背景   光线与物体求交是光线追踪的主要时间瓶颈.   如果不进行优化,则对每条光线,我们都需要遍历场景中的全部物体并求交.而现在想建模一个小物体的表面,往往要几千甚至几万个三角形,一个商业级产品,屏幕内甚至可能同时存在几亿个三角形.   想要提升效率,我们需要加速结构的帮助.   类似于二分查找的思想,我们先判断光线是否与较大的集合相交,如果不相交,则该集合内的所有物体都无需求交,减少了原有的计算量.   加速结构一般有两种:     一种是划分空间:如K-D Tree     一种是划分物体…

Bounding Volume Hierarchy BVH in OpenCASCADE eryar@163.com Abstract. Bounding Volume Hierarchy(BVH) organizes geometric objects in the tree based on spatial relationships. Each node in the tree contains an axis-aligned bounding box of all the objects…

  - BVH with SAH (Bounding Volume Hierarchy  with Surface Area Heuristic) -      0. Overview 包围层次盒(BVH)是一种基于"物体“(object, 区别于“空间”,spatial )的场景管理技术,广泛应用于碰撞检测.射线相交测试之类的应用场合中. 一般情况下BVH的性能都比较不错,起码比基于格子(Grid)的场景管理技术要高.   BVH的数据结构其实就是一棵二叉树(Binary Tree).它有两种…

对于一个有很多物体的3D场景来说,渲染这个场景最简单的方式就是用一个List将这些物体进行存储,并送入GPU进行渲染.当然,这种做法在效率上来说是相当低下的,因为真正需要渲染的物体应该是视椎体内的物体.除此之外,从裁剪算法和碰撞检测等算法的效率来说,使用这种数据结构也是相当低效的.比较好的方式是使用具有层次结构的空间数据结构存储待渲染的物体,如BVH(包围体层次结构).BSP(二叉空间分割)树.四叉树.八叉树和模糊K-D树等,在进行空间查找的时候将时间复杂度从O(n)降低到O(logn).当然,…

大家好~本文使用WebGPU和光线追踪算法,从0开始实现和逐步优化Demo,展示了从渲染500个2D物体都吃力到流畅渲染4百万个2D物体的优化过程和思路 目录 需求 成果 1.选择渲染的算法 2.实现内存需求 3.渲染1个圆环 4.测试渲染极限 5.尝试设置workgroup_size 6.实现BVH 7.测试渲染极限 8.设置workgroup_size 9.测试内存占用 10.使用LBVH算法来构造BVH 11.实现剔除 12.改进遍历BVH 13.测试渲染极限 总结 后续的改进方向 参考资…

Peter Shirley-Ray Tracing The Next Week(2016) 原著:Peter Shirley 英文原著地址 密码: urji 第二本书主要介绍了运动模糊,BVH(层次包围盒),纹理贴图,柏林噪声,纹理映射,光照,instance,volumes,最后会渲染一张封面上的图片. 因为机器计算能力问题,代码渲染的图片分辨率较小,放在The-Next-Week文件夹下,图片使用的是原书的图片. 目录: [x] Chapter1:Motion Blur [x] Chapte…

Peter Shirley-Ray Tracing in One Weekend (2016) 原著:Peter Shirley 下篇主要对本书的后5章节进行学习,包括材质球的Metal,和Dielectrics.世界空间中相机的位置,相机通过光圈和焦距实现景深效果,最后结合全书知识点,渲染出一个如本篇封面的场景. https://github.com/EStormLynn/Peter-Shirley-Ray-Tracing-in-one-weenkend 目录 Chapter8:Metal C…

图形学3D渲染管线 DX和OpenGL左右手坐标系不同,会有一些差距,得出的矩阵会不一样; OpenGL的投影平面不是视景体的近截面: 顶点(vertexs) 顶点坐标,颜色,法线,纹理坐标(UV),连线索引; 图元(primitives) 几何顶点被组合为图元(点,线段或多边形),图元装配: 片元(fragments) 图元被分几步转换为片元:图元被适当的裁剪,颜色和纹理数据也相应作出必要的调整,相关的坐标被转换为窗口坐标.最后,光栅化将裁剪好的图元转换为片元; 一.顶点数据(Vertex)…

BVH 构建BVH树分三步: 计算每个图元的边界信息并且存储在数组中 使用指定的方法构建树 优化树,使得树更加紧凑 //BVH边界信息,存储了图元号,包围盒以及中心点 struct BVHPrimitiveInfo { BVHPrimitiveInfo() {} BVHPrimitiveInfo(size_t primitiveNumber, const Bounds3f &bounds) : primitiveNumber(primitiveNumber), bounds(bounds), c…

Chapter 2:Bounding Volume Hierarchies 今天我们来讲层次包围盒,乍一看比较难,篇幅也多,但是咱们一步一步来,相信大家应该都能听懂 BVH 和 Perlin textures是这本书中最难的两章,为什么把BVH放在第二章讲呢,据说,层次包围盒的渲染效率是比较高的,考虑到大家的渲染时间开销,所以先讲这个 光线 - 物体相交是光线跟踪器中的主要时间瓶颈,运行时间与物体数量成线性关系.但它是对同一模型的重复搜索,所以我们可以采用二分搜索的速度进行对数级复杂度搜索.因为…