的坐標(biāo)信息和顏色信息，并從第三對(duì)象33的擊中點(diǎn)產(chǎn)生陰影光線(xiàn)90。在這種情況下，光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100確定陰影光線(xiàn)90是否暴露于光源80。
[0051]由于第三對(duì)象33的反射比和折射率為0，所以不產(chǎn)生第三對(duì)象33的反射光線(xiàn)和折射光線(xiàn)。
[0052]如上所述，光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100分析像素A的主光線(xiàn)40以及從主光線(xiàn)40衍生出的所有光線(xiàn)，并根據(jù)分析的結(jié)果確定像素A的顏色值。像素A的顏色值的確定受到主光線(xiàn)40的擊中點(diǎn)的顏色、反射光線(xiàn)60的擊中點(diǎn)的顏色以及陰影光線(xiàn)50是否到達(dá)光源80的影響。
[0053]光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100可通過(guò)對(duì)像平面15的所有像素執(zhí)行上述處理來(lái)構(gòu)造像平面15。
[0054]圖2是示出光線(xiàn)跟蹤系統(tǒng)20的框圖。
[0055]參照?qǐng)D2，光線(xiàn)跟蹤系統(tǒng)20可包括光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100、外部存儲(chǔ)器250和加速結(jié)構(gòu)(AS)產(chǎn)生器200。
[0056]另外，光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100可包括光線(xiàn)產(chǎn)生單元110、遍歷(TRV)單元120、相交測(cè)試(1ST)單元 130 和著色單元(shading unit) 140。
[0057]光線(xiàn)產(chǎn)生單元110可產(chǎn)生主光線(xiàn)和從主光線(xiàn)衍生的光線(xiàn)。光線(xiàn)產(chǎn)生單元110可產(chǎn)生來(lái)自視點(diǎn)10的主光線(xiàn)，并可在主光線(xiàn)與對(duì)象之間的擊中點(diǎn)產(chǎn)生次生光線(xiàn)，如參照?qǐng)D1所描述的。在這種情況下，次生光線(xiàn)可以是反射光線(xiàn)、折射光線(xiàn)或者在主光線(xiàn)與對(duì)象之間的擊中點(diǎn)產(chǎn)生的陰影光線(xiàn)。
[0058]另外，光線(xiàn)產(chǎn)生單元110可在次生光線(xiàn)與對(duì)象之間的擊中點(diǎn)產(chǎn)生第三級(jí)光線(xiàn)。光線(xiàn)產(chǎn)生單元110可持續(xù)地產(chǎn)生光線(xiàn)直到任意光線(xiàn)與對(duì)象不相交為止，或可產(chǎn)生預(yù)定次數(shù)的光線(xiàn)。
[0059]TRV單元120可接收由光線(xiàn)產(chǎn)生單元110產(chǎn)生的與光線(xiàn)有關(guān)的信息。產(chǎn)生的光線(xiàn)包括主光線(xiàn)和從主光線(xiàn)衍生的光線(xiàn)(例如，次生光線(xiàn)、第三級(jí)光線(xiàn)等)。
[0060]例如，對(duì)于主光線(xiàn)，TRV單元120可接收與主光線(xiàn)的視點(diǎn)和方向有關(guān)的信息。另外，對(duì)于次生光線(xiàn)，TRV單元120可接收與次生光線(xiàn)的開(kāi)始點(diǎn)和方向有關(guān)的信息。次生光線(xiàn)的開(kāi)始點(diǎn)指主光線(xiàn)與對(duì)象之間的擊中點(diǎn)。另外，視點(diǎn)或開(kāi)始點(diǎn)可被表示為坐標(biāo)，方向可被表示為向量。
[0061]TRV單元120可從外部存儲(chǔ)器250讀取與AS有關(guān)的信息。
[0062]在這種情況下，AS由AS產(chǎn)生器200產(chǎn)生，產(chǎn)生的AS被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器250中。
[0063]AS產(chǎn)生器200可產(chǎn)生包括對(duì)象在3D空間中的位置信息的AS。AS產(chǎn)生器200以分層的樹(shù)形來(lái)劃分3D空間。AS產(chǎn)生器200可產(chǎn)生具有多種形狀中的任意形狀的AS。例如，AS產(chǎn)生器200可通過(guò)利用k維(kd)樹(shù)或者包圍體層次(BVH)來(lái)產(chǎn)生指示3D空間中的多個(gè)對(duì)象的關(guān)系的AS。
[0064]AS可包括根節(jié)點(diǎn)、內(nèi)節(jié)點(diǎn)、葉節(jié)點(diǎn)和圖元。術(shù)語(yǔ)“根節(jié)點(diǎn)”指不具有父節(jié)點(diǎn)且僅具有子節(jié)點(diǎn)的最高節(jié)點(diǎn)。另外，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)節(jié)點(diǎn)”指具有父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)兩者的節(jié)點(diǎn)。術(shù)語(yǔ)“葉節(jié)點(diǎn)”指不具有子節(jié)點(diǎn)且僅具有父節(jié)點(diǎn)的最低節(jié)點(diǎn)。在葉節(jié)點(diǎn)中可不包括圖元。
[0065]TRV單元120可通過(guò)遍歷與AS有關(guān)的讀出信息來(lái)檢測(cè)與光線(xiàn)相交的葉節(jié)點(diǎn)。
[0066]1ST單元130可從TRV單元120接收與光線(xiàn)相交的葉節(jié)點(diǎn)。
[0067]1ST單元130可從外部存儲(chǔ)器250讀取與所接收的葉節(jié)點(diǎn)中包括的圖元有關(guān)的信息(幾何數(shù)據(jù))。
[0068]1ST單元130可通過(guò)使用與關(guān)于圖元的讀出信息有關(guān)的信息來(lái)執(zhí)行光線(xiàn)與每個(gè)圖元之間的相交測(cè)試。
