KR20150039494A - 광선 추적 가속 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따른 광선 추적 가속 방법은 입력된 광선의 특성을 추출하는 단계; 상기 입력된 광선의 특성과 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 상기 사용된 광선들 중에서 상기 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여, 상기 입력된 광선의 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

광선 추적 가속 방법 및 장치{Method and Apparatus for accelerating ray tracing}
광선 추적을 사용하는 렌더링 방법 및 장치에 관한 것이다.
3D 렌더링은 3차원 객체 데이터를 주어진 카메라의 시점(view point)에서 보이는 영상으로 합성(synthesis)해주는 영상 처리 과정이다. 광선 추적 방법은 렌더링의 대상이 되는 씬 오브젝트(scene object)들과 광선이 교차되는 지점을 추적하는 과정이다.
광선 추적(ray-tracing)은 가속 구조(acceleration structure)의 탐색(traversal)과 광선-프리미티브(ray-primitive) 간의 교차 검사(intersection test) 과정을 포함한다. 이때, 탐색과 교차 검사 과정에서 많은 연산량(computation)을 넓은 메모리 대역폭(memory bandwidth)을 필요로 한다. 따라서, 탐색 및 교차 검사 과정에서 수행되는 연산량 및 대역폭을 줄이기 위한 방법들이 연구되고 있다.
광선 추적을 사용하는 렌더링 과정에서 가속 구조의 탐색 및 교차 검사를 가속하는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다. 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 실시 예에 따른 광선 추적 가속 방법은 입력된 광선의 특성을 추출하는 단계; 상기 입력된 광선의 특성과 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 상기 사용된 광선들 중에서 상기 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여, 상기 입력된 광선의 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에 따른 광선 추적 가속 장치는 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성 및 광선 추적의 결과를 저장하는 히스토리 DB; 입력된 광선의 특성을 추출하는 광선 스캐너; 및 상기 입력된 광선의 특성과 상기 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 상기 사용된 광선들 중에서 상기 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하고, 이전 렌더링 과정에서 수행된 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여, 상기 입력된 광선의 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 데이터 관리부를 포함한다.
또 다른 실시 예에 따른 광선 추적 가속 방법은 순차적으로 입력된 광선들의 특성을 추출하는 단계; 상기 광선들의 특성을 기초로 상기 광선들의 그룹을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 입력된 광선들의 처리 순서를 업데이트하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시 예에 따른 광선 추적 가속 장치는 순차적으로 입력된 광선들의 특성을 추출하는 광선 스캐너; 및 상기 광선들의 특성을 기초로 상기 광선들의 그룹을 결정하고, 상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 입력된 광선들의 처리 순서를 업데이트하는 데이터 관리부를 포함한다.
이전 프레임에 대한 렌더링 과정에서 수행된 광선 추적의 결과를 이용하여 현재 프레임에 대한 렌더링을 수행함으로써, 현재 프레임에 대한 렌더링을 보다 빠르게 수행하고, 캐쉬 미스를 줄일 수 있다.
입력된 광선의 광선 추적을 수행할 때, 이전 광선이 교차된 노드를 우선적으로 탐색하여, 가속 구조의 탐색을 보다 빠르게 수행할 수 있다.
입력된 광선의 광선 추적을 수행할 때, 이전 광선이 교차된 프리미티브를 우선적으로 탐색하여, 교차 검사를 보다 빠르게 수행할 수 있다.
입력된 광선의 광선 추적을 수행하기 이전에, 이전 광선이 교차된 노드에 대한 정보를 캐쉬에 로딩하거나 유지하도록 하여, 캐쉬-미스(cache-miss)를 줄일 수 있다.
입력된 광선의 광선 추적을 수행하기 이전에, 이전 광선이 교차된 프리미티브에 대한 정보를 캐쉬에 로딩하거나 유지하도록 하여, 캐쉬-미스(cache-miss)를 줄일 수 있다.
순차적으로 입력된 광선들의 처리 순서를 재배열하여 유사한 광선들을 함께 처리함으로써, 입력된 광선들의 광선 추적을 보다 빠르게 수행할 수 있다.
도 1은 광선 추적을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 레이 트레이싱 코어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 레이 트레이싱 코어가 광선 추적을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 광선 추적을 가속하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 광선 추적을 가속하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 광선 추적 가속 장치를 나타낸다.
도 7은 광선 추적 가속 장치가 TRV 유닛 또는 IST 유닛을 제어하여 광선 추적을 가속하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 광선 추적 가속 장치가 TRV 캐쉬 또는 IST 캐쉬를 제어하여 광선 추적을 가속하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 광선 추적 가속 장치가 입력된 광선들의 처리 순서를 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 레이 트레이싱 코어를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 광선 추적을 가속하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 광선 추적을 가속하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 광선 추적을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 3차원 모델링에서, 레이 트레이싱 코어는 시점(10)을 결정하고, 시점(view point)에 따라 화면(image, 20)을 결정한다. 시점(10)과 화면(20)이 결정되면, 레이 트레이싱 코어(ray tracing core)는 시점(10)으로부터 화면(20)의 각 픽셀(pixel)들에 대하여 광선을 생성한다.
도 1의 구성들을 설명하면, 시점(10)으로부터 1차 광선(primary ray, 30)이 생성된다. 1차 광선(30)은 화면(20)을 지나 씬 오브젝트(scene object, 70)와 교차된다. 1차 광선(30)과 씬 오브젝트(70)의 교차점에서는 반사 광선(reflection ray, 40) 및 굴절 광선(refraction ray, 50)이 생성된다. 또한, 교차점에서 광원(80)의 방향으로 쉐도우 광선(shadow ray, 60)이 생성된다. 이때, 반사, 굴절, 쉐도우 광선들(40, 50, 60)을 2차 광선이라고 한다. 씬 오브젝트(70)는 화면(20)에 대한 렌더링의 대상이 되는 오브젝트를 나타낸다. 씬 오브젝트(70)는 복수의 프리미티브들을 포함한다.
레이 트레이싱 코어는 1차 광선(30), 2차 광선들(40, 50, 60) 및 2차 광선들로부터 파생되는 광선들을 분석한다. 레이 트레이싱 코어는 분석 결과에 기초하여 화면(20)을 구성하는 픽셀들의 색상 값을 결정한다. 이때, 레이 트레이싱 코어는 씬 오브젝트(70)의 특성을 고려하여 픽셀들의 색상 값을 결정한다.
