一束SIMD打包的三角形与光线相交（光线追踪）

Question

有没有一种方法可以将单个射线与8个三角形的SIMD-pack相交，以便我不必使用存储或洗牌或任何这样的缓慢指令？ 我的主要问题是相交的最后一部分，在那里我找到8个三角形中最接近射线的三角形; 我正在存储然后获取最小t值，基本上是水平min。

此外，这个模式是否正确？ 我正在使用描述在“CPU，MIC和GPU光线追踪的无堆栈多BVH遍历”论文中的8路BVH进行单射线遍历，其上面我添加了单射线到三角形束的相交。 射线束与单三角形相交，再加上二进制BVH，是否更合适？

谢谢。

- user2199797

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那个水平最小值可以通过一些洗牌和垂直最小值来实现，有点烦人但不太难。如果您发布当前代码，我可以看看是否可以进行编辑。 - harold

@哈罗德，问题是我正在尝试避免洗牌和存储，因为我读到它们非常慢。 - user2199797

它们比不做慢，但是除了uint16之外，没有水平最小值的指令，所以选择不多。 - harold

Answer 1

使用光线束的困难在于如何获得高光线相干性。对于主光线，由于相邻像素会生成高度相干的光线，所以情况不太糟糕。对于阴影光线，使用点光源或相对较小的区域光源可以解决一些复杂问题。任何其他次要光线都变得难以处理。如果您随机选择光线，则它们很容易全部命中不同的三角形，这意味着您最终会执行等效的单个光线交叉，并且还需要 SIMD 开销。从我所看到的来看，即使重新排列光线束以实现良好的相干性，使用 SIMD 光线束也未显示出良好的前景。如果您确实想尝试，可以看一下 “Large Ray Packets for Real Time Whitted Ray Tracing” 这篇论文。他们使用光线数据包进行光线追踪，并引用了其他光线数据包技术的参考资料。

- illeyezur

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再读一遍问题：这不是关于一束光线，而是一条光线与8个三角形的比较。而不是相反。完成8个交点后，您需要知道哪一个最接近。 - Bram

Answer 2

你需要进行水平压缩，例如使用一个_mm256_min_ps、一个_mm_min_ps和最终两个_mm_min_ss，并使用一些洗牌操作将结果放入正确的通道中。这比使用8个_mm_min_ss和8个洗牌操作要好。

另一个选择是保持包含8个参数t的寄存器，并仅在遍历循环结束时进行压缩。但这意味着失去了精确剔除BVH节点的能力。因此，我建议采用第一种方法。

- madmann91

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如果您只需要找到ps向量的最小元素，请参见我的答案https://dev59.com/g2w05IYBdhLWcg3w11Qk，但将add替换为min。 问题和任何一个答案都没有解释数据实际上是如何组织成向量的，因此对于我们这些了解SIMD但不了解此特定问题的人来说，这并不清楚。（理想情况下，有人会编辑问题，至少提供一个链接来解释您拥有8个三角形的位置/方式）。 - Peter Cordes

是的，那正是我所建议的。感谢提供链接。通常三角形数据以Embree中的SoA形式存储。由于问题明确要求在交点结束时计算水平最小值（以获取所有8个三角形的最小相交时间），因此我们假设三角形已经加载和相交，因此_triangles_的内存布局并不重要。 - madmann91