[发明专利]存储器管理系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及存储器管理系统并且尤其涉及用于3D图形系统中的管理存储器中的系统。

背景技术

在申请人的英国专利No.2281682中，描述了多边形的3D渲染系统，其中所看到的每个对象可看作是定义在一组无限的表面中。将显示图像的屏幕的每个像点区域（即像素）具有射线，该射线通过基本区域从视点投射到3D场景中。然后确定投射的射线与每个表面的交叉位置。根据这些交叉点，然后可以确定是否任何交叉的表面在那个像点区域都是可见的。然后像点区域依据确定的结果被掩盖以用于显示。该系统可以在包括多个单元的管线类型处理器中实施，多个单元中的每个单元可以执行与表面的交叉点计算。因此，大量的表面交叉点可以被同时计算。每个单元被装载了一组定义用于执行交叉测试的表面的系数。

在申请人的英国专利No.2298111中描述了另一种配置，其中图像被分为分子区域或图块（tile）并且图块被轮流处理。各种图块大小被使用并且边界框在全部对象的周围被投射使得只有落入边界框内的那些图块需要处理。为了选择适当的图块大小，这通过确定对象在可视化屏幕上的分布来完成。然后定义各种对象的表面被存储在显示列表中，从而避免了需要存储用于每个图块的相同表面，因为多个表面组成的一个对象可以显示在多个图块中。还存储识别显示列表中的对象指针。每个图块具有一个对象指针。然后图块可以使用上述射线投射技术轮流被渲染直到每个图块中的所有对象被处理。这是一个有用的方法，因为渲染已知在特定图块中不可见的对象无需作出努力。

在申请人的英国专利No.2343603中提出了另一种配置，其中不需要显示特定对象的边界框内的任何图块在渲染之前被丢弃。

在上述的现有系统中，处理器通常包括三个组件。图块加速器单元（TA）执行图块化操作，即选择适当的图块大小并将可视化屏幕划分成多个图块，并提供图块信息（即用于每个图块的3D对象数据）到显示列表存储器。图像合成处理器（ISP）使用显示列表存储器中的3D对象数据来执行上述的射线/表面交叉测试。这产生了用于可视化屏幕的每个像点区域的深度数据。在此之后，从ISP得出的图像数据被提供至结构化和阴影化处理器（TSP），TSP将结构化和阴影化数据应用到已经被确定为可见的表面并将图像和阴影化数据输出到帧缓冲存储器。因此，显示器的每个像点区域的外观被确定以便呈现3D图像。

在申请人的欧洲专利No.1287494中描述了另外一种有利的配置，特别用于复杂场景，在该场景中用于每个图块的更多的3D对象数据需要被存储在显示列表存储器中，这导致了增加的存储请求。这提出了局部渲染的想法。在EP 1287494中，描述了存储器管理系统，其中在基于图块的渲染系统中，存储器块（页面）被分配给各个图块以用于与每个图块相关联的对象列表的存储。当3D系统确定对象在图块中可能是可见的时，关于该对象的数据被写入各自的对象列表。对于复杂的图像，需要用于对象列表的数据的数量将大于分配给该对象列表的存储器块的大小。所以，当在对象列表中存储的数据的数量超出预定的阈值时，已经写入对象列表的对象针对该图块被渲染。然后其他对象被写入对象列表直到所有对象都已经被确定在图块中是可见的或者是不可见的，并且剩余数据可能准备被渲染（结构化和阴影化）以用于显示。

一些对象与不止一个图块交叉。为此，通常使用用于所有图块的全局对象列表。这包含关于覆盖多个图块的那些对象的数据和来自用于每个图块的基于图块的对象列表的渲染数据，渲染来自全局图块列表的数据以确定任何对象在图块内的任何特定像素处是否是可见的是必要的。但是，在一些情况中，用于图像的全局对象列表的使用可能不是特别有效的。这是因为即使对于与例如仅仅两个图块相交的对象，数据也必须被写入全局对象列表并且针对屏幕中的每个图块进行处理以确定对象在屏幕中的每个图块中是否是可见的。

优选地，全局列表的大小通过将多个全局列表与宏图块而不是整个屏幕（每个宏图块包括屏幕上的多个平铺区域）相关联而减少。照惯例，存储器页面的每个存储器页面与屏幕上宏图块相关联以确定多少存储器用于宏图块。因此，对于宏图块中的单独图块，存储器页面按以下方式被管理：在图块被渲染时，然后存储器的至少一个页面被释放以进行重新使用。

发明内容