KR102193684B1 - 레이 트레이싱 처리 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

레이 트레이싱 처리장치 및 방법에 관한 것이다. 일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리방법은, 광선을 입력받는 단계, 상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단하는 단계, 상기 판단결과에 따라, 저장되어 있는 가속 구조 탐색 데이터를 독출하는 단계 및 상기 독출된 데이터에 기초하여, 렌더링을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

레이 트레이싱 처리 장치 및 방법{Apparatus and method for processing ray tracing}

레이 트레이싱 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 유사한 광선에 대해, 이전 탐색 결과를 활용할 수 있는 레이 트레이싱(ray tracing) 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것이다.

일반적으로 3D 렌더링(3-Dimensional Rendering)은 3차원 객체 데이터를 주어진 카메라 시점(view point)에서 보이는 영상으로 합성(synthesis)해주는 영상 처리를 말한다. 렌더링 방법은 3차원 객체를 화면에 투영(projection)하면서 영상을 생성하는 래스터화(rasterization) 방법과 카메라 시점에서 영상의 각 픽셀을 향한 광선을 따라 입사하는 빛의 경로를 추적하여 영상을 생성하는 레이 트레이싱(ray tracing)등이 있다.

이 중 레이 트레이싱은 빛의 물리적 성질(반사, 굴절, 투과 등)을 렌더링 결과에 반영하므로 고품질 영상을 생성할 수 있다는 장점이 있으나, 상대적으로 연산량이 방대하여 고속으로 렌더링 하는데 어려움이 있다. 레이 트레이싱 성능에 있어서 연산량이 많이 요구되는 요소는 렌더링 대상이 되는 신 오브젝트(scene object)들을 공간적으로 분할한 가속 구조(Acceleration Structure, (AS))의 생성 및 탐색(Traversal, (TRV))과, 광선과 프리미티브 사이의 교차 검사(Intersection Test, (IST))이다.

유사한 광선에 대해서, 이전 탐색 결과를 활용함으로써, 가속 구조 탐색(TRV)에 해당하는 연산량을 감소시킬 수 있는 레이 트레이싱 처리 장치 및 그 처리 방법을 제공하는 데 있다.

일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리방법은, 광선을 입력받는 단계, 상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단하는 단계, 상기 판단결과에 따라, 저장되어 있는 가속 구조 탐색 데이터를 독출하는 단계 및 상기 독출된 데이터에 기초하여, 렌더링을 수행하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 따른 상기 처리 방법은, 상기 입력된 광선의 특징 정보에 기초하여, 상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선을 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 광선의 특징 정보는 상기 광선의 시점(origin) 및 방향(direction) 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 처리 방법은, 상기 입력된 광선의 특징 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보에 따라 입력된 광선의 키를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 입력된 광선의 키를 결정하는 단계는, 복수의 광선들의 특징 정보에 기초하여 설정된 복수의 그룹 정보 및 상기 복수의 그룹 각각에 대응하는 키(key) 정보가 저장된 데이터 베이스를 검색하여, 상기 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 상기 추출된 그룹에 대응하는 키를 상기 입력된 광선의 키로 결정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 그룹 정보는 상기 그룹에 포함되는 광선들의 시점 및 방향 정보이고, 상기 입력된 광선의 키를 결정하는 단계는, 상기 입력된 광선의 시점 및 방향 정보를 상기 복수의 그룹 정보들과 비교하여, 상기 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 추출된 그룹에 대응하는 키를 상기 입력된 광선의 키로 결정하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 판단하는 단계는, 상기 입력된 광선의 키와 TRV 캐시에 저장되어 있는 복수의 태그 데이터를 비교하여 판단하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 독출하는 단계는, 상기 입력된 광선의 키와 일치하는 태그 데이터가 존재하는 경우, 상기 일치하는 태그 데이터에 대응하는 가속 구조 탐색 데이터를 독출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 가속 구조 탐색 데이터는 상기 유사한 이전 광선이 교차하는 노드 클러스터에 대한 데이터, 리프 노드에 대한 데이터 및 프리미티브에 대한 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 노드 클러스터에 대한 데이터인 경우, 상기 렌더링을 수행하는 단계는, 상기 노드 클러스터에 포함되는 노드들을 탐색하여, 상기 입력된 광선이 교차하는 리프 노드를 검출하는 것을 특징으로 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 리프 노드에 대한 데이터인 경우, 상기 렌더링을 수행하는 단계는, 상기 입력된 광선이 상기 리프 노드에 교차하는지 여부를 검사하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 처리 방법은, 상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 프리미티브에 대한 데이터인 경우, 상기 프리미티브에 대한 데이터를 IST 유닛으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 프리미티브에 대한 데이터인 경우, 상기 렌더링을 수행하는 단계는, 상기 입력된 광선이 상기 프리미티브에 교차하는지 여부를 검사하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 처리 방법은, 상기 판단 결과, 상기 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 상기 입력된 광선의 가속 구조 탐색을 수행하고, 탐색 결과를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 저장하는 단계는, 상기 입력된 광선의 키를 TRV 캐시의 태그 데이터로 저장하고, 상기 탐색 결과, 상기 입력된 광선이 교차하는 노드 클러스터 또는 리프 노드 및 프리미티브 중 적어도 하나에 대한 데이터를 상기 태그 데이터에 대응시켜 저장하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 장치는 입력된 광선과 유사한 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단하고, 상기 판단결과에 따라, 상기 저장되어 있는 가속 구조 탐색 데이터를 독출하는 TRV 캐시 및 상기 독출된 데이터에 기초하여, 상기 입력된 광선의 가속 구조 탐색을 수행하는 TRV 연산부를 포함한다.