도 2는 레이 트레이싱 코어(ray tracing core, 100)을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 레이 트레이싱 코어(100)는 광선 생성 유닛(110), TRV 유닛(120), IST 유닛(130) 및 쉐이딩 유닛(140)을 포함한다. 도 2에서는 TRV 유닛(120), IST 유닛(130)이 레이 트레이싱 코어(100)에 포함되는 것으로 도시되었으나, TRV 유닛(120), IST 유닛(130)은 별도의 하드웨어로 구현될 수 있다. 도 2에 도시된 레이 트레이싱 코어(100)는 본 실시 예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시 예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
레이 트레이싱 코어(100)는 생성된 광선들과 3차원 공간에 위치한 오브젝트들의 교차점을 추적하고, 화면을 구성하는 픽셀들의 색상 값을 결정한다. 다시 말해서, 레이 트레이싱 코어(100)는 광선들과 오브젝트들의 교차점을 찾고, 교차점에서의 오브젝트의 특성에 따라 2차 광선을 생성하고 교차점의 색상의 값을 결정한다.
레이 트레이싱 코어(100)는 가속 구조를 탐색하고 교차 검사를 수행할 때, 이전 탐색의 결과 및 이전 교차 검사의 결과를 이용할 수 있다. 즉, 레이 트레이싱 코어(100)는 이전 렌더링 과정에서 수행된 결과를 현재 렌더링 과정에 적용함으로써, 현재 렌더링을 보다 빠르게 수행할 수 있다.
광선 생성 유닛(110)은 1차 광선 및 2차 광선을 생성한다. 광선 생성 유닛(110)은 시점으로부터 1차 광선을 생성한다. 광선 생성 유닛(110)은 1차 광선과 오브젝트의 교차점에서 2차 광선을 생성한다. 또한, 광선 생성 유닛(110)은 2차 광선과 오브젝트의 교차점에서 또 다른 2차 광선을 생성할 수 있다. 즉, 광선 생성 유닛(110)은 2차 광선이 오브젝트와 교차된 지점에서 반사, 굴절 또는 쉐도우 광선을 생성할 수 있다. 광선 생성 유닛(110)은 정해진 횟수 내에서 반사, 굴절, 쉐도우 광선을 생성하거나, 오브젝트의 특성에 따라 반사, 굴절, 쉐도우 광선의 생성 횟수를 결정할 수 있다.
TRV 유닛(120)은 광선 생성 유닛(110)으로부터 생성된 광선에 대한 정보를 수신한다. 생성된 광선은 1차 광선, 2차 광선 및 2차 광선에 의해 파생된 광선을 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 히트된 프리미티브의 지점을 나타낸다. 시점 또는 출발점은 좌표로 표현될 수 있으며, 방향은 벡터로 표현될 수 있다.
TRV 유닛(120)은 외부 메모리(250)로부터 가속 구조에 대한 정보를 독출(read)한다. 가속 구조는 가속 구조 생성 장치(200)에 의해 생성되고, 생성된 가속 구조는 외부 메모리(250)에 저장된다. 가속 구조는 3차원 공간의 오브젝트들의 위치 정보를 포함하고 있는 구조를 나타낸다. 예를 들어, 가속 구조는 KD-tree(K-Dimensional tree), BVH(Bounding Volume Hierarchy) 등이 적용될 수 있다.
TRV 유닛(120)은 가속 구조를 탐색하여, 광선이 히트(hit)된 오브젝트 또는 리프 노드(leaf node)를 출력한다. 즉, TRV 유닛(120)은 가속 구조에 포함된 노드들을 탐색하여, 노드들 중 최하위 노드인 리프 노드들 중에서 광선이 히트된 리프 노드를 IST 유닛(130)으로 출력한다. 다시 말해서, TRV 유닛(120)은 가속 구조를 구성하는 바운딩 박스(Bounding Box)들 중에서 어느 바운딩 박스에 광선이 히트되었는지 판단한다. TRV 유닛(120)은 바운딩 박스에 포함된 오브젝트들 중에서 어느 오브젝트에 광선이 히트되었는지 판단한다. TRV 유닛(120)은 TRV 캐쉬에 히트된 오브젝트에 대한 정보를 저장한다. 예를 들어, 바운딩 박스는 복수의 오브젝트 또는 프리미티브들을 포함하는 단위를 나타낸다. 바운딩 박스는 가속 구조에 따라 다른 형태로 표현될 수 있다.
TRV 유닛(120)은 이전 렌더링의 결과를 이용하여 가속 구조를 탐색할 수 있다. TRV 유닛(120)은 TRV 캐쉬에 저장된 이전 렌더링의 결과를 이용하여 이전 렌더링과 동일한 경로로 가속 구조를 탐색할 수 있다. 즉, TRV 유닛(120)이 입력된 광선에 대한 가속 구조를 탐색할 때, TRV 유닛(120)은 입력된 광선과 동일한 시점 및 방향을 갖는 이전 광선이 히트된 바운딩 박스에 대한 탐색을 우선적으로 수행할 수 있다. 또한, TRV 유닛(120)은 이전 광선에 대한 탐색 경로를 참조하여 가속 구조를 탐색할 수 있다.
TRV 캐쉬는 TRV 유닛(120)이 탐색 과정에서 사용하는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리를 나타낸다.
IST 유닛(130)은 TRV 유닛(120)로부터 광선이 히트된 오브젝트 또는 리프 노드를 수신한다.
IST 유닛(130)은 외부 메모리(250)로부터 히트된 오브젝트에 포함된 프리미티브들에 대한 정보를 독출(read)한다. 독출된 프리미티브들에 대한 정보는 IST 캐쉬에 저장될 수 있다. IST 캐쉬는 교차 검색 과정에서 IST 유닛(130)이 사용하는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 메모리를 나타낸다.
