[發明專利]用于模擬或計算過程中的射線追蹤方法

有效

• 申請號: 201580035867.3
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN106796736B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: J·費恩伯格
• 申請（專利權）人: 馬格馬鑄造工藝有限公司
• 主分類號: G06T15/06
• 分類號: G06T15/06
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 石寶忠

一種在包括多個CPU的計算機系統上借助并行計算進行射線追蹤的方法，所述方法用于模擬或計算過程中，所述方法包括在所述多個CPU之間平衡多個輻射瓦片。

技術領域

本發明總體涉及用于模擬或計算過程中的方法，更具體地涉及被設計用于在所用的計算機時間和計算機內存方面實現節省的上述種類的方法。更加具體地，本發明涉及通過并行計算的射線追蹤。

在用作模擬方法的用于計算熱表面輻射的部分的有用的方法和算法及其用于模擬熱耦合表面輻射(特別是與鑄造過程有關)的影響的用途的框架內描述本發明。然而，根據本發明的方法的用途并不僅限于該具體應用。作為根據本發明的方法的進一步應用的示例，將提及通常和特別用于電腦游戲的計算機圖形應用。

背景技術

Bindick、Ahrenholz和Krafczyk在“Heat Transfer Mathematical Modelling,Numerical Methods and Information Technology”，ISBN 978-953-307-550-1,AzizBelmiloudi主編,在2011年2月14日出版,第7章-“Efficient Simulation of TransientHeat Transfer Problems in Civil Engineering”(具體見7.3節)中以三維度總結了在熱耦合輻射技術領域中的現有技術。他們的觀點在此以引用該文章的全部內容而并入本文。

EP1667069A1描述了通過使用射線追蹤確定半透明介質中的局部輻射強度分布的方法，其中引入了對于確定顯示至少一個邊界面的半透明介質中的局部輻射強度分布需要內存更小同時明顯更快的方法。

使用射線追蹤技術的模擬和計算方法需要大量的計算和存儲在計算機中的大量的數值結果。因此將期望提供在所使用的計算機時間和計算機內存方面實現節省的方法。

發明內容

基于以上背景，本發明的一個目的是提供一種基于射線追蹤的用于不僅關于熱問題而且關于通用計算機圖形學而進行的模擬的方法，該方法在所用的計算機時間和計算機內存方面實現了節省。

因此，本發明還涉及一種用于模擬或計算過程的射線追蹤的方法，以在所用的計算機時間和計算機內存方面實現節省。特別地，提出了一種借助于并行計算以單獨以及與各向異性切比雪夫距離計算和/或通過瓦片群集的另外的加速結合起來加速射線追蹤計算的非傳統的方法。

通過在獨立權利要求中限定的離散化方法而得到根據本發明的上述和其它目的和優點。在從屬權利要求中限定根據本發明的方法的各種實施方式。

根據本發明的第一方面，提供了一種在包括多個CPU的計算機系統上借助并行計算進行射線追蹤的方法，所述方法用在模擬或計算過程中，所述方法包括：

1)在第一階段

a)限定至少一個輻射源；

b)限定形成多個輻射瓦片的輻射瓦片的數量，和形成多個網格單元的網格單元的數量，所述多個網格單元包括所述多個輻射瓦片；

c)生成包括網格數據的總體網格模型，所述網格數據包括關于所述多個輻射瓦片和所述多個網格單元的信息；

d)通過瓦片群集可選地減少所述輻射瓦片的數量以生成比初始限定的所述輻射瓦片的數量更小的輻射瓦片數量；

e)將所述總體網格模型的所述網格數據傳輸至所述多個CPU；

f)在所述多個CPU之間平衡所述輻射瓦片的數量，從而針對每個CPU創建其自身的待處理輻射瓦片的列表、和所輸入的待處理輻射瓦片的列表、以及CPU供體和CPU受體的列表；以及

2)在第二階段

g)可選地針對每個輻射瓦片計算各向異性切比雪夫距離；