일 실시예에 따른 상기 장치는, 상기 입력된 광선의 특징 정보에 기초하여, 상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선을 결정하는 키 결정부를 더 포함하고, 상기 광선의 특징 정보는 상기 광선의 시점(origin) 및 방향(direction) 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 입력된 광선의 특징 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보에 따라 입력된 광선의 키(key)를 결정하는 키 결정부를 더 포함하고, 상기 키 결정부는, 복수의 광선들의 특징 정보에 기초하여 설정된 복수의 그룹 정보 및 상기 복수의 그룹 각각에 대응하는 키(key) 정보가 저장된 데이터베이스(DB)를 포함하고, 상기 데이터베이스(DB)를 검색하여, 상기 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 추출된 그룹에 대응하는 키를 상기 입력된 광선의 키로 결정하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 그룹 정보는 상기 그룹에 포함되는 광선들의 시점 및 방향 정보이고, 상기 키 결정부는, 상기 입력된 광선의 시점 및 방향 정보를 상기 복수의 그룹 정보들과 비교하여, 상기 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 추출된 그룹에 대응하는 키를 상기 입력된 광선의 키로 결정하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 TRV 캐시는, 광선의 키를 나타내는 태그 데이터 및 상기 태그 데이터에 대응하는 가속 구조 탐색 데이터를 저장하고, 상기 입력된 광선의 키와 복수의 태그 데이터를 비교하여, 상기 TRV 캐시에 상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 TRV 캐시는, 상기 입력된 광선의 키와 일치하는 태그 데이터가 존재하는 경우, 상기 일치하는 태그 데이터에 대응하는 가속 구조 탐색 데이터를 독출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 노드 클러스터에 대한 데이터인 경우, 상기 TRV 연산부는, 상기 노드 클러스터에 포함되는 노드들을 탐색하여, 상기 입력된 광선이 교차하는 리프 노드를 검출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 리프 노드에 대한 데이터인 경우, 상기 TRV 연산부는, 상기 입력된 광선이 상기 리프 노드에 교차하는지 여부를 검사하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 처리 장치는, 상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 프리미티브에 대한 데이터인 경우, 상기 입력된 광선이 상기 프리미티브에 교차하는지 여부를 검사하는 상기 IST 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 TRV 연산부는, 상기 판단 결과, 상기 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 상기 입력된 광선의 가속 구조 탐색을 수행하고, 탐색 결과를 상기 TRV 캐시로 전송하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 TRV 캐시는, 상기 입력된 광선의 키를 상기 TRV 캐시의 태그 데이터로 저장하고, 상기 전송된 탐색 결과를 상기 태그 데이터에 대응하는 가속 구조 탐색 데이터로 저장하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따른 상기 탐색 결과는, 상기 입력된 광선이 교차하는 노드 클러스터 또는 리프 노드에 대한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

프레임 간의 유사성으로 인하여, 이전 프레임에 대한 광선 탐색 결과를 현재 프레임에 활용함으로써, 현재 프레임의 레이 트레이싱 처리에 필요한 연산량을 감소시킬 수 있다.

입력된 광선의 탐색 수행시, 이전에 탐색된 유사 광선이 교차된 노드를 우선적으로 탐색하여, 가속 구조의 탐색을 보다 빠르게 수행할 수 있다.

또한, 입력된 광선의 교차 검사 수행시, 이전에 탐색된 유사 광선이 교차된 프리미티브와 우선적으로 교차 검사를 수행하여, 레이 트레이싱의 처리를 보다 빠르게 수행할 수 있다.

이에 따라, 레이 트레이싱 처리 장치의 처리 능력 및 처리속도가 향상될 수 있다.

도 1은 일반적인 레이 트레이싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 가속 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 연속된 프레임에 대한 렌더링 영상을 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 TRV 유닛의 블록도를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 광선의 키를 결정하는 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 도 8의 따른 레이 트레이싱 처리 방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시 예들을 상세히 설명한다.

도 1은 레이 트레이싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 3차원 모델링은 광원(80), 제1 물체(31), 제2 물체(32), 제3 물체(33)를 포함할 수 있다. 도 1에서, 제1 물체(31), 제2 물체(32) 및 제3 물체(33)는 2차원 물체와 같이 표현되었지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 제1 물체(31), 제2 물체(32) 및 제3 물체(33)는 3차원 물체이다. 도 1에서는, 제1 물체(31)의 반사율 및 굴절율이 0보다 크고, 제2 물체(32) 및 제3 물체(33)의 반사율 및 굴절율이 0인 경우가 도시되어 있다. 다시 말해, 제1 물체(31)는 빛을 반사 및 굴절시키며, 제2 물체(32) 및 제3 물체(33)는 빛을 반사시키지도 굴절시키지도 않는 경우를 보여준다.

도 1과 같은 3차원 모델링에서, 렌더링 장치(예를 들어, 레이 트레이싱 처리 장치)는 3차원 영상을 생성하기 위해 시점(10)을 결정하고, 결정된 시점(10)에 따라 화면(15)을 결정할 수 있다. 시점(10)과 화면(15)이 결정되면, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 시점(10)으로부터 화면(15)의 각 픽셀들에 대하여 광선을 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 화면(15)의 해상도가 4*3인 경우, 12개의 픽셀에 대하여 각각 광선을 생성할 수 있다. 이하에서는, 하나의 픽셀(픽셀 A)에 대한 광선만을 설명하기로 한다 .

도 1을 참조하면, 시점(10)으로부터 픽셀 A에 대하여 1차 광선(primary ray, 40)이 생성된다. 1차 광선(40)은 3차원 공간을 통과하여, 제1 물체(31)에 도달한다. 여기서, 제1 물체(31)는 프리미티브(primitive)라 불리는 일정한 단위 영역들의 집합으로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 프리미티브(primitive)는 삼각형, 사각형 등의 다각형일 수 있다. 이하에서는, 프리미티브가 삼각형인 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

한편, 1차 광선(40)과 제1 물체(31)의 교차점(hit point)에서는 쉐도우 광선(shadow ray, 50), 반사 광선(reflection ray, 60) 및 굴절 광선(refraction ray, 70)를 생성할 수 있다. 이때, 쉐도우 광선(50), 반사 광선(60) 및 굴절 광선(70)을 2차 광선이라고 한다.쉐도우 광선(50)은 교차점으로부터 광원(80)의 방향으로 생성된다. 반사 광선(60)은 1차 광선(40)의 입사각에 대응되는 방향으로 생성되고, 제1 물체(31)의 반사율에 따른 가중치를 적용받는다. 굴절 광선(70)은 1차 광선(40)의 입사각 및 제1 물체(31)의 굴절율에 대응되는 방향으로 생성되고, 제1 물체(31)의 굴절율에 따른 가중치를 적용받는다.

