Realtime ray tracing and interactive global illumination
Ingo Wald · Max Planck Institute for Plasma Physics · 2004
Interaktive 3D-Computergraphik basiert heutzutage fast ausschliesslich auf dem Rasterisierungsverfahren. Dieses ist heute sehr effizient und gunstig realisierbar, stosst aber zunehmend an seine Grenzen hinsichtlich unterstutzter Szenenkomplexitat und erreichbarer Darstellungsqualitat. Eine Alternative zum Rasterisierungsverfahren ist das Ray Tracing Verfahren, welches zwar allgemein fur bessere Bildqualitat bekannt ist, aber aufgrund hoher Rechenanforderungen bisher als unvereinbar mit interaktiver Performanz galt. In dieser Arbeit geht es um die Entwicklung der Echtzeit Ray Tracing Technologie, mit der das Ray Tracing Verfahren auch fur interaktive Anwendungen ermoglicht wird. Die im Rahmen dieser Dissertation entwickelten Techniken ermoglichen nun erstmalig interaktive Ray Tracing Performanz selbst auf Standard PCs. Die dazu entwickelten Methoden beinhalten unter anderem einen extrem schnellen Ray Tracing Kern, ein effizientes Parallelisierungsframework, die Unterstutzung dynamischer und extrem komplexer Modelle, sowie eine geeignete Programmierschnittstelle. Darauf aufbauend wurden dann weiterhin Verfahren entwickelt, die es erstmalig ermoglichen, auch die globale Lichtausbreitung interaktiv zu simulieren. Die im Rahmen der Dissertation entwickelten Techniken formen ein komplettes Framework fur Echtzeit-Ray Tracing und interaktive Beleuchtungssimulation, welches interaktive Performanz selbst fur massiv komplexe Szenen liefert, sowie erstmalig physikalisch basierte Computergraphik unter Echtzeitbedingungen ermoglicht.