[发明专利]用于图像处理的块渲染

说明书

背景技术

块渲染(tiling rendering)体系结构将计算机生成的图像划分成较小部分以分别进行渲染。每个部分称为块。块渲染体系结构的流水线通常由前端和后端组成。前端对场景中的顶点执行顶点着色，并将每个所得三角形归类到与其重叠的块中。注意，对非几何属性的着色可推迟到后端。在前端之后出现的后端通过对任何余下属性进行顶点着色、将其三角形栅格化并对所得的片段进行像素着色来分别处理每个块。

具有许多称为核的独立执行单元的并行硬件需要使渲染工作在核之间平均分配以充分利用其资源的策略，即工作需要是负荷平衡的。这是极其重要的，因为渲染性能会取决于渲染完成方式而显著提高。

前端可将场景几何结构分割成合适的区块，以供每个核并行地处理。每个此类区块被称为几何批次(geometry batch)。该分割可以是任意的，因此容易在前端实现良好的负荷平衡。后端是固有并行的，因为每个块能被独立地处理。然而，这并不保证良好的负荷平衡。取决于场景中的几何分布和着色复杂度，大部分工作可能在几个块中结束。在最坏情况下，单个块是代价昂贵，而剩下的块是低廉的。这导致负荷失衡，因为选中昂贵块的核将需要大量时间来处理该块。在此期间，余下核将空闲，因为它们很快完成了它们的工作。

附图说明

图1是一个实施例的流程图；

图2是一个实施例的流程图；

图3是一个实施例的流程图；以及

图4是一个实施例的系统描述。

具体实施方式

可使用技术的组合来平衡块渲染流水线中后端的负荷。如图1所示，在一些实施例中，在前端工作42之后，部件包括用于估计给定块的成本的流水线40、记录成本模型所需信息的前端每块计数器44、何时分割块的试探法46、对向核调派工作进行排序的试探法48、以及丢弃子块外的三角形和片段的专用栅格化器50。然后后端工作52完成。

准确查明单个核需要多少时间来执行块的后端工作的唯一方式是实际执行该工作。然而，需要在不实际进行该工作的情况下大概知道所需时间是多长。为此，在一个实施例中，不昂贵的成本估计模型计算需要多少时间来执行块的后端工作。当已针对所有块完成该估计时，在可用核之间均匀地分配所有块的工作的机会明显更高。

成本估计模型可使用可从典型前端记录的数据以给出在后端处理给定块所需的时间的估计。为了估计单个三角形的成本，需要大概知道它覆盖了多少个样本。在理想情况下，“父”块和三角形之间的交集的面积可被用作三角形覆盖了多少个样本的度量。这可能不容易计算，因为它可能涉及对每个三角形的代价昂贵的剪裁。替代地，在确定交迭块时，可利用在前端进行的观测对每个三角形粗略归类，例如该三角形是否覆盖整个块。此外，很小的三角形可使用栅格化器中的特殊代码路径，从而促成对此类三角形特殊归类的需要。不同的归类称为三角形类型。注意，三角形类型与诸如像素着色或z-缓冲模式之类的当前渲染状态无关。给定块的数据可包括但不限于：归属于块的某种三角形类型的三角形数量；归属于块的某种三角形类型的每个三角形的像素着色成本总和，例如执行针对单个片段的某个像素着色器所需的循环；以及归属于块的遵守特定渲染状态(例如启用仅模板或早期z挑选(early-z-cull))的某种三角形类型的三角形数量。

包括针对较高级构造的计数器也是有用的，诸如包含与块交迭的三角形的几何批次的数量。每个几何批次通常将引发特定量的开销。

在一些实施例中，该模型可使用该数据来形成线性和对数项，这些项的加权和表示处理该块所花费的时间。对数项用于对包藏(occlusion)进行建模，即，当三角形可见时，因为需要针对该三角形覆盖的像素计算所有着色，所以通常将花费较长时间来处理该三角形，而当三角形被之前渲染的三角形包藏(遮蔽)时，执行将较为低廉。可使用收敛于每像素的交迭三角形数的对数的模型。参见Cox、Michael以及Pat Hanrahan的“用于对象并行渲染的像素合并：分布式监听算法(Pixel merging for object-parallelrendering：a distributed snooping algorithm)”，1993并行渲染研讨会论文集，第49-56页(1993)(Proceedings of the 1993 Symposium on ParallelRendering，pp.49-56(1993))。