用于加速光线跟踪的系统和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116157841A(43)申请公布日2023.05.23(21)申请号202180050800.2(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所(22)申请日2021.08.1911105专利代理师张晓明(30)优先权数据16/998,1952020.08.20US(51)Int.Cl.G06T15/06(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日2023.02.17(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2021/0467772021.08.19(87)PCT国际申请的公布数据WO2022/040472EN2022.02.24(71)申请人索尼互动娱乐有限责任公司地址美国加利福尼亚州(72)发明人M·E·塞尔尼权利要求书2页说明书10页附图13页(54)发明名称用于加速光线跟踪的系统和方法(57)摘要一种图形处理单元(GPU)(300、400、500)包括适于执行软件实现的着色器程序的一个或多个处理器核心(304、406、502)，以及适于遍历加速结构以计算光线与包围体和图形图元的相交点的一个或多个硬件实现的光线跟踪单元(RTU)(408、410、504)。所述RTU实现用于遍历(416)加速结构的遍历逻辑、栈管理和其他任务以减轻着色器上的负担，将相交点传送(418)到着色器，然后所述着色器计算(420)相交点是命中所相交的对象的透明部分还是不透明部分。因此，所述GPU内的一个或多个处理核心通过将处理的各方面卸载到RTU来执行加速光线跟踪，所述RTU遍历其中表示3D环境的加速结构。CN116157841ACN116157841A权利要求书1/2页1.一种用于图形处理的方法，其包括：在图形处理单元(GPU)上执行着色器程序，所述着色器程序执行由加速结构表示的3D环境的光线跟踪；使用所述GPU内在所述着色器程序的请求下遍历所述加速结构的硬件实现的光线跟踪单元(RTU)；以及在所述着色器程序处使用加速结构遍历的结果。2.如权利要求1所述的方法，其中由所述RTU进行的所述加速结构遍历相对于所述着色器程序是异步的。3.如权利要求1所述的方法，其中由所述RTU进行的所述加速结构遍历的所述结果包括对光线和包含在所述加速结构内的包围体之间的相交点的检测。4.如权利要求1所述的方法，其中RTU处理包括维护在所述加速结构遍历中使用的栈。5.如权利要求1所述的方法，其中所述加速结构是具有多个层级的层次结构。6.如权利要求5所述的方法，其中由所述RTU进行的所述加速结构遍历的所述结果包括对在所述加速结构的所述多个层级内从较高层级到较低层级的转变的检测。7.如权利要求5所述的方法，其中由所述RTU进行的所述加速结构遍历的所述结果包括对在所述加速结构的所述多个层级内从较低层级到较高层级的转变的检测。8.如权利要求5所述的方法，其中由所述RTU进行的所述加速结构遍历包括对所述加速结构的所述多个层级之间的转变的处置。9.如权利要求1所述的方法，其中由所述RTU进行的所述加速结构遍历的所述结果包括对光线和包含在所述加速结构内的图元之间的相交点的检测。10.如权利要求9所述的方法，其中由所述RTU进行的所述加速结构遍历的所述结果包括对光线和包含在所述加速结构内的图元之间的最早的相交点的检测。11.如权利要求9所述的方法，其中由所述RTU进行的所述加速结构遍历的所述结果包括由所述RTU按照由所述RTU检测到的相交点与光线原点的距离对所述相交点进行的排序，使得：所述RTU在其遍历所述加速结构时检测到光线和图元之间的第一相交点；以及所述RTU在其遍历所述加速结构时检测到所述光线和图元之间的第二相交点；以及在将结果从所述RTU传送到所述着色器程序时，在第一相交点结果之前传送第二相交点结果。12.如权利要求9所述的方法，其中在由所述RTU检测到光线和包含在所述加速结构内的图元之间的相交点并且将所述结果传送到所述着色器程序时，所述着色器程序和所述RTU随后就所述着色器程序在所述光线和所述图元之间进行的命中测试的结果进行通信。13.如权利要求1所述的方法，其中在所述RTU检测到光线和包含在所述加速结构内的包围体之间的相交点并且将所述结果传送到所述着色器程序时，所述着色器程序和所述RTU随后就所述着色器程序关于是否忽略所述相交点的确定和/或所述着色器程序关于所述相交点沿所述光线的位置的确定进行通信。14.一种图形处理单元(GPU)，其包括：至少一个处理器核心，所述至少一个处理器核心适于执行软件实现的着色器；以及至少一个硬件实现的光线跟踪单元(RTU)，所述至少一个硬件实现的RTU与所述处理器2CN116157841A权利要求书2/2页核心分离并且适于遍历加速结构，以标识光线与所述加速结构中所表示的对象的