[发明专利]片段着色器执行顶点着色器计算

说明书

图形处理可包括利用GPU来实现顶点着色器和像素着色器。可以将从顶点着色器输出的顶点索引写入到高速缓存。可以利用像素着色器访问写入到高速缓存的顶点索引并且可以利用像素着色器从存储器单元访问与所述顶点索引相关联的顶点参数值。需要强调的是，本摘要是遵照要求将会允许检索人或其他读者快速确定本技术公开的主题的摘要的规则而提供的。应理解摘要的提交不是用来解释或限制权利要求书的范围或含义。

本申请是申请日为2014年6月6日，申请号为201480033281.9，发明名称“片段着色器执行顶点着色器计算”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开的各个方面涉及计算机图形学。具体地，本公开涉及顶点着色器和像素着色器在图形处理单元中的使用。

背景技术

图形处理通常涉及两个处理器、即中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)的协调。GPU是被设计来加速在帧缓冲区中创建旨在用于输出至显示器的图像的专用电子电路。GPU用于嵌入式系统、平板计算机、便携式游戏装置、移动电话、个人计算机、工作站以及游戏控制台中。GPU通常被设计来有效地操纵计算机图形学。GPU常常具有高度并行处理架构，这使得GPU对于以并行方式完成大型数据块处理的算法比通用CPU更有效。

CPU可向GPU发送实现特定图形处理任务的命令，例如渲染相对于图像中的前一帧已改变的特定纹理。CPU可利用图形应用程序接口(API)来协调这些绘制命令，以便发出对应于特定应用程序的虚拟环境的状态的图形渲染命令。

为了渲染特定程序的纹理，GPU可执行“图形流水线”中的一系列处理任务，以便将虚拟环境中的可视元素转化成可呈现到显示器上的图像。典型的图形流水线可包括：对虚拟空间中的虚拟对象执行某些渲染或着色操作，对所述场景中的虚拟对象执行转化和光栅化以产生呈适于输出到显示器的形式的像素数据，以及在将渲染过的图像输出在显示器上之前对像素(或片段)执行另外的渲染任务。

在虚拟空间中常常根据已知为原型的形状来描述图像的虚拟对象，所述形状和原型一起构成虚拟场景中的对象的形状。例如，可将三维虚拟世界中待渲染的对象减小到具有根据它们在三维空间中的坐标定义的顶点的一系列不同三角形原型，由此这些多边形构成对象的表面。每个多边形可具有相关联的索引，所述索引可由图形处理系统用来将给定的多边形与其他多边形区分开。同样，每个顶点可具有相关联的索引，所述索引可用来将给定的顶点与其他顶点区分开。图形流水线可对这些原型执行某些运算，以便产生虚拟场景的可视元素并且将这种数据转化成适于由显示器的像素再现的二维格式。如本文所用，术语图形原型信息(或简单地“原型信息”)用于指代表示图形原型的数据。这种数据包括但不限于顶点信息(例如，代表顶点位置或顶点标记的数据)和多边形信息，例如，将特定顶点与特定多边形相关联的多边形标记和信息。

GPU可通过实现通常被称为着色器的程序来执行图形流水线的渲染任务。典型的图形流水线可包括：顶点着色器，所述顶点着色器可以每个顶点为基础操纵原型的某些特性；以及像素着色器(也被称为“片段着色器”)，所述像素着色器在图形流水线中的顶点着色器的下游进行操作并且可在将像素数据传输到显示器之间以每个像素为基础操纵某些值。流水线还可包括在流水线中各个阶段处的其他着色器，如使用顶点着色器的输出来产生一组新的原型(或对应的原型信息)的几何着色器、以及可由GPU实现来执行某些其他通用计算任务的计算着色器(CS)。

在流水线中与处理图形相关的一个难题是，在数据被输入或输出至流水线中的各个着色器时可能出现某些瓶颈并且降低性能。此外，希望向运行可视元素的特定应用程序的开发人员提供对着色器如何利用各种视觉参数和底层数据的大量的控制，以便允许他们优化渲染过程。

本发明的各个方面正是在此背景下产生。

发明内容