[發明專利]渲染圖像方法、視網膜凹式渲染系統和集成電路制造系統

有效

• 申請號: 201611132520.3
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106856010B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: S·布拉克蒙;L·T·皮得森;C·奧茲達斯;S·J·克洛賽特
• 申請（專利權）人: 想象技術有限公司
• 主分類號: G06T15/50
• 分類號: G06T15/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

本發明的各實施例總體上涉及視網膜凹式渲染。具體地，描述了用于渲染圖像的視網膜凹式渲染，其中光線跟蹤技術被用于處理針對圖像的感興趣區域的圖形數據，并且柵格化技術被用于處理針對圖像的其他區域的圖形數據。能夠使用針對圖像的感興趣區域的經處理的圖形數據和針對圖像的其他區域的經處理的圖形數據來形成經渲染的圖像。感興趣區域可以對應于圖像的中心凹區域。光線跟蹤自然提供高細節和逼真的渲染，人眼視覺尤其在中心凹區域中對其敏感；然而，柵格化技術適于以簡單的方式提供時間平滑和反混疊，并且因此適于在用戶將在他們的視覺的外圍中看到的圖像的區域中使用。

技術領域

本發明的各實施例總體上涉及圖形渲染領域，具體地涉及視網膜凹式渲染。

背景技術

圖形處理系統通常被配置為例如從運行在計算機系統上的應用接收圖形數據，并且被配置為渲染圖形數據以提供渲染輸出。例如，被提供到圖形處理系統的圖形數據可以描述要被渲染的三維(3D)場景內的幾何結構，并且渲染輸出可以是場景的渲染的圖像。圖形數據可以包括表示幾何形狀的“基元(primitive)”，其描述場景中的結構的表面。常見的基元形狀是三角形，但是基元可以是其他形狀并且可以是線或點。對象能夠由一個或多個(例如，數百個、數千個或數百萬個)這樣的基元構成。作為示例，圖形處理系統可以實現用于渲染圖形的柵格化技術，其中針對基元中的每個，確定基元影響圖像中的哪些像素并且之后相應地修改那些像素。實現柵格化技術的圖形處理系統是本領域中公知的，并且存在可以實現渲染的各種不同的方式，例如基于圖塊的渲染或非基于圖塊的渲染、即時模式渲染和延遲渲染。

在一些系統中，圖像序列(或“幀”)被實時渲染和顯示。圖像序列的幀率將通常取決于針對其渲染圖像的應用。例如，游戲應用可以以每秒25幀的幀率發送用于渲染的圖像，但是在其他示例中可以使用其他幀率。一般地，增大要被渲染的圖像序列的幀率將增大對圖形處理系統的處理負載。

另外，例如通過設置圖像中的像素的數量來以不同的分辨率渲染不同的圖像，并且還能夠設置要被渲染的圖像數據的幾何細節水平(LOD)。幾何LOD可以對將在渲染系統中被渲染的最小對象設置限制。一般地，增大圖像中的像素或幾何LOD的數量將提供圖形中的更大的細節，其可以增大圖像的感知質量，但是這將還傾向于增大對圖形處理系統的處理負載。

可能期望以高幀率實時地以具有高幾何LOD的高分辨率渲染圖像，但是用于實現這一點的處理要求在可能具有有限處理資源和功率供應的一些設備(例如，諸如智能電話、平板計算機或頭戴式顯示器的移動設備)上可能是不現實的。為了解決這一點，可以使用如下面所描述的視網膜凹式渲染的構思。

人類視敏度在視覺場上顯著地變化，其中大多數細節在視網膜的小中心凹區域中可見。已知，中心凹區域大約為視場的5°，其可以例如為大約圖像被顯示在其上的總顯示面積的1％。例如，圖1示出了要被顯示在顯示器上的圖像102，并且中心凹區域被標示為104。圖1不是按比例繪制的，但是能夠看到，中心凹區域104能夠比整個圖像102小得多。

視線跟蹤(或“眼睛跟蹤”)可以被用于確定用戶正在注視哪里以便確定中心凹區域104相對于圖像102在哪里。中心凹區域104能夠以高分辨率和高幾何LOD來渲染，然而，圖像102的剩余部分能夠以較低的分辨率和較低的幾何LOD來渲染。經渲染的中心凹區域104能夠之后與圖像102的剩余部分的渲染一起被融合以形成經渲染的圖像。因此，在圖像102的外圍，未感知到的細節能夠被省略，使得較少的基元可以以較低的像素密度被渲染。由于中心凹區域104一般為圖像102的面積的一小部分(例如，～1％)，所以實質的渲染計算節省能夠通過減小外圍相較于中心凹區域的渲染的分辨率和幾何LOD來實現。另外，由于人類視敏度遠離中心凹區域快速地下降，所以針對如由將他們的視線指向中心凹區域104的中心的用戶感知到的圖像維持高圖像質量。

發明內容

提供本發明內容從而以簡化的形式介紹下面在具體實施方式中進一步描述的一系列概念。本發明內容不旨在確定要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制要求保護的主題的范圍。