레이 트레이싱 처리 장치(100)는 쉐도우 광선(50)을 통해 교차점이 광원(80)에 노출되어 있는지를 판단한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 쉐도우 광선(50)이 제2 물체(32)와 만나면, 해당 쉐도우 광선(50)이 생성된 교차점에 그림자가 생성될 수 있다.또한, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 굴절 광선(70) 및 반사 광선(60)이 다른 물체에 도달하는지를 판단한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 굴절 광선(70)의 진행방향에는 어떠한 물체도 존재하지 않으며, 반사 광선(60)은 제3 물체(33)에 도달한다. 이에 따라, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 제3 물체(33)의 교차점의 좌표 및 색상 정보를 확인하고, 다시 제3 물체(33)의 교차점으로부터 쉐도우 광선(90)을 생성한다. 이때, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 쉐도우 광선(90)이 광원(80)에 노출되어 있는지 판단한다.한편, 제3 물체(33)의 반사율 및 굴절율은 0이므로, 제3 물체(33)에 대한 반사 광선 및 굴절 광선은 생성되지 않는다.

상술한 바와 같이, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 픽셀 A에 대한 1차 광선(40) 및 1차 광선(40)으로부터 파생되는 모든 광선들을 분석하고, 분석 결과에 따라 픽셀 A의 색상 값을 결정한다. 픽셀 A의 색상 값의 결정은 1차 광선(40)의 교차점의 색상, 반사 광선(60)의 교차점의 색상, 쉐도우 광선(50)이 광원(80)에 도달하는지 여부에 영향을 받는다. 레이 트레이싱 처리 장치(100)는, 상기와 같은 과정을 화면(15)의 모든 픽셀들에 대하여 수행하여, 화면(15)을 구성할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 시스템을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 레이 트레이싱 처리 시스템은 레이 트레이싱 처리 장치(100), 외부 메모리(250) 및 가속 구조 생성 장치(200)를 포함할 수 있다. 또한, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 광선 생성 유닛(110), TRV 유닛(Traversal unit, 120), IST 유닛(Intersection unit, 130) 및 쉐이딩 유닛(shading unit, 140)을 포함할 수 있다.

광선 생성 유닛(110)은 1차 광선 및 1차 광선에 의해 파생되는 광선들을 생성할 수 있다. 광선 생성 유닛(110)은 도 1에서 설명한 바와 같이, 시점(10)으로부터 1차 광선을 생성하고, 1차 광선과 오브젝트의 교차점에서 2차 광선을 생성할 수 있다. 이때, 2차 광선은 1차 광선이 오브젝트와 교차된 지점에서 생성된 반사, 굴절 또는 쉐도우 광선일 수 있다. 또한, 광선 생성 유닛(110)은 2차 광선과 오브젝트의 교차점에서 3차 광선을 생성할 수 있다. 광선 생성 유닛(110)은 광선이 오브젝트와 교차하지 않을 때까지 광선을 계속해서 생성하거나, 정해진 횟수 내에서 광선을 생성할 수 있다.

TRV 유닛(120)은 광선 생성 유닛(110)으로부터 생성된 광선에 대한 정보를 수신할 수 있다. 생성된 광선은 1차 광선 및 1차 광선에 의해 파생된 광선(2차 광선, 3차 광선 등)을 모두 포함한다. 예를 들어, 1차 광선의 경우, TRV 유닛(120)은 생성된 광선의 시점 및 방향에 대한 정보를 수신할 수 있다. 또한, 2차 광선의 경우, TRV 유닛(120)은 2차 광선의 출발점 및 방향에 대한 정보를 수신할 수 있다. 2차 광선의 출발점은 1차 광선이 오브젝트와 교차된 지점을 나타낸다. 또한, 시점 또는 출발점은 좌표로 표현될 수 있으며, 방향은 벡터로 표현될 수 있다.

TRV 유닛(120)은 외부 메모리(250)로부터 가속 구조에 대한 정보를 읽어올 수 있다. 이때, 가속 구조(AS)는 가속 구조 생성 장치(Acceleration Structure Generator, 200)에 의해 생성되며, 생성된 가속 구조(AS)는 외부 메모리(250)에 저장된다. 가속 구조 생성 장치(200)는 3차원 공간상의 오브젝트들의 위치 정보를 포함하는 가속 구조를 생성할 수 있다. 가속 구조 생성 장치(200)는 3차원 공간을 계층적 트리 형태로 분할한다. 가속 구조 생성 장치(200)는 여러 가지 형태의 가속 구조를 생성할 수 있다. 예를 들어, 가속 구조 생성 장치(200)는 KD-tree(K-dimensional tree), BVH(Bounding Volume Hirearchy)를 적용하여, 3차원 공간상의 오브젝트들의 관계를 나타내는 가속 구조를 생성할 수 있다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여, 자세히 설명하기로 한다.

도 3은 실시예에 따른 가속 구조를 설명하기 위한 도면이다.

이하에서, 설명의 편의를 위하여, 가속 구조(AS)의 노드에 기재된 숫자로, 각 노드를 지칭하기로 한다. 예를 들어, 숫자 1이 기재되고 원형으로 도시된 노드(351)는 제1 노드(351)로, 숫자 2가 기재되고 사각형으로 도시된 노드(352)는 제2 노드(352)로, 숫자 5가 기재되고, 점선으로 된 사각형으로 도시된 노드(355)는 제5 노드(355)로 지칭할 수 있다. 가속 구조(AS)는 탑 노드(top node), 내부 노드(inner node) 리프 노드(leaf node) 및 프리미티브(primitive)를 포함할 수 있다.