IST 유닛(130)은 광선과 프리미티브 간의 교차 검사를 수행하여, 광선이 히트된 프리미티브 및 교차점을 출력한다. IST 유닛(130)은 TRV 유닛(120)으로부터 광선이 히트된 오브젝트가 무엇인지를 수신한다. IST 유닛(130)은 히트된 오브젝트에 포함된 복수의 프리미티브들 중에서 어느 프리미티브에 광선이 히트되었는지를 검사한다. IST 유닛(130)은 광선이 히트된 프리미티브를 찾고, 히트된 프리미티브의 어느 지점과 광선이 교차하였는지를 나타내는 교차점을 출력한다. 교차점은 좌표 형태로 쉐이딩 유닛(140)으로 출력될 수 있다.
IST 유닛(130)은 이전 렌더링의 결과를 이용하여 교차 검사를 수행할 수 있다. IST 유닛(130)은 IST 캐쉬에 저장된 이전 렌더링의 결과를 이용하여 이전 렌더링과 동일한 프리미티브에 대해 우선적으로 교차 검사를 수행할 수 있다. 즉, IST 유닛(130)이 입력된 광선과 대한 교차 검사를 수행할 때, IST 유닛(130)은 입력된 광선과 동일한 시점 및 방향을 갖는 이전 광선이 히트된 프리미티브에 대한 교차 검사를 우선적으로 수행할 수 있다.
쉐이딩 유닛(140)은 IST 유닛(130)으로부터 수신된 교차점에 대한 정보 및 교차점의 물질의 특성에 기초하여 픽셀의 색상 값을 결정한다. 쉐이딩 유닛(140)은 교차점의 물질의 기본 색상 및 광원에 의한 효과 등을 고려하여 픽셀의 색상 값을 결정한다.
쉐이딩 유닛(140)은 교차점에 대한 물질 정보에 기초하여 2차 광선을 생성할 수 있다. 물질의 특성에 따라 반사, 굴절 등의 현상이 달라지므로, 쉐이딩 유닛(140)은 물질의 특성에 따라 반사, 굴절 등의 2차 광선을 생성할 수 있다. 또한, 쉐이딩 유닛(140)은 광원의 위치에 기초하여 쉐도우 광선을 생성할 수 있다.
레이 트레이싱 코어(100)는 외부 메모리(250)로부터 광선 추적에 필요한 데이터를 수신한다. 외부 메모리(250)에는 가속 구조 또는 기하 데이터(geometry data)를 저장한다. 가속 구조는 가속 구조 생성 장치(200)에 의해 생성되고 외부 메모리(250)에 저장된다. 기하 데이터는 프리미티브들에 대한 정보를 나타낸다. 프리미티브는 삼각형, 사각형 등의 다각형일 수 있으며, 기하 데이터는 오브젝트에 포함된 프리미티브들의 정점 및 위치에 대한 정보를 나타낼 수 있다.
가속 구조 생성 장치(200)는 3차원 공간상의 오브젝트들의 위치 정보를 포함하는 가속 구조를 생성한다. 다시 말해서, 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 BVH 또는 KD-tree를 적용하여 3차원 공간상의 오브젝트들의 관계를 나타내는 가속 구조를 생성할 수 있다. 가속 구조 생성 장치(200)는 리프 노드의 최대 프리미티브의 수 및 트리 깊이(tree depth)를 결정하고, 결정에 기초하여 가속 구조를 생성할 수 있다.
도 3은 레이 트레이싱 코어(100)가 광선 추적을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 도 2에 도시된 레이 트레이싱 코어(100)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 레이 트레이싱 코어(100)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 3의 광선 추적 방법에도 적용된다.
310단계에서, 레이 트레이싱 코어(100)는 광선을 생성한다. 레이 트레이싱 코어(100)는 1차 광선, 2차 광선 및 2차 광선에 의해 파생된 광선들을 생성한다.
320단계에서, 레이 트레이싱 코어(100)는 가속 구조를 탐색한다. 가속 구조(251)는 외부 메모리(250)로부터 독출된다. 레이 트레이싱 코어(100)는 생성된 광선들의 시점 및 방향에 기초하여 가속 구조(251)를 탐색하여 광선이 히트된 바운딩 박스를 검출한다. 또한, 레이 트레이싱 코어(100)는 히트된 바운딩 박스에 포함된 오브젝트를 중에서 광선이 히트된 오브젝트를 검출한다. 레이 트레이싱 코어(100)는 히트된 오브젝트를 검출할 때까지 가속 구조(251)를 탐색하는 것을 반복하여 수행한다. 즉, 레이 트레이싱 코어(100)는 어느 하나의 경로를 따라 가속 구조를 탐색하고, 탐색된 경로 상의 리프 노드에 광선이 히트되지 않았으면, 다른 경로로 가속 구조를 탐색한다.
레이 트레이싱 코어(100)는 모든 경로를 순차적으로 탐색할 수 있지만, 이전 광선의 탐색 정보에 기초하여 특정 경로를 우선적으로 탐색할 수 있다. 즉, 레이 트레이싱 코어(100)는 이전 광선의 시점과 방향이 현재 광선의 시점과 방향과 동일 또는 유사한 경우, 이전 광선에서 히트된 리프 노드가 포함된 경로를 우선적으로 탐색할 수 있다.
330단계에서, 레이 트레이싱 코어(100)는 교차 검사를 수행한다. 레이 트레이싱 코어(100)는 프리미티브들의 기하 데이터(252)를 외부 메모리(250)로부터 독출한다. 레이 트레이싱 코어(100)는 독출된 기하 데이터(252)에 기초하여 교차 검사를 수행한다. 레이 트레이싱 코어(100)는 레이 트레이싱 코어(100)는 히트된 프리미티브를 검출할 때까지 교차 검사를 반복하여 수행한다. 즉, 레이 트레이싱 코어(100)는 어느 하나의 프리미티브에 대한 교차 검사를 하고, 프리미티브에 광선이 히트되지 않았으면, 다른 프리미티브에 대한 교차 검사를 한다.
레이 트레이싱 코어(100)는 모든 프리미티브들을 순차적으로 교차 검사할 수 있지만, 이전 광선의 교차 검사 정보에 기초하여 특정 프리미티브를 우선적으로 교차 검사할 수 있다. 즉, 레이 트레이싱 코어(100)는 이전 광선과 현재 광선의 시점과 방향이 동일 또는 유사한 경우, 이전 광선에서 히트된 프리미티브에 대한 교차 검사를 우선적으로 수행할 수 있다.
