Real-Time Ray Tracing auf GPUs

Prof. Dr. Bernd Fröhlich
Dipl.-Inf. Christopher Lux

News:

• Projektbörse

Inhalt:

Bisher werden für die echtzeitfähige Darstellung dreidimensionaler Szenen fast ausschließlich Renderingtechnologien verwendet, die auf Grafikkarten implementiert sind und auf Rasterisierung basieren. Ray Tracing bietet gegenüber Rasterisierung klare Vorteile, wenn es um korrekte Reflexion und Brechung sowie genaue Schatten und Transparenzdarstellung geht. Bestrebungen der letzten Jahre, Ray Tracing echtzeitfähig zu machen, waren meist mit einem extrem hohen Hardwareaufwand verbunden. Die Verfügbarkeit modernster GPUs (graphics processing units) unterstützt erstmals die Echtzeitfähigkeit von Ray Tracing auf normaler PC-Hardware.

Als Hauptteil des Projektes sollen aktuelle Ansätze für das echtzeitfähige Ray Tracing unter Verwendung moderner GPUs prototypisch umgesetzt werden. Es soll in diesem Zusammenhang auch die Anwendbarkeit aktueller Technologien wie NVIDIAs CUDA betrachtet werden, welche es erlauben, neueste GPUs direkt als zusätzliche hochparallele Recheneinheit zu benutzen. Ziel des Projekts soll eine Evaluierung verschiedener Technologien unter Gesichtspunkten der Effizienz und Qualität sein.

Englisch:
Lately high quality real-time rendering using ray tracing has become feasible on modern graphics processing units (GPU). The central objectives of this project are to prototypically implement current approaches for real-time ray tracing on modern GPUs and evaluate them with respect to quality and efficiency.

Ziele:

• Implementierung/Evaluierung aktueller Techniken für Ray Tracing auf moderner Graphikhardware (GPUs)

Lerninhalte:

• Verständnis algorithmischer Grundlagen von Ray Tracing
• Erarbeitung grundlegender Verfahren der echtzeitfähigen Computergraphik wie Szenen- und Geometrierepräsentationen, Transformationen sowie Texturierung und Beleuchtung
• Vertiefung in fortgeschrittene Themengebiete wie Beschleunigungsalgorithmen für Ray Tracing sowie Shading
• Graphikprogrammierung mit OpenGL
• Programmierung moderner Graphikhardware (GPUs) mittels Shading Hochsprachen und mittels direkter Programmierung

Referenzen:

• Horn, D. et al. (2007): Interactive k-D Tree GPU Raytracing; To be Presented at I3D 2007
• Ray Tracing (wikipedia)
• NVIDIA CUDA Homepage

Anrechnung:

• B. Sc. / M.Sc. - Labor- und Forschungsprojekt
• Abrechnung: 16SWS / 22Credits

Ort / Start / Projekttag: siehe Aushang