[發(fā)明專利]圖形處理單元和使用渲染空間的圖塊集合的成本指示來控制渲染復(fù)雜度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810029624.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN108305318B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·豪森;R·布羅德赫斯特;S·菲施維克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 想象技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T15/20
• 分類號(hào): G06T15/20;G06T1/20
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林;王青芝

一種圖形處理單元(GPU)使用被細(xì)分成多個(gè)圖塊的渲染空間來處理圖形數(shù)據(jù)。GPU包括成本指示邏輯，其被配置為獲取用于渲染空間的一個(gè)或多個(gè)圖塊的多個(gè)集合中的每個(gè)集合的成本指示。圖塊集合的成本指示表明處理一個(gè)或多個(gè)圖塊的集合的成本。GPU基于圖塊的成本指示來對(duì)渲染這些圖塊中的圖元的渲染復(fù)雜度進(jìn)行控制。這允許基于圖塊內(nèi)的圖形數(shù)據(jù)的復(fù)雜度、以適合的方式渲染圖塊。這又允許渲染滿足諸如定時(shí)約束等約束，即使不同圖塊的復(fù)雜度在圖像內(nèi)可以顯著變化。

背景技術(shù)

圖形處理系統(tǒng)通常被配置為(例如從在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用)接收?qǐng)D形數(shù)據(jù)，并且渲染圖形數(shù)據(jù)以提供渲染輸出。例如，提供給圖形處理系統(tǒng)的圖形數(shù)據(jù)可以描述待渲染的三維(3D)場(chǎng)景內(nèi)的幾何形狀，并且渲染輸出可以是已渲染的場(chǎng)景圖像。一些圖形處理系統(tǒng)(其可以被稱為“基于圖塊”的圖形處理系統(tǒng))使用被細(xì)分成多個(gè)圖塊(tile)的渲染空間。“圖塊”是渲染空間的區(qū)域，并且可以具有任何合適的形狀，但是通常為矩形(其中術(shù)語(yǔ)“矩形”包括正方形)。為了給出一些示例，圖塊可以覆蓋待渲染圖像的16×16像素塊或32×32像素塊。如本領(lǐng)域已知的，將渲染空間細(xì)分成圖塊具有很多益處。例如，將渲染空間細(xì)分成圖塊允許圖像以逐圖塊的方式被渲染，其中圖塊的圖形數(shù)據(jù)可以在圖塊的渲染期間被臨時(shí)存儲(chǔ)“在片上”。

基于圖塊的圖形處理系統(tǒng)通常分兩個(gè)階段進(jìn)行操作：幾何處理階段和渲染階段。在幾何處理階段，分析用于渲染的圖形數(shù)據(jù)以針對(duì)每個(gè)圖塊確定該圖塊內(nèi)存在哪些圖形數(shù)據(jù)項(xiàng)。然后在渲染階段，可以通過處理那些被確定為存在于圖塊內(nèi)的圖形數(shù)據(jù)項(xiàng)來渲染該圖塊(而不需要處理在幾何處理階段被確定為不存在于特定圖塊內(nèi)的圖形數(shù)據(jù)項(xiàng))。圖形數(shù)據(jù)項(xiàng)可以表示描述場(chǎng)景中結(jié)構(gòu)的表面的集合形狀，其被稱為“圖元”。常見的圖元形狀是三角形，但是圖元可以是其他2D形狀、或者也可以是線條或點(diǎn)。對(duì)象可以由一個(gè)或多個(gè)(例如，數(shù)百、數(shù)千或數(shù)百萬(wàn)個(gè))這樣的圖元組成。

經(jīng)渲染的圖像可以在顯示器上顯示。顯示器可以按照光柵掃描順序來刷新像素，使得圖像的上部像素行在圖像的下部像素行之前被顯示。在一些情況下，圖像可以實(shí)時(shí)地渲染和顯示。渲染圖像與顯示圖像之間的時(shí)延可能不利地影響用戶對(duì)應(yīng)用(例如，游戲應(yīng)用)的感知，特別是在用戶與應(yīng)用交互的情況下。這是虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的特殊問題。為了減少時(shí)延，基于圖塊的渲染系統(tǒng)可以在顯示器的光柵掃描之前以光柵掃描順序渲染圖塊。這可以允許在圖像的其他圖塊(例如，對(duì)應(yīng)于圖像的下部行)已經(jīng)被渲染之前，渲染并且顯示圖像的一些圖塊(例如，對(duì)應(yīng)于圖像的上部行)。這可以減少渲染/顯示鏈內(nèi)的時(shí)延。由于圖塊行的渲染始終必須在相應(yīng)掃描線的顯示之前進(jìn)行，所以這種方法對(duì)圖塊的渲染引入了嚴(yán)格的實(shí)時(shí)時(shí)序要求。

發(fā)明內(nèi)容

提供本“發(fā)明內(nèi)容”是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹將在以下“具體實(shí)施方式”中進(jìn)一步描述的一些概念。本“發(fā)明內(nèi)容”不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保護(hù)的主題的范圍。

在本文中描述的示例中，一種圖形處理單元被配置為使用被細(xì)分成多個(gè)圖塊的渲染空間來處理圖形數(shù)據(jù)。圖形處理單元包括成本指示邏輯，其被配置為獲取用于渲染空間的一個(gè)或多個(gè)圖塊的多個(gè)集合中的每個(gè)集合的成本指示，其中一個(gè)或多個(gè)圖塊的集合的成本指示表明處理一個(gè)或多個(gè)圖塊的集合的成本。圖形處理單元被配置為控制基于圖塊的成本指示來對(duì)這些圖塊中進(jìn)行渲染的圖元的渲染復(fù)雜度。這允許基于圖塊內(nèi)的圖形數(shù)據(jù)的復(fù)雜度、以適合的方式渲染圖塊。這又允許渲染滿足諸如定時(shí)約束等約束，即使不同圖塊的復(fù)雜度在圖像內(nèi)可以顯著變化。例如，可以存在定時(shí)約束，即圖塊行必須被及時(shí)渲染以在顯示器的光柵掃描之前顯示，并且一行中的圖塊的成本指示可以提供用于渲染這些圖塊可能的渲染時(shí)間的指示。如果可能的渲染時(shí)間不滿足定時(shí)約束，則可以降低該行中的至少一些圖塊的渲染復(fù)雜度，從而減少該行的渲染時(shí)間并且從而滿足定時(shí)約束。作為示例，可以通過對(duì)的為了渲染圖塊中的圖元而處理的每像素樣本數(shù)目進(jìn)行控制，來控制渲染復(fù)雜度。在另一示例中，在渲染時(shí)序不如圖像質(zhì)量重要的情況下，可以針對(duì)具有較高成本指示的圖塊增加渲染復(fù)雜度(例如，每像素的樣本數(shù))，因?yàn)檫@些塊可以包括更大的圖像細(xì)節(jié)，并且因此可以受益與具有較低成本指示的圖塊相比以更高的精確來渲染。