[發明專利]圖形處理系統及其操作方法與計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201610921045.1
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107038739B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: M·P·G·E·伊萬涅茨;M·J·本澤曼;R·庫克;D·A·蘭貝蒂
• 申請（專利權）人: ARM有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/50;G06T15/55;G06T15/80
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;呂俊剛

本公開涉及圖形處理系統及其操作方法與計算機可讀存儲介質。一種圖形處理系統執行最終收集處理，以生成用于場景(10)的最終收集照明數據。最終收集處理包括從場景(10)內的最終收集點(17)投射采樣射線(32)。針對場景(10)而提供的輻射度數據使用從最終收集點(17)投射的采樣射線(32)來采樣。最終收集照明數據然后根據所采樣的輻射度數據生成。采樣射線(32)基于針對場景(10)而提供的方向輻照度數據(31)以被通知方式從最終收集點(17)投射。最終收集處理可以因此由圖形處理系統更有效和/或高效地執行。

技術領域

本發明涉及圖形處理，具體地涉及圖形處理系統的操作，該圖形處理系統執行最終收集處理以生成用于待渲染場景的最終收集照明數據。

背景技術

在圖形處理系統中，通常通過將各個表面子劃分為稱為“基元”的多個類似基本成分以允許更容易執行圖形處理操作來渲染用于顯示的表面。這些基元通常以簡單的多邊形(諸如三角形)的形式。各個基元通常由一組頂點限定并且被表示為一組頂點。用于基元的各個頂點通常與指示基元在該頂點處的特性的一組頂點屬性數據(諸如位置、顏色、透明度、紋理坐標等)關聯。例如，當柵格化和渲染基元以生成圖形處理系統的期望輸出時，可以使用該頂點屬性數據。

經常期望的是應用照明效果，以加強含有待渲染表面的場景的氣氛和/或現實(realism)。用于應用照明效果的一種常見方法使用“光子射線追蹤”處理，以生成場景內的表面的輻射度數據(即，生成表示透過場景內的表面、從場景內的表面發射、被場景內的表面反射等的光的強度的數據)。光子射線追蹤處理通常包括從用于照亮場景的各個光源朝向場景內的表面投射多個光子射線。計算被射線交叉的表面上的點處的輻射度，并且計算得的輻射度作為輻射度數據存儲在場景的表面的“光照圖”中。然后，當渲染場景的表面時，可以使用光照圖。例如，光照圖中的輻射度數據在渲染代表場景的表面的基元時可以用作照明紋理。

當執行光子射線追蹤時，進一步“遞歸性”光子射線可以從場景內的表面朝向場景內的其他表面投射。這可以提供重復第一和可能隨后的光反彈的間接照明效果。這可以改善照明效果的氣氛和/或現實。然而，投射充足數量的遞歸光子射線可能在計算上是花費多的。另一方面，不投射遞歸光子射線或投射不充足數量的遞歸光子射線可能導致該場景中不期望的和/或不現實的陰暗或黑暗區域。

為了改進照明效果的氣氛和/或現實，可以執行“最終收集”處理。最終收集處理通常包括遠離場景內的表面的“最終收集點”朝向場景的其他表面和/或光源沿所有方向投射多個采樣射線。采樣射線在那些采樣射線滿足其他表面和/或光源的點處對用于其他表面和/或光源的輻射度數據進行采樣。然后組合用于最終收集點的所采樣輻射度數據，以生成用于場景的最終收集照明數據。然后，當渲染場景時，可以使用最終收集照明數據。例如，最終收集照明數據可以用于創建照明紋理，其然后在渲染代表場景的表面的基元時可以使用。

投射采樣射線所沿的方向(即，遠離生成照明數據的點)意味著無需投射遞歸射線，以當執行最終收集處理時創建間接照明效果。由此，最終收集處理可能導致加強場景被照亮的氣氛和/或現實，而與等同的光子射線追蹤處理相比在計算上花費不太多。

為了特別有效，最終收集處理通常仍然要求大量的采樣射線，以從大量的最終收集點沿所有方向投射。這可能對圖形處理系統有較大處理負擔。當然可以減少采樣射線和/或最終收集點的數量，以減少所需的處理量，但這將不可避免地減少生成的最終收集照明數據的量。

申請人因此相信還存在針對改進執行最終收集處理的圖形處理系統的操作的范圍。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種操作圖形處理系統的方法，該方法包括以下步驟：

執行最終收集處理，以生成用于待渲染場景的最終收集照明數據，所述最終收集處理包括：