[发明专利]图形处理

说明书

技术领域

本发明涉及图形处理，并且特别地，涉及包括顶点着色（vertex shading）阶段的图形处理系统的操作。

背景技术

如本领域中已知的，图形处理典型地以流水线（pipelined）方式执行，具有对数据进行操作以便产生显示的最终图像的一个或多个流水线阶段。该处理的两个重要阶段典型地为：诸如变换和照明之类的所谓的顶点着色操作，其在代表要显示的图像的图元（多边形）的顶点上执行；以及后续的片段（像素）着色操作，其对构成要显示的图像的各个片段（像素）着色（赋色）。

诸如顶点变换和照明之类的顶点着色操作典型地在图形处理的所谓的“顶点着色器”阶段中执行。这典型地为在输入数据值上执行顶点着色器程序以便产生希望的输出数据集合（例如适当变换和照明的顶点数据）以供图形流水线的其余部分处理的可编程处理单元。（如本领域中已知的，通常将场景的每个图元（多边形）定义和表示为顶点集合，其中每个顶点具有与其关联的用于该顶点的数据值集合。顶点着色过程例如基于顶点所涉及的图元所经受的任何变换或照明修改针对该顶点的初始定义的数据值。）。

一旦用于场景的输入数据值经过顶点“着色”，那么通常将代表场景的图元光栅化以便为场景产生多个要被处理的“片段”。（如本领域中已知的，“片段”是在其上执行图形处理操作（例如再现）的离散图形实体。每个片段与场景的一个或多个采样点对应并且具有与其关联的必要数据，例如红色、绿色、蓝色（RGB）颜色数据、阿尔法（透明度）值和深度值，以允许显示所述（一个或多个）样本点。（片段也可以称为像素，但是情况并非必然是给定片段将完全与最终显示中的单个像素（像素元素）对应，因为诸如向下缩放之类的后处理可能意味着图形处理在其上操作的实体（片段）与显示像素之间不存在一一对应。））。

图形片段一旦产生，则经历对其着色以便产生其最终的输出颜色等值的若干过程，例如应用纹理、混合等等。例如显示所述片段所代表的（一个或多个）样本点所需的导出输出数据值的这样的过程可以称为“片段着色”或者“像素着色”并且在处理流水线的片段着色（也称为像素着色）阶段中执行。片段着色过程处理片段的初始定义的片段数据值以便正确地导出该片段的输出数据（显示该片段代表的（一个或多个）样本点所需的数据）。再一次地，片段着色器可以为执行一个或多个片段着色器程序以便对片段适当地着色（赋色）的可编程单元。

如本领域中已知的，顶点和片段着色操作通常对所谓的“属性”进行操作。属性是着色器程序中的输入或输出变量，并且可以代表例如位置、颜色或纹理坐标等等。

顶点着色器的输入属性可以称为初级属性，并且顶点着色器的输出属性（其也是片段着色器输入属性）可以称为次级属性。通常，对于给定的着色器程序（链接的顶点和片段着色器）而言，存在固定数量的初级属性（顶点着色器输入变量）和固定数量的次级属性（顶点着色器输出/片段着色器输入变量）。

对于特定的绘图（draw）调用而言，针对非实例化（instanced）的绘图，每个初级属性（顶点着色器输入变量）具有用于绘图调用的每个顶点的定义值。在实例化绘图的情况下，每个初级属性（顶点着色器输入变量）具有用于每个顶点或者用于每个实例的定义值。因此，在实例化模式操作中，一些初级属性将具有在每顶点基础上定义的值，并且因而可以被认为是“每顶点”属性。同样地，可以存在其值在每实例基础上定义的初级属性，所述属性因此可以被认为是“每实例”属性。

如本领域中已知的，当图形处理器在所谓的“实例化”模式下操作时，将绘制相同输入几何结构的多个“实例”（例如每次在稍微不同的位置）。在这种情况下，顶点着色器将每顶点每实例运行一次（即次数等于顶点数量乘以实例数量），而不是仅仅每顶点运行一次。因此，对于每个不同的顶点和实例组合而言，通常将存在为每个次级属性（顶点着色器输出变量）产生的顶点着色器输出（次级属性值）。

初级属性值典型地存储在存储器中以供顶点着色器使用。（这通常在图形API中规定。）要求图形处理的主机系统上的应用程序通常将规定顶点着色器输入属性和输入属性值的存储布局。

在传统的即时模式图形处理单元的情况下，为了向诸如片段着色器之类的后续处理阶段提供输出的经过顶点着色的次级属性值，顶点着色器输出典型地被引导通过芯片内的内部流水线。在延迟再现图形处理器（例如基于图块（tile）的图形处理器）的情况下，通常将顶点着色器输出（顶点着色的属性值）写到存储器，当片段着色器等需要时，于是从所述存储器访问这些顶点着色器输出。