Details

Данная работа посвящена разработке технологии, позволяющей динамически генерировать данные инстансов геометрии, рассаженных на любой статичной поверхности трёхмерной сцены. Данная технология позволяет значительно снизить расход видеопамяти при отрисовке больших объемов рассаженной геометрии в системах с применением GPU-инстанцированного рендера. В рамках работы был проведён анализ существующих решений, их недостатков и ограничений области применения. Был предложен новый метод, использующий проективные объемы рассадки и позволяющий генерировать инстансы на любых поверхностях, не ограничиваясь ландшафтом. Был разработан проект графического движка, который реализует предложенный метод динамической генерации рассаженных инстансов, а также GPU-ориентированную систему рендера больших объемов статической геометрии. Исходный код проекта написан на языке программирования C++ с использованием графической библиотеки DirectX 12. Для демонстрации разработанной технологии были созданы демонстрационные сцены используя 3D редактор Blender с разработанным специализированным расширением на языке программирования Python. По результатам теоретических расчетов, подтверждённых проведёнными экспериментами, предложенный метод позволяет значительно сократить объем используемой видеопамяти при средней плотности рассадки больше одного инстанса на метр квадратный. Данная технология пригодна для использования в современных игровых движках, ориентированных на реалистичную и высоко детализированную графику. Поддержка рассадки не только по ландшафту открывает больше возможностей для создания нестандартных сцен с сохранением высокой эффективности использования видеопамяти.

This work is devoted to the development of technology that allows dynamic generation of data of geometry instances, planted on any static surface of a three-dimensional scene. This technology allows to significantly reduce the consumption of video memory when rendering large volumes of planted geometry in systems using GPU-instanced rendering. As part of the work, an analysis of existing solutions, their shortcomings and limitations of the scope of application was carried out. A new method was proposed that uses projective volumes of planting and allows generating instances on any surfaces, not limited to the landscape. A project of a graphics engine was developed that implements the proposed method of dynamic generation of seated instances, as well as a GPU-oriented system for rendering large volumes of static geometry. The source code of the project is written in the C++ programming language using the DirectX 12 graphics library. To demonstrate the capabilities of the developed technology, demo scenes were created using the Blender 3D editor with a specialized extension developed in the Python programming language. According to the results of theoretical calculations, confirmed by experiments, the proposed method allows for a significant reduction in the amount of video memory used with an average seating density of more than one instance per square meter. This technology is suitable for use in modern game engines focused on realistic and highly detailed graphics. Support for seating not only by landscape opens up more opportunities for creating non-standard scenes while maintaining high efficiency of video memory use.