Система трехмерной визуализации Ray Tracing Engine (RTE)

Конактное лицо: Алексей Викторович Игнатенко (ignatenko@graphics.cs.msu.ru)

Обзор

Фотореалистичная визуализация применяется в таких задачах как кино, реклама, архитектурный дизайн, дизайн освещения, компьютерные игры (расчет карт освещения) и многих других. При этом, основной проблемой фотореалистичной визуализации является скорость. В фильмах, например, отдельные кадры могут синтезироваться часы и даже дни (если очень большое разрешение и сложная сцена). В связи с этим, проблема ускорения визуализации становится очень важной.

Количество операций с плавающей точкой в секунду Пропускная способность памяти

Сравнение CPU и GPU.

Графические процессоры в настоящее время ушли далеко вперед от центральных по количеству операций с плавающей точкой в секунду и по пропускной способности памяти. Однако, платой за высокую мощь является универсальность. Программирование для графических процессоров является весьма специфичной областью разработки программного обеспечения. Здесь требуется учитывать конкретные особенности аппаратуры, писать и оптимизировать код с учетом многих ограничений и особенностей. Очень часто алгоритм приходится пересматривать или модифицировать, так как в первоначальном виде он не пригоден для GPU. В реальности, достичь пиковой производительности GPU практически невозможно. Зачастую сложно даже приблизиться к этой величине из-за того, что алгоритм “плохо ложится” на GPU. Тем не менее, мы стремимся утилизировать ресурсы графического процессора по максимуму.

Описание проекта

Основная цель нашего проекта – ускорение фотореалистичной визуализации за счет использования графических процессоров. Мы разрабатываем систему, позволяющую использовать следующие алгоритмы для синтеза изображений:

  • Обратная трассировка лучей
  • Трассировка путей (path tracing)
  • Фотонные карты

Более подробную информацию о проекте можно найти на сайте http://ray-tracing.ru.


Conference Room (281K triangles); 640x480; GTX260; тени от одного точечного источника; 27 FPS.


360 тысяч сфер; 640x480; GTX260; однократные отражения; 20 FPS.

Нечеткие тени и размытые отражения. Модифицированный path tracing.

260 тысяч фотонов, скорость визуализации – 2 кадра в секунду. 2 миллиона фотонов, время генерации изображения – 3.22 секунды.

Участники

  • Владимир Фролов

Публикации