AMD, gerçek zamanlı ray tracing teknolojisinin en büyük sorunlarından biri olan yoğun animasyonlu sahnelerin bellek ve hesaplama maliyetini önemli ölçüde azaltabilecek yeni bir yöntem sergiledi. Şirketin geliştirdiği tetrahedral cage tekniği sayesinde yüz milyonlarca hareketli üçgenden oluşan sahneler, geleneksel yöntemlere kıyasla çok daha düşük BVH bellek tüketimiyle ışın izleme işlemine tabi tutulabiliyor.
AMD Fellow Holger Gruen tarafından GPUOpen üzerinde paylaşılan demonstrasyonda yaklaşık 25 bin bağımsız hareket eden bitkinin bulunduğu geniş bir arazi sahnesi kullanılıyor. Bitkilerin en yüksek detay seviyesinde oluşturduğu geometrinin büyüklüğü yaklaşık 2,8 milyar üçgene ulaşıyor.
LOD yani detay seviyesi seçiminin ardından ise kare başına yaklaşık 500 milyon animasyonlu üçgen, birincil ve gölge ışınları kullanılarak ray tracing işleminden geçiriliyor. AMD’nin testinde Radeon RX 9070 XT, 1080p çözünürlükte 60 FPS’nin üzerinde performans gösterebiliyor.
Ancak teknolojinin asıl dikkat çekici tarafı üçgen sayısından çok, BVH bellek kullanımı ve güncelleme süresindeki büyük düşüş.
AMD BVH Bellek Kullanımını 80 GB’tan Yaklaşık 1,7 GB’a İndirdi
Ray tracing sistemleri, bir ışının sahnedeki hangi geometrilerle kesişme ihtimali bulunduğunu hızlı şekilde belirleyebilmek için genellikle Bounding Volume Hierarchy (BVH) adı verilen hızlandırma yapılarını kullanıyor.
Sorun ise sahnedeki nesnelerin birbirinden bağımsız şekilde hareket etmeye başlamasıyla ortaya çıkıyor.
Geleneksel bir sistemde her bağımsız animasyonlu nesnenin vertex konumlarının ve ilgili hızlandırma yapılarının güncellenmesi gerekebiliyor. Sahnedeki geometrik karmaşıklık arttıkça bu işlemlerin hem VRAM ihtiyacı hem de kare başına hesaplama maliyeti ciddi şekilde yükseliyor.
AMD’nin RX 9070 XT üzerinde gerçekleştirdiği karşılaştırmada sonuçlar şöyle:
| Metrik | Geleneksel yoğun üçgen BLAS | Tetrahedral Cage |
|---|---|---|
| BVH bellek kullanımı | 80 GB’a kadar | Yaklaşık 1,7 GB |
| Kare başına BVH güncelleme süresi | 300 ms’den fazla | Yaklaşık 3,3 ms |
| LOD sonrası animasyonlu üçgen | Yaklaşık 500 milyon | Yaklaşık 500 milyon |
AMD’nin yayımladığı verilere göre tetrahedral cage yöntemi, bu özel demonstrasyonda hızlandırma yapılarının bellek ihtiyacını yaklaşık 47 kat azaltıyor. BVH güncelleme maliyetindeki fark ise 90 katın üzerine çıkıyor.
Bu fark özellikle gelecekte çok daha yoğun bitki örtüsü, kalabalıklar ve hareketli çevre unsurları içeren ray tracing destekli oyunlar açısından önemli olabilir.
Tetrahedral Cage Teknolojisi Nasıl Çalışıyor?
AMD’nin yaklaşımındaki temel fikir oldukça farklı.
Yoğun ve milyonlarca üçgenden oluşabilecek bir 3D modelin geometrisini doğrudan sürekli güncellemek yerine nesne, daha basit yapıya sahip deforme edilebilir tetrahedral bir kafesin içerisine yerleştiriliyor.
Animasyon sırasında yoğun geometrinin kendisi ve ona ait BVH yapıları statik olarak kalabiliyor. Hareket ettirilen bölüm bunun yerine dış taraftaki tetrahedral kafes oluyor.
Ray tracing sırasında ışınlar, gerçek geometrinin bulunduğu orijinal referans uzayına dönüştürülerek kesişim hesaplamaları gerçekleştiriliyor.
Başka bir ifadeyle AMD, milyonlarca üçgeni sürekli yeniden düzenlemek yerine çok daha basit bir temsil yapısını hareket ettiriyor. Böylece animasyon maliyetinin doğrudan modeldeki üçgen sayısıyla birlikte artmasının önüne geçilebiliyor.
Yoğun Geometri Statik Kalabiliyor
Tekniğin önemli avantajlarından biri aynı geometrinin ve BVH yapılarının tekrar kullanılabilmesi.
Geleneksel yaklaşımda birbirinden farklı şekilde deforme olan nesneler farklı vertex konumları oluşturduğundan benzersiz hızlandırma yapılarına ihtiyaç duyabiliyor.
Tetrahedral cage yaklaşımında ise yoğun modelin orijinal geometrisi değişmeden tutulabiliyor. AMD’ye göre animasyon maliyeti bu nedenle yoğun mesh’in üçgen sayısından ziyade onu çevreleyen kafesin karmaşıklığıyla ölçekleniyor.
Bu da özellikle aynı temel geometrinin sahne içerisinde binlerce kez farklı animasyonlarla kullanıldığı durumlarda büyük avantaj sağlayabilir.
25 Bin Bitki ve 500 Milyon Hareketli Üçgen
AMD’nin demonstrasyonda bitki örtüsünü tercih etmesi tesadüf değil.
