Ray Tracing op GPU en CPU - EDM - UHasselt

1 2
4 5
Figuur 5.5: Regular grid bestaande uit 6 voxels. Elke driehoek bevindt zich in
één of meerdere voxels.Voxel 1 bevat geen driehoeken, voxel 2 en 4 bevatten 1
driehoek, voxel 5 en 6 bevatten 2 driehoeken en voxel 3 bevat 3 driehoeken.
kan worden, t.o.v. O(n), waarbij n het aantal driehoeken is. Indien n voldoende
klein is, zorgt een regular grid niet voor een bottleneck. Aangezien de focus van
deze thesis eerder ligt op het vergelijken van de rendertijden tussen een zeer
analoge CPU en GPU implementatie, lijkt een regular grid mij een adequate
keuze.
Voor de opslag van het grid maken we gebruik van twee textures. Eén texture
zullen we gebruiken om per gridcel de lijst van driehoeken die hierin bevat zijn,
bij te houden. De tweede texture houdt dan per grid cel een index bij waar de
bijbehorende driehoek lijst zich in de eerste texture bevindt. We zullen naar
deze textures verwijzen door ze respectievelijk tdata en tindex te noemen.
Laat tdata een matrix zijn van RGBA tupels, waarvan we enkel de R nuttig
zullen gebruiken. Ook dit is een beslissing die genomen is uit effeciëntie overwegingen.
De gegevens die we in tdata wensen te stoppen, zullen verzamelingen
van driehoeken zijn, of maw een lijst van verzamelingen van driehoek. We
beschouwen een eenvoudig voorbeeld, ter ondersteuning van de verdere uiteenzetting.
Figuur 5.5 geeft een virtuele scène weer, waarbij de primitieven (in dit
geval driehoeken), ondergebracht zijn in een gridstructuur. De voxels, ook wel
cellen genoemd, zijn genummerd van 1 tot 6. Hieruit wordt dan de lijst van
driehoekverzamelingen gegenereerd. In figuur 5.6 is dit schematisch weergegeven.
Nu zijn we aangekomen op het punt dat we deze symbolische lijst gaan
omzetten naar texture data. Dit kunnen we eenvoudig door verzameling per
verzameling om te zetten, en die achter elkaar te plaatsen. Merk op dat we
met achter elkaar plaatsen bedoelen dat de texture kolom per kolom, rij per
rij gevuld wordt. We moeten eerst nog wel definiëren hoe we een verzameling
driehoeken gaan voorstellen. Dit doen we door de volgnummers van de betreffende
driehoeken achter elkaar te plaatsen, beëindigt door een -1. Wanneer we
alle verzamelingen achter elkaar plaatsen, krijgen iets van de vorm 3 6 7 8 -1 2
9 11 -1 2 -1 -1 10 13 . . . (voor een willekeurige scène). Plaats nu elk van deze
getallen in de R component van de texture, en tdata is klaar.
34
6
3