[发明专利]图形处理单元及图形处理方法、处理器

说明书

技术领域

本发明是有关于图形处理，尤指整合绘图管线所处理的多种图元样式的方法与装置。

背景技术

比起之前，目前的计算机应用程序多为绘图密集并需要更高阶的计算机处理能力，诸如游戏类等应用程序常常牵涉到复杂且极细致的图形描绘，需要大量且不间断的运算，为了满足消费者的需求，增加诸如游戏类等计算应用程序的绘图能力，计算机结构亦随之日新月异。

提到计算机，尤其是个人计算机，已规划要应付程序设计者对娱乐及多媒体应用程序愈来愈严苛的条件(如高画质影音与最新的3D游戏)，因此对系统频宽有更高的要求，而出现分配频宽给此类频宽需求较高的应用程序的方法，例如提供额外频宽空间给后来产生的应用程序。

因此，目前的计算机系统常常包括多个处理器，例如图形处理单元(graphics processing unit，GPU)便是一种主处理器(如中央处理单元(central processing unit，CPU))之外的协同处理器(coprocessor)，可以进行特定的处理任务，让图形处理单元处理这些任务，中央处理单元便可进行其他任务，于某些情况下，如果图形处理单元等协同处理器是微处理器，则可以与中央处理单元一起设置在主机板上，于其他应用中，本领域技术人员亦知，图形处理单元及/或其他协同处理装置可以做成可实行电连接的独立卡，例如图形处理单元便可以绘图卡方式实施。

图形处理单元等协同处理器可能需要常常存取诸如视频存储器等扩充存储器，以进行任务的处理，协同处理器通常设计专用于处理特定任务，如图形处理单元便是用来以最有效的方式执行三维绘图计算，以支持绘图密集的应用程序，当仅执行单个绘图密集应用程序时，传统的计算机系统和协同处理器还足以应付，但是当尝试同时执行多个绘图密集应用程序，此类计算机系统及协同处理器很可能会发生问题。

通常图形处理单元的输入是以图元(primitive)串流表示，图元是代表图形的基本元件，如点、线、圆、三角形等等，这些是二维图元，  如果是在一实体模型系统(solid modelingsystem)中，三维图元则包括柱形、立方体、球体等等，有时会加上三角形及/或线条，这些图元配合图形处理单元使用的规则，可以构成预先定义的图样(pattern)。

绘图密集的应用程序常常具有等待图形处理单元处理的各式图元，  图元可由绘图应用程序接口(applicationprogramming interface，API)标准定义，例如开放式绘图函数库(open graphics library，OpenGL)及/或Direct 3D(D3D)，OpenGL是跨语言跨平台的应用程序接口标准，可用来撰写产生二维或三维计算机绘图的应用程序，D3D是微软的标准，与不同的微软系统配合以进行二维及三维的计算机绘图。

图形处理单元可以接受呼叫而处理各种的图元，也包括了旧式(legacy)图元，位于图形处理单元管线开端的处理元件会以既定的方式将不同的图元传送给不同的处理元件。

因为图元种类繁多又复杂，图形处理单元管线通常具备很多的处理门(gate)来应付需要处理的各式图元，有些种类的图元很复杂，图形处理单元管线的各处理元件可能有多达20万个门来处理这些复杂的图元，像是三角扇形(triangle fan)或四边形列表(quad list)。

要增加图形处理单元管线的每一个处理元件的门数，势必增加图形处理单元管线的制造成本，但是如果图形处理单元管线要处理多种图元，这又是必须的，如果能够减少图形处理单元管线的处理元件的门数，而又能保有处理来自输入流的各种图元的能力，便能减少处理元件的相关成本。

因此，目前亟需能克服上述缺失及缺点的发明。

发明内容

绘图管线内的一处理器能将绘图图元输入流转换成预定绘图图元输出流，其中处理器辨识所接收的绘图图元输入流内的预定序列图样，接着处理器判断该辨识序列图样是否可转换成某一预定绘图图元输出流，如果可以，处理器找出该辨识序列图样内的多个顶点，并重新排序该顶点成为一预定输出图样，之后，处理器输出对应于一个或多个处理元件的该预定输出图样。