[发明专利]用于提高的图形性能的方法、设备和计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及数字表示图形并且更具体地涉及用于提高产生数字表示图形的性能的方法、设备和计算机程序产品。

背景技术

例如计算机图形等数字表示图形在性能上连续不断地提高。在二十世纪八十和九十年代，出现的用于计算机和游戏控制台的显示适配器具有图形加速器，从而在图形产生中对中央处理单元(CPU)卸载。最初，显示适配器提供2D图形的加速，但最后这些也包括对加速的3D图形的支持。现代显示适配器使用常常称为图形处理单元(GPU)的处理单元。

由于3D图形的复杂性，现今的GPU:s使用大量的它们的处理能力以执行与3D图形相关的计算。

对于显示适配器的连续不断的问题是性能。一直有新的应用程序和游戏要求更高的帧率(每秒渲染的屏幕图像)、更高的分辨率和更高的图像质量，从而引起要求每个屏幕图像应该尽可能短时间地渲染。也就是说，增加性能一直是重要的。

增加性能的一个已知的方式是通过使更高的时钟速度成为可能、流水线操作或开发并行计算增加GPU:s的处理能力。然而，这常常产生更多的热，从而引起更多的功耗和更高的用于冷却GPU的风扇噪声。功耗和热是移动装置的主要限制和瓶颈。此外，对每个GPU的时钟速度存在限制。

因此，对于提高数字表示图形中的性能的不足的能力仍然存在问题。

发明内容

鉴于上文，本发明的目的是解决或至少减少上文论述的问题。

一般，上文的目的通过附上的独立专利权利要求达到。

根据第一方面，本发明通过用于提高数字表示图形的产生的性能的方法实现。该方法包括：接收基本图元(basic primitive)的第一表示；提供与顶点位置确定关联的指令集；使用有界运算(boundedarithmetic)对所述基本图元的所述第一表示执行所述指令集用于提供所述基本图元的第二表示；以及使所述基本图元的所述第二表示经过剔除处理(culling process)。对基本图元进行剔除是有利的，其中基本图元和基本图元的表示可在图形流水线开始处丢弃，其引起性能增益。此外，在完全渲染的图像中不可见的大部分表面不在过程中转发，其也引起性能增益。也就是说，对全部基本图元进行剔除是有利的，其中避免大部分不可见表面的曲面细分(tessellation)，其引起性能增益。

在计算机图形中，顶点包括与在空间中的位置关联的数据。例如，顶点可是与图元的角关联的所有数据。顶点不仅与三个空间坐标关联也与正确渲染对象必需的其他图形信息关联，例如颜色、反射率性质、纹理和表面法线等。

连接的顶点集可以用于限定图元。图元可以例如是三角形、四边形、多边形或其他几何形式，或备选地图元可以例如是空间中的表面或点。表示为三角形的图元具有例如三个顶点并且四边形具有四个顶点。

该方法可包括：从所述基本图元的所述第一表示选择至少一个顶点，对所述至少一个顶点的第一表示执行与顶点位置确定关联的指令集用于提供所述至少一个顶点的第二表示，并且使所述至少一个顶点的所述第二表示经过剔除处理，其中所述剔除处理的输出包括剔除所述至少一个顶点的决定和不剔除所述至少一个顶点的决定中的一个，并且在所述剔除处理的该输出包括剔除所述至少一个顶点的决定的情况下，则进行：所述接收基本图元的第一表示，所述提供与顶点位置确定关联的指令集，所述使用有界运算对所述基本图元的所述第一表示执行所述指令集用于提供所述基本图元的第二表示，以及所述使所述基本图元的所述第二表示经过剔除处理。这是有利的，因为它引起性能增益。如果例如剔除处理的输出是不剔除所述至少一个顶点的决定，则它产生与根据第一方面的方法相比的较低容量昂贵(lesscapacity expensive)的方法。

该方法可包括：确定包围所述基本图元的所述第二表示的边界体积；以及使所述边界体积经过剔除处理。这是有利的，其中不必提供预定界限并且边界体积自动确定。

该方法可包括执行曲面细分处理，其中所述曲面细分处理基于所述剔除处理的输出。因此，剔除在曲面细分之前进行。在剔除后进行曲面细分引起性能增益，因为对较少的基本图元进行曲面细分并且从而是有利的。所述剔除处理可以是第二表示经过的剔除处理和/或边界体积经过的剔除处理。

该方法可包括所述剔除处理是可替换的。这是有利的，其中剔除处理可由例如用户修改。可替换的剔除处理应用于第一方面的所有实施例。