Robust Iterative Find-Next-Hit Ray Traversal

透過マテリアルがあったり, 計上のふちなどで, 距離が近い順(front-to-back)で N 個の交点をリストアップしたいときがあります.

特に alpha 付き polygon でレイを減衰させてトレースしたい(shadow ray 含む), subsurface scattering で媒体内にある (alpha があるかしれない) blocker geometry を適切に扱いたいとき, コップに注がれた水とガラスの境界を適切な扱いたい, など.

mult-hit ray traversal というのがありますが, 現状の Embree では対応していません(v3.6.1 時点).

Embree には intersection filter 機能がありますが, これはかならずしも front-to-back で交点がレポートされるわけではないのと, intersection filter で渡ってくる potentially hit な geom/prim の詳細は取れないため(v3.6.1 時点), intersection filter でも front-to-back で N 個の交点リストアップというのもできません(ものすごいトリッキーなことをすれば限られたケースでは実現できるが...)

基本的には毎回レイをトラバースすることになります.

Find-Next-Hit Ray Traversal

上記の問題にもからんで, たとえば複数のポリゴンがちょうど重なっているなどのケースでも, ロバストに交点を出したいという需要があります.

簡易版

t が同じ場合は, primID/geomID の若い順でどちらを採用するか決める.
レイのリスタート(再トラバース)が必要.

Embree など既存のフレームワークで実装しやすい.

より効率いい版

queue で bvh traverse を管理します. 詳細は論文参照ください(OSS OSPray にも実装されているかな?).
そのため, traversal に手をいれる必要がありますが, 効率よく動くのが期待されます.

TODO

NanoRT で実装する(一応 multi-hit ray traversal, any-hit ray traversal は NanoSG(シーングラフ)用に一応実装されている)