VDB：具有动态拓扑的高分辨率稀疏体积 VDB: High-Resolution Sparse Volumes with Dynamic Topology 论文阅读笔记

原文：

Museth, Ken. “VDB: High-resolution sparse volumes with dynamic topology.” ACM transactions on graphics (TOG) 32.3 (2013): 1-22.

概述

我们的“VDB”之所以如此命名，是因为它是一个体积 Volumetric 动态 Dynamic 网格，与 B+ 树共享多个特征，利用时变数据的空间一致性来单独、紧凑地编码数据值和网格拓扑。

VDB 模拟了一个几乎无限的 3D 索引空间，允许对高分辨率的稀疏卷进行高速缓存一致和快速的数据访问。它对体数据的稀疏性没有拓扑限制，并且在插入、检索或删除数据时支持快速（平均 O(1)）随机访问模式。这与大多数现有的稀疏体积数据结构形成鲜明对比，后者采用静态或流形拓扑，并需要特定的数据访问模式来补偿缓慢的随机访问。

由于 VDB 数据结构本质上是分层的，因此它也有利于自适应网格采样，并且固有的加速结构导致非常适合模拟的快速算法。

引言

内存占用量仅随着包含有意义的样本值的体素的数量而缩放，而不是随着密集嵌入空间的体积而缩放。虽然已经提出了许多稀疏 3D 数据结构，但大多数都是为自适应采样而明确设计的，数据访问速度慢或受到限制，无法扩展到极端分辨率，或者无法轻松处理动态拓扑的数值模拟。

一些稀疏数据结构是专门为水平集和流体模拟而开发的，但正如稍后将解释的，它们对数据的拓扑和访问模式施加了限制，因此不能轻易推广到其他体积应用

VDB 数据结构内存效率高，支持时变数据的模拟，能够对任意拓扑进行编码，并促进统一和自适应采样，同时