AMD внедрила тетраэдрические клетки, сократившие память для трассировки лучей в 50 раз

В недавней научной публикации сотрудники AMD представили новую схему построения ускоряющих структур — тетраэдрические клетки. Эта идея позволяет упаковать данные о геометрии сцены в компактные объёмы и использовать их при трассировке лучей в реальном времени. По словам авторов, технология может работать с сотнями миллионов анимированных треугольников без типичных затрат памяти и процессорного времени, которые обычно сопутствуют подобным задачам.

Ключевым преимуществом подхода является сокращение объёма памяти, необходимой для BVH‑деревьев, примерно в пятьдесят раз. В традиционном решении для сцены из 2,8 млрд треугольников потребовалось бы около 80 ГБ оперативной памяти, тогда как при использовании тетраэдрических клеток тот же набор данных помещается в 1,7 ГБ. Кроме того, время перестройки иерархии на каждый кадр падает с 300 мс до 3,3 мс, что ускоряет обновление динамических объектов в сто раз.

Для демонстрации авторы выбрали масштабный ландшафт, включающий около 25 000 независимо анимированных растений. После выбора уровня детализации в сцене остаётся примерно 500 млн анимированных треугольников, которые трассируются лучами в каждом кадре. На видеокарте Radeon RX 9070 XT при разрешении Full HD достигается более 60 000 трассировок в секунду, и всё это при потреблении лишь гигабайта‑двух памяти для ускоряющих структур.

Сокращение требований к памяти открывает новые возможности для разработчиков игр. Теперь даже видеокарты среднего класса смогут обрабатывать сложные динамические сцены с полноценным глобальным освещением и тенями без необходимости в дорогостоящих графических ускорителях. Это может ускорить внедрение трассировки лучей в массовые проекты и снизить порог входа для малых студий, желающих экспериментировать с высокой визуальной достоверностью.

Техника тетраэдрических клеток пока находится в исследовательской фазе и не анонсирована как часть коммерческих драйверов, однако AMD уже использует её в рамках программы GPUOpen, делясь исходным кодом с сообществом. Если в будущих поколениях видеокарт эта идея будет интегрирована, пользователи получат более эффективный BVH без потери качества, а индустрия получит новый инструмент для борьбы с растущими требованиями к реальному времени.

В сравнении с традиционными методами, основанными на квадродеревьях или обычных BVH, тетраэдрические клетки показывают более высокий коэффициент сжатия без заметного ухудшения скорости лучевого пересечения. Ожидается, что подобные оптимизации станут стандартом в следующем поколении графических API, таких как DirectX 13 и Vulkan 2, где эффективность памяти будет критическим параметром.