【レイトレ合宿11】kagayaki_v4

レイトレ合宿11にて提出したレンダラ kagayaki_v4のプレゼンスライドです．

Transcript

1. RTCamp11 Renderer Name: kagayaki_v4 Yoshi’s Dream (Twitter: @TTRS_Yoshi_CG) Resolution: 1024x1024 102 images in 178s 1
2. kagayaki kagayaki（輝き） CUDA C++で記述．基本フルスクラッチ, RTコア不使用 kagayaki_v0（cudamypt） 2年前の提出物．バグの巣窟 kayagaki_v1 RGB / Spectral Path Tracer / NeRF train and renderer kagayaki_v2は空き番地 kagayaki_v3 昨年の提出物 RGB Ray Tracer / 3D空間音響シミュレーター（低周波領域） 2
3. kagayaki_v4 RGB Ray Tracer シーン表現 Scene -> Shape -> Primitive の2-Level階層構造 行列変換により座標系を変換できるようになった(kagayaki_v3では並進のみ) BLAS, TLAS共にH-PLOCのBVH2を実装 実装を工夫してTLAS, BLASの構築をkagayaki_v3より数十倍高速化 kagayaki_v3ではBLAS構築ごとにメモリを確保していたがそれを一回にまとめた MortonCodeの上位32bitにShapeIDを入れてソートすると，ソート後にはMortonCode配列において Shapeに含まれるプリミティブが区間になる（32bitは勿体ない気もする） H-PLOCのBLAS構築はまだ並列化できていない（stream分割で高速化）（LBVHなら簡単？（未検証）） TLASはアニメーション毎フレーム再構築 Scene … Shape Shape Shape …….. … 3
4. kagayaki_v4 レイトレ処理 1次レイを飛ばしてGbufferを計算 可視点からWavefront Path Tracing レイをキューで管理 キューの占有率をもとに貪欲法で次のカーネルを動的選択 SamplePixel AccumSurface RussianRoulette AccumEnv Store to image NEE SampleNextRay ClosestHit hit miss hit miss RR fail RR pass : カーネル単位 4
5. kagayaki_v4 SamplePixel 次に処理するピクセルを決定する Gbufferを用いてPathをActivateする StaticSampler pixelID = atomicAdd(&cnt, 1u) % nPixels ある程度サンプルが貯まるまで用いられる AdaptiveSampler(今回不使用) Bufferの統計量をもとに処理するピクセルを動的選択 abs((すべてのサンプルの推定量) – (半分のサンプルの推定量))に比例して選択 サンプル点数がある程度増えないと逆効果 選択方法は要改善（暗い所の分散を過小評価する） 出力画像 サンプル数分布（白: 多い） 5
6. kagayaki_v4 マテリアル表現 Lambert Diffuse 完全鏡面 Disney BRDF 昨年(kagayaki_v3)は交差判定に拘るあまり表現力を失っていた 複雑なマテリアルの評価処理は想像より重い ラフネスのグラデーション好き 比較的軽量なシーン 6
7. kagayaki_v4 サンプリング処理 各交差点でのNEE 面光源 + BSDFサンプリングのMIS ReSTIR DI （今回不使用） 面光源サンプリングによる初期サンプル生成 Spatial Reuseはunbiased Temporal Reuseはbiased (アニメーション時) ReSTIR GI （今回不使用） プライマリヒットからいつも通りレイトレをする Spatial Reuseのバイアスが取れない…… Unbiasedness >>>>> 速度 通常 1spp ReSTIR DI 1spp (M=32, Knb = 5) リファレンス リファレンス ReSTIR GI…? 7
8. kagayaki_v4 ReSTIR DI 実装構造 ReadGBuffer Sample M Initial Candidates Temporal Reuse Spatial Reuse Shade : カーネル単位 8
9. kagayaki_v4 ReSTIR GI 実装構造 ReadGBuffer Sample 1 initial candidate ClosestHit SampleNextRay LightSample UpdateReservoir ClosestHit AccumSurface RussianRoulette AccumEnv NEE SampleNextRay Temporal Reuse Spatial Reuse Shade hit miss hit miss RR Pass RR Fail no primary hit hit/miss cnt < Threshold cnt ≥ Threshold cnt += queueSize cnt = 0 : カーネル単位 : 直列実行単位 9
10. kagayaki_v4 その他 ファイル入出力: glTF デノイザー: なし 使用ライブラリ （これ以外はフルスクラッチ実装） Dear ImGUI: GUI処理 tinyglTF: glTFロード stb_image: 画像IO C++ / CUDA標準ライブラリ(cub, thrust, curand) 10
11. シーン, アニメーション 締切3時間前から作成開始 ReSTIR GIのバイアスを解消しようと奮闘していましたがここで諦め…… 元々作りたかったアニメーションを作る時間はないのでアイデアを一部取り入れてBlenderで作成 動きを感じられるアニメーションを作りたいという気持ち → サンプル数減らしてでも長めのアニメーションを 2, 3個目のオブジェクトはレイトレ合宿9,10でレンダリングしたシーンがベースです(temporal reuse) 三角面: 87240枚 Blenderでの表示 11
12. シーン, アニメーション 使用アセット（これ以外はすべて自作です） Cornell Box: McGuire Computer Graphics Archiveより 石や岩や木などのテクスチャ: Poly Havenより Blenderでの表示 12
13. Thanks! まだまだ高速化できます！ 頑張ります 幻の最終フレーム......