도 3에서, 제1 노드(351)는 탑 노드를 나타낸다. 탑 노드는 상위 노드는 가지지 않고, 하위 노드만 가지는 최상위 노드이다. 예를 들어, 제1 노드(351)의 하위 노드는 제2 노드(352) 및 제3 노드(353)이며, 제1 노드(351)의 상위 노드는 존재하지 않는다. 또한, 제2 노드(352)는 내부 노드일 수 있다. 내부 노드는 상위 노드 및 하위 노드를 모두 가지는 노드이다. 예를 들어, 제2 노드(352)의 상위 노드는 제1 노드(351)이며, 제2 노드(352)의 하위 노드는 제4 노드(354) 및 제5 노드(355)이다. 또한, 제8 노드(358)는 리프 노드일 수 있다. 리프 노드는 하위 노드는 가지지 않고, 상위 노드만 가지는 최하위 노드이다. 예를 들어, 제8 노드(358)의 상위 노드는 제7 노드(357)이며, 제8 노드(358)의 하위 노드는 존재하지 않는다. 한편, 리프 노드는 리프 노드에 존재하는 프리미티브들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 리프 노드인 제6 노드(356)는 1개의 프리미티브를, 리프 노드인 제8 노드(358)는 3개의 프리미티브를, 리프 노드인 제9 노드(359)는 2개의 프리미티브를 포함한다.

다시 도 2를 참조하면, TRV 유닛(120)은 읽어온 가속 구조(AS)에 대한 정보를 탐색하여, 광선이 교차하는 리프 노드를 검출할 수 있다.

IST 유닛(130)은 TRV 유닛(120)으로부터 광선이 교차하는 리프 노드를 수신할 수 있다. IST 유닛(130)은 수신한 리프 노드에 포함된 프리미티브들에 대한 정보(기하 데이터)를 외부 메모리(250)로부터 읽어올 수 있다. IST 유닛(130)은 읽어온 프리미티브들에 대한 정보를 이용하여, 광선과 프리미티브들 간의 교차 검사를 수행할 수 있다. 예를 들어, IST 유닛(130)은 TRV 유닛(120)으로부터 수신한 리프 노드에 포함된 복수의 프리미티브 중에서 어느 프리미티브에 광선이 교차되었는지를 검사할 수 있다. 이에 따라, 광선이 교차되는 프리미티브들을 검출하고, 검출된 프리미티브와 광선이 교차된 지점(hit point)을 계산할 수 있다. 계산된 교차점(hit point)은 좌표 형태로 쉐이딩 유닛(140)으로 출력될 수 있다.

쉐이딩 유닛(140)은 교차점에 대한 정보 및 교차점의 물질의 특성에 기초하여 픽셀의 색상 값을 결정할 수 있다. 또한, 쉐이딩 유닛(140)은 교차점의 물질의 기본 색상 및 광원에 의한 효과 등을 고려하여, 픽셀의 색상 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 1의 픽셀 A의 경우, 쉐이딩 유닛(140)은 1차 광선(40) 및 2차 광선인 굴절 광선(70), 반사 광선(60), 쉐도우 광선(50)에 의한 효과를 모두 고려하여, 픽셀 A의 색상 값을 결정할 수 있다.

한편, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 외부 메모리(250)로부터 레이 트레이싱에 필요한 데이터를 수신할 수 있다. 외부 메모리(250)는 가속 구조(AS) 또는 기하 데이터(geometry data)를 저장할 수 있다. 가속 구조(AS)는 가속 구조 생성 장치(200)에 의해 생성되고, 외부 메모리(250)에 저장된다. 또한, 기하 데이터는 프리미티브들에 대한 정보를 나타낸다. 프리미티브는 삼각형, 사각형 등의 다각형일 수 있으며, 기하 데이터는 오브젝트에 포함되는 프리미티브들의 정점 및 위치에 대한 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 프리미티브가 삼각형인 경우, 기하 데이터는 삼각형들의 세 점에 대한 정점 좌표, 법선 벡터 또는 텍스처 좌표를 포함할 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 레이 트레이싱 처리 장치(100)의 레이 트레이싱 처리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 따라서, 도 2에서 설명한 내용은 도 4의 레이 트레이싱 처리 방법에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 4를 참조하면, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 광선을 생성한다(S410). 이때, 광선은 시점으로부터 생성된 1차 광선 및 1차 광선에 의해 파생된 광선들을 포함할 수 있다. 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 외부 메모리(250)로부터 가속 구조를 읽어 오고, 생성된 광선에 기초하여, 가속 구조를 탐색한다(S420). 이에 따라, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 광선이 교차되는 리프 노드를 검출할 수 있다. 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 광선이 교차되는 리프 노드를 검출할 때까지 가속 구조(AS)를 계속해서 탐색할 수 있다.

예를 들어, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 광선-노드 교차 검사를 수행하여, 리프 노드를 검출할 수 있다. 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 어느 하나의 경로를 따라 가속 구조를 탐색하고, 탐색된 경로 상의 리프 노드에 광선이 교차되지 않았으면, 다른 경로로 가속 구조를 탐색할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 제1 노드(351)의 하위 노드인 제2 노드(352) 또는 제3 노드(353)부터 탐색을 시작할 수 있다. 만약, 제2 노드(352)부터 탐색을 시작하는 경우, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 제3 노드(353)에 대한 정보를 별도의 메모리에 저장해 놓을 수 있다.