340단계에서, 레이 트레이싱 코어(100)는 교차 검사에 기초하여 픽셀의 쉐이딩을 수행한다. 레이 트레이싱 코어(100)는 340단계가 종료하면, 310단계로 진행한다. 레이 트레이싱 코어(100)는 310 내지 340단계를 화면을 구성하는 모든 픽셀들에 대해 반복적으로 수행한다.
도 4는 광선 추적을 가속하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 제1화면(412)은 t=0일 때 렌더링된 화면을 나타내고, 제2화면(422)은 t=1일 때 렌더링된 화면을 나타낸다. 제1화면(411)과 제2화면(422)에서 물체(433)만이 이동하였으므로, 제1화면(412)과 제2화면(422)은 거의 유사하다. 따라서, 레이 트레이싱 코어(100)는 제1화면에 대한 렌더링 결과를 이용하여 제2화면에 대한 렌더링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1시점(410)과 제2시점(420)의 위치가 동일하고, 제1광선(411)과 제2광선(421)의 방향이 동일하다면, 레이 트레이싱 코어(100)는 제1광선(411)에 대한 광선 추적의 결과를 제2광선(421)의 광선 추적에 적용하여, 제2광선(421)의 광선 추적을 가속할 수 있다. 즉, 레이 트레이싱 코어(100)의 TRV 유닛(120)은 제2광선(421)에 대한 탐색을 수행할 때, 제1광선(411)이 히트된 바운딩 박스를 우선적으로 탐색할 수 있다. 또한, 레이 트레이싱 코어(100)의 IST 유닛(130)은 제2광선(421)에 대한 교차 검사할 때, 제1광선(411)이 히트된 삼각형(432)에 대해 우선적으로 교차 검사를 수행할 수 있다.
도 5는 도 4의 광선 추적을 가속하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 가속 구조는 5개의 노드(1 내지 5)를 포함하고, 노드3 내지 노드5는 리프 노드를 나타낸다.
TRV 유닛(120)은 3가지 경로를 따라 가속 구조를 탐색할 수 있다. 첫째로, TRV 유닛(120)은 제1경로인 노드1, 노드2 및 노드3을 따라 가속 구조를 탐색할 수 있다. 둘째로, TRV 유닛(120)은 제2경로인 노드1, 노드2 및 노드4를 따라 가속 구조를 탐색할 수 있다. 셋째로, TRV 유닛(120)은 제3경로인 노드1 및 노드5를 따라 가속 구조를 탐색할 수 있다. 이때, TRV 유닛(120)이 제2광선(421)에 대한 탐색을 수행할 때, TRV 유닛(120)은 제1광선(411)이 히트된 삼각형(432)을 탐색하는 제2경로를 우선적으로 탐색한다. 따라서, TRV 유닛(120)이 제1경로 또는 제3경로를 탐색하는 과정을 생략할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 광선 추적 가속 장치(600)를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 광선 추적 가속 장치(600)는 광선 스캐너(610), 데이터 관리부(620) 및 히스토리 DB(630)를 포함한다. 광선 추적 가속 장치(600)는 레이 트레이싱 코어(100)에 포함될 수 있다.
히스토리 DB(630)는 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성 및 광선 추적의 결과를 저장한다. 즉, 히스토리 DB(630)는 이전 렌더링에 사용된 광선들에 대한 정보를 저장하고, 저장된 정보를 데이터 관리부(620)의 요청에 따라 전송한다. 광선 추적의 결과는 이전 렌더링에서 수행된, 가속 구조의 탐색의 결과 또는 교차 검사의 결과를 포함한다. 예를 들어, 광선 추적의 결과는 어느 광선이 어느 바운딩 박스에 히트되었는지 여부 또는 어느 프리미티브에 히트되었는지 여부를 포함할 수 있다.
광선 스캐너(610)는 입력된 광선의 특성을 추출한다. 입력된 광선은 현재 화면에 대한 렌더링을 위해 광선 생성 유닛(110)에 의해 생성된 광선이다. 예를 들어, 광선의 특성은 광선의 시점 및 방향을 나타낸다. 또한, 광선의 특성은 화면의 어느 픽셀에 대한 광선인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 2차 광선의 경우, 광선의 특성은 출발점 및 방향을 포함할 수 있다.
광선 스캐너(610)는 추출된 광선의 특성을 데이터 관리부(620)로 출력한다.
데이터 관리부(620)는 입력된 광선의 특성과 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 사용된 광선들 중에서 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정한다. 즉, 데이터 관리부(620)는 입력된 광선의 시점과 사용된 광선들의 시점을 비교한다. 또한, 데이터 관리부(620)는 입력된 광선의 방향과 사용된 광선들의 방향을 비교한다. 데이터 관리부(620)는 비교 결과에 기초하여, 이전 렌더링에 사용된 광선들 중에서 어느 하나의 광선을 결정한다.
데이터 관리부(620)는 이전 렌더링 과정에서 수행된 결정된 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여, 입력된 광선의 광선 추적을 위한 설정을 수행한다. 즉, 데이터 관리부(620)는 결정된 광선이 히트된 오브젝트 또는 프리미티브에 대한 탐색 또는 교차 검사를 우선적으로 수행하기 위한 설정을 수행한다.
도 7은 광선 추적 가속 장치(600)가 TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130)을 제어하여 광선 추적을 가속하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
광선 추적 가속 장치(600)는 이전 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여 입력된 광선의 광선 추적을 위한 설정을 수행한다. 광선 추적 가속 장치(600)의 데이터 관리부(620)는 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130)으로 전송하여 입력된 광선의 추적을 위한 설정을 수행한다. 즉, 데이터 관리부(620)는 TRV 유닛(120)에 결정된 광선의 탐색 결과를 전송하여, TRV 유닛(120)이 결정된 광선의 탐색 결과에 기초하여 입력된 광선의 탐색을 수행하도록 제어한다. 데이터 관리부(620)는 TRV 유닛(120)에 결정된 광선이 어느 바운딩 박스 또는 오브젝트에 히트되었는지를 나타내는 데이터를 전송한다. TRV 유닛(120)은 결정된 광선이 히트된 바운딩 박스 또는 오브젝트를 우선적으로 탐색하여, 입력된 광선에 대한 탐색을 수행할 수 있다.
