A study on the ZF-buffer algorithm for Ray-tracing Acceleration

광선추적법의 속도개선을 위한 ZF-버퍼 알고리즘 연구

In this work, we propose ZF-buffer algorithm in order to accelerate the intersection test of ray-tracing algorithm. ZF-buffer is used in the preprocessing of ray-tracing and records the pointer that points to a parent face of a depth value(z value) of an object determined in Z-buffer. As a result, the face which intersects with the first ray can be determined easily by using the pointer stored in F-buffer. Though ZF-buffer and vista-buffer resemble each other, the difference between the two methods is that what ZF-buffer records is not bounding volume but the pointer of a displayable face. We applied the ZF-buffer algorithm for the first ray to Utah teapot which consists of 9216 polygons. By comparing the elapse time of our method with vista-buffer algorithm, we can acquire improvement in speed that it is 3 times faster than vista-buffer algorithm. We expanded our algorithm to the second ray.

본 논문은 광선추적법의 교차판별을 가속화할 수 있는 ZF-버퍼 방법을 제안한다. ZF-버퍼 방법은 광선추적법의 전처리 단계에서 Z-버퍼 방법을 적용하는데, 화면을 렌더링 하는 대신 화면에 렌더링 될 다각형 자료구조의 포인터를 기록하여 교차판별에 이용하는 방법이다. 결과적으로 해당 화소에서 광선과 교차할 가장 가까운 다각형을 찾아낼 수 있게 된다. ZF-버퍼 방법과 vista-버퍼 방법은 유사하지만 ZF-버퍼방법이 바운딩 볼륨을 사용하지 않고 화면에 나타날 다각형의 자료구조를 결과로 산출한다는 점이 다르다. 본 논문은 실험결과로서 9216개의 다각형으로 구성된 유타 주전자 영상을 사용하였으며 vista-버퍼와 비교하여 평균 3배정도의 속도 개선 효과가 있음을 확인하였으며, 또한 반사/굴절체에도 이 방법의 적용 가능성을 모색하였다.