索取有关快速光线追踪算法的资源答案

【问题标题】：Ask for resource about fast ray-tracing algorithm索取有关快速光线追踪算法的资源
【发布时间】：2011-01-02 00:35:51
【问题描述】：

首先，很抱歉这个粗略的问题，但我不想介绍太多细节，所以我只是要求相关资源，如文章、库或提示。

我的程序需要对射线与三角形的交点进行密集计算（有数百万条射线和三角形），我的目标是尽可能快。

我所做的是：

使用我知道的最快的ray-triangle算法。
使用八叉树。（来自 Game Programming Gem 1, 4.10. 4.11）
使用八叉树算法中使用的An Efficient and Robust Ray–Box Intersection Algorithm。

它比我应用那些更好的算法之前更快，但我相信它可能会更快，请您指出任何可能使其更快的地方吗？

谢谢。

【问题讨论】：

顺便说一句，有一个“光线追踪”标签；）

标签： performance algorithm geometry raytracing

【解决方案1】：

问这些问题的地方是ompf2.com。一个关于实时（虽然也是非实时）光线追踪主题的论坛

【讨论】：

护目镜，它们什么都不做！
我确实在那个论坛上得到了一些有价值的回复，谢谢。 ompf.org/forum/viewtopic.php?f=4&t=1557
遗憾的是，ompf.org 网站自 2011 年 12 月以来就已死去。请参阅例如 igad2.nhtv.nl/ompf2/index.php
igad2 链接现在也失效了
我已经更新了指向 ompf 当前位置的链接

【解决方案2】：

OMPF 论坛是解决这个问题的好地方，但既然我今天在这里......

在 OctTree 遍历中不要使用光线/盒子的交点。您可以将它用于树的根节点，仅此而已。一旦你知道了到根盒子的入口和出口的距离，你就可以计算到 x、y 和 z 分区平面的距离 - 细分盒子的平面。如果到前后的距离分别为 f 和 b，那么您可以通过分析 f,b,x,y,z 距离来确定框的哪些子节点被命中。您还可以确定遍历子节点的顺序并完全拒绝其中的许多。

最多可以击中 4 个孩子，因为光线从一个八分圆开始，并且只有在穿过 3 个分区平面之一时才会改变八分圆。

此外，由于它是递归的，因此您将需要子节点的入口和出口距离。这些距离是从您已经计算的集合 (f,b,x,y,z) 中选择的。

我已经对此进行了很长时间的优化，并且可以肯定地说，对于许多层级的树来说，您的性能仍然可以达到一个数量级。我从你现在的位置开始。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以进行多种优化，但所有优化都取决于您的问题的确切领域。就一般算法而言，您走在正确的轨道上。根据域，您可以：

引入门户系统
将计算移至 GPU 并利用并行计算
最近很流行的光线追踪趋势是Bounding Volume Hierarchies

【讨论】：

我很感兴趣，你能参考你提到的（2）吗？我很想读到这个（我知道，这肯定是可能的），- 你似乎知道你在说什么。
谢谢，Kornel，我记得有一个由 MIT 实现的库，但我就是找不到，你知道任何类似的现有库吗？

【解决方案4】：

您已经在使用空间排序和快速相交算法取得了良好的开端。对于一次追踪单条光线，最好的结构之一（用于静态场景）是使用表面积启发式构建的 K-d 树。

但是，对于真正的高速光线追踪，您需要利用：

相干光线包
Frusta
SIMD

我建议您从“Ray Tracing Animated Scenes using Coherent Grid Traversal”开始。它为这种现代方法提供了一个易于理解的示例。您还可以按照参考资料了解这些想法如何应用于 K-d 树和 BVH。

在同一页面上，还可以查看“光线追踪动画场景中的最新技术”。

另外一组很棒的资源是这些年来所有的 SIGGRAPH 出版物。这是一个竞争非常激烈的会议，所以这些论文往往是一流的。

最后，如果您愿意使用现有代码，请查看OpenRT 的项目页面。

【讨论】：

【解决方案5】：

我看到的一个有用资源是journal of graphics tools。根据您的场景，另一个 BVH 可能比八叉树更合适。

另外，如果您没有使用分析器查看您的表现，那么您应该这样做。 Shark 在 OSX 上非常出色，我在 Windows 上使用 Very Sleepy 获得了不错的效果。

【讨论】：

是的，谢谢，我有一个简单的内置分析器，足以让我看到瓶颈。