在渲染结果上反映出光的物理属性(反射、折射和穿透)，因此可渲染高质量图像。然而，由于产生和遍历(TRV)将被渲染的场景对象在空间上被划分的加速结构(AS)所需的大量操作和执行射线与基元(primitive)之间的相交测试(1ST)所需的大量操作，导致难以使用射线跟踪以进行高速渲染。
【发明内容】
[0005]提供本
【发明内容】
从而以简化形式引入对以下在【具体实施方式】中进一步描述的构思的选择。本
【发明内容】
不意图确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意图用作确定要求保护的主题的范围的帮助。
[0006]在一个总体方面，提供一种射线跟踪方法，包括:确定与接收的射线相似的先前射线的加速结构遍历数据是否被存储在遍历缓存中；基于确定的结果，读取存储的加速结构遍历数据，并基于读取的加速结构遍历数据执行图像渲染。
[0007]所述射线跟踪方法还可包括:基于接收的射线的特征信息确定先前射线与接收的射线相似，其中，所述特征信息包括接收的射线的原点和方向。
[0008]所述射线跟踪方法还可包括:提取接收的射线的特征信息；基于提取的特征信息确定接收的射线的关键数据。
[0009]确定关键数据的步骤可包括:通过基于提取的特征信息搜索数据库来确定接收的射线属于的组，其中，在所述数据库中存储有基于射线的特征信息所设置的组的信息以及组的关键数据；将确定的组的关键数据确定为接收的射线的关键数据。
[0010]接收的射线的特征信息可包括接收的射线的原点和方向。组的信息可包括每条射线的原点和方向。确定关键数据的步骤可包括:通过将接收的射线的原点和方向与每条射线的原点和方向进行比较来确定接收的射线属于的组。
[0011]确定加速结构遍历数据是否被存储的步骤可包括:将接收的射线的关键数据与存储在遍历缓存中的指示射线的关键数据的标签数据进行比较。读取的步骤可包括:响应于标签数据与接收的射线的关键数据匹配，读取与匹配的标签数据相应的加速结构遍历数据。
[0012]加速结构遍历数据可包括以下数据中的至少一个:与先前射线相交的节点集群的数据，与先前射线相交的叶节点的数据，以及与先前射线相交的基元的数据。
[0013]响应于加速结构遍历数据包括节点集群的数据，图像渲染的步骤可包括:通过遍历包括在节点集群中的节点来检测与接收的射线相交的叶节点。
[0014]响应于加速结构遍历数据包括叶节点的数据，渲染的步骤可包括:测试接收的射线是否与叶节点相交。
[0015]所述射线跟踪方法还可包括:响应于加速结构遍历数据包括基元的数据，将基元的数据发送到相交测试单元。
[0016]响应于加速结构遍历数据包括基元的数据，渲染的步骤可包括:测试接收的射线是否与基元相交。
[0017]在另一总体方面，提供一种射线跟踪设备，包括:遍历缓存，被配置为确定与接收的射线相似的先前射线的加速结构遍历数据是否被存储在遍历缓存中；遍历操作单元，被配置为基于确定的结果，读取存储的加速结构遍历数据，并基于读取的加速结构遍历数据对接收的射线执行加速结构遍历。
[0018]所述射线跟踪设备还可包括:关键数据确定单元，被配置为基于接收的射线的特征信息确定先前射线与接收的射线相似，其中，所述特征信息包括接收的射线的原点和方向。
[0019]所述射线跟踪设备还可包括关键数据确定单元，所述关键数据确定单元被配置为:提取接收的射线的特征信息；基于提取的特征信息确定接收的射线的关键数据。
[0020]关键数据确定单元可包括存储有基于射线的特征信息所设置的组的信息以及组的关键数据的数据库。关键数据确定单元可被配置为:通过基于提取的特征信息搜索所述数据库来确定接收的射线属于的组；将确定的组的关键数据确定为接收的射线的关键数据。
[0021]接收的射线的特征信息可包括接收的射线的原点和方向。组的信息可包括每条射线的原点和方向。关键数据确定单元可被配置为:通过将接收的射线的原点和方向与每条射线的原点和方向进行比较来确定接收的射线属于的组。
[0022]遍历缓存可被配置为:存储指示射线的关键数据的标签数据以及与标签数据相应的加速结构遍历数据；将接收的射线的关键数据与存储的标签数据进行比较；响应于标签数据与接收的射线的关键数据匹配，读取与匹配的标签数据相应的加速结构遍历数据。
[0023]响应于加速结构遍历数据包括节点集群的数据，遍历操作单元可被配置为:遍历包括在节点集群中的节点以检测与接收的射线相交的叶节点。
[0024]响应于加速结构遍历数据包括叶节点的数据，遍历操作单元可被配置为:测试接收的射线是否与叶节点相交。
[0025]所述射线跟踪设备还可包括:相交测试操作单元，被配置为响应于加速结构遍历数据包括基元的数据，测试接收的射线是否与基元相交。
[0026]在另一总体方面，提供一种射线跟踪设备，包括:遍历缓存，被配置为确定与接收的射线相似的先前射线的加速结构遍历数据是否被存储在遍历缓存中；遍历操作单元，被配置为响应于确定加速结构遍历数据被存储在遍历缓存中，基于加速结构遍历数据确定接收的射线是否与加速结构的对象相交。
[0027]所述射线跟踪设备还可包括:关键数据确定单元，被配置为确定接收的射线的关键数据。遍历缓存可被配置为:确定所述关键数据是否被存储在遍历缓存中；响应于确定所述关键数据被存储在遍历缓存中，确定与所述关键数据相应的加速结构遍历数据被存储在遍历缓存中。
[0028]关键数据确定单元可被配置为:确定接收的射线的原点和方向；在数据库中搜索与所述原点和方向相应的关键数据；将与所述原点和方向相应的关键数据确定为接收的射线的关键数据。
[0029]遍历操作单元可被配置为:响应于加速结构遍历数据属于节点集群，确定接收的射线是否与包括在所述节点集群中的节点相交，其中，所述节点集群是从所述节点的最上层节点起的加速结构的节点集群。
[0030]遍历操作单元可被配置为:响应于加速结构遍历数据属于加速结构的叶节点，确定接收的射线是否与叶节点相交。
[0031]所述射线跟踪设备还可包括:相交测试单元，被配置为响应于加速结构遍历数据属于加速结构的基元，确定接收的射线是否与基元相交。
[0032]其他特征和方面将从以下详细描述、附图和权利要求中是显然的。
【附图说明】
[0033]图1是示出一般的射线跟踪方法的示图。
[0034]图2是示出射线跟踪系统的示例的框图。
[0035]图3是示出加速结构(AS)的示例的示图。
[0036]图4是示出射线跟踪方法的示例的示图。
[0037]图5是示出植染连续帧的图像的示例的示图。
[0038]图6是示出遍历(TRV)单元的示例的框图。
[0039]图7是示出确定射线的关键数据(key data)的方法的示例的示图。
[0040]图8是示出射线跟踪方法的示例的流程图。
[0041]图9是示出图8的方法的示例的示图。
[0042]图10是示出射线跟踪方法的另一示例的流程图。
[0043]在整个附图和【具体实施方式】中，除非另外描述或提供，否则相同的附图参考标号将被理解为表示相同的元件(元素)、特征和结构。为了清楚、说明和方便，附图可不成比例缩放，并且可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。
【具体实施方式】
[0044]提供以下详细描述以帮助读者获得对在此描述的方法、