[发明专利]光线追踪应用中的有效层次结构遍历

权利要求书

1.一种使用包围体层次结构来减少光线追踪三维场景中的相交测试的次数的方法，所述方法包括：

在体元化阶段：

将所述场景分割成多个体元(1410)；

使用包围体层次结构BVH来划分所述场景；

针对所述场景中的每一体元，使所述体元与所述BVH的最深共同祖先节点相关联，其包括：

针对所述体元确定最小的包围体集合，其中所述集合中的每一包围体涵盖包含于由所述体元表示的空间中的那些基元；

针对所述最小的包围体集合中的每一包围体，确定所述层次结构中的节点以形成经确定的节点的集合；

确定所述经确定的节点的集合的第一最深共同祖先节点；以及

使所述体元与所述第一最深共同祖先节点相关联；

针对每一光线，通过以下操作来确定用于遍历所述BVH的开始节点：

确定所述光线穿过的体元集合(1430)；

确定所述体元集合的所述第一最深共同祖先节点的集合(1435)；

将所述开始节点确定为第二最深共同祖先节点(1440)，其中所述第二最深共同祖先节点是所述第一最深共同祖先节点的集合中的所述最深共同祖先节点；

通过从所述第二最深共同祖先节点处开始遍历所述层次结构来执行光线追踪，以确定所述光线与一或多个对象基元中的一个之间的交点(1450)。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述光线追踪来呈现所述场景的数字图像且将所呈现的数字图像输出到输出装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其中遍历所述层次结构包括从所述第二最深共同祖先开始执行所述层次结构的深度第一遍历。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述包围体层次结构的低于阈值的级别下从包围体中选择所述最小的包围体集合。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

将每一体元和与其相关联的第一最深共同祖先节点的标识存储于数据结构中；及

基于所述数据结构确定相对应的多个光线的多个第二最深共同祖先。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述光线为在所述场景中沿着从所述一或多个对象基元中的一个的表面点朝向光源的路径的阴影光线。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述表面点也为第二光线的交点，所述阴影光线的所述路径与所述第二光线的起点无关。

8.一种用于使用包围体层次结构来减少在三维场景中追踪光线中的相交测试的次数的设备，其包括：

用于将所述场景分割成多个体元的装置；

用于使用包围体层次结构BVH来划分所述场景的装置；

用于使所述场景中的所述体元中的每一个与所述BVH的最深共同祖先节点相关联的装置，其包括：

用于针对每一体元确定最小的包围体集合的装置，其中所述集合中的每一包围体涵盖包含于由所述体元表示的空间中的那些基元；

用于针对所述最小的包围体集合中的每一包围体确定所述层次结构中的节点以形成经确定的节点的集合的装置；

用于确定所述经确定的节点的集合中的第一最深共同祖先节点的装置；以及

用于使所述体元与所述第一最深共同祖先节点相关联的装置；

用于针对每一光线确定用于遍历所述BVH的开始节点的装置，其包括：

用于确定所述光线穿过的体元集合的装置；

用于确定所述体元集合的所述第一最深共同祖先节点的集合的装置；

用于将所述开始节点确定为第二最深共同祖先节点的装置，其中所述第二最深共同祖先节点是所述第一最深共同祖先节点的集合中的所述最深共同祖先节点；

用于通过从所述第二最深共同祖先节点处开始遍历所述层次结构来执行光线追踪以确定所述光线与一或多个对象基元中的一个之间的交点的装置。

9.根据权利要求8所述的设备，其进一步包括用于基于所述光线追踪来呈现所述场景的数字图像且将所呈现的数字图像输出到输出装置的装置。