레이 트레이싱 처리 장치(100)는 광선이 제2 노드(352)에 교차하는지 여부를 판단하여, 제2 노드(352)와 광선이 교차하는 경우, 제2 노드(352)의 하위 노드인 제4 노드(354) 및 제5 노드(355) 중 어느 하나에 대하여 탐색을 수행할 수 있다. 제4 노드(354)와 광선이 교차하는지 여부를 탐색하는 경우, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 나머지 노드인 제5 노드(355)에 대한 정보를 상기 별도의 메모리에 저장해 놓을 수 있다. 제4 노드(354)와 광선이 교차하는 경우, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 제4 노드(354)의 하위 노드인 제6 노드(356) 및 제7 노드(357) 중 어느 하나에 대하여 탐색을 수행할 수 있다. 제6 노드(356)와 광선이 교차하는지 여부를 탐색하는 경우, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 나머지 노드인 제7 노드(357)에 대한 정보를 상기 별도의 메모리에 저장해 놓을 수 있다. 제6 노드(356)와 광선이 교차하는 경우, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 제6 노드(356)를 리프 노드로써, 검출할 수 있다.

이와 같이, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 어느 하나의 경로를 따라 탐색을 수행하여, 리프 노드를 검출할 수 있으며, 다른 경로의 노드에 대한 정보는 별도의 메모리에 저장해 두었다가 하나의 경로 탐색을 마친 경우에, 가장 최근에 저장해둔 노드부터 다시 탐색을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제6 노드(356)를 리프 노드로 검출한 이후에, 가장 최근에 저장해둔 제7 노드(357)부터 다시 탐색을 수행할 수 있다. 이에 따라, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 하나의 경로 탐색을 마치고, 다시 탑 노드부터 경로 탐색을 수행하지 않고, 경로 탐색이 끝난 경로와 가장 인접한 경로를 탐색함으로써, 연산량을 감소시킬 수 있다.

한편, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 검출된 리프 노드를 IST 유닛으로 전송할 수 있다. 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 검출된 리프 노드에 포함된 프리미티브들에 포함된 프리미티브가 광선과 교차하는지 여부를 검사할 수 있다. 이때, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 외부 메모리(250)로부터 프리미티브들에 대한 정보(252)를 읽어올 수 있으며, 읽어온 프리미티브들에 대한 정보를 이용하여, 광선과 프리미티브들 간의 교차 검사를 수행할 수 있다(S430).

레이 트레이싱 처리 장치(100)는 TRV 유닛(120)으로부터 수신한 리프 노드에 포함된 프리미티브 중에서 어느 프리미티브에 광선이 교차되었는지를 검사할 수 있다. 예를 들어, 검출된 리프 노드에 3개의 프리미티브(제1 내지 제3 프리미티브)가 포함되는 경우, 레이 트레이싱 처리 장치는 제1 프리미티브와 광선의 교차 검사, 제2 프리미티브와 광선의 교차 검사 및 제3 프리미티브와 광선의 교차 검사를 수행하여, 광선이 교차되는 프리미티브를 검출할 수 있다. 이에 따라, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 광선이 교차되는 프리미티브들을 검출하고, 검출된 프리미티브와 광선이 교차된 지점(hit point)을 계산할 수 있다.

레이 트레이싱 처리 장치(100)는 교차 검사에 기초하여, 픽셀의 쉐이딩을 수행할 수 있다(S440). 다시 말해, 교차점에 대한 정보 및 교차점의 물질의 특성에 기초하여 픽셀의 색상 값을 결정할 수 있다.

레이 트레이싱 처리 장치(100)는 440 단계(S440)를 종료하면, 410 단계(S410)로 진행한다. 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 하나의 픽셀에 대한 쉐이딩 이후에, 다른 픽셀의 쉐이딩을 수행하기 위하여, 다시, 410 단계(S410) 내지 440 단계(S440)를 수행하며, 화면을 구성하는 모든 픽셀들에 대해 410 단계(S410) 내지 440 단계(S440)를 반복적으로 수행한다.

도 5는 연속된 프레임에 대한 렌더링 영상을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 도 5의 (a)는 N번째 프레임(제1 프레임, 510)에 해당하는 렌더링 영상을 나타내고, 도 5의 (b)는 N+1번째 프레임(제2 프레임, 520)에 해당하는 렌더링 영상을 나타낸다.

보통 그래픽 처리는, 자연스러운 애니메이션 효과를 내기 위해 인접한 프레임간 차이를 적게 두고 이를 빠르게 연속 재생하기 때문에 연속된 프레임에 대한 렌더링 영상들은 상당한 유사성을 가진다. 예를 들어, 도 5에 도시된, 제1 프레임(510) 및 제2 프레임(520)을 비교해보면, 제2 프레임(520)에서 빗금친 영역을 제외한 나머지 영역에 위치하는 픽셀은 제1 프레임(510) 및 제2 프레임(520)에서 동일하다. 전체적으로 제1 프레임(510) 및 제2 프레임(520)은 매우 유사하다고 할 수 있다.

따라서, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 제1 프레임(510)에 대한 렌더링 결과를 이용하여, 제2 프레임(520)에 대한 렌더링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 프레임(510)에서의 제1 광선과 제2 프레임(520)에서의 제2 광선의 시점과 방향이 유사하면, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 제1 광선에 대한 탐색 결과를 제2 광선 탐색 수행 시 활용할 수 있다.좀 더 구체적으로 설명하면, 레이 트레이싱 처리 장치(100)의 TRV 유닛(120)은 제2 광선에 대한 탐색을 수행할 때, 제1 광선이 교차된 노드 클러스터, 리프 노드에 대해 우선적으로 탐색할 수 있다. 또한, 레이 트레이싱 처리 장치(100)의 IST 유닛(130)은 제2 광선에 대한 교차 검사 수행 시, 제1 광선에 교차된 프리미티브에 대해 우선적으로 교차 검사를 수행할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 TRV 유닛의 블록도를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, TRV 유닛(120)은 키(key) 결정부(610), TRV 연산부(630) 및 TRV 캐시(620)를 포함할 수 있다.

키 결정부(610)는 입력된 광선의 특징을 추출하여, 추출된 특징에 따라 입력된 광선의 키를 결정할 수 있다. 이때, 광선의 특징은 광선의 시점 및 방향 정보를 포함할 수 있으며, 키 결정부(610)는 데이터베이스(DB)를 검색하여, 광선의 시점 및 방향 정보에 대응하는 키를 검색할 수 있다. 광선의 키를 결정하는 방법은 도 7을 참조하여, 이하에서 자세히 설명하기로 한다.

