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マイクロソフトの新しい特許によって、レイトレーシングのテクスチャーの詳細レベルの高速化と、キャッシュの負担軽減を目的としたアプローチを紹介!



マイクロソフトの新しい特許によって、レイトレーシングのテクスチャーの詳細レベルの高速化と、キャッシュの負担軽減を目的としたアプローチを紹介!としていて、専門用語が並んでいて、意味的にニュアンスとして受け取れる程度ですね。


マイクロソフトの研究部門は、レイトレーシングを未来のゲームでより利用しやすい機能にしようと懸命に取り組んでいる。同チームのシニアアーキテクトの一人による新しい特許では、テクスチャの詳細レベル(LOD)アプリケーションと同様のアプローチを使用することで、レイトレーシングの高速化に使用される構造であるバウンディング・ボリューム・ヒエラルキー(BVH)のメモリとキャッシュの負荷を軽減できる方法が説明されている。

マイクロソフトのXboxコンソールがこの技術の主な受益者となるだろうが、AMDの伝統的にレイトレーシングに弱いGPUや、大量のVRAMに恵まれていないグラフィックカードも潜在的な勝者となる可能性がある。

このような特許の例に漏れず、特許の詳細は複雑だが、使用可能な範囲も広い。この特許の著者であるマーク・グロスマン氏は、マイクロソフトの研究部門でチップ開発を専門とするシニアアーキテクトであり、GPUの分野では(シリコングラフィックスを皮切りに、ATIテクノロジーズ、AMD、そしてマイクロソフトと)長く輝かしいキャリアを持っている。

昨年、彼はメッシュシェーダーで使用されるポリゴンの小さなグループであるメッシュレットのメモリフットプリントを削減する特許を取得した。彼の最新の特許(Tom's Hardware経由)は、ほぼ同じ形式を踏襲している。レイトレーシングのプロセスを高速化するため、ゲームではBVH構造を使用する。BVHは、3D世界のオブジェクトが占めるボリュームのフローチャートのようなものだ。BVHは、トップレベルアクセラレーション構造(TLAS)と呼ばれる大きな全体マップと、複数の小さなボトムレベルマップ(BLAS)に分割されます。

『サイバーパンク2077』では、TLASの平均サイズは約15~20MBだが、BLASの合計はこの何倍も大きく、数百~数千メガバイトに及ぶ。グラフィックスカードに16GB以上のVRAMが搭載されている場合はあまり問題になりませんが、8GB以下の場合は問題になるのも無理はありません。そしてこれは、共有メモリプールを持つコンソールでは特に当てはまります。

マイクロソフトの技術では、BVH全体を一度に使うことは避けられる。その代わりに、小さな塊が一度に使用され、この使用方法の詳細と問題のBVHの一部(ノードと呼ばれる)がGPUのメモリ内の2つのリストに保存される。連続するフレームごとに、レイトレーシングのアルゴリズムはこれらのリストを更新し、シーンで使用する必要があるノード(残りは見えないか、使用する価値がない)だけがVRAMに保存されるようにします。

このシステムは、グラフィックカードのメモリとGPUのキャッシュの負荷を軽減するだけでなく、レイトレーシングのチェックの量も減らすことができる。どの光線がどのオブジェクトと相互作用しているかを確認するために、BVH構造全体を常にトラバースする必要はなく、リスト(レジデント・マップとレコーディング・マップと呼ばれる)内のものだけをチェックすればよいのです。


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まさにいいことづくめの技術であり、AMDは特に恩恵がありそうだとしていますね。こうした技術革新はどんどん続いていて、将来に希望が持てる内容といえますね。

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