Advancements in Tiled-Based Compute Rendering

Depth Bounds

• AtomicなMinとMaxで深度範囲を求める方法はあまり効率的ではない
• Parallel Reductionアルゴリズムを使う
  • wave全体で並列に計算して、結果を左側に集めていく
  • パスを分ける必要があるので、結果はUAVに書き込む

if (tid < 32) {
	depth[tid] = min(depth[tid], depth[tid + 32]);
	depth[tid] = min(depth[tid], depth[tid + 16]);
	depth[tid] = min(depth[tid], depth[tid + 8]);
	depth[tid] = min(depth[tid], depth[tid + 4]);
	depth[tid] = min(depth[tid], depth[tid + 2]);
	depth[tid] = min(depth[tid], depth[tid + 1]);
}

Light Culling

• 錐台と球の交差判定をAABBと球の交差判定で近似する
  • [Arvo 1990Arvo, J. 1990. A simple method for box-sphere intersection testing. Graphics gems 335–339.]

bool TestSphereVsAABB(float3 sphereCenter, float sphereRadius, float3 AABBCenter, float3 AABBHalfSize) {
	float3 delta = max(0, abs(AABBCenter - sphereCenter) - AABBHalfSize);
	float destSq = dot(delta, delta);
	return distSq <= sphereRadius * sphereRadius;
}

• スポットライトの境界球はピッタリと包むようにする
  • 原点を球の中心にしたりしない

Depth Discontinuities

• 深度の最大最小値が大きいと、どのジオメトリも照らさないライトが含まれてしまう
• 2.5D Culling [Harada 2012Harada, T. 2012. A 2.5D Culling for Forward+. Technical Briefs. ACM SIGGRAPH Asia. 10.1145/2407746.2407764. https://www.slideshare.net/slideshow/a-25d-culling-for-forward-siggraph-asia-2012/34909590.]
  • 奥行方向に分割した錐台との交差判定結果をビットマスクに格納する
  • ジオメトリとライトが同じ範囲内に存在するかを調べるにはビットマスクのANDを取る
• HalfZ
  • 深度範囲の前半分と後半分のそれぞれでライトリストを作る
• Modified HalfZ
  • 前半分と後ろ半分のそれぞれで深度範囲を計算し、それぞれでライトリストを作る

Light Culling

• ビュー空間の錐台で判定を行う方が良い
  • グリッドではないので、AABBは最適とはいえない
  • 視錐台との判定の後で、AABBとの判定をやれたらやる

VRAM Usage

• 16x16ピクセルのタイルで32スライスの場合、512個のライトを納めるには：
  • 4Kだと、幅240 * 高さ135 * 個数512 * sizeof(uint16_t) * 32スライスで約1GB
  • 流石に大きすぎるので、節約する方法を考えたい
• CPUでカリングする方法：
  • GPUで生成されるライトには対処できない
• GPUでカリングする方法：
  • タイルごとに(最大ライト数 * “safety factor”)だけで済む
• 粗いグリッドを使う方法：
  • タイルサイズを64x64ピクセルにすると、16x16とくらべて1/8になる