도 7을 참조하면, 광선은 벡터로 표현할 수 있다. 예를 들어, 제1 광선은 제1 시점(701) 및 제1 방향을 가지는 제1 광선 벡터(710)로 표현될 수 있으며, 제2 광선은 제2 시점(702) 및 제2 방향을 가지는 제2 광선 벡터(720)로 표현될 수 있다. 이에 따라, 광선의 시점은 좌표로 나타낼 수 있으며, 광선의 방향은 기준선과 광선 벡터가 이루는 각도로 나타낼 수 있다. 이때, 키 결정부(610)는 시점 또는 방향이 일정 범위 내에 있는 광선들을 동일 그룹으로 결정하고, 동일 그룹에 포함되는 광선들에 대해서는 동일한 키를 부여할 수 있다. 광선들을 그룹으로 분류하기 위해, 광선들이 존재하는 영역(760)을 일정 크기로 분할하여, 소정 개수의 셀을 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 광선들이 존재하는 영역은 32개의 셀을 포함할 수 있다.

또한, 기준선과 광선 벡터들이 이루는 각도 범위(0도 내지 360도)를 일정 각도씩 분할하여, 소정 개수의 구간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 360도를 45도씩 분할하면, 제1 구간은 0도 내지 45도, 제2 구간은 45도 내지 90도, 제3 구간은 90도 내지 135도로 설정할 수 있으며, 이에 따라, 8개의 구간을 설정할 수 있다. 이에 따라, 광선의 시점이 동일한 셀에 포함되고, 광선 방향(기준선과 광선 벡터가 이루는 각도)이 동일한 구간에 포함되는 경우, 동일 그룹으로 결정할 수 있다.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 광선 벡터의 시점(701)과 제2 광선 벡터의 시점(702)이 동일한 셀(750)에 포함되며, 제1 광선 벡터의 방향(기준선과 제1 광선 벡터가 이루는 각도, a1)와 제2 광선 벡터의 방향(기준선과 제2 광선 벡터가 이루는 각도, a2)이 제1 구간(0도 내지 45도)에 포함되는 경우, 제1 광선과 제2 광선은 동일 그룹으로 결정할 수 있다. 따라서, 제1 광선과 제2 광선의 키는 동일한 값을 가질 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 시점에 대한 구간을 32개(32개의 셀)로 설정하고, 방향에 대한 구간을 8개(제1 내지 제8 구간)로 설정한 경우, 키 결정부(610)는 256(=32*8)개의 구간 데이터와 이에 대응하는 키를 데이터베이스(DB)에 저장할 수 있다. 데이터 베이스는 해쉬 테이블의 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 키 결정부(610)는 입력된 광선이 어느 구간에 속하는지를 판단하여, 해당 구간에 대응하는 키를 입력된 광선의 키로 결정할 수 있다.

TRV 캐시(620)는 태그부 및 데이터부를 포함할 수 있으며, 태그부는 광선의 키를 나타내는 태그 데이터를 저장하며, 데이터부는 상기 태그 데이터에 대응하는 광선의 가속 구조 탐색 데이터를 저장할 수 있다. 이때, 광선의 태그 데이터는 이전 광선의 키를 나타내는 데이터일 수 있다. 예를 들어, 이전에, 서로 유사하지 않은 제1 광선 및 제2 광선에 대하여, 탐색을 수행한 경우, 제1 광선의 키를 나타내는 제1 태그 데이터 및 제2 광선의 키를 나타내는 제2 태그 데이터가 태그부에 저장될 수 있다.

또한, 제1 광선의 탐색 결과를 나타내는 제1 가속 구조 탐색 데이터 및 제2 광선의 탐색 결과를 나타내는 제2 가속 구조 탐색 데이터가 데이터부에 저장될 수 있다. 또한, 광선의 가속 구조 탐색 데이터는 이전 광선의 탐색 결과, 이전 광선과 교차되는 노드 클러스터에 대한 데이터, 리프 노드에 대한 데이터, 프리미티브에 대한 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 노드 클러스터는 가속 구조(AS)에서, 이전 광선에 교차되는 리프 노드, 리프 노드 바로 위의 상위 노드, 상기 상위 노드에 대한 하위 노드를 포함하는 몇 개의 하위 노드들로 이루어진 클러스터일 수 있다. 예를 들어, 이전 광선이 리프 노드인 도 3의 제8 노드(358)에 교차된 경우, 노드 클러스터(310)는 제7 노드(357), 제8 노드(358) 및 제9 노드(359)를 포함할 수 있다. 또한, 이전 광선이 리프 노드인 도 3의 제6 노드(356)에 교차된 경우, 노드 클러스터(320)는 제4 노드(354), 제6 노드(356) 및 제7 노드(357)를 포함할 수 있다.

한편, TRV 캐시(620)는 입력된 광선의 키와 복수의 태그 데이터를 비교하여, TRV 캐시(620)에 입력된 광선의 키와 동일한 키를 가지는 이전 광선의 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 입력된 광선의 키와 복수의 태그 데이터 중 어느 하나가 일치하는 경우, 캐시 히트로 판단하고, 입력된 광선의 키와 일치하는 태그 데이터가 존재하지 않는 경우, 캐시 미스로 판단한다.

TRV 연산부(620)는 캐시 히트인 경우, TRV 캐시(620)로부터 독출된 가속 구조 탐색 데이터에 기초하여, 입력된 광선의 가속 구조 탐색을 수행할 수 있다. 이때, 가속 구조 탐색 데이터가 노드 클러스터인 경우, 입력된 광선이 노드 클러스터에 포함되는 노드들에 교차하는지 여부를 탐색할 수 있으며, 노드 클러스터에 포함되는 노드들 중 최상위 노드부터 탐색을 수행할 수 있다. 또한, 가속 구조 탐색 데이터가 리프 노드인 경우, 입력된 광선이 리프 노드에 교차하는지 여부를 탐색할 수 있다.

