起

????需要求解射線(xiàn)與Mesh交點(diǎn)。但三角面太多，算法效率低下,Log(n)。

承

????通過(guò)網(wǎng)上大致了解BVH。我以自己的方法實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單BVH，將被求交的空間對(duì)象——三角面array，通過(guò)不斷二分（二分策略為沿著最長(zhǎng)軸切半），獲得AABB包圍盒（以下簡(jiǎn)稱(chēng)BBox），到一定深度后，記錄每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)下對(duì)應(yīng)的三角面的leafArray。于是求交變成了先與Log2(n)的BBox求交，最后遍歷leafArray三角面求交。

由于與BBox求交遠(yuǎn)比三角面求交簡(jiǎn)單，所以省不少。

例如Mesh有1024個(gè)三角面，如果我們構(gòu)建10層的BVH樹(shù)，那么最優(yōu)情況下我們只需要沿著B(niǎo)VH樹(shù)，求交10次BBox，就能確定交到哪個(gè)三角形；如果我們構(gòu)建9層，那么最優(yōu)只需求交9次BBox，遍歷求交1個(gè)或2個(gè)三角形...

PS:左右子節(jié)點(diǎn)的BBox不一定包含同數(shù)量三角面，也可能相交。

轉(zhuǎn)

即使與這個(gè)節(jié)點(diǎn)的BBox相交，也不一定會(huì)交在這個(gè)bbox內(nèi)。

具體都在圖里了。如果一下看不懂也不用在意，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)的時(shí)候會(huì)很自然地碰到，并知道怎么做。

如果沒(méi)有考慮這個(gè)情況地話(huà)，實(shí)際會(huì)是這樣：

合

最后我將算法在Unity中用CPU和GPU端都實(shí)現(xiàn)了一遍(c#腳本和ComputeShader)。CPU端用來(lái)離線(xiàn)構(gòu)建BVH，生成樹(shù)信息后，用來(lái)實(shí)時(shí)進(jìn)行BVHTrace，使得渲染速度大符上升。

我還將BVH用于加速其他射線(xiàn)檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)加速離線(xiàn)烘培Mesh SDF,AO,軟陰影等...

其他

我的BVH劃分策略比較簡(jiǎn)單，并且?guī)eafArray。這是為了移植算法到ComputeShader不得以的。如果不考慮快速兼容GPU，這種算法劃分不足以應(yīng)付一些特殊情況。即使是GPU，我也沒(méi)有確定一個(gè)比較合理的BVH樹(shù)深度設(shè)置策略，導(dǎo)致深度不同，效率vary巨大。

BVH劃分算法是一個(gè)還沒(méi)有研究透的領(lǐng)域，各種算法層出不窮，大家自己選擇最適合的就行。

最后給上我的代碼地址：https://gitee.com/ouerkakachango/UnityRayTrace