[0069]例如，1ST單元130可確定從TRV單元120接收的葉節(jié)點(diǎn)中包括的多個(gè)圖元中的哪個(gè)圖元與光線(xiàn)相交。
[0070]因此，1ST單元130可檢測(cè)與光線(xiàn)相交的圖元，并可計(jì)算檢測(cè)到的圖元與光線(xiàn)之間的擊中點(diǎn)。
[0071]所計(jì)算的擊中點(diǎn)可作為坐標(biāo)被輸出到著色單元140。
[0072]著色單元140可基于與所述擊中點(diǎn)有關(guān)的信息和所述擊中點(diǎn)的材料的特性來(lái)確定像素的顏色值。另外，著色單元140可通過(guò)考慮擊中點(diǎn)的材料的基本顏色以及光源的影響來(lái)確定所述像素的顏色值。
[0073]例如，在圖1中，著色單元140可通過(guò)考慮主光線(xiàn)40以及作為次生光線(xiàn)的折射光線(xiàn)70、反射光線(xiàn)60和陰影光線(xiàn)50的影響來(lái)確定像素A的顏色值。
[0074]光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100可從外部存儲(chǔ)器250接收光線(xiàn)跟蹤所需要的數(shù)據(jù)。外部存儲(chǔ)器250可存儲(chǔ)AS或者幾何數(shù)據(jù)。
[0075]AS由AS產(chǎn)生器200產(chǎn)生并被存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器250中。
[0076]另外，幾何數(shù)據(jù)指與圖元有關(guān)的信息。圖元可以是諸如三角形或四邊形的多邊形，幾何數(shù)據(jù)可包括與對(duì)象中包括的圖元的位置和頂點(diǎn)有關(guān)的信息。例如，當(dāng)圖元是三角形時(shí)，幾何數(shù)據(jù)可包括三角形的頂點(diǎn)坐標(biāo)、法向向量或紋理坐標(biāo)。
[0077]光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100可通過(guò)遍歷AS來(lái)檢測(cè)與光線(xiàn)相交的葉節(jié)點(diǎn)。光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100可沿著一個(gè)路徑遍歷AS，并且在遍歷處理結(jié)束時(shí)，可遍歷另一路徑的AS。當(dāng)另一路徑的AS被遍歷時(shí)，光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100可將與沒(méi)有被遍歷的節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息存儲(chǔ)在堆棧中，以提高遍歷效率。堆?？梢允枪饩€(xiàn)跟蹤設(shè)備100中包括的臨時(shí)存儲(chǔ)裝置。然而，本示例性實(shí)施例不限于此，所述堆棧可以設(shè)置在光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100的外部并且可與光線(xiàn)跟蹤設(shè)備100中包括的多個(gè)模塊進(jìn)行通信。
[0078]圖3是示出根據(jù)示例性實(shí)施例的在光線(xiàn)跟蹤系統(tǒng)10中用于遍歷AS的設(shè)備的框圖。
[0079]參照?qǐng)D3，設(shè)備300可包括信息獲取器310、相交測(cè)試器320和控制器330。
[0080]另外，用于遍歷AS的圖3的信息獲取器310、相交測(cè)試器320和控制器330可以被包括在圖2的TRV單元120中。然而，本示例性實(shí)施例不限于此。
[0081]信息獲取器310獲取與AS中包括的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以是內(nèi)節(jié)點(diǎn)或根節(jié)點(diǎn)。信息獲取器310可獲取與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息，以確定下一個(gè)將被遍歷的節(jié)點(diǎn)(以下，被稱(chēng)為下一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn))。
[0082]信息獲取器310可開(kāi)始遍歷從根節(jié)點(diǎn)開(kāi)始的AS。根據(jù)示例性實(shí)施例的根節(jié)點(diǎn)可具有多個(gè)子節(jié)點(diǎn)。信息獲取器310可獲取與根節(jié)點(diǎn)的多個(gè)子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息，以確定根節(jié)點(diǎn)的下一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。
[0083]根據(jù)另一示例性實(shí)施例，當(dāng)根節(jié)點(diǎn)是不具有子節(jié)點(diǎn)的葉節(jié)點(diǎn)時(shí)，信息獲取器310可控制AS產(chǎn)生器200，以對(duì)葉節(jié)點(diǎn)中包括的至少一個(gè)圖元進(jìn)行劃分并產(chǎn)生子節(jié)點(diǎn)。當(dāng)AS產(chǎn)生器200通過(guò)對(duì)葉節(jié)點(diǎn)中包括的至少一個(gè)圖元進(jìn)行劃分來(lái)產(chǎn)生子節(jié)點(diǎn)時(shí)，信息獲取器310可獲取與產(chǎn)生的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息。
[0084]與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息可包括確定下一個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)所需要的信息。根據(jù)示例性實(shí)施例的與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息可包括存儲(chǔ)子節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器地址、指示子節(jié)點(diǎn)的索引值(indices)、子節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型信息以及子節(jié)點(diǎn)的邊界框(bounding box)信息。術(shù)語(yǔ)“邊界框”指可包括在3D空間中獨(dú)立移動(dòng)的對(duì)象的最小六面體空間。
