AMD近日展示了一项新型光线追踪技术,旨在大幅降低内存占用和加速结构构建成本,同时支持数亿个动态三角形的实时渲染。

在演示中,AMD研究员Holger Gruen构建了一个包含约25,000株独立动画植物的地形场景。在最高细节级别下,该场景的植被由约28亿个三角形组成。经过细节层次(LOD)筛选后,系统每帧对约5亿个动态三角形进行主射线和阴影射线的光线追踪测试。AMD表示,该场景在Radeon RX 9070 XT显卡上以1080p分辨率运行时,帧率稳定超过60 FPS。

核心技术:四面体笼子

这项技术的核心在于使用“四面体笼子”包裹密集几何体。传统光线追踪要求每个独立动画物体维护并更新自身的包围盒层次结构(BVH),随着场景规模扩大,这一过程变得极其昂贵。

AMD的方案是将复杂几何体包裹在一个更简单的可变形四面体笼子内。内部的密集网格及其BVH保持静态且可复用,只有外围的笼子参与动画计算。在渲染过程中,光线在相交测试前被转换回几何体的原始参考系。因此,动画成本仅随笼子的复杂度缩放,而与其内部隐藏的三角形数量无关。

性能提升显著

数据显示,基于笼子的演示仅使用了约1.7GB的BVH内存,每帧BVH更新耗时约3.3毫秒。相比之下,在同一块Radeon RX 9070 XT显卡上,若为同一场景更新传统的密集三角形底层加速结构,内存消耗可能高达80GB,每帧更新时间超过300毫秒。

这意味着在处理相同数量的5亿个动态三角形时,该技术在加速结构内存占用上减少了约47倍,BVH更新时间缩短了90倍以上。

不过,四面体笼子方案放弃了对每个单独顶点的精确控制,因此更适合草地、树叶、人群和远景角色等场景,而不适用于需要精细变形控制或改变网格拓扑结构的动画。

仍处于研究阶段

目前,这项工作仍处于研究阶段,并非玩家即刻可用的功能。AMD发表的论文《Ray Tracing Massive Amounts of Animated Geometry》获得了2026年高性能图形学大会(HPG)沃尔夫冈·斯特拉瑟最佳论文奖第三名。公司目前正在准备DirectX光线追踪示例代码,以及供开发者使用的仅头文件C++库。