Thuật toán hiện đại nhất cho các trường độ cao theo dõi tia là gì?

Đã có rất nhiều bài báo trong nhiều năm về các kỹ thuật khác nhau để vẽ địa hình trường độ cao trong một máy dò tia. Một số thuật toán chiếu trực tiếp vào lưới (hoặc thông qua một góc phần tư); một số khác biến đổi địa hình thành một lưới đa giác và sử dụng phép thử giao tuyến tam giác tia tiêu chuẩn. Nghiên cứu dường như đã được tiến hành trong vài năm qua và thật khó để tìm thấy những bài báo được viết trong thập kỷ trước, nhưng sự cân bằng giữa bộ nhớ và tính toán (cả CPU và GPU) vẫn đang thay đổi.

Loại thuật toán nào cho hiệu năng tốt nhất trên các máy tính để bàn cao cấp hiện nay? Hoặc nếu không có một câu trả lời duy nhất, làm thế nào để các đặc tính hiệu suất của các thuật toán tốt nhất hiện tại khác nhau?

Đối với công nghệ hiện đại, hãy tìm bài báo này: "Mipmap tối đa để kết xuất trường chiều cao động nhanh, chính xác và có thể mở rộng", Tevs et al. 2008

Ý tưởng cơ bản là bỏ qua nhiều không gian bằng cách có kiến ​​thức về giá trị tối đa trên các khu vực rộng lớn của địa hình. Nếu tia vẫn ở trên mức đó, bỏ qua khu vực rộng lớn tiếp theo.

Nếu bạn nhìn vào Hình 8, bạn sẽ thấy sự so sánh giữa các bước tuyến tính cơ bản so với các mipmap tối đa. Kết quả bước tuyến tính trong 200 bước, có thể được thực hiện theo thời gian thực trên gpus hiện đại nhưng vẫn thực sự chậm. Max mipmaps làm tương tự trong khoảng 10 bước, tất cả trong shader.

Thứ tốt nhất mà cá nhân tôi thấy là những thứ inigo quillez, được sử dụng trong những thứ demoscene. Ray di chuyển địa hình, thực hiện các bước lớn hơn mà bạn nhận được từ máy ảnh càng xa vì chi tiết (thông thường) ít quan trọng hơn ở khoảng cách (ngoại trừ = tường mỏng!). Ông sử dụng thông tin thâm nhập và các số liệu dễ dàng nhận được khác để mô phỏng sự che khuất xung quanh và các kỹ thuật chiếu sáng tinh vi khác.

Đây là bản demo của nội dung đang hoạt động: https://www.youtube.com/watch?v=_YWMGuh15nE

Và đây là trang của IQ về việc bắn tia địa hình, một cách đọc khá thú vị: http://www.iquilezles.org/www/articles/terrainmarching/terrainmarching.htmlm

BTW, trong các trò chơi hiện đại, kỹ thuật "phản chiếu không gian màn hình" thường chỉ là một cuộc diễu hành đối với bộ đệm Z của cảnh được kết xuất. Bộ đệm Z thực sự chỉ là một trường chiều cao.

Tôi đã thấy một số cuộc nói chuyện về điều này tại siggraph 2014, và trong khi một số người đang sử dụng các kỹ thuật tương tự như IQ, một số người đã làm những việc thậm chí không tốt như IQ, thật thú vị khi xem: P

Ánh xạ bước hình nón và Bản đồ bước hình nón thư giãn dường như là thuật toán rất tốt. Chúng dựa vào một chút tiền xử lý của trường chiều cao để tạo bản đồ 2D được sử dụng để tra cứu hiệu quả hơn.

http://www.lonesock.net/files/ConeStepMapping.pdf https://developer.nvidia.com/gpugems/GPUGems3/gpugems3_ch18.html