ترجمه طلایی یک الگوریتم موازی سریع متلاقی مثلثی بر اساس GPU

یک الگوریتم موازی سریع متلاقی مثلثی بر اساس GPU

چکیده

از آن جایی که تلاقی مثلثی الگوریتم رهگیری پرتو سهم به سزایی در محاسبات دارد، بنابراین افزایش سرعت محاسبه نور و تلاقی مثلثی نقش مهمی در بالا بردن عملکرد الگوریتم رهگیری پرتو دارد. در این مقاله یک الگوریتم موازی تلاقی مثلثی و نوری سریع مبتنی بر GPU ارائه می­شود. این الگوریتم میزان محاسبات آزمون تلاقی مثلثی را با روش تفکیک فضا در ساختار درخت هشت تایی کاهش داده و آزمون تلاقی مثلثی را با استفاده از مختصات گرانیگاهی مثلثی ساده­تر می‌کند. براساس نتایج تجربی، این الگوریتم نسبت به نتایج محاسبه شده در CPU سرعت بیش‌تری دارد.

کلیدواژه‌ها

مؤلفه؛ GPU؛ تلاقی مثلثی؛ رهگیری پرتو؛ مختصات گرانیگاهی؛ درخت هشت­تایی.

Fast parallel algorithm of triangle intersection based on GPU

Abstract
As triangular intersection of ray tracing algorithm is of the significant proportion in the calculation, improving the light and triangle intersection calculation speed has a significant role in accelerating the ray tracing algorithm. This paper presents a fast light and triangle intersection parallel algorithm based on GPU. The algorithm reduces the amount of triangle intersection test computation in the way of octree subdivision of space, and simplifies the triangle intersection test by using the triangle barycentric coordinates. According to the experimental results, the algorithm has a great speedup than calculated in the CPU.
© 2011 Published by Elsevier Ltd. Selection and/or peer-review under responsibility of [name organizer]
Keywords:component; GPU; triangle intersection; ray tracing; barycentric coordinates; octree

1. مقدمه

از آن جایی که مسیرهای نوری (اُپتیکال) برگشت­پذیر هستند، اکثر الگوریتم‌های رهگیری پرتو نور از طریق مسیریابی نور ساطع شده را از نقطه دید شبیه­سازی می‌کنند. رهگیری هر نور ساطع شده از نقطه دید مستلزم آزمون‌های تلاقی بسیاری است. الگوریتم رهگیری پرتو، در مقایسه با الگوریتم خط اسکن قدیمی با حدود 75% تا 95% محاسبات به کار رفته در عملیات تلاقی به محاسبات بیشتری نیاز دارد. بنابراین، افزایش سرعت آزمون تلاقی در الگوریتم رهگیری پرتو نقش مهمی در بهبود کارایی کلی الگوریتم رهگیری پرتو ایفاء می‌کند. از آن جایی که هر یک از پرتوها مستقل از یکدیگر هستند و هر مسیر مثلثی نیز مستقل است، بنابراین امکان پردازش موازی وجود دارد.