Java与C ++ - 光线跟踪

Question

我在Java中创建了简单的光线跟踪器作为业余爱好项目，而且它很慢。 虽然不是很慢，但速度很慢。 我想知道我是否可以使用C或C ++等低级语言获得任何性能提升，或者差异是否可以忽略不计，我应该坚持改进“我的”算法？

Answer 1

这将取决于。 使用C / C ++将允许您访问Java中无法执行的操作。 （如SIMD）

换句话说，我会说是的，它通常可能在C / C ++中做得更好，但它需要一些工作。 首先进行所有基本（数学/算法）优化。 然后进行微优化。

Answer 2

AMD刚刚发布了一个名为Aparapi的开源项目，该项目在运行时将Java字节码转换为OpenCL。 如果您的代码无法转换为OpenCL（有限制）或者如果您没有OpenCL可用，则代码将在线程池中运行。

可能是您的需求的理想选择。

http://aparapi.googlecode.com

Answer 3

由于您只知道实施背后的细节，因此很难回答。 如果你的方法主要是数学方法，那么Java会在幕后进行各种优化，我认为你不会通过切换到C ++来看到改进的方式。

如果您使用了大量外部库，并且根据您将光线跟踪结果显示到屏幕的方法，可能会有一些改进转移到基于C的实现。

Answer 4

如果您使用效率低下的算法以及学习新语言的一大堆头痛，那么切换到C / C ++会给您带来边际收益。 正确编写的Java可以实现大约70-80％的类似C / C ++代码的速度，并且对于非商业光线跟踪器应该足够好。 我假设光线跟踪器现在功能完整，所以我的建议是学习如何使用分析器来检测代码中的瓶颈。 还记得80/20规则（或者是90 / 10,75 / 25左右？），你的程序花80％的时间运行20％的代码。

更好的算法通常比语言切换提供更好的性能提升。

Answer 5

我认为这个问题已被回答为是一个非解释性语言，99.99％的案例比VM下的相同算法运行得更快。 这说（在java和c / c ++中你的图像处理工作很多，内存和时间都很重要）我认为你应该首先尝试优化你的代码，这里是我的建议：

• 尝试使用分析器找到代码的瓶颈。 我们有时会省略很多东西可以通过这些工具来解决（比如类型转换，不必要的对象创建，最初应该优化的大多数关键功能）探查器必须是你的朋友。

然后（我只能看到几个关于光线追踪的例子）：

• 用查找表替换tan / sin / cos（只要你可以）或近似函数
• 尝试处理每个数组的数据而不是每个样本
• 尝试使用多个线程
• ...

现在这些东西“很好”，但如果速度对你来说真的很重要，我不会建议使用ac或c ++语言（即使你可以）但更有可能专注于OpenCL。 这可能是最好的工具，最适合建立射线追踪引擎。 想象一下你不是在谈论30％的改进，但更可能是10'000％（快100倍）这是一个java界面： http ： //jogamp.org/jocl/www/祝你好运:-)

Answer 6

光线跟踪的效率取决于您的加速结构。 使用C ++而不是Java肯定会有所帮助。 但是，如果缺少BVH或Kd-tree等高效结构，则您使用的任何语言的光线跟踪器都会很慢。

如果这只是一个爱好，我建议继续使用Java。 如果你想加载像Stanford Buddha或Thai这样的复杂模型，你肯定应该转向C ++并开始阅读“基于物理的渲染”： http ： //www.pbrt.org/你可以在http下载第4章免费：//pbrt.org/pbrt-2ed-chap4.pdf

简而言之，您可以根据项目的目标回答您的问题。 简单的爱好=留在Java上。 具有复杂模型的实时RT = C ++

Answer 7

几年前我用Java做过一个简单的光线跟踪器。 对于非常简单的网格（着名的茶壶3D网格和兔子3D网格），我可以使用实时渲染进行计算。 所以我想你也可以这样做=）

如果它是业余爱好，坚持使用Java，那么转向C ++是不值得的。 而不是改变语言，想想你可以在哪里改进你的代码（找到在log（n）时间内被光线击中的三角形，多线程编程等......）

Answer 8

我的猜测是你会看到c或c ++的显着性能提升。 您可以尝试使用类似的工具转换代码这个 。