High Performance BVH Builder in CUDA

Репозиторий дипломной работы по теме:
«Реализация и оптимизация алгоритма параллельного построения BVH на GPU для рендеринга в реальном времени»

Todo

• Тестирующая система
• Реализация LBVH
  Статья: Maximizing Parallelism in the Construction of BVHs, Octrees, and k-d Trees, 2012
• Реализация H-PLOC
  Статья: H-PLOC: Hierarchical Parallel Locally-Ordered Clustering for Bounding Volume Hierarchy Construction, 2024
• Реализация Binary BVH to Wide BVH Conversion для H-PLOC
• Сравнение производительности

Датасеты

Все недостающие модели можно скачать отсюда

• Gnome - простая модель гнома: 1 297 вершин, 764 треугольника. Уже добавлена в репозиторий.
• Sponza - модель атриума дворца Sponza в версии Crytek: 184 330 вершин, 262 267 треугольников.
• Chinese Dragon - модель китайского дракона из Stanford Scan: 438 929 вершин, 871 306 треугольников.
• Happy Buddha - модель смеющегося Будды из Stanford Scan: 549 333 вершины, 1 087 474 треугольника.
• Hairball - модель массы тонких волосков от NVIDIA Research: 1 441 098 вершин, 2 880 000 треугольников.
• Rungholt - средневековая деревня, экспортированная из Minecraft: 12 308 528 вершин, 6 704 264 треугольника.
• San Miguel - детальная модель местности в Сан-Мигель-де-Альенде, Мексика: 5 933 233 вершин, 9 980 699 треугольников.
• Powerplant - полная модель угольной электростанции: 10 614 919 вершин, 12 759 246 треугольников.

Локальная сборка

Сборка через CMake:

cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build --target run_experiments -j

При необходимости тесты топологии H-PLOC можно собрать так:

cmake --build build --target hploc_topology_tests -j

Локальный запуск

Запускать run_experiments нужно из корня репозитория, чтобы относительные пути к data/ и results/ работали корректно.

Формат запуска:

./build/run_experiments \
  --bench_iters <N> \
  --experiments <список_экспериментов> \
  --scenes <список_сцен> \
  [--disable_warmup] \
  [--device <id>]

run_experiments использует adaptive warmup на CUDA events: перед замером каждый этап прогревается минимум 5 секунд, после чего раннер проверяет стабилизацию медианы. Если за 60 секунд стабилизации нет, печатается предупреждение. Для отключения прогрева есть флаг --disable_warmup.

Поддерживаемые эксперименты:

• lbvh
• hploc
• hploc_bvh4
• hploc_bvh8

Пример запуска:

./build/run_experiments \
  --bench_iters 10 \
  --experiments hploc,hploc_bvh4,lbvh \
  --scenes data/gnome/gnome.ply,data/powerplant/powerplant.obj

Пример запуска одного эксперимента на одной сцене:

./build/run_experiments \
  --bench_iters 5 \
  --disable_warmup \
  --experiments hploc_bvh4 \
  --scenes data/hairball/hairball.obj \
  --device 0