[发明专利]通过使用可置换的剔除程序提高图形性能的方法、显示适配器和计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明整体涉及数字表示图形，尤其涉及提高生成数字表示图形的性能。 

背景技术

数字表示图形(digitally represented graphics)，例如计算机图形，在性能上一直持续不断地得到改进。 

在二十世纪八十年代和九十年代，出现了具有图形加速器的用于计算机和游戏控制台的显示适配器，这减轻了在图形生成时中央处理单元(CPU)的负担。起初，显示适配器提供2D图形加速，但是它们最终还包括了对3D图形加速的支持。如今显示适配器使用了通常被叫做图形处理单元(GPU)的处理单元。。 

由于3D图形的复杂性，当前的GPU在执行与3D图形相关的计算时使用了其大量的处理能力。 

显示适配器持续出现的问题是性能问题。始终会存在需要更高帧速率(每秒钟所渲染的屏幕图像)、更高分辨率和更高图像质量的新的应用和游戏，这就导致了对于在尽可能短的时间内渲染每一个屏幕图像的需求。换句话说，提高性能始终是非常重要的。 

一种通常的提高性能的方法就是通过提供更高的时钟速度、流水线化或者利用并行计算来提高GPU的处理能力。然而，这样通常会产生更多的热量，导致更多的电力消耗，以及为了冷却GPU产生的更高的风扇噪音。而且，每一个GPU的时钟速度也是有限制的。 

因此，在改进数字表示图形的性能方面仍然存在能力不足的问题。 

发明内容

鉴于上述原因，本发明的一个目的就是为了解决或者至少减少上述的问题。 

通常，通过附带的独立专利权利要求来实现上述目的。 

根据本发明的第一方面，提供了一种用于提高数字表示图形的生成性能的方法，包括以下步骤：选择要处理的包含碎片(fragment)的瓦片(tile)；对该瓦片执行剔除程序，该剔除程序是可置换的；并且对所述碎片的多个子集中的每一个子集执行一指令集，所述指令集是基于所述剔除程序的输出值而从多个指令集中选出的。因此有可能创建处理瓦片的剔除程序，并且执行这些剔除程序来提高性能。 

在对所述瓦片执行剔除程序的步骤中，可以对所述剔除程序的至少一部分指令使用表示整个瓦片的算法。这使得在每一次都可以处理多个碎片，从而提高了性能。 

在执行剔除程序的步骤中，对所述剔除程序的至少一部分指令使用区间(interval)算法。区间算法允许表示多个碎片并且实现起来相对容易。 

在执行剔除程序的步骤中，对所述剔除程序的至少一部分指令使用仿射算法。仿射算法可以获得对多个碎片的相对准确的表示。 

上述方法可以进一步包括以下步骤：向所述剔除程序提供表示所述碎片中的多个碎片的至少一个属性的值。 

所述瓦片的碎片的每一个子集都可以包括一个碎片。换句话说，可以针对每一个碎片执行处理。 

执行指令集的步骤可以包括：当所述输出值满足剔除条件时，对于所述碎片的多个子集中的每一个子集执行第一指令集，而当所述输出值不满足所述剔除条件时，对于碎片的所述多个子集中的每一个子集执行第二指令集。 

第一指令集可以比第二指令集包含更少的指令。 

第一指令集可以包含零个指令。换句话说，如果所述剔除条件为“真”，则不执行指令，这样就提高了性能。 

在执行指令集的步骤中，所述剔除条件可以对应于：所述瓦片的碎片对最终渲染的图像没有贡献。这是本发明中性能提高的根源。 

在执行指令集的步骤中，所述剔除条件可以对应于：所述瓦片的碎片 对最终渲染的图像的贡献小于一阈值。这样可以在与图像质量的降低之间具有某种折衷的情况下进一步提高性能。可以根据所需要的在性能与图像质量之间的平衡来任意地设定所述阈值。 

在提供值的步骤中，使用区间算法，并使用所述瓦片的多个碎片作为输入，来计算所述值。 

在提供值的步骤中，使用仿射算法，并使用所述瓦片的多个碎片作为输入，来计算所述值。 

在提供值的步骤中，作为所述剔除程序请求对所述值进行访问的结果，来计算所述值。换句话说，可以使用一种“拉(pull)”的机制向剔除程序提供值。 

在提供值的步骤中，在执行所述剔除程序之前计算所述值。换句话说，可以使用一种“推(push)”的机制向剔除程序提供值。 

选择要处理的包含碎片的瓦片的步骤包括：选择至少部分地被正在处理的多边形所覆盖的瓦片。换句话说，选择多边形对其具有贡献的瓦片。