또는, 데이터 관리부(620)는 IST 유닛(130)에 결정된 광선의 교차 검사의 결과를 전송하여, IST 유닛(130)이 결정된 광선의 교차 검사의 결과에 기초하여 입력된 광선의 교차 검사를 수행하도록 제어한다. 데이터 관리부(620)는 IST 유닛(130)에 결정된 광선이 어느 프리미티브에 히트되었는지를 나타내는 데이터를 전송한다. IST 유닛(130)은 결정된 광선이 히트된 프리미티브에 대해 우선적으로 교차 검사를 수행하여, 입력된 광선에 대한 교차 검사를 수행할 수 있다.
데이터 관리부(620)는 TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130) 중 어느 하나만 제어하거나, 둘 다를 동시에 제어할 수 있다.
도 8은 광선 추적 가속 장치(600)가 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)를 제어하여 광선 추적을 가속하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
광선 추적 가속 장치(600)는 레이 트레이싱 코어(100)에 포함된 캐쉬들(121, 131)에 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 로딩하거나 캐쉬들(121, 131)에 저장된 결정된 광선의 광선 추적의 결과의 속성을 업데이트한다.
TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)에 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 저장되어 있지 않은 경우, 데이터 관리부(620)는 외부 메모리(250)로부터 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 독출하여, TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)에 로딩한다. 예를 들어, 데이터 관리부(620)는 TRV 캐쉬(121)에 결정된 광선이 히트된 오브젝트에 대한 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 외부 메모리(250)로부터 결정된 광선이 히트된 오브젝트에 대한 데이터를 독출하여 TRV 캐쉬(121)에 로딩한다. 또는, 데이터 관리부(620)는 IST 캐쉬(131)에 결정된 광선이 히트된 프리미티브에 대한 데이터가 저장되어 있지 않은 경우, 외부 메모리(250)로부터 결정된 광선이 히트된 프리미티브에 대한 데이터를 독출하여 IST 캐쉬(131)에 로딩한다.
데이터 관리부(620)는 설정 이후에 수행된 입력된 광선에 대한 광선 추적의 결과에 기초하여, TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)에 저장된 결정된 광선의 광선 추적의 결과의 속성을 업데이트한다. 다시 말해서, 데이터 관리부(620)는 설정을 수행하고, 입력된 광선에 대한 광선 추적을 수행한다. 레이 트레이싱 코어(100)가 입력된 광선에 대한 탐색을 수행한 후에, TRV 캐쉬(121)에 저장된 이전 광선의 탐색 결과와 현재 광선의 탐색 결과가 동일하면, 데이터 관리부(620)는 이전 광선의 탐색 결과가 TRV 캐쉬(121)에서 삭제되지 않도록 이전 광선의 탐색 결과를 나타내는 데이터의 속성을 업데이트한다. 또한, 레이 트레이싱 코어(100)가 입력된 광선에 대한 교차 검사를 수행한 후에, IST 캐쉬(131)에 저장된 이전 광선의 교차 탐색의 결과와 현재 광선의 교차 탐색 결과가 동일하면, 데이터 관리부(620)는 IST 캐쉬(131)에서 이전 광선의 교차 탐색 결과가 삭제되지 않도록 이전 광선의 교차 탐색 결과를 나타내는 데이터의 속성을 업데이트한다.
예를 들어, 데이터 관리부(620)는 이전 광선의 광선 추적의 결과가 TRV 캐쉬(121)에 저장되어 있으면 이전 광선의 탐색의 결과를 유지하도록 TRV 캐쉬(121)의 플래그(flag)를 업데이트한다. 또한, 데이터 관리부(620)는 이전 광선의 교차 검사의 결과가 IST 캐쉬(131)에 저장되어 있으면 이전 광선의 교차 검사의 결과를 유지하도록 IST 캐쉬(131)의 플래그(flag)를 업데이트한다.
플래그는 캐쉬의 라인의 속성을 나타내는 1-비트 데이터일 수 있다. 즉, 플래그가 ON(또는 1) 되어 있으면, 플래그가 ON되어 있는 캐쉬의 라인은 삭제할 수 없다는 것을 나타낸다. 또한, 플래그가 OFF(또는 0) 되어 있으면, 플래그가 OFF되어 있는 캐쉬의 라인은 삭제 가능하다는 것을 나타낸다.
데이터 관리부(620)는 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131) 중 어느 하나만 제어하거나, 둘 다를 동시에 제어할 수 있다.
데이터 관리부(620)는 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)에 저장된 광선 추적의 결과를 예비 캐쉬(150)에 저장할 수 있다. 데이터 관리부(620)는 광선 추적의 결과를 저장하고 있는 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)의 라인의 플래그가 ON 상태이지만 라인 교체가 이루어져야 하는 경우, 데이터 관리부(620)는 플래그가 ON인 라인에 태그(tag)를 추가하여 예비 캐쉬(150)에 저장한다. 즉, 데이터 관리부(620)는 플래그가 ON 상태인 라인에 저장된 데이터가 삭제되지 않도록, 데이터에 입력된 광선을 표시하는 태그를 추가하여 예비 캐쉬(150)에 저장한다. 입력된 광선이 예비 캐쉬(150)에 저장된 광선 추적 결과와 동일한 광선 추적 결과를 갖는 경우, 예비 캐쉬(150)에 저장된 데이터는 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)로 로딩된다. 입력된 광선이 예비 캐쉬(150)에 저장된 광선 추적 결과와 동일한 광선 추적 결과를 갖지 않으면, 예비 캐쉬(150)에 새로운 데이터가 저장될 수 있도록 플래그를 해제한다. 즉, 데이터 관리부(620)는 광선 추적 결과가 저장된 라인의 플래그를 OFF 상태로 업데이트한다.
도 9는 광선 추적 가속 장치(600)가 입력된 광선들의 처리 순서를 제어하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 광선 추적 가속 장치(600)는 제1 FIFO(122) 및 제2 FIFO(132)에 저장된 광선의 순서를 업데이트하여, 광선들의 처리 순서를 제어한다.
광선 스캐너(610)는 순차적으로 입력된 광선들의 특성을 추출하여 데이터 관리부(620)로 출력한다.
데이터 관리부(620)는 광선들의 특성을 기초로 입력된 광선들의 그룹을 결정하고, 결정된 그룹에 기초하여 입력된 광선들의 처리 순서를 업데이트한다. 데이터 관리부(620)는 제1 FIFO(122) 및 제2 FIFO(132)에 저장된 광선들의 처리 순서를 업데이트하여 동일한 그룹으로 결정된 광선들이 순차적으로 TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130)에서 처리되도록 제어한다.
