具有解耦的着色和重用的时空重采样制造技术

公开了具有解耦的着色和重用的时空重采样，具体公开了用于渲染计算机图形的装置、系统和技术。在至少一个实施例中，从待渲染为图形的帧的虚拟场景中的多个光中选择第一一个或更多个光，并且从用于渲染先前帧或当前帧中的至少一个中的一个或更多个像素的多个光中选择第二一个或更多个光。使用第一一个或更多个光和第二一个或更多个光来渲染当前帧的像素，且从第一一个或更多个光和第二一个或更多个光中选择光以用于在渲染后续帧时重用。个光中选择光以用于在渲染后续帧时重用。个光中选择光以用于在渲染后续帧时重用。

【技术实现步骤摘要】
具有解耦的着色和重用的时空重采样
[0001]要求优先权
[0002]本申请要求2021年4月5日提交的名称为“具有解耦的着色和重用的时空重采样”的美国临时申请No.63/170,832的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]至少一个实施例涉及计算机图形学。例如，至少一个实施例涉及用于使用本文描述的各种新颖技术来渲染图形图像的处理器或计算系统。

技术介绍

[0004]计算机图形中的光的处置可消耗大量的时间、存储器、处理功率和其他计算资源。例如，诸如光线追踪之类的技术可以是存储器和计算密集型的。许多光被包括在虚拟场景中的情况，在许多情况下可能难以高效地渲染。因此可以改进用于处理计算机图形中的光的技术。
附图说明
[0005]图1示出了根据至少一个实施例的采用具有解耦的着色和重用的时空重采样的系统的示例；
[0006]图2示出了根据至少一个实施例的解耦的着色和重用的示例；
[0007]图3示出了根据至少一个实施例的解耦的着色流的着色方面；
[0008]图4示出了根据至少一个实施例的用于执行解耦的着色和重用的融合内核的多个方面；
[0009]图5示出了根据至少一个实施例的用于执行解耦的着色和重用的三内核变体；
[0010]图6示出了根据至少一个实施例的用于执行解耦的着色和重用的内核的附加示例；
[0011]图7示出了根据至少一个实施例的使用解耦的重用和着色来渲染虚拟场景的描绘的示例过程；
[0012]图8示出了根据至少一个实施例的示例性数据中心；
[0013]图9示出了根据至少一个实施例的处理系统；
[0014]图10示出了根据至少一个实施例的计算机系统；
[0015]图11示出了根据至少一个实施例的系统；
[0016]图12示出了根据至少一个实施例的示例性集成电路；
[0017]图13示出了根据至少一个实施例的计算系统；
[0018]图14示出了根据至少一个实施例的APU；
[0019]图15示出了根据至少一个实施例的CPU；
[0020]图16示出了根据至少一个实施例的示例性加速器集成切片；
[0021]图17A
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17B示出了根据至少一个实施例的示例性图形处理器；
[0022]图18A示出了根据至少一个实施例的图形核心；
[0023]图18B示出了根据至少一个实施例的GPGPU；
[0024]图19A示出了根据至少一个实施例的并行处理器；
[0025]图19B示出了根据至少一个实施例的处理集群；
[0026]图19C示出了根据至少一个实施例的图形多处理器；
[0027]图20示出了根据至少一个实施例的图形处理器；
[0028]图21示出了根据至少一个实施例的处理器；
[0029]图22示出了根据至少一个实施例的处理器；
[0030]图23示出了根据至少一个实施例的图形处理器核心；
[0031]图24示出了根据至少一个实施例的PPU；
[0032]图25示出了根据至少一个实施例的GPC；
[0033]图26示出了根据至少一个实施例的流式多处理器；
[0034]图27示出了根据至少一个实施例的编程平台的软件栈；
[0035]图28示出了根据至少一个实施例的图27的软件栈的CUDA实现；
[0036]图29示出了根据至少一个实施例的图27的软件栈的ROCm实现；
[0037]图30示出了根据至少一个实施例的图27的软件栈的OpenCL实现；
[0038]图31示出了根据至少一个实施例的由编程平台支持的软件；
[0039]图32示出了根据至少一个实施例的在图27
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30的编程平台上执行的编译代码；
[0040]图33示出了根据至少一个实施例的在图27
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30的编程平台上执行的更详细的编译代码；
[0041]图34示出了根据至少一个实施例的在编译源代码之前转换源代码；
[0042]图35A示出了根据至少一个实施例的被配置为使用不同类型的处理单元来编译和执行CUDA源代码的系统；
[0043]图35B示出了根据至少一个实施例的被配置为使用CPU和启用CUDA的GPU来编译和执行图35A的CUDA源代码的系统；
[0044]图35C示出了根据至少一个实施例的被配置为使用CPU和未启用CUDA的GPU来编译和执行图35A的CUDA源代码的系统；
[0045]图36示出了根据至少一个实施例的由图35C的CUDA到HIP转换工具转换的示例性内核；
[0046]图37更详细地示出了根据至少一个实施例的图35C的未启用CUDA的GPU；以及
[0047]图38示出了根据至少一个实施例的示例性CUDA网格的线程如何被映射到图37的不同计算单元；以及
[0048]图39示出了根据至少一个实施例的如何将现有CUDA代码迁移到数据并行C++代码。
