Laitteistokiihdytteisen säteenseurannan hyödyntäminen reaaliaikaisessa renderöinnissä - Varjus, Tuukka (2023)
NVIDIA:n esitellessä maailman ensimmäiset laitteistokiihdytteistä säteenseurantaa tukevat Turing-arkkitehtuurin näytönohjaimet vuonna 2018, mahdollisti se säteenseurannan hyödyntämisen reaaliaikaisessa renderöinnissä. Säteenseurannan ollessa tunnetusti laskennallisesti hyvinkin raskas verrattuna esimerkiksi rasterointiin, on tutkielman tarkoitus selvittää missä määrin ja millä menetelmin ja tavoin säteenseurantaa kyetään hyödyntämään reaaliaikaisessa renderöinnissä ja mitä haasteita siihen liittyy. Säteenseurannan suorituskyvyn esittelemiseksi tutkielman empiirisessä osiossa arvioitiin säteenseurannan suorituskykyä ja siihen vaikuttavia tekijöitä NVIDIA:n Turing-arkkitehtuurin näytönohjaimella. Varsinaisia menetelmiä ja tapoja laitteistokiihdytteisen säteenseurannan hyödyntämiseen ja siihen liittyviä haasteita tarkasteltiin, niin nykyisissä videopeleissä perustuen pääsääntöisesti GDC konferenssitallenteisiin, kuin myös kirjallisuuskatsauksen avulla. Videopeleissä säteenseurannan laskennallinen vaativuus näkyy rasteroinnin säilymisenä päätekniikkana renderöinnissä säteenseurannan täydentäessä valittujen valon ilmenemismuotojen kuvaamista. Kirjallisuuskatsauksessa tutkimuksen havaittiin pääsääntöisesti keskittyvän näytteiden tehokkaaseen hyödyntämiseen ja häiriönpoistoon, joihin lukeutuvia menetelmiä tutkielmassa tarkemmin esitellään. Merkittävimpinä havaittuina haasteina voidaan pitää monivalo-ongelmaa, sekä menetelmien ajallista vakautta ja harhattomuutta.