[发明专利]用于实时图像变换的无未命中高速缓存结构

权利要求书

1.一种用于高速缓存图像数据的改进的方法，所述图像数据旨在用于与头戴式增强现实、混合现实或虚拟现实显示系统HMD一起使用，所述HMD具有图形处理单元GPU、带有片上高速缓存的全息处理单元HPU、系统存储器和显示器，所述GPU生成图像，所述图像包括能够在所述显示器上被显示的文本、全息对象和其他可视元素，所述系统存储器用于存储GPU图像，并且所述HPU被配置成执行后期调整，以针对在图像呈现过程期间能够发生的所述HMD的移动来校正GPU图像，并且所述高速缓存用于基于GPU生成的所述图像和所述后期调整来构造输出图像，并且所述HPU基于所述HMD的更新的预测姿势生成后期调整矩阵，所述后期调整矩阵将经后期调整的所述输出图像的每个像素映射到所述GPU图像的对应像素，所述方法包括以下动作，所述动作用于：

执行对来自系统存储器的所述GPU图像的一行或多行的初始预取，所述一行或多行按照构造所述输出图像所需的顺序被选择；

基于所述后期调整矩阵，按照构造所述输出图像所需的所述顺序将所述GPU图像的经初始预取的所述一行或多行写入到所述高速缓存中；以及

按照所述输出图像的光栅扫描顺序并根据所述调整矩阵，将所述GPU图像的经初始预取的所述一行或多行存储在所述高速缓存中，并且将所述输出图像输出，其中所述高速缓存的大小被选择以支持预定范围的后期调整，其中所述预定范围的后期调整基于一个或多个移动参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在用于执行初始预取操作的动作中，所述一行或多行是足以使得构造所述输出图像的第一部分所需的所有行都存在于所述高速缓存中的数目的行。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在用于写入经初始预取的所述一行或多行的动作中，构造所述输出图像所需的第一行被放置在所述高速缓存的中间处或其附近，并且所述一行或多行中的其他行中的每行基于它们在所述GPU图像中的相对定位而被放置在所述第一行的上方或下方。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括用于在所述显示器上呈现所述输出图像的动作。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

执行附加的预取操作以取回所述GPU图像的一个或多个附加行，基于所述后期调整矩阵，按照构造所述输出图像所需的所述顺序，所述GPU图像的所述一个或多个附加行被选择并被写入到所述高速缓存中。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括用于在不再需要所述GPU图像的每行来构造所述输出图像时，从所述高速缓存中自动驱逐所述GPU图像的每行的动作。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括在行从所述高速缓存中被驱逐之后执行附加的预取操作。

8.根据权利要求6所述的方法，其中用于自动驱逐的动作包括：利用在随后的预取操作期间被取回的GPU生成的所述图像的一个或多个附加行来重写已经在所述高速缓存中的所述GPU图像的一行或多行。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述GPU图像的每行具有垂直坐标值，所述垂直坐标值基于其在所述GPU图像内相对于所述GPU图像中的其他行的定位，并且其中所述高速缓存中的具有最低垂直坐标值的任何现有行被首先重写。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述初始预取操作和任何后续预取操作期间被预取的所述GPU图像的行的数目等于36。

11.根据权利要求1所述的方法，其中图像数据的所述一行或多行利用预定分组的像素或其他有效宽度粒度来替换。