Örneğin geniş bir oyun dünyasında binlerce ağacın, çalının veya bitkinin aynı anda rüzgârdan etkilenmesi gerekiyor. Dahası her bitki konumuna bağlı olarak farklı rüzgâr yönü veya şiddetine tepki verebilir.
AMD’nin test sahnesinde yaklaşık 25 bin bitki bağımsız şekilde animasyona sahip.
En yüksek LOD seviyesinde toplam bitki geometrisi yaklaşık 2,8 milyar üçgenden oluşuyor. LOD sistemi devreye girdikten sonra kare başına işlenen miktar yaklaşık 500 milyon animasyonlu üçgene düşüyor.
Radeon RX 9070 XT üzerinde bu geometriye hem primary ray hem de shadow ray uygulanmasına rağmen AMD, 1080p çözünürlükte 60 FPS üzerindeki sonuçları gösteriyor.
Burada performans değerinin gerçek bir ticari oyundan değil, AMD tarafından hazırlanan özel bir araştırma demonstrasyonundan geldiğini belirtmek gerekiyor. Dolayısıyla aynı sonuçların doğrudan mevcut veya gelecekteki tüm oyunlara uygulanacağını söylemek mümkün değil.
Teknolojinin Dezavantajları da Var
Tetrahedral cage yöntemi her tür animasyon için geleneksel sistemlerin yerine geçmeye aday değil.
AMD de yöntemin önemli bir sınırlamasına dikkat çekiyor: Model üzerindeki her vertex’in animasyonunu ayrı ayrı kontrol etme imkânı azalıyor.
Bu nedenle çok hassas deformasyonların gerektiği yakın plan karakter animasyonlarında geleneksel veya cluster tabanlı yöntemler daha uygun olabilir.
Tetrahedral cage yaklaşımı ise özellikle:
- yoğun bitki örtüsü,
- çimenler,
- ağaçlar ve yapraklar,
- büyük kalabalıklar,
- uzaktaki karakter veya yaratıklar,
- benzer geometrinin farklı şekillerde hareket ettiği geniş sahneler
gibi kullanım alanlarında avantaj sağlayabilir.
AMD ayrıca cluster seviyesindeki hızlandırma yapılarının da geleneksel yöntemlere kıyasla ciddi bellek ve güncelleme avantajları sunabildiğini, ancak benzersiz şekilde deforme olan geometrilerde hâlâ ilgili vertex ve hızlandırma verilerinin saklanması gerektiğini belirtiyor. Tetrahedral cage yaklaşımında ise yalnızca kafesi oluşturan daha küçük vertex kümesinin animasyonu yeterli olabiliyor.
Araştırma HPG 2026’da Ödül Aldı
Teknolojinin arkasındaki çalışma “Ray Tracing Massive Amounts of Animated Geometry” adıyla yayımlandı.
AMD’nin aktardığına göre çalışma, High-Performance Graphics 2026 kapsamında verilen Wolfgang Straßer Best Paper Award’da üçüncülük ödülünün sahibi oldu.
AMD aynı zamanda tekniğin geliştirilmesine devam ediyor.
Şirket, geliştiricilerin teknolojiyi daha rahat test edebilmesi için DirectX Raytracing (DXR) örnekleri üzerinde çalıştığını belirtiyor. Bunun yanında skinned, keyframe animasyonlu ve statik nesneler için kaliteli tetrahedral kafeslerin oluşturulmasına yardımcı olacak header-only bir C++ kütüphanesi de geliştirme aşamasında.
Teknik ayrıca Microsoft’un DirectX Raytracing altyapısıyla birlikte kullanılabilecek şekilde tasarlanıyor.
Yeni Nesil Oyunlarda VRAM İhtiyacını Azaltabilir mi?
AMD’nin çalışmasının oyuncular açısından en ilgi çekici tarafı burada ortaya çıkıyor.
Ray tracing kullanan oyunlarda yalnızca ışıklandırma hesaplamaları değil, ışınların üzerinde çalıştığı sahne geometrisinin oluşturulması ve güncellenmesi de GPU üzerinde ciddi maliyet oluşturabiliyor.
Özellikle gelecekte daha yoğun geometriler, daha büyük açık dünyalar ve daha fazla bağımsız animasyonlu nesne kullanılmaya başlanırsa BVH güncelleme maliyetleri önemli bir darboğaza dönüşebilir.
AMD’nin teknolojisi araştırma aşamasındaki sonuçlarını gerçek oyun motorlarında da koruyabilirse geliştiricilerin bazı sahnelerde çok daha fazla hareketli nesne kullanmasına veya benzer sahneleri daha düşük VRAM maliyetiyle render etmesine yardımcı olabilir.
Fakat burada önemli bir ayrım var: 80 GB’tan 1,7 GB’a düşüş, ekran kartının bir oyundaki toplam VRAM tüketimini ifade etmiyor. Bu rakamlar AMD’nin hazırladığı özel demonstrasyonda, karşılaştırılan ray tracing BVH hızlandırma yapılarının bellek ihtiyacını gösteriyor.
Dolayısıyla teknolojinin RX 9070 XT’yi bir anda onlarca gigabayt daha fazla belleğe sahipmiş gibi çalıştırdığı şeklinde yorumlanmaması gerekiyor.
Buna rağmen yaklaşık 47 kat daha düşük BVH belleği ve 90 katın üzerinde daha düşük güncelleme maliyeti, yoğun animasyonlu ray tracing sahnelerinin geleceği açısından oldukça dikkat çekici bir araştırma sonucu.
AMD’nin DXR örneklerini ve geliştirici kütüphanesini kullanıma sunmasının ardından tekniğin gerçek oyun motorlarına ne kadar kolay entegre edilebildiği ve pratik oyun senaryolarında ne seviyede performans avantajı sağladığı daha net görülebilecek.
