스택 없는 KD-트리 탐색을 통한 고성능 GPU 레이 트레이싱

초록 최근 실시간 레이 트레이싱에 대한 상당한 발전이 이루어졌으나, 복잡한 장면의 실시간 성능은 여전히 표준 PC의 CPU에서 이용할 수 없는 대규모 계산 자원을 필요로 합니다. 우연히도, 이러한 PC 대부분은 훨씬 더 큰 원시 계산 능력을 제공하는 현대 GPU를 포함하고 있습니다. 그러나 프로그래밍 및 메모리 모델의 한계로 인해 GPU 레이 트레이서의 성능이 CPU 레이 트레이서에 비해 훨씬 저조합니다. 본 논문에서는 kd-트리 탐색 중 스택을 유지할 필요성을 완전히 제거하고 레이당 탐색 단계를 줄이는 혁신적인 패킷 레이 탐색 구현을 제시합니다. CPU는 스택 없는 접근 방식의 혜택을 더불어 얻지만, GPU 성능은 상당히 향상됩니다. 우리는 복잡한 음영과 보조 레이를 포함하여 합리적으로 복잡한 장면에서 초당 1600만 개 이상의 레이를 처리하는 최고 성능을 달성합니다. 여러 가지 예시를 통해 이 새로운 기술로 GPU가 동등한 CPU 기반 레이 트레이서를 실제로 초과 성능을 낼 수 있음을 보여줍니다.