[發(fā)明專利]圖形處理系統(tǒng)和在圖形處理系統(tǒng)中處理基元片段的方法

有效

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• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106897143B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設計）人: J·里德肖;Y·C·富
• 申請（專利權）人: 想象技術有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06T1/20
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;王青芝

圖形處理系統(tǒng)和在圖形處理系統(tǒng)中處理基元片段的方法。圖形處理系統(tǒng)使用被再分成區(qū)片的渲染空間來處理基元片段。圖形處理系統(tǒng)包括處理引擎，其被配置為將紋理化和/或陰影化應用于基元片段。圖形處理系統(tǒng)還包括用于存儲基元片段的圖形數(shù)據(jù)的高速緩存系統(tǒng)，該高速緩存系統(tǒng)包括多個高速緩存子系統(tǒng)。高速緩存子系統(tǒng)中的每個高速緩存子系統(tǒng)被耦合到一個或多個處理引擎的相應集合。圖形處理系統(tǒng)還包括區(qū)片分配單元，其在多個分配模式中操作以將區(qū)片分配給處理引擎。多個分配模式包括空間分配模式，其中空間相鄰區(qū)片組根據(jù)空間分配方案而被分配給處理引擎，其確保空間相鄰區(qū)片組中的每組被分配給耦合到相同高速緩存子系統(tǒng)的處理引擎的集合。

技術領域

本發(fā)明涉及對圖形處理系統(tǒng)中的處理引擎的區(qū)片分配。

背景技術

圖形處理系統(tǒng)通常被配置為(例如從在計算機系統(tǒng)上運行的應用)接收圖形數(shù)據(jù)，并且渲染圖形數(shù)據(jù)以提供渲染輸出。例如，向圖形處理系統(tǒng)提供的圖形數(shù)據(jù)可以描述待渲染的三維(3D)場景內(nèi)的幾何形狀，并且渲染輸出可以是場景的經(jīng)渲染的圖像。一些圖形處理系統(tǒng)(其可以被稱為“基于區(qū)片的(tile-based)”圖形處理系統(tǒng))使用被再分成多個區(qū)片的渲染空間。“區(qū)片”是渲染空間的區(qū)域，并且可以具有任何適合的形狀，但是通常是矩形(其中術語“矩形”包括正方形)。為了給出一些示例，區(qū)片可以覆蓋待渲染的圖像的16×16像素塊或32×32像素塊。如本領域中已知的，存在將渲染空間再分成區(qū)片的許多益處。例如，將渲染空間再分成區(qū)片允許圖像以逐區(qū)片方式渲染，其中針對區(qū)片的圖形數(shù)據(jù)可以在區(qū)片的渲染期間被臨時存儲“在芯片上”，由此降低在系統(tǒng)存儲器與實現(xiàn)圖形處理系統(tǒng)的圖形處理單元(GPU)所在的芯片之間傳送的數(shù)據(jù)量。

基于區(qū)片的圖形處理系統(tǒng)通常在兩個階段中操作：幾何處理階段和柵格化階段。在幾何處理階段中，針對渲染的圖形數(shù)據(jù)被分析，以針對區(qū)片中的每個區(qū)片確定哪些圖形數(shù)據(jù)項存在于該區(qū)片中。然后，在柵格化階段中，可以通過處理被確定為存在于該區(qū)片內(nèi)的那些圖形數(shù)據(jù)項來渲染區(qū)片(而不需要處理在幾何處理階段中被確定為不存在于特定區(qū)片內(nèi)的圖形數(shù)據(jù)項)。圖形數(shù)據(jù)項可以表示幾何形狀，其描述場景中的結構的表面并且其被稱為“基元(primitive)”。常見基元形狀是三角形，但是基元可以是其他2D形狀或也可以是線或點。對象可以由一個或多個(例如，數(shù)百、數(shù)千或數(shù)百萬個)這樣的基元組成。

圖1示出了可以被用于渲染3D場景的圖像的圖形處理系統(tǒng)100的一些元件。該圖形處理系統(tǒng)100包括圖形處理單元(GPU)102和存儲器104₁和存儲器104₂的兩個部分。存儲器104₁和存儲器104₂的兩個部分可以是或可以不是相同物理存儲器的部分。

GPU 102包括預處理模塊106、區(qū)片化單元108和柵格化模塊110，其中柵格化模塊110包括隱藏表面移除(HSR)單元112和紋理化/陰影化單元114。紋理化/陰影化單元114包括一個或多個處理引擎，其可以被稱為“統(tǒng)一陰影化聚類”(USC)。對圖形處理系統(tǒng)100進行布置，使得在預處理模塊106處接收由應用提供的基元的序列。

在幾何處理階段中，預處理模塊106執(zhí)行諸如包括修剪和裁剪的幾何處理的功能以移除未落到可見視圖中的基元。該預處理模塊106還可以將基元投影到屏幕空間中。從預處理模塊106輸出的基元被傳遞到區(qū)片化單元108，其確定哪些基元存在于圖形處理系統(tǒng)100的渲染空間的區(qū)片中的每個區(qū)片中。區(qū)片化單元108通過創(chuàng)建針對區(qū)片的顯示列表來將基元分配給渲染空間的區(qū)片，其中針對區(qū)片的顯示列表包括存在于區(qū)片內(nèi)的基元的指示。該顯示列表和基元從區(qū)片化單元108輸出并且被存儲在存儲器104₁中。