文档介绍：光线跟踪内核及具有该光线跟踪内核的光线跟踪芯片的制作方法
专利名称：光线跟踪内核及具有该光线跟踪内核的光线跟踪芯片的制作方法
技术领域：
所述技术涉及3D图形处理，更具体来讲，涉及一种光线跟踪内核及具有该光线跟踪内核的光线跟踪芯片。
具有的含义相一致的含义，并不被解释为理想化或过度形式的含义，除非此处明确地如此定义。需要注意的是，在一些可选的实施方式中，模块中的功能/动作发生的顺序可能与流程图中的不同。例如，显示的两个连续的模块实际可能被本质上并发地执行或有时模块被以相反的顺序执行，取决于包括的功能/动作。在下文中，将结合附图在细节上对本发明进行说明。图1是根据本发明的一个实施方式的光线跟踪内核的框图。参照图1，光线跟踪内核100可被主要
划分为数据通路部分和存储器系统部分。在一个实施方式中，光线跟踪内核100可被包含在诸如图形处理器等的芯片中。在另一个实施方式中，光线跟踪内核100可实现在单独的芯片中。数据通路部分包括设置处理单元110、光线生成单元120、多个T&I (遍历和交叉) 单元130、命中点计算单元140、阴影单元150和控制单元160。存储器系统部分包括寄存器165、L1高速缓存170、L2高速缓存175、高速缓存180，缓冲器185、栈190和存储器195。 为了便于表述，图1所述的存储器系统部分的各个部件被分别实现，但如果需要的话，部件中的至少一部分可通过物理上相同的存储器来实现。同样，光线跟踪芯片100可被耦接到外部存储器1000，该外部存储器1000包括 AS (加速结构)存储单元1100、⑶(几何数据)存储单元1200、纹理图像存储单元1300和帧存储单元1400。AS包括通常用于光线跟踪的BVH(包围盒层次)或kd树(k深度树)。⑶包括与用于光线跟踪的三角形有关的信息(在下文中，被称作三角形信息)。在一个实施方式中， 三角形信息可以包括三角形的三个点的纹理坐标和标准向量。图9例示了在图1的光线跟踪芯片中的加速结构和几何数据之间的关系。在图9中，AS(加速结构)假定利用kd树。kd树是一种空间划分树并被用于光线三角形交叉测试。kd树包括盒节点(box node)910、内部节点920和叶节点930。叶节点 930包括用于定点(point)至少一个包括在几何数据中的三角形信息的三角形列表。在一个实施方式中，当三角形信息被包括在几何数据中时，包括在叶节点930中的三角形列表对应于数组索引。图2和图3例示了光线跟踪的流程图。在下文中，光线跟踪内核100的整个操作将会结合图1至3来进行说明。设置处理单元110准备眼光线生成信息并选择准备好的眼光线生成信息或从阴影单元150输出的阴影信息。眼光线生成信息包括用于眼光线生成的屏幕坐标值。用于光线三角形命中点的阴影信息包括用于获得屏幕坐标值的光线索引、光线三角形命中点的坐标值、光线三角形命中点的颜色值以及阴影光线类型。如果需要的话，阴影信息可以进一步包括基于阴影光线类型的附加信息。阴影光线包括影子光线、第二光线或空光线。第二光线包括折射光线或反射光线。在折射光线中，附加信息包括光线三角形命中点的折射率 (refraction ratio)，在反射光线中，附加信息包括光线三角形命中点的反射率。设置处理单元110的操作将会参考图4进行说明。光线生成单元120可以基于眼光线生成信