데이터 관리부(620)는 광선 스캐너(610)에 의해 추출된 광선들의 특성을 비교하여 광선들의 그룹을 결정한다. 예를 들어, 데이터 관리부(620)는 시점 또는 방향이 일정 범위 내에 있는 광선들을 동일 그룹으로 결정할 수 있다.
또 다른 예로써, 데이터 관리부(620)는 이전 광선의 광선 추적 결과에 기초하여 광선들의 그룹을 결정할 수 있다. 데이터 관리부(620)는 입력된 광선들과 이전 광선들을 비교하여, 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 이전 광선을 결정한다. 데이터 관리부(620)는 입력된 광선들과 대응되는 이전 광선들의 이전 광선 추적 결과가 동일하면, 입력된 광선들을 동일 그룹으로 결정한다. 예를 들어, 제1 입력 광선과 제1 이전 광선이 대응되고, 제2 입력 광선과 제2 이전 광선이 대응될 때, 데이터 관리부(620)는 제1 이전 광선이 히트된 바운딩 박스와 제2 이전 광선이 히트된 바운딩 박스를 비교한다. 비교 결과, 제1 이전 광선과 제2 이전 광선이 동일한 바운딩 박스에 히트되었다면, 데이터 관리부(620)는 제1 입력 광선과 제2 입력 광선을 동일 그룹으로 결정한다.
제1 FIFO(122) 및 제2 FIFO(132)는 입력된 광선들을 순차적으로 저장하고 있는 일정의 버퍼이다. 예를 들어, 제1 FIFO(122)는 입력된 광선들을 TRV 유닛(120)으로 순차적으로 출력한다. 제2 FIFO(132)는 입력된 광선들을 IST 유닛(130)으로 순차적으로 출력한다.
데이터 관리부(620)는 제1 그룹의 광선들이 처리되는 도중에 제2 그룹의 광선이 처리되어야 하는 경우, 제1 그룹의 광선들이 모두 처리된 후에 제2 그룹의 광선이 처리되도록 광선의 처리 순서를 변경한다. 즉, 데이터 관리부(620)는 제1 FIFO(122) 또는 제2 FIFO(132)에 저장된 광선들의 순서를 변경하여, TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130)에 변경된 순서대로 광선들이 출력되도록 제1 FIFO(122) 또는 제2 FIFO(132)를 제어한다. 제1 FIFO(122) 및 제2 FIFO(132)에 저장된 광선들은 아직 광선 추적이 수행되지 않은 광선들이다. 예를 들어, 제1 FIFO(122)에 복수의 광선들(RAY_a 내지 RAY_e)가 저장되어 있다. 이때, RAY_a, RAY_b, RAY_c 및 RAY_e가 동일한 그룹이고, RAY_d가 다른 그룹으로 분류된 경우, 데이터 관리부(620)는 RAY_d와 RAY_e의 처리 순서를 변경하여 동일한 그룹으로 분류된 RAY_a, RAY_b, RAY_c 및 RAY_e가 순차적으로 TRV 유닛(120)으로 출력되도록 광선들의 스케쥴을 조정한다. 데이터 관리부(620)는 제2 FIFO(132)에 저장된 광선들의 처리 순서도 제1 FIFO(122)와 동일하게 조정한다.
도 10은 일 실시 예에 따른 레이 트레이싱 코어(100)를 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참조하면, 레이 트레이싱 코어(100)는 광선의 특성을 추출하고, 광선의 특성에 기초하여 광선 추적을 수행한다.
레이 트레이싱 코어(100)는 동일한 그룹의 광선들을 우선적으로 처리할 수 있다. 레이 트레이싱 코어(100)는 제1 FIFO(122) 또는 제2 FIFO(132)에 저장된 광선들의 처리 순서를 변경하여, 제1 그룹의 광선들이 모두 처리된 후에 제2 그룹의 광선들이 처리되도록 제어한다.
레이 트레이싱 코어(100)는 유사한 특성을 갖는 광선들을 동일한 그룹으로 결정한다. 광선 스캐너(610)는 광선들의 시점이나 방향 등을 추출하고, 데이터 관리부(620)는 추출된 시점이나 방향을 비교하여 광선들을 분류할 수 있다. 즉, 데이터 관리부(620)는 추출된 시점이나 방향이 일정 범위 내에 있는 광선들을 동일한 그룹으로 분류할 수 있다.
레이 트레이싱 코어(100)는 히스토리 DB(630)에 저장된 이전 광선의 특성을 이용하여 입력된 광선들의 그룹을 결정할 수 있다. 광선 스캐너(610)는 광선들의 시점이나 방향 등을 추출하고, 데이터 관리부(620)는 입력된 광선의 시점이나 방향과 이전 광선의 시점이나 방향을 비교하여, 이전 광선들 중에서 입력된 광선과 가장 근접한 이전 광선을 결정한다. 데이터 관리부(620)는 가장 근접한 이전 광선의 광선 추적 결과를 이용하여 유사한 광선 추적 결과를 갖는 이전 광선들을 동일 그룹으로 분류한다. 데이터 관리부(620)는 동일 그룹으로 분류된 이전 광선들과 대응되는 입력된 광선들도 동일 그룹으로 분류한다. 예를 들어, 데이터 관리부(620)는 이전 광선들의 광선 추적의 결과에 기초하여, 이전 광선들을 하나 이상의 그룹들로 구분한다. 즉, 데이터 관리부(620)는 동일한 바운딩 박스에 히트된 이전 광선들을 동일한 그룹으로 분류한다. 데이터 관리부(620)는 입력된 광선들과 가장 근접한 이전 광선들을 결정하고, 결정된 이전 광선들이 동일한 그룹으로 분류되어 있으면, 입력된 광선들도 동일한 그룹으로 분류한다.
TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130)은 제1 FIFO(122) 및 제2 FIFO(132)에 저장된 광선을 독출하고, 독출된 광선에 대한 탐색 또는 교차 검사를 수행한다. 따라서, TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130)은 동일한 그룹의 광선들을 묶음으로 처리할 수 있다. 동일한 그룹의 광선들의 경우, TRV 유닛(120)은 데이터 관리부(620)로부터 처리 대상인 광선이 어느 바운딩 박스에 히트되었는지 수신하고, 히트된 바운딩 박스부터 탐색을 수행함으로써, 탐색 시간을 줄일 수 있다. 또한, TRV 캐쉬(121)에 저장된 바운딩 박스에 대한 데이터가 동일하게 이용되므로, TRV 유닛(120)의 캐쉬 미스(cache miss)를 줄일 수 있다. IST 유닛(130)도 데이터 관리부(620)로부터 처리 대상인 광선이 어느 프리미티브에 히트되었는지 수신하고, 히트된 프리미티브에 대한 교차 검사를 우선적으로 수행함으로써, 교차 검사의 시간을 줄일 수 있다. 또한, IST 캐쉬(131)에 저장된 프리미티브들에 대한 데이터가 동일하게 이용되므로, IST 유닛(130)의 캐쉬 미스를 줄일 수 있다.
레이 트레이싱 코어(100)는 이전 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여, TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130)을 제어한다. 데이터 관리부(620)는 TRV 유닛(120) 또는 IST 유닛(130)의 광선 추적의 수행 순서를 제어할 수 있다. 예를 들어, 데이터 관리부(620)는 TRV 유닛(120)이 가속 구조를 탐색할 때, 우선적으로 탐색할 노드 또는 경로를 지정할 수 있다. TRV 유닛(120)은 데이터 관리부(620)에 의해 지정된 노드 또는 경로를 우선적으로 탐색한다. 또한, 데이터 관리부(620)는 IST 유닛(130)이 교차 검사를 수행할 때, 우선적으로 검사할 프리미티브를 지정할 수 있다. IST 유닛(130)은 데이터 관리부(620)에 의해 지정된 프리미티브에 대해 우선적으로 교차 검사를 수행한다.
데이터 관리부(620)는 캐쉬의 교체 정책(replacement policy)을 업데이트할 수 있다. 데이터 관리부(620)는 이전 광선의 광선 추적 결과를 이용하여 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)를 제어한다. 데이터 관리부(620)는 이전 광선의 광선 추적에 이용된 데이터를 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)에 유지하거나 삭제되도록 데이터의 속성을 업데이트한다.
데이터 관리부(620)는 입력된 광선과 가장 근접한 이전 광선이 히트된 바운딩 박스에 대한 데이터가 TRV 캐쉬(121)에 저장되어 있는지 확인한다. TRV 캐쉬(121)에 히트된 바운딩 박스에 대한 데이터가 저장되어 있으면, 데이터 관리부(620)는 데이터가 저장된 라인의 플래그를 업데이트하여 데이터가 삭제되지 않도록 한다. 만약, TRV 캐쉬(121)에 히트된 바운딩 박스에 대한 데이터가 저장되어 있지 않으면, 데이터 관리부(620)는 외부 메모리(250)로부터 히트된 바운딩 박스에 대한 데이터를 독출하여 TRV 캐쉬(121)에 로딩한다.
또한, 데이터 관리부는 입력된 광선과 가장 근접한 이전 광선이 히트된 프리미티브에 대한 데이터가 IST 캐쉬(131)에 저장되어 있는지 확인한다. IST 캐쉬(131)에 히트된 프리미티브에 대한 데이터가 저장되어 있으면, 데이터 관리부(620)는 데이터가 저장된 라인의 플래그를 업데이트하여 데이터가 삭제되지 않도록 한다. 만약, IST 캐쉬(131)에 히트된 프리미티브에 대한 데이터가 저장되어 있지 않으면, 데이터 관리부(620)는 외부 메모리(250)로부터 히트된 프리미티브에 대한 데이터를 독출하여 IST 캐쉬(131)에 로딩한다.
또한, 데이터 관리부(620)는 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)에 저장된 데이터를 예비 캐쉬(150)에 저장할 수 있다. 데이터 관리부(620)는 TRV 캐쉬 또는 IST 캐쉬(131)에 저장된 데이터 중에서 플래그가 ON되어 있는 라인을 예비 캐쉬(150)에 저장할 수 있다. 예비 캐쉬(150)에 저장된 데이터는 입력된 광선의 광선 추적 과정에 따라 TRV 캐쉬(121) 또는 IST 캐쉬(131)에 다시 로딩되거나 플래그가 OFF되어 이후 새로운 데이터로 교체될 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 광선 추적을 가속하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1110단계에서, 광선 추적 가속 장치(600)는 입력된 광선의 특성을 추출한다.
1120단계에서, 광선 추적 가속 장치(600)는 입력된 광선의 특성과 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 사용된 광선들 중에서 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정한다.
1130단계에서, 광선 추적 가속 장치(600)는 결정된 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여, 입력된 광선의 광선 추적을 위한 설정을 수행한다. 광선 추적 가속 장치(600)는 설정에 기초하여, 입력된 광선에 대한 광선 추적을 수행한다.
도 12는 일 실시 예에 따른 광선 추적을 가속하기 위한 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1210단계에서, 광선 추적 가속 장치(600)는 순차적으로 입력된 광선들의 특성을 추출한다.
1220단계에서, 광선 추적 가속 장치(600)는 광선들의 특성을 기초로 광선들의 그룹을 결정한다.
1230단계에서, 광선 추적 가속 장치(600)는 결정된 그룹에 기초하여 입력된 광선들의 처리 순서를 업데이트한다. 즉, 광선 추적 가속 장치(600)는 동일한 그룹에 포함된 광선들이 순차적으로 처리될 수 있도록 입력된 광선들의 처리 순서를 재조정한다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)를 포함한다.
