[en] RAY TRACING DYNAMIC SCENES ON THE GPU

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: PAULO IVSON NETTO SANTOS
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] PROGRAMACAO EM GPU; [pt] RECONSTRUCAO DE GRADES NA GPU; [pt] CENAS DINAMICAS; [pt] GRADES UNIFORMES; [pt] TRACADO DE RAIOS INTERATIVO; [en] GPU PROGRAMMING; [en] GRID REBUILD ON THE GPU; [en] DYNAMIC SCENES; [en] UNIFORM GRIDS; [en] INTERACTIVE RAY TRACING
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=31443&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=31443&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.31443

[pt] O objetivo deste trabalho é desenvolver uma solução completa para o traçado de raios de cenas dinâmicas utilizando a GPU. Para que este algoritmo atinja desempenho interativo, é necessário utilizar uma estrutura espacial para reduzir os testes de interseção entre raios e triângulos da cena. Observa-se que, quando há movimento na cena, é necessário atualizar esta estrutura de aceleração, seja alterando-a parcialmente ou reconstruindo-a inteiramente. Adotamos a segunda estratégia por ser capaz de tratar o caso geral de movimento não-estruturado. Como a construção da estrutura deve ser feita da forma mais eficiente possível, escolhemos utilizar uma Grade Uniforme como foco de nossa pesquisa. Suas vantagens incluem um algoritmo de construção simples e um percurso de raios eficiente. Para explorar o poder de processamento em paralelo de uma GPU, é necessário manter os dados da cena e da estrutura de aceleração dentro da placa gráfica, evitando transferências custosas de memória entre a GPU e a CPU. Propomos neste trabalho uma técnica para construir uma grade uniforme inteiramente na GPU. Usando nosso método, é possível reconstruir toda a estrutura em poucos milissegundos, enquanto mantém-se a alta qualidade da grade obtida. Além disso, propomos uma implementaçoes do algoritmo de traçado de raios de forma a aproveitar o processamento em paralelo da GPU. Nosso procedimento é implementado inteiramente dentro da placa gráfica, onde há acesso direto para os dados dos triângulos da cena, bem como as informações da grade uniforme construída. Utilizando a solução proposta, somos capazes de obter taxas de visualização interativas mesmo para cenas com movimentos não-estruturados, incluindo texturas, sombras e até mesmo reflexões.