[发明专利]GPU中一种纹理贴图的硬件加速实现方法

说明书

本发明公开了GPU中一种纹理贴图的硬件加速实现方法，它涉及GPU设计领域。支持OpenGL2.1版本下的1D、2D、3D纹理贴图；支持纹理反走样的Mipmap操作；并支持多重纹理映射；支持以S3TC压缩纹理下的纹理解压缩操作；同时，存在多个染色处理器时，支持可扩展性，提高GPU图像和图形渲染效率。而采用支持压缩功能的纹理解决方案，可以减少纹理访问的数据带宽，提升纹理贴图效率，并节省纹理存储资源。

技术领域

本发明涉及的是GPU设计领域，具体涉及GPU中一种纹理贴图的硬件加速实现方法。

背景技术

在计算机图形学中，可以首先通过呈现对象的几何形状，然后向对象几何形状应用纹理贴图，来呈现对象，实现对象的逼真效果。

中国专利申请号为201611140118.X的发明提供了一种可配置的快速纹理压缩方法，将纹理图片分成一系列纹理单元格，根据用户配置信息，在单元格内预筛选基准颜色，组合生成压缩纹理数据，可配置的快速、高效完成纹理压缩过程。其存在如下缺陷：

1).压缩后的纹理数据恢复存在较大失真；

2).误差因子计算复杂，硬件实现难度大。

综上所述，本发明设计了一种GPU中一种纹理贴图的硬件加速实现方法。该纹理单元支持OpenGL2.1版本下的1D、2D、3D纹理贴图；支持纹理反走样的Mipmap操作；并支持多重纹理映射；支持以S3TC压缩纹理下的纹理解压缩操作；同时，存在多个染色处理器时，支持可扩展性，提高GPU图像和图形渲染效率。而采用支持压缩功能的纹理解决方案，可以减少纹理访问的数据带宽，提升纹理贴图效率，并节省纹理存储资源。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供GPU中一种纹理贴图的硬件加速实现方法，支持OpenGL2.1版本下的1D、2D、3D纹理贴图；支持纹理反走样的Mipmap操作；并支持多重纹理映射；支持以S3TC压缩纹理下的纹理解压缩操作；同时，存在多个染色处理器时，支持可扩展性，提高GPU图像和图形渲染效率。而采用支持压缩功能的纹理解决方案，可以减少纹理访问的数据带宽，提升纹理贴图效率，并节省纹理存储资源。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：GPU中一种纹理贴图的硬件加速实现方法，支持OpenGL2.1标准下的正常１Ｄ、２Ｄ纹理数据或者可视化的纹理图片用于纹理贴图操作；支持OpenGL2.1标准下的正常3D纹理数据或者可视化的纹理图片用于纹理贴图操作；兼容S3TC压缩纹理格式下的解压缩操作；支持OpenGL2.1标准下的MipMap操作。

所述的支持OpenGL2.1标准下的正常１Ｄ、２Ｄ纹理数据或者可视化的纹理图片用于纹理贴图操作的具体步骤为：首先，用户将需要贴图的纹理数据写入到存储DDR中，同时将纹理数据的配置信息（纹理宽、高、每一个纹素SIZE大小、是否是压缩标志FLAG、纹素FORMAT格式、是否是3D标志、纹素数据在DDR中的基地址）写入纹理配置单元（TU_CFG）中。首先，当像素染色处理单元（GCU）需要进行1D、2D纹理贴图时，GCU通过纹理坐标S和纹理宽度W相乘获得请求纹理单元的纹理宽度U，坐标T和纹理高度H相乘获得请求纹理单元的纹理高度V，然后纹理地址计算单元（TU_ADDR）再通过GCU请求的是哪一幅纹理中的哪一个细节层(T#、LOD)，从TU_CFG查找表中获得需要进行纹理贴图的纹理配置信息（纹理宽、高、每一个纹素大小、是否是压缩标志，是否是3D标志以及纹理数据在DDR中的基地址），通过U与每一个纹素在内存中占用字节数(纹素的大小) 相乘后加上基地址后得到访问DDR的地址，最后再根据地址的偏移地址以及每一个纹素占用的大小，从而获得请求纹理cache的次数。当纹理cache返回纹理数据后，纹理数据计算单元（TU_DATA）通过纹素格式以及偏移地址和一个纹素占用的大小，得到正确的纹理数据，用于1D、2D纹理格式贴图操作。