600: 광선 추적 가속 장치
610: 광선 스캐너
620: 데이터 관리부
630: 히스토리 DB

Claims (30)

  1. 입력된 광선의 특성을 추출하는 단계;
    상기 입력된 광선의 특성과 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 상기 사용된 광선들 중에서 상기 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여, 상기 입력된 광선의 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 단계를 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 단계는,
    캐쉬에 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 로딩하거나 상기 캐쉬에 저장된 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과의 속성을 업데이트하는 단계를 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정 이후에 수행된 상기 입력된 광선에 대한 광선 추적의 결과에 기초하여, TRV 캐쉬 또는 IST 캐쉬에 저장된 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과의 속성을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 추출하는 단계는 상기 입력된 광선의 시점 및 방향을 추출하고,
    상기 어느 하나의 광선을 결정하는 단계는 상기 입력돤 광선과 상기 사용된 광선들의 시점 또는 방향을 비교하여, 상기 입력된 광선의 시점 및 방향과 가장 근접한 시점 및 방향을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 단계는,
    상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 TRV 캐쉬에 저장되어 있으면, 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 유지하도록 상기 TRV 캐쉬의 플래그(flag)를 업데이트하는 단계; 및
    상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 TRV 유닛의 캐쉬에 저장되어 있지 않으면, 상기 TRV 캐쉬에 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 로딩하는 단계를 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 단계는,
    상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 IST 캐쉬에 저장되어 있으면, 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 유지하도록 상기 IST 캐쉬의 플래그(flag)를 업데이트하는 단계; 및
    상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 IST 유닛의 캐쉬에 저장되어 있지 않으면, 상기 IST 캐쉬에 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 로딩하는 단계를 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 단계는,
    TRV 캐쉬 또는 IST 캐쉬에 저장된 광선 추적의 결과를 예비 캐쉬에 저장하는 단계를 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 이용하여 TRV 유닛이 수행하는 가속 구조에 대한 탐색 순서를 제어하는 단계를 더 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 이용하여 IST 유닛이 수행하는 교차 검사의 순서를 제어하는 단계를 더 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  10. 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성 및 광선 추적의 결과를 저장하는 히스토리 DB;
    입력된 광선의 특성을 추출하는 광선 스캐너; 및
    상기 입력된 광선의 특성과 상기 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 상기 사용된 광선들 중에서 상기 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하고, 이전 렌더링 과정에서 수행된 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과에 기초하여, 상기 입력된 광선의 광선 추적을 위한 설정을 수행하는 데이터 관리부를 포함하는 광선 추적 가속 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 캐쉬에 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 로딩하거나 상기 캐쉬에 저장된 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과의 속성을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 상기 설정 이후에 수행된 상기 입력된 광선에 대한 광선 추적의 결과에 기초하여, TRV 캐쉬 또는 IST 캐쉬에 저장된 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과의 속성을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 광선 스캐너는 상기 입력된 광선의 시점 및 방향을 추출하고,
    상기 데이터 관리부는 상기 입력돤 광선과 상기 사용된 광선들의 시점 또는 방향을 비교하여, 상기 입력된 광선의 시점 및 방향과 가장 근접한 시점 및 방향을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 TRV 캐쉬에 저장되어 있으면, 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 유지하도록 상기 TRV 캐쉬의 플래그(flag)를 업데이트하고, 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 TRV 유닛의 캐쉬에 저장되어 있지 않으면, 상기 TRV 캐쉬에 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 로딩하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 IST 캐쉬에 저장되어 있으면, 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 유지하도록 상기 IST 캐쉬의 플래그(flag)를 업데이트하고, 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과가 IST 유닛의 캐쉬에 저장되어 있지 않으면, 상기 IST 캐쉬에 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 로딩하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 TRV 캐쉬 또는 IST 캐쉬에 저장된 광선 추적의 결과를 예비 캐쉬에 저장하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 이용하여 TRV 유닛이 수행하는 가속 구조에 대한 탐색 순서를 제어하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 상기 결정된 광선의 광선 추적의 결과를 이용하여 IST 유닛이 수행하는 교차 검사의 순서를 제어하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  19. 상기 제1항 내지 제9항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  20. 순차적으로 입력된 광선들의 특성을 추출하는 단계;
    상기 광선들의 특성을 기초로 상기 광선들의 그룹을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 입력된 광선들의 처리 순서를 업데이트하는 단계를 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 그룹을 결정하는 단계는,
    상기 광선들의 시점 또는 방향이 일정 범위 내에 있는 경우 동일 그룹으로 결정하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 광선들의 그룹을 결정하는 단계는,
    상기 입력된 광선의 특성과 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 상기 사용된 광선들 중에서 상기 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하는 단계; 및
    상기 입력된 광선들과 근접한 특성을 갖는 것으로 결정된 광선들의 이전 광선 추적 결과가 동일하면 상기 입력된 광선들을 동일 그룹으로 결정하는 단계를 포함하는 광선 추적 가속 방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 동일 그룹으로 결정하는 단계는,
    상기 입력된 광선들과 근접한 특성을 갖는 것으로 결정된 광선들이 히트된 바운딩 박스가 동일하면, 상기 입력된 광선들을 동일 그룹으로 결정하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 방법.
  24. 제 20항에 있어서, 상기 처리 순서를 업데이트하는 단계는,
    동일한 그룹으로 결정된 광선들의 광선 추적이 순차적으로 수행되도록 입력된 광선들의 처리 순서를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 방법.
  25. 순차적으로 입력된 광선들의 특성을 추출하는 광선 스캐너; 및
    상기 광선들의 특성을 기초로 상기 광선들의 그룹을 결정하고,
    상기 결정된 그룹에 기초하여 상기 입력된 광선들의 처리 순서를 업데이트하는 데이터 관리부를 포함하는 광선 추적 가속 장치.
  26. 제 25항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 상기 광선들의 시점 또는 방향이 일정 범위 내에 있는 경우 동일 그룹으로 결정하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 상기 입력된 광선의 특성과 이전 렌더링에 사용된 광선들의 특성을 비교하여, 상기 사용된 광선들 중에서 상기 입력된 광선의 특성과 가장 근접한 특성을 갖는 어느 하나의 광선을 결정하고, 상기 입력된 광선들과 근접한 특성을 갖는 것으로 결정된 광선들의 이전 광선 추적 결과가 동일하면 상기 입력된 광선들을 동일 그룹으로 결정하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  28. 제 25항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 상기 입력된 광선들과 근접한 특성을 갖는 것으로 결정된 광선들이 히트된 바운딩 박스가 동일하면, 상기 입력된 광선들을 동일 그룹으로 결정하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  29. 제 25항에 있어서,
    상기 데이터 관리부는 동일한 그룹으로 결정된 광선들의 광선 추적이 순차적으로 수행되도록 입력된 광선들의 처리 순서를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 광선 추적 가속 장치.
  30. 상기 제20항 내지 제24항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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