Компания AMD продемонстрировала впечатляющий прорыв в области графических исследований, который может значительно снизить затраты памяти и вычислительные ресурсы, связанные с трассировкой лучей в сложных анимированных средах. Техника тетраэдрических каркасов позволяет трассировать лучи в реальном времени для сотен миллионов независимо анимированных треугольников без огромных накладных расходов на структуры ускорения (также известные как Bounding Volume Hierarchy, или BVH), традиционно связанные с такими задачами.
В новой статье на GPUOpen, опубликованной 17 сентября, сотрудник AMD Хольгер Грюн продемонстрировал эту технику на примере масштабной сцены с ландшафтом, содержащей около 25 000 независимо анимированных растений. При максимальном уровне детализации (LOD) эти растения представляют примерно 2,8 миллиарда треугольников. После выбора LOD около 500 миллионов анимированных треугольников трассируются в реальном времени с использованием первичных и теневых лучей, при этом сцена работает со скоростью более 60 FPS при разрешении 1080p на видеокарте Radeon RX 9070 XT.
Однако настоящим прорывом является значительно уменьшенный объем памяти и затраты на обновление структур ускорения благодаря этой технике.
Традиционные реализации трассировки лучей требуют, чтобы независимо анимированные объекты поддерживали и обновляли свои собственные иерархии ограничивающих объемов (BVH) — структуры ускорения, используемые для эффективного определения того, с какой геометрией луч может пересекаться. По мере увеличения сложности сцены обновление этих структур может стать непомерно дорогим.
Подход AMD вместо этого заключает плотную геометрию в относительно простые деформируемые тетраэдрические каркасы. Вместо обновления каждой отдельной вершины и связанной с ней структуры ускорения, техника анимирует окружающий каркас, сохраняя исходную плотную геометрию и ее BVH статичными и повторно используемыми. Лучи преобразуются обратно в исходную систему отсчета геометрии перед тестированием на пересечение.
Результаты говорят сами за себя:
Это означает примерно в 47 раз меньший объем памяти для структур ускорения и более чем 90-кратное сокращение времени обновления BVH по сравнению с традиционным подходом. Важно отметить, что эти улучшения направлены на два основных узких места, которые могут препятствовать эффективной трассировке лучей в плотно населенных анимированных средах.
Однако есть и компромиссы. Тетраэдрические каркасы жертвуют детальным контролем над анимацией отдельных вершин, что делает их особенно подходящими для плотной листвы, травы, толп и удаленных персонажей, а не для анимаций, требующих точной деформации или изменений топологии сетки.
Базовое исследование, подробно описанное в статье AMD «Ray Tracing Massive Amounts of Animated Geometry», получило награду Wolfgang Straßer Best Paper Award (третье место) на конференции High-Performance Graphics 2026. AMD также разрабатывает примеры DirectX Raytracing (DXR) и автономную библиотеку C++ для помощи разработчикам во внедрении этой техники в их конвейеры рендеринга.
Хотя это остается демонстрацией исследований, а не функцией, уже реализованной в играх, она предлагает многообещающий путь к созданию более геометрически сложных, полностью анимированных сред без необходимости использования графических процессоров с огромным объемом видеопамяти.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Sebastian Castellanos
