[發明專利]GPU中一種紋理貼圖的硬件加速實現方法

有效

• 申請號: 201810797836.7
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109064535B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 吳興濤;石小剛;黃光新
• 申請（專利權）人: 南京軍微半導體科技有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/04
• 代理公司: 合肥禾知知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34246
• 代理人: 盧雙雙

本發明公開了GPU中一種紋理貼圖的硬件加速實現方法，它涉及GPU設計領域。支持OpenGL2.1版本下的1D、2D、3D紋理貼圖；支持紋理反走樣的Mipmap操作；并支持多重紋理映射；支持以S3TC壓縮紋理下的紋理解壓縮操作；同時，存在多個染色處理器時，支持可擴展性，提高GPU圖像和圖形渲染效率。而采用支持壓縮功能的紋理解決方案，可以減少紋理訪問的數據帶寬，提升紋理貼圖效率，并節省紋理存儲資源。

技術領域

本發明涉及的是GPU設計領域，具體涉及GPU中一種紋理貼圖的硬件加速實現方法。

背景技術

在計算機圖形學中，可以首先通過呈現對象的幾何形狀，然后向對象幾何形狀應用紋理貼圖，來呈現對象，實現對象的逼真效果。

中國專利申請號為201611140118.X的發明提供了一種可配置的快速紋理壓縮方法，將紋理圖片分成一系列紋理單元格，根據用戶配置信息，在單元格內預篩選基準顏色，組合生成壓縮紋理數據，可配置的快速、高效完成紋理壓縮過程。其存在如下缺陷：

1).壓縮后的紋理數據恢復存在較大失真；

2).誤差因子計算復雜，硬件實現難度大。

綜上所述，本發明設計了一種GPU中一種紋理貼圖的硬件加速實現方法。該紋理單元支持OpenGL2.1版本下的1D、2D、3D紋理貼圖；支持紋理反走樣的Mipmap操作；并支持多重紋理映射；支持以S3TC壓縮紋理下的紋理解壓縮操作；同時，存在多個染色處理器時，支持可擴展性，提高GPU圖像和圖形渲染效率。而采用支持壓縮功能的紋理解決方案，可以減少紋理訪問的數據帶寬，提升紋理貼圖效率，并節省紋理存儲資源。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在于提供GPU中一種紋理貼圖的硬件加速實現方法，支持OpenGL2.1版本下的1D、2D、3D紋理貼圖；支持紋理反走樣的Mipmap操作；并支持多重紋理映射；支持以S3TC壓縮紋理下的紋理解壓縮操作；同時，存在多個染色處理器時，支持可擴展性，提高GPU圖像和圖形渲染效率。而采用支持壓縮功能的紋理解決方案，可以減少紋理訪問的數據帶寬，提升紋理貼圖效率，并節省紋理存儲資源。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：GPU中一種紋理貼圖的硬件加速實現方法，支持OpenGL2.1標準下的正常１Ｄ、２Ｄ紋理數據或者可視化的紋理圖片用于紋理貼圖操作；支持OpenGL2.1標準下的正常3D紋理數據或者可視化的紋理圖片用于紋理貼圖操作；兼容S3TC壓縮紋理格式下的解壓縮操作；支持OpenGL2.1標準下的MipMap操作。

所述的支持OpenGL2.1標準下的正常１Ｄ、２Ｄ紋理數據或者可視化的紋理圖片用于紋理貼圖操作的具體步驟為：首先，用戶將需要貼圖的紋理數據寫入到存儲DDR中，同時將紋理數據的配置信息（紋理寬、高、每一個紋素SIZE大小、是否是壓縮標志FLAG、紋素FORMAT格式、是否是3D標志、紋素數據在DDR中的基地址）寫入紋理配置單元（TU_CFG）中。首先，當像素染色處理單元（GCU）需要進行1D、2D紋理貼圖時，GCU通過紋理坐標S和紋理寬度W相乘獲得請求紋理單元的紋理寬度U，坐標T和紋理高度H相乘獲得請求紋理單元的紋理高度V，然后紋理地址計算單元（TU_ADDR）再通過GCU請求的是哪一幅紋理中的哪一個細節層(T#、LOD)，從TU_CFG查找表中獲得需要進行紋理貼圖的紋理配置信息（紋理寬、高、每一個紋素大小、是否是壓縮標志，是否是3D標志以及紋理數據在DDR中的基地址），通過U與每一個紋素在內存中占用字節數(紋素的大小)?相乘后加上基地址后得到訪問DDR的地址，最后再根據地址的偏移地址以及每一個紋素占用的大小，從而獲得請求紋理cache的次數。當紋理cache返回紋理數據后，紋理數據計算單元（TU_DATA）通過紋素格式以及偏移地址和一個紋素占用的大小，得到正確的紋理數據，用于1D、2D紋理格式貼圖操作。