[发明专利]图形处理系统及其操作方法与计算机可读存储介质

说明书

本公开涉及图形处理系统及其操作方法与计算机可读存储介质。一种图形处理系统执行最终收集处理，以生成用于场景(10)的最终收集照明数据。最终收集处理包括从场景(10)内的最终收集点(17)投射采样射线(32)。针对场景(10)而提供的辐射度数据使用从最终收集点(17)投射的采样射线(32)来采样。最终收集照明数据然后根据所采样的辐射度数据生成。采样射线(32)基于针对场景(10)而提供的方向辐照度数据(31)以被通知方式从最终收集点(17)投射。最终收集处理可以因此由图形处理系统更有效和/或高效地执行。

技术领域

本发明涉及图形处理，具体地涉及图形处理系统的操作，该图形处理系统执行最终收集处理以生成用于待渲染场景的最终收集照明数据。

背景技术

在图形处理系统中，通常通过将各个表面子划分为称为“基元”的多个类似基本成分以允许更容易执行图形处理操作来渲染用于显示的表面。这些基元通常以简单的多边形(诸如三角形)的形式。各个基元通常由一组顶点限定并且被表示为一组顶点。用于基元的各个顶点通常与指示基元在该顶点处的特性的一组顶点属性数据(诸如位置、颜色、透明度、纹理坐标等)关联。例如，当栅格化和渲染基元以生成图形处理系统的期望输出时，可以使用该顶点属性数据。

经常期望的是应用照明效果，以加强含有待渲染表面的场景的气氛和/或现实(realism)。用于应用照明效果的一种常见方法使用“光子射线追踪”处理，以生成场景内的表面的辐射度数据(即，生成表示透过场景内的表面、从场景内的表面发射、被场景内的表面反射等的光的强度的数据)。光子射线追踪处理通常包括从用于照亮场景的各个光源朝向场景内的表面投射多个光子射线。计算被射线交叉的表面上的点处的辐射度，并且计算得的辐射度作为辐射度数据存储在场景的表面的“光照图”中。然后，当渲染场景的表面时，可以使用光照图。例如，光照图中的辐射度数据在渲染代表场景的表面的基元时可以用作照明纹理。

当执行光子射线追踪时，进一步“递归性”光子射线可以从场景内的表面朝向场景内的其他表面投射。这可以提供重复第一和可能随后的光反弹的间接照明效果。这可以改善照明效果的气氛和/或现实。然而，投射充足数量的递归光子射线可能在计算上是花费多的。另一方面，不投射递归光子射线或投射不充足数量的递归光子射线可能导致该场景中不期望的和/或不现实的阴暗或黑暗区域。

为了改进照明效果的气氛和/或现实，可以执行“最终收集”处理。最终收集处理通常包括远离场景内的表面的“最终收集点”朝向场景的其他表面和/或光源沿所有方向投射多个采样射线。采样射线在那些采样射线满足其他表面和/或光源的点处对用于其他表面和/或光源的辐射度数据进行采样。然后组合用于最终收集点的所采样辐射度数据，以生成用于场景的最终收集照明数据。然后，当渲染场景时，可以使用最终收集照明数据。例如，最终收集照明数据可以用于创建照明纹理，其然后在渲染代表场景的表面的基元时可以使用。

投射采样射线所沿的方向(即，远离生成照明数据的点)意味着无需投射递归射线，以当执行最终收集处理时创建间接照明效果。由此，最终收集处理可能导致加强场景被照亮的气氛和/或现实，而与等同的光子射线追踪处理相比在计算上花费不太多。

为了特别有效，最终收集处理通常仍然要求大量的采样射线，以从大量的最终收集点沿所有方向投射。这可能对图形处理系统有较大处理负担。当然可以减少采样射线和/或最终收集点的数量，以减少所需的处理量，但这将不可避免地减少生成的最终收集照明数据的量。

申请人因此相信还存在针对改进执行最终收集处理的图形处理系统的操作的范围。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种操作图形处理系统的方法，该方法包括以下步骤：

执行最终收集处理，以生成用于待渲染场景的最终收集照明数据，所述最终收集处理包括：