北京
【天极网笔记本频道】随着游戏画面不断追求更高精度，光线追踪面对的压力也越来越大，尤其是在草地、植被、动物以及大规模人群等场景中，大量动态几何体会带来巨大的显存占用和BVH(包围体层次结构)更新开销。近日，AMD展示了一项名为“Tetrahedral Cages(四面体笼)”的新技术，试图从底层降低动态几何体进行实时光线追踪时的资源消耗。
据AMD GPUOpen介绍，其测试场景(如视频所示)中包含约2.5万个可独立动画的植物，最高细节层次(LOD)下总计约28亿个三角形。经过LOD筛选后，每帧仍有约5亿个动态植物三角形参与光线追踪，并在Radeon RX 9070 XT上以1080p实现60FPS以上表现。
真正值得关注的是显存和BVH更新效率。AMD表示，在这一场景下，传统密集三角形BLAS方案需要最高80GB GPU显存，每帧BVH更新时间超过300ms;采用四面体笼后，BVH显存需求约为1.7GB，每帧全部BVH更新仅需约3.3ms。换算下来，显存需求降至传统方案的约1/47，减少约97.9%;BVH更新时间则缩短至原来的约1/91。
那么“四面体笼”究竟做了什么？简单来说，它并不是让几十亿个三角形直接跟着动画一起变化，而是在高精度模型外面套上一层规模更小的可变形四面体笼。运行时只需要更新这个“笼子”，原本复杂的高密度几何体及其BVH保持静态，并持续复用;光线进行求交时，再将相关计算转换回静态参考空间。
这种方式的核心变化在于把动画成本从“随着三角形数量增长”转变成“随着四面体笼复杂度增长”。对于拥有海量动态对象的场景来说，可以大幅减少每帧需要处理和存储的数据。
当然，这一方案也存在取舍。由于动画控制主要依赖四面体笼，无法像传统逐顶点动画一样对每个顶点进行独立控制，因此更适合草木、植被等对局部形变精度要求相对较低、但数量极其庞大的对象。AMD表示，四面体笼可以与微软DirectX Raytracing(DXR)结合使用，不过目前仍处于研究和开发阶段。
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