Imagination Technologies предложила классификацию уровней трассировки лучей

Компания Imagination Technologies, занимающаяся разработкой графических решений, представила концепцию под названием Ray Tracing Levels. Она описывает 5 уровней аппаратной и программной реализации трассировки лучей, нацеленных на масштабирование технологии от высокопроизводительных систем до мобильных устройств с низким энергопотреблением.

Первый уровень классификации представляет собой полностью программную реализацию. На этом этапе трассировка лучей обрабатывается силами графического процессора без каких-либо специализированных аппаратных блоков. Такой подход считается крайне медленным и энергозатратным для практического применения в реальном времени.

Второй уровень подразумевает добавление аппаратного ускорения для базовых операций — проверок пересечения луча с ограничивающими объемами и треугольниками (ray-box и ray-triangle). Остальная часть нагрузки по-прежнему ложится на программное обеспечение, что дает прирост производительности, но сохраняет ограничения по сложности сцен.

На третьем уровне появляется аппаратный обход иерархии ограничивающих объемов (BVH-traversal). Перенос этой задачи на специализированные блоки значительно разгружает вычислительные ядра GPU и обеспечивает заметный скачок производительности, делая трассировку лучей более применимой для игр.

Четвертый уровень вводит механизм когерентной сортировки лучей. Аппаратное обеспечение получает возможность группировать лучи, движущиеся в схожих направлениях, и обрабатывать их пакетами. Это повышает эффективность вычислений и снижает энергопотребление, что особенно важно для мобильных чипов. Imagination Technologies утверждает, что их решения уже достигли этого уровня.

Пятый, самый высокий уровень, предполагает наличие полного аппаратного конвейера. В дополнение ко всем предыдущим улучшениям, здесь аппаратно реализуется построение и обновление BVH-структур. Это обеспечивает максимальную автономность специализированных блоков и открывает возможности для повсеместного внедрения сложной трассировки лучей в реальном времени.

Основная идея предложенной системы заключается в последовательном переносе вычислительной нагрузки с программного обеспечения на специализированное оборудование, что повышает производительность и энергоэффективность. Стоит отметить, что данная концепция была представлена в интервью с представителем маркетингового отдела компании.