Sparse Voxel Octree ( SVO , рус. Разреженное воксельное октодерево ) — программная технология, позволяющая делать эффективную детализацию визуализируемых объектов и эффективную обработку облаков точек .

SVO — регулярная иерархическая структура данных , в основе которой лежит регулярная трёхмерная сетка. Первый узел дерева — корень , является кубом, содержащим весь объект целиком. Каждый узел или имеет 8 потомков или не имеет никаких потомков. Эти 8 потомков формируют 2×2×2 регулярных подразбиения родительского узла. Узел с потомками называют внутренним узлом , узел без потомков называют листом . В результате всех подразбиений получается регулярная трёхмерная сетка вокселей, однако, не все воксели содержат части объекта, поэтому в созданном дереве такие воксели не будут содержаться, то есть дерево будет разреженным. Для того, чтобы каждый раз не обрабатывать пустой воксел — вместо сетки используется октодерево , оно также имеет информацию об индексации вокселей и позволяет оптимальным образом находить соседей вокселя и другую информацию.

Использование

«Sparse Voxel Octree» в качестве структуры данных используется в игровом движке « CryEngine 3 » немецкой компании Crytek . В отличие от своего классического назначения, в «CryEngine 3» SVO служит не для хранения вокселей, а для хранения полигонов и «запеченных» геометрии и текстур уровня во время его экспорта. Crytek отдала предпочтение технологии SVO, так как она, в отличие от виртуальных текстур, не требует вычислений на графическом процессоре, обеспечивает автоматическое и корректное создание уровней детализации (LOD) , предоставляет возможность создания адаптивных геометрических и текстурных деталей в зависимости от геймплея , а также благодаря ей очень легко управлять геометрией и текстурами и производить их « стриминг » (подгрузку в реальном времени во время работы приложения). Вместе с тем было отмечено большое требование к объёму памяти для SVO. Для ликвидации этого недостатка Crytek использовала агрессивное сжатие текстур и применяла SVO не для всего уровня, а лишь для определённых его частей.

Согласно Crytek, «Sparse Voxel Octree», наряду с «Sparse Surfel Octrees», может стать одной из ключевых технологий хранения и представления данных в компьютерной графике реального времени в будущем. Были выделены её основные преимущества и недостатки.

Преимущества :

• SVO как структура данных ориентирована в будущее и подходит для альтернативных методов рендеринга;
• очень хорошо подходит для уникальных геометрии и текстур, что будет актуальным в будущем, так как бюджеты на геометрические объекты и текстуры утрачивают свою актуальность;
• Обеспечивает истинную свободу для художников;
• Естественным образом автоматически реализует схему уровня детализации;
• Хорошо подходит для трассировки лучей .

Недостатки :

• SVO не имеет ни инфраструктуры, ни специализированного аппаратного обеспечения;
• имеет большие требования к памяти;
• всё ещё слишком медленная.

Примечания

Ссылки

• Jon Olick . (англ.) . SIGGRAPH (14 августа 2008). — Доклад Джона Олика на SIGGRAPH 2008. Дата обращения: 5 июня 2009. Архивировано из 1 апреля 2012 года.
• admin. (англ.) . realtimerendering.com (17 февраля 2010). Дата обращения: 8 марта 2010. Архивировано из 10 апреля 2012 года.
• Tero Karras, Samuli Laine, Gregory J. Ward. (англ.) . Google Code . Дата обращения: 8 марта 2010. Архивировано из 10 апреля 2012 года.
• (англ.) . . Дата обращения: 8 марта 2010. Архивировано из 10 апреля 2012 года.
• Samuli Laine, Tero Karras. (англ.) . NVIDIA Corporation (февраль 2010). Дата обращения: 11 июня 2010. Архивировано из 10 апреля 2012 года.