具体实施方式
[0049]在示例中，渲染计算机图形的场景的方法结合了基于储层(reservoir)的光照技术，诸如基于储层的时空重要性重采样(ReSTIR)，其使用将ReSTIR渲染管线的着色和重用部分解耦的技术。
[0050]在至少一个实施例中，ReSTIR渲染管线使用蒙特卡罗积分的形式来渲染计算机图形的连续帧。这些技术可以涉及使用基于有时被描述为重采样的重要性采样(“RIS”)或简单地被描述为重采样的技术的估计器。在至少一个实施例中，ReSTIR通过迭代地应用RIS来扩展重采样。此迭代允许重用用于在空间域和时域两者中渲染其他像素的样本，以改进当前像素的样本。此处，空间域指代在正被渲染的像素附近或邻近其的像素。时间域是指场景中的最近被渲染的像素，诸如被渲染以生成计算机图形的先前帧的像素。
[0051]ReSTIR渲染管线可以高效地生成待渲染的像素的多个光照样本。由于高效选择样本与找到最佳可能样本之间的权衡，这些样本可具有低质量。然而，经由RIS挑选这些样本中的一个样本以聚合候选样本的贡献。因此，RIS样本往往具有比各个候选者更高的质量。
[0052]在至少一个实施例中，所选择的每像素候选者与来自先前帧的光样本和用于渲染附近像素的光样本组合。此组合还使用RIS，以便聚合当前像素的样本、在先前帧中聚合的样本以及与附近像素相关联的样本。通常会使得所得样本好于仅使用当前像素的候选者。据推测，空间和时间相邻者(neighbor)具有相似的光照。这为当前光照提供了附加的上下文，并且提供了可以用于对当前像素进行着色的一个(或少量)光样本。
[0053]非解耦的ReSTIR管线可以整体运行，从而产生单个光(或少量光)，该单个光随机地是用于渲染给定像素的最佳样本。然后此光样本可用于对像素进行着色且还被重用于未来帧。然而，着色和重用具有不同的目标。对于着色，目标是产生当前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：从待渲染为图形的帧的虚拟场景中的多个光中选择第一一个或更多个光；从与所述帧或先前帧中的至少一个中的一个或更多个像素相关联的多个光中选择第二一个或更多个光；从所述第一一个或更多个光和所述第二一个或更多个光中选择用于渲染图形的后续帧中的一个或更多个像素的至少一个光；以及至少部分地基于所述第一一个或更多个光和所述第二一个或更多个光来渲染所述图形的帧的像素。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过至少重用对用于渲染所述先前帧中的所述一个或更多个像素的光做出的可见性确定来渲染所述像素。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过至少重用对与邻近所述像素的所述一个或更多个像素相关联的光的可见性确定来渲染所述像素。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定能够用于渲染所述图形的帧的计算容量；以及至少部分地基于所确定的计算容量来调整对可见性确定的重用。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：存储对用于渲染所述图形的后续帧中的一个或更多个像素的所述光的可见性确定。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：至少部分地基于随机过程和所选择的光对所述像素的外观的贡献来选择用于渲染所述图形的后续帧中的一个或更多个像素的所述光。7.根据权利要求1所述的方法，其中从所述虚拟场景中的所述光中重采样所述第一一个或更多个光。8.根据权利要求1所述的方法，其中从先前选择的用于渲染图形的后续帧的光中重采样所述第二一个或更多个光。9.一种系统，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，其包括指令，响应于由所述至少一个处理器执行所述指令，使所述系统至少：从与待渲染为图形的帧的虚拟场景相关联的多个光中选择第一一个或更多个光；从用于渲染图形的先前帧中的像素的一个或更多个光或与和所述像素在空间上邻近的像素相关联的一个或更多个光中的至少一个光中选择第二一个或更多个光；从所述第一一个或更多个光和所述第二一个或更多个光中选择用于渲染图形的后续帧中的像素的至少一个光；以及使用所述第一一个或更多个光和所述第二一个或更多个光来对所述图形的帧的像素进行着色。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述着色至少部分地基于重用对用于渲染图形的所述先前帧中的一个或更多个像素的光的可见性确定而被确定。11.根据权利要求9所述的系统，其中所述着色至少部分地基于重用对用于渲染在空间上邻近所述像素的一个或更多个像素的光的可见性确定而被确定。
12.根据权利要求9所述的系统，所述至少一个存储器还包括指令，所述指令响应于由所述至少一个处理器执行，使所述系统至少：至少部分地基于所述系统可用的计算容量，确定重用可见性确定。13.根据权利要求9所述的系统，所述至少一个存储器还包括指令，所述指令响应于由所述至少一个处理器执行，使所述系统至少：存储对用于渲染图形的后续帧中的一个或更多个像素的所述光的可见性确定。14.根据权利要求9所述的系统，其中使用比用于渲染所述图形的帧的所述像素更低的频率或像素分辨率中的至少一个来存...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：