반면에, 캐시 미스인 경우, 입력된 광선이 가속 구조(AS) 내의 어느 리프 노드에 연관되는지를 탐색할 수 있다. 캐시 미스인 경우, 도 4에서 설명한 바와 같이, 가속 구조에 포함되는 노드들에 대하여, 광선-노드 교차 검사를 수행하여, 리프 노드를 검출할 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 광선을 생성하여 입력한다(S810). 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선의 특징을 추출하여, 추출된 특징에 따라 입력된 광선의 키를 결정할 수 있다(S820). 이때, 추출된 광선의 특징은 광선의 시점 및 방향 정보를 포함할 수 있으며, 추출된 광선의 시점 및 방향 정보에 따라, 입력된 광선의 키를 결정할 수 있다.

레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선의 시점 및 방향 정보를 데이터베이스에 저장되어 있는 복수의 그룹 정보들과 비교하여, 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 추출된 그룹에 대응하는 키를 입력된 광선의 키로 결정할 수 있다. 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선의 키와 동일한 키를 가지는 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 TRV 캐시(620)에 저장되어 있는지 여부를 판단한다(S830).

예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선의 키(key)와 TRV 캐시(620)의 태그 데이터들(TD1, TD2, TD3) 각각을 비교하여, 일치 여부를 판단할 수 있다. 이때, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선의 키와 일치하는 태그 데이터가 존재하는 경우, 캐시 히트로 판단하고, 입력된 광선의 키와 일치하는 태그 데이터가 존재하지 않는 경우, 캐시 미스로 판단한다.

판단결과, 캐시 히트인 경우(입력된 광선의 키와 동일한 키를 가지는 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 TRV 캐시(620)에 저장되어 있는 경우), 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 해당 가속 구조 탐색 데이터를 독출한다(S840). 예를 들어, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 도 9에 도시된 바와 같이, 입력된 광선의 키와 제2 태그 데이터(TD2)가 일치하는 경우, 제2 태그 데이터(TD2)에 대응하는 제2 캐시 데이터(가속 구조 탐색 데이터, CD2)를 TRV 연산부(630)로 출력한다.

레이 트레이싱 처리 장치(100)는 독출된 가속 구조 탐색 데이터에 기초하여, 입력된 광선에 대한 가속 구조 탐색을 수행한다(S850). 예를 들어, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 독출된 가속 구조 탐색 데이터가 노드 클러스터인 경우, 입력된 광선이 노드 클러스터에 포함되는 노드들에 교차하는지 여부를 탐색할 수 있으며, 노드 클러스터에 포함되는 노드들 중 최상위 노드부터 탐색을 수행할 수 있다. 또한, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 독출된 데이터가 리프 노드인 경우, 입력된 광선이 리프 노드에 교차하는지 여부를 탐색할 수 있다.

반면에, 판단결과, 입력된 광선의 키와 동일한 키를 가지는 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 TRV 캐시(620)에 저장되어 있지 않은 경우(캐시 미스인 경우), 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선에 대한 가속 구조 탐색을 수행한다(S850). 이때, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 도 4에서 설명한 바와 같이, 가속 구조에 포함되는 노드들에 대하여, 광선-노드 교차 검사를 수행하여, 리프 노드를 검출할 수 있다.

한편, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선의 키를 TRV 캐시(620)의 태그부(621)에 저장하고, 그에 대응하는 데이터부(622) 영역에 상기 가속 구조 탐색 결과 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선에 대한 가속 구조 탐색을 수행하여, 입력된 광선이 교차하는 노드 클러스터 및 리프 노드 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 검출된 노드 클러스터 또는 리프 노드에 대한 데이터를 저장할 수 있다.

도 10은 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 10의 910단계(S910), 920단계(S920) 및 930단계(S930)는 각각 도 8의 810단계(S810), 820단계(S820)및 830단계(S830)와 동일하므로, 이에 대해서는 동일한 설명을 생략하고, 도 8의 설명으로 대체하기로 한다.

930단계(S930)에서 판단 결과, 캐시 히트인 경우(입력된 광선의 키와 동일한 키를 가지는 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 TRV 캐시(620)에 저장되어 있는 경우), 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 해당 가속 구조 탐색 데이터를 독출한다(S940).

한편, 독출된 가속 구조 탐색 데이터가 이전 광선이 교차하는 프리미티브에 대한 데이터인 경우, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선이 상기 프리미티브와 교차하는지 여부를 검사하고, 교차하는 경우, 입력된 광선과 상기 프리미티브의 교차점을 계산할 수 있다(S950). 반면에, 930 단계(S930)에서의 판단결과, 입력된 광선의 키와 동일한 키를 가지는 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 TRV 캐시(620)에 저장되어 있지 않은 경우(캐시 미스인 경우), 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선에 대한 가속 구조 탐색을 수행한다(S960). 이때, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 도 4에서 설명한 바와 같이, 가속 구조에 포함되는 노드들에 대하여, 광선-노드 교차 검사를 수행하여, 리프 노드를 검출할 수 있다.

레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선의 키를 TRV 캐시(620)의 태그부(621)에 저장하고, 그에 대응하는 데이터부(622) 영역에 상기 가속 구조 탐색 결과 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 레이 트레이싱 처리 장치(100)는 입력된 광선에 대한 가속 구조 탐색을 수행하여, 입력된 광선이 교차하는 노드 클러스터 및 리프 노드 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 검출된 노드 클러스터 또는 리프 노드에 대한 데이터를 저장할 수 있다.

이상에서 도시하고 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 레이 트레이싱 처리 장치는 이전 광선의 탐색 결과를 TRV 캐시에 저장하고, 이전 광선과 유사한 광선이 입력되는 경우, TRV 캐시에 저장된 이전 광선의 탐색 결과를 이용할 수 있다. 이에 따라, 프레임 간의 유사성을 이용하여, 이전 프레임에 대한 광선 탐색 결과를 현재 프레임에 활용함으로써, 현재 프레임의 레이 트레이싱 처리에 필요한 연산량을 감소시킬 수 있다.

