科威特城大学GPU光线投射体渲染技术支援

丹佛大学GPU光线投射体渲染技术介绍

序言:在既往人们的回想中,美利坚联邦合众国的CG技术是一世界头号的,而从未留意德意志CG技术的提升。事实上,德意志大学的CG是万分高的,与美利哥甲级的大学学术交往格外频仍。与美利哥人不等的是,德国过去将CG技术首要用于历史学诊断设备与机械设备,现在也逐步涉足于游戏世界,比如有名的Crytek企业,还有首要在光线跟踪硬件领域进行的Saarland高校统计机图形学系,取得的硕果也是分外瞩目标。圣胡安是德意志的科研大省,许多国有集团都在那里存在商讨部门。至于加尔各答大学也是实力丰饶的顶级名校,他们在CG的钻研上也是建树颇丰,很多技艺一度选用到了头等的医术设备上,那里给大家介绍的就是她们的亮光投射体渲染技术,未来还有自己要好达成全动态场景的光线投射技术。

       体渲染技术的野史已经相当漫长,不过由于硬件性能,迟迟没有在普通PC上取得广泛应用,大多数施用的要么拔取古老的扫描线光栅化操作。体渲染技术的经常应用主要有,3D纹理中的几何形体重建(断层扫描数据的几何体重建),自然特效的兑现(云雾、火)。普遍的体渲染方法是,在万象中统计从视频机到Voxel之间的几何切片,显卡可以根据计算出来的纹路坐标自动进行插值。而后随着GPU硬件技术的前进,可编程管线的精锐功用大大的激发了人人的创立力。别的还诞生了有的在GPU上展开加快的算法,如[1]所完结的GPU
KD树加快。

       圣多明各大学的这些落成的特性有:

       Single Pass 单通道
       Shader Independent 与Shader独立
    High Performance 高性能
       Platform Cross 跨平台

       他们仅仅使用单通道渲染,相比同期间的一对依照深度的技艺以来,单通道在存活硬件平台的频率更高,因为尚未多少回读。只要将来必要,能够在不更改一大半代码的情景下插足阴影、微平面遮挡等功能,也可以进入全局光照等。目前得以下载的代码是截然按照标准C与glut的,所以说可以随意的在Windows与Unix-like系统上运行。至于性能,纵然说渲染时如故是在一个Uniform Grid中,可是性能照旧是一定高的,并从未显著的下降,而且已毕上粗略了广大浩大。

机械设备 1
在我的P4 1.8G、6200A上运行的结果,光线投射渲染IBL贴图的颅骨。

措施概述:

机械设备 2Compute volume entry position
机械设备 3Compute ray of sight direction
机械设备 4While in volume
机械设备 5    Lookup data value at ray position
机械设备 6    Accumulate color and opacity
机械设备 7    Advance along ray机械设备 8

   首先摄制MV(MV =
ModelView,MVP = ModelViewProjection,MVIT =
MVInverseTranspose,etc.)矩阵,渲染Proxy
Geometry,把须要渲染的3D纹理对齐上去。然后把屏幕坐标系(Eye\Camere\Screen Coordinates,以下简称SC)SC中,屏幕的四角用gluUnporject函数转换会到对象坐标种类中,获得了一个机械似的矩形,也就是屏幕上各类像素的上空地点。把那4个极点与MVI矩阵中的视频机地点相减,获得光线矢量,用GPU插值。因而赢得了一个Volumn,事实上就是几何变换后的诺玛lized Device Coordinate。从各类屏幕像素的职位(纹理)先河,沿着计算好的倾向先河跟踪(光线投射)。假若境遇了丰盛Proxy Geometry,那么就足以初始读取颜色和总结光学特性,若是最终光线碰到了Far Plane,那么就判断为那一个像素展现背景。

数据:

       事实上方今还未曾多少实用的3D纹理,这么些纹理大多数源点于军事学研商领域,通过断层扫描(CT)取得人体骨骼的切片数据。大家在Volvis[3]以此网站可以得到一些一定准确的肌体骨骼、神经系统的3D数据。NVIDIA
OpenGL SDK
10中一度包罗了一个渲染场景到3D纹理的DEMO,使得3D纹理的飞快实时生成成为可能。由于3D纹理卓殊了不起,对GPU-CPU的传导压力显然,所以在一段时间内在桌面游戏淋浴还不太可能得到利用。不过体渲染已经在DirectX10游乐中得到运用,完结了无以复加逼真的光学特性和立体的当然特效,如云朵,火焰等等。

机械设备 9

机械设备 10

相关下载:
  全套源代码和技巧作品可以在此间下载
http://www.vis.uni-stuttgart.de/eng/research/fields/current/spvolren/
 [1]Tim Foley and Jeremy Sugerman : KD-Tree
Acceleration Structures for a GPU Raytracer
[2]Simon Stegmaier etc. A Simple and
Flexible Volume Rendering Framework for Graphics-Hardware based
Raycasting
[3]机械设备, Volvis.org http://www.volvis.org/

 

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