[0085]現(xiàn)在將參照?qǐng)D4詳細(xì)解釋與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息。
[0086]圖4是用于解釋根據(jù)示例性實(shí)施例的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)400的示圖，在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)400中存儲(chǔ)有與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息。
[0087]參照?qǐng)D4，與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息可被包括在預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)400中。例如，與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息可包括用于識(shí)別子節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息414和416。當(dāng)子節(jié)點(diǎn)是內(nèi)節(jié)點(diǎn)時(shí)，標(biāo)識(shí)信息可以是指示子節(jié)點(diǎn)的索引信息。當(dāng)子節(jié)點(diǎn)是葉節(jié)點(diǎn)時(shí)，標(biāo)識(shí)信息414和416用于指示在子節(jié)點(diǎn)中包括的圖元的起始索引值。
[0088]當(dāng)子節(jié)點(diǎn)是葉節(jié)點(diǎn)時(shí)，為了指示子節(jié)點(diǎn)中包括的圖元的數(shù)量，與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息可包括指示子節(jié)點(diǎn)的圖元的數(shù)量的圖元數(shù)量信息422和424。當(dāng)子節(jié)點(diǎn)是內(nèi)節(jié)點(diǎn)時(shí)，圖元數(shù)量信息422和424可被設(shè)置為0。
[0089]與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息可包括子節(jié)點(diǎn)的邊界框信息432和434。另外，與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息還可包括與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息412。然而，本示例性實(shí)施例不限于此，與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息可包括與上述信息不同的信息。
[0090]根據(jù)示例性實(shí)施例的信息獲取器310可同時(shí)獲取與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)400中包括的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息。在這種情況下，信息獲取器310不需要重復(fù)地遍歷目標(biāo)節(jié)點(diǎn)以獲取與目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的信息。信息獲取器310可通過(guò)使用存儲(chǔ)子節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器地址412和414來(lái)遍歷子節(jié)點(diǎn)，并且可通過(guò)使用指示子節(jié)點(diǎn)的圖元數(shù)量信息422和424來(lái)識(shí)別子節(jié)點(diǎn)。當(dāng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)是內(nèi)節(jié)點(diǎn)時(shí)，指示子節(jié)點(diǎn)的圖元數(shù)量信息422和424可各自指示在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)中包括的至少一個(gè)圖元。
[0091]另外，信息獲取器310可獲取子節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型信息和子節(jié)點(diǎn)的邊界框信息432和434，并且可通過(guò)使用僅一個(gè)遍歷處理來(lái)提供用于確定下一個(gè)將要被遍歷的節(jié)點(diǎn)的信息以及對(duì)下一個(gè)將要被遍歷的節(jié)點(diǎn)將要執(zhí)行的操作。
[0092]為了便于解釋?zhuān)瑢⑹纠缘亟忉屇繕?biāo)節(jié)點(diǎn)具有兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)的情況。然而，本示例性實(shí)施例不限于此。
[0093]相交測(cè)試器320基于與所述多個(gè)子節(jié)點(diǎn)有關(guān)的獲取的信息來(lái)確定多個(gè)子節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)子節(jié)點(diǎn)是否與光線(xiàn)相交。相交測(cè)試器320可基于子節(jié)點(diǎn)的邊界框信息同時(shí)確定所述多個(gè)子節(jié)點(diǎn)的邊界框是否與光線(xiàn)相交。
[0094]根據(jù)示例性實(shí)施例的相交測(cè)試器320可同時(shí)確定所述多個(gè)子節(jié)點(diǎn)的邊界框是否與光線(xiàn)相交。例如，基于第一子節(jié)點(diǎn)的邊界框信息和第二子節(jié)點(diǎn)的邊界框信息，相交測(cè)試器