Discrete Collision Detection (DCD) is a fundamental task in several domains including particle-based physics simulations. Efficient DCD uses indexing structures such as Bounding Volume Hierarchy (BVH), but accelerating irregular BVH traversals demands meticulous efforts to achieve performance. Modern GPUs feature Ray Tracing (RT) architecture that provides hardware acceleration for BVH traversal and optimized drivers for BVH construction. Recent work has attempted to exploit RT architecture to accelerate DCD on spherical particles by reducing DCD to fixed-radius neighbor search. However, this reduction breaks down for particles with different radii, necessitating the use of large bounding boxes that result in a higher number of duplicate collisions and poor performance. To address these limitations, we present Mochi, a new reduction that reformulates DCD on RT architecture by exploiting the symmetry of collision relations to support both uniform and non-uniform spherical particles efficiently. Mochi introduces per-object proxy spheres that decouple BVH bounding volumes from the collision search radius, enabling significantly tighter bounding boxes without sacrificing correctness. Mochi is provably sound and guarantees that all true collisions are detected. We integrate Mochi into an end-to-end particle simulation pipeline and evaluate it across large-scale particle workloads, showing consistent speedups over state-of-the-art BVH-based and RT-based DCD implementations. Mochi generalizes prior RT-based neighbor search formulations while avoiding their fundamental limitations for non-uniform spheres.


翻译:离散碰撞检测(DCD)是粒子物理模拟等多个领域中的基础任务。高效的DCD依赖于包围体层次结构(BVH)等索引结构,但加速不规则的BVH遍历需要精细的设计才能实现高性能。现代GPU采用光线追踪(RT)架构,提供硬件加速的BVH遍历和优化的BVH构建驱动程序。近期研究尝试利用RT架构加速球形粒子的DCD,将其简化为固定半径邻域搜索。然而,这种简化在粒子半径不同时会失效,需使用较大的包围盒,导致重复碰撞数量增加与性能下降。为解决这些局限,我们提出Mochi——一种基于RT架构的新型归约方法,通过利用碰撞关系的对称性,统一高效地支持均匀与非均匀球形粒子。Mochi引入每个对象的代理球体,将BVH包围体积与碰撞搜索半径解耦,在不牺牲正确性的前提下实现更紧凑的包围盒。该方法在理论上可靠,保证能检测所有真实碰撞。我们将Mochi集成到端到端粒子模拟流水线中,在大规模粒子负载上进行评估,结果表明其相比基于BVH和RT的先进DCD实现均实现稳定加速。Mochi泛化了现有基于RT的邻域搜索公式,同时避免了其在非均匀球体场景中的根本性局限。

0
下载
关闭预览

相关内容

基于深度学习的视频异常检测:综述
专知会员服务
27+阅读 · 2024年9月10日
NeurIPS 2021 | 寻MixTraining: 一种全新的物体检测训练范式
专知会员服务
12+阅读 · 2021年12月9日
盘点来自工业界的GPU共享方案
计算机视觉life
12+阅读 · 2021年9月2日
【学界】DeepMind论文:深度压缩感知,新框架提升GAN性能
GAN生成式对抗网络
14+阅读 · 2019年5月23日
车辆目标检测
数据挖掘入门与实战
30+阅读 · 2018年3月30日
一文概览基于深度学习的超分辨率重建架构
深度学习的GPU:深度学习中使用GPU的经验和建议
数据挖掘入门与实战
11+阅读 · 2018年1月3日
深度学习目标检测模型全面综述:Faster R-CNN、R-FCN和SSD
深度学习世界
10+阅读 · 2017年9月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月13日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关VIP内容
基于深度学习的视频异常检测:综述
专知会员服务
27+阅读 · 2024年9月10日
NeurIPS 2021 | 寻MixTraining: 一种全新的物体检测训练范式
专知会员服务
12+阅读 · 2021年12月9日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员