Компания AMD продемонстрировала новую технологию визуализации, использующую метод «тетраэдрических клеток» (tetrahedral cages) для построения иерархии ограничивающих объемов (BVH). В ходе демонстрации была показана масштабная сцена с ландшафтом, включающая около 25 000 независимо анимированных растений с использованием полноценной трассировки лучей. На видеокарте Radeon RX 9070 XT система обеспечила стабильную частоту 60+ кадров в секунду при разрешении 1080p.
Технические преимущества новой архитектуры
Использование tetrahedral cages позволяет добиться существенной оптимизации ресурсов. Традиционные методы требуют хранения и обновления состояния геометрии для каждого отдельного элемента при любом движении. Новый подход AMD заключается в хранении плотных сеток внутри деформируемой клетки. Это позволяет структурам BVH оставаться статичными и пригодными для повторного использования.
Согласно данным AMD, технология обеспечивает впечатляющие показатели производительности:
- Количество треугольников с трассировкой лучей сократилось с 2,8 миллиарда до 500 миллионов на кадр.
- Потребление видеопамяти снизилось с 80 ГБ до 1,7 ГБ.
- Время рендеринга для всех обновлений BVH в кадре уменьшилось с 300 мс до 3,3 мс.
Механизм работы заключается в том, что во время выполнения (runtime) клетка деформируется, а лучи сравниваются со статическим опорным кадром перед пересечением с более плотными треугольниками. Таким образом, затраты на анимацию масштабируются исключительно в зависимости от сложности самой клетки, а не от общего количества содержащихся внутри нее треугольников.
Ограничения и перспективы применения
Несмотря на высокую эффективность, технология имеет специфические ограничения. Главный минус заключается в потере возможности индивидуального управления анимацией каждого конкретного узла (вершины). Именно поэтому tetrahedral cages предназначены в первую очередь для работы с густыми средами — например, лесными массивами, полями травы или другой растительностью. В подобных сценариях разработчики чаще полагаются на физические эффекты ветра или общие алгоритмы анимации, а не на ручное управление каждой травинкой.
На данный момент разработка находится на исследовательской стадии, однако AMD уже подтвердила совместимость технологии с API Microsoft DirectX Raytracing (DXR). Это открывает возможность внедрения метода в будущие игровые движки. Существует вероятность, что данное решение появится в текущем поколении архитектуры RDNA 4, последующих сериях графического оборудования, а также, возможно, в консолях следующего поколения, таких как PlayStation 6.
Технические подробности реализации
Метод «тетраэдрических клеток» решает фундаментальную проблему современных систем трассировки лучей, где традиционные реализации вынуждены хранить и обновлять «состояние геометрии» для каждой мельчайшей детали при любом движении в сцене. Благодаря тому, что BVH-структуры при использовании новой технологии остаются статичными и пригодными для повторного использования, удается избежать избыточных вычислений.
Принцип работы заключается в том, что в процессе выполнения программы клетка деформируется, а лучи сравниваются со статическим опорным кадром еще до того, как происходит расчет пересечения с более плотными треугольниками внутри меша. AMD подчеркивает, что благодаря такому подходу стоимость анимации теперь напрямую зависит только от сложности самой «клетки», а не от количества полигонов внутри нее.
Особенности применения в разработке
Основным компромиссом технологии является утрата возможности покадрового контроля анимации каждого отдельного узла (вершины). Именно по этой причине метод является специализированным решением, разработанным исключительно для создания высокодетализированных сред — лесных массивов, густых полей травы или другого растительного покрова. В подобных сценариях разработчики практически никогда не анимируют каждую травинку вручную, отдавая предпочтение физически корректной симуляции ветра или процедурным алгоритмам, создающим эффект «живого» окружения.
На текущем этапе технология пребывает в стадии активных исследований. Тем не менее, подтвержденная AMD совместимость с Microsoft DirectX Raytracing (DXR) позволяет ожидать появления этого решения в реальных игровых проектах. Учитывая показатели оптимизации, метод может найти применение как в актуальном поколении графики RDNA 4, так и в будущих аппаратных решениях, включая игровые консоли следующего цикла, такие как PlayStation 6.
