Um Acelerador Ray-Tracing de Baixo Custo Otimizado para Arquiteturas Heterogêneas - Sampaio, Adrianno de Abbadia (2020)
Um dos maiores desafios da Computação Gráfica é a geração de imagens fotorrealistas e fisicamente precisas partindo de uma cena tridimensional. Por um lado, existem métodos com os quais é possível renderizar imagens com um certo grau de realismo de forma rápida, porém estes métodos não são capazes de modelar de forma realista o comportamento da luz ao interagir com os objetos, sendo necessário criar atalhos para modelar certos efeitos ópticos. Por outro lado, o método de Ray-Tracing permite a modelagem de efeitos ópticos como reflexão, refração e sombras com um mínimo de esforço, mas ao modelar estes efeitos o método ganha uma natureza exponencial, tornando-o desvantajoso para aplicações de tempo-real. Novas técnicas e abordagens foram desenvolvidas com o objetivo de acelerar o algoritmo de Ray- Tracing, incluindo o uso de outras plataformas de hardware. Entre elas está o desenvolvimento de arquiteturas especializadas em FPGA, especialmente devido à sua flexibilidade e baixo custo energético. Assim, este trabalho propõe e analisa um acelerador de baixo custo energético para a execução eficiente de cálculos de interseção Raio-Triângulo e duas possíveis aplicações do mesmo. Resultados experimentais mostraram a viabilidade do acelerador proposto, onde a versão paralela do acelerador obteve um desempenho aproximadamente 4.7 vezes melhor do que a versão ARM e a versão heterogênea aproximadamente 6.3 vezes melhor. Além disso, o uso da placa embarcada em um sistema edge computing (Nuvem + Borda) conseguiu uma aceleração de até 50% em relação ao uso apenas da Nuvem.