한편, 캐시 메모리 시스템 및 그 동작방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM. CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (27)

1. 광선을 입력받는 단계;
   상기 입력된 광선의 특징 정보에 기초하여, 상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선을 결정하는 단계;
   상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단하는 단계;
   판단 결과에 따라, 저장되어 있는 가속 구조 탐색 데이터를 독출하는 단계; 및
   상기 독출된 데이터에 기초하여, 렌더링을 수행하는 단계를 포함하고,
   상기 특징 정보는, 광선의 시점(origin) 및 방향(direction) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 처리 방법은,
   상기 입력된 광선의 특징 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보에 따라 입력된 광선의 키를 결정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 입력된 광선의 키를 결정하는 단계는,
   복수의 광선들의 특징 정보에 기초하여 설정된 복수의 그룹 정보 및 복수의 그룹 각각에 대응하는 키(key) 정보가 저장된 데이터 베이스를 검색하여, 상기 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 상기 추출된 그룹에 대응하는 키를 상기 입력된 광선의 키로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 그룹 정보는 상기 그룹에 포함되는 광선들의 시점 및 방향 정보이고,
   상기 입력된 광선의 키를 결정하는 단계는,
   상기 입력된 광선의 시점 및 방향 정보를 상기 복수의 그룹 정보들과 비교하여, 상기 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 추출된 그룹에 대응하는 키를 상기 입력된 광선의 키로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 판단하는 단계는,
   상기 입력된 광선의 키와 TRV 캐시에 저장되어 있는 복수의 태그 데이터를 비교하여 판단하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 독출하는 단계는,
   상기 입력된 광선의 키와 일치하는 태그 데이터가 존재하는 경우, 상기 일치하는 태그 데이터에 대응하는 가속 구조 탐색 데이터를 독출하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 가속 구조 탐색 데이터는 상기 유사한 이전 광선이 교차하는 노드 클러스터에 대한 데이터, 리프 노드에 대한 데이터 및 프리미티브에 대한 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 레이 트레이싱 처리 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 노드 클러스터에 대한 데이터인 경우,
   상기 렌더링을 수행하는 단계는,
   상기 노드 클러스터에 포함되는 노드들을 탐색하여, 상기 입력된 광선이 교차하는 리프 노드를 검출하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 리프 노드에 대한 데이터인 경우,
   상기 렌더링을 수행하는 단계는,
   상기 입력된 광선이 상기 리프 노드에 교차하는지 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 처리 방법은,
    상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 프리미티브에 대한 데이터인 경우,
    상기 프리미티브에 대한 데이터를 IST 유닛으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 가속 구조 탐색 데이터가 상기 프리미티브에 대한 데이터인 경우,
    상기 렌더링을 수행하는 단계는,
    상기 입력된 광선이 상기 프리미티브에 교차하는지 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
12. 제1항에 있어서,
    상기 처리 방법은,
    상기 판단 결과, 상기 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 상기 입력된 광선의 가속 구조 탐색을 수행하고, 탐색 결과를 저장하는 단계를 더 포함하는 레이 트레이싱 처리 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 저장하는 단계는,
    상기 입력된 광선의 키를 TRV 캐시의 태그 데이터로 저장하고,
    상기 탐색 결과, 상기 입력된 광선이 교차하는 노드 클러스터 또는 리프 노드 및 프리미티브 중 적어도 하나에 대한 데이터를 상기 태그 데이터에 대응시켜 저장하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 방법.
14. 입력된 광선의 특징 정보에 기초하여, 상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선을 결정하는 키 결정부;
    상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라, 상기 저장되어 있는 가속 구조 탐색 데이터를 독출하는 TRV 캐시; 및
    상기 독출된 데이터에 기초하여, 상기 입력된 광선의 가속 구조 탐색을 수행하는 TRV 연산부를 포함하고,
    상기 특징 정보는, 광선의 시점(origin) 및 방향(direction) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 장치.
15. 삭제
16. 제14항에 있어서,
    상기 입력된 광선의 특징 정보를 추출하고, 추출된 특징 정보에 따라 입력된 광선의 키(key)를 결정하는 키 결정부를 더 포함하고,
    상기 키 결정부는,
    복수의 광선들의 특징 정보에 기초하여 설정된 복수의 그룹 정보 및 복수의 그룹 각각에 대응하는 키(key) 정보가 저장된 데이터베이스(DB)를 포함하고,
    상기 데이터베이스(DB)를 검색하여, 상기 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 추출된 그룹에 대응하는 키를 상기 입력된 광선의 키로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 그룹 정보는 상기 그룹에 포함되는 광선들의 시점 및 방향 정보이고,
    상기 키 결정부는,
    상기 입력된 광선의 시점 및 방향 정보를 상기 복수의 그룹 정보들과 비교하여, 상기 입력된 광선이 속하는 그룹을 추출하고, 추출된 그룹에 대응하는 키를 상기 입력된 광선의 키로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 장치.
18. 제16항에 있어서,
    상기 TRV 캐시는,
    광선의 키를 나타내는 태그 데이터 및 상기 태그 데이터에 대응하는 가속 구조 탐색 데이터를 저장하고,
    상기 입력된 광선의 키와 복수의 태그 데이터를 비교하여, 상기 TRV 캐시에 상기 입력된 광선과 유사한 이전 광선에 대한 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 장치.
19. 삭제
20. 제14항에 있어서,
    상기 가속 구조 탐색 데이터는 상기 유사한 이전 광선이 교차하는 노드 클러스터에 대한 데이터, 리프 노드에 대한 데이터 및 프리미티브에 대한 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 레이 트레이싱 처리장치.
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 제14항에 있어서,
    상기 TRV 연산부는,
    상기 판단 결과, 상기 가속 구조 탐색 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 상기 입력된 광선의 가속 구조 탐색을 수행하고, 탐색 결과를 상기 TRV 캐시로 전송하는 것을 특징으로 하는 레이 트레이싱 처리 장치.
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제

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