Компанія AMD продемонструвала вражаючий прорив у графічних дослідженнях, який може значно зменшити витрати пам’яті та обчислень, пов’язані з трасуванням променів у складних анімованих середовищах. Техніка тетраедричних кліток дозволяє в реальному часі трасувати промені для сотень мільйонів незалежно анімованих трикутників без величезних накладних витрат на структуру прискорення (також відому як Bounding Volume Hierarchy або BVH), які традиційно асоціюються з такими завданнями.
У новій статті GPUOpen, опублікованій 17 вересня, Гольгер Грюн, співробітник AMD, продемонстрував цю техніку на прикладі масштабної сцени ландшафту, що містить приблизно 25 000 незалежно анімованих рослин. На своєму максимальному рівні деталізації (LOD) ці рослини становлять близько 2,8 мільярда трикутників. Після вибору LOD, близько 500 мільйонів анімованих трикутників трасуються за кадр за допомогою первинних променів та променів тіні, при цьому сцена працює зі швидкістю понад 60 FPS при роздільній здатності 1080p на Radeon RX 9070 XT.
Однак, справжній прорив полягає в різкому зменшенні обсягу пам’яті та вартості оновлення структури прискорення.
Традиційні реалізації трасування променів вимагають, щоб незалежно анімовані об’єкти підтримували та оновлювали власні ієрархії обмежувальних об’ємів (BVH), які є структурами прискорення, що використовуються для ефективного визначення, з якою геометрією промінь може перетинатися. Зі зростанням складності сцени оновлення цих структур може стати надзвичайно дорогим.
Підхід AMD натомість оточує щільну геометрію відносно простими деформованими тетраедричними клітками. Замість оновлення кожної окремої вершини та пов’язаної з нею структури прискорення, техніка анімує навколишню клітку, зберігаючи оригінальну щільну геометрію та її BVH статичними та багаторазовими. Промені перетворюються назад у початкову систему координат геометрії перед тестуванням на перетин.
Результати говорять самі за себе:
| Метрика | Звичайна щільна трикутна BLAS (нижньорівнева структура прискорення) | Тетраедричні клітки |
|---|---|---|
| Використання пам’яті BVH | До 80 ГБ | ~1,7 ГБ |
| Час оновлення BVH за кадр | Понад 300 мс | ~3,3 мс |
| Анімовані трикутники після вибору LOD | ~500 мільйонів | ~500 мільйонів |
Це означає приблизно у 47 разів менше пам’яті для структури прискорення та більше ніж у 90 разів скорочення часу оновлення BVH порівняно зі звичайним підходом. Важливо, що ці покращення націлені на два основні вузькі місця, які можуть перешкоджати ефективному трасуванню променів у густонаселених анімованих середовищах.
Однак, є певні компроміси. Тетраедричні клітки пожертвують дрібнозернистим контролем над анімацією окремих вершин, що робить їх особливо придатними для щільної рослинності, трави, натовпів та віддалених персонажів, а не для анімацій, що вимагають точної деформації або змін топології сітки.
Базове дослідження, детально описане в роботі AMD Ray Tracing Massive Amounts of Animated Geometry, отримало третє місце на премії Wolfgang Straßer Best Paper Award на конференції High-Performance Graphics 2026. AMD також розробляє зразки DirectX Raytracing (DXR) та бібліотеку C++ без заголовків, щоб допомогти розробникам інтегрувати цю техніку у свої конвеєри рендерингу.
Хоча це залишається дослідницькою демонстрацією, а не функцією, вже реалізованою в іграх, вона пропонує перспективний шлях до більш геометрично складних, повністю анімованих середовищ без необхідності використання GPU з величезним обсягом відеопам’яті.
Дізнатися більше на: wccftech.com