[发明专利]用于图形处理系统的经过变换的几何结构数据高速缓存

说明书

本申请涉及用于图形处理系统的经过变换的几何结构数据高速缓存。高速缓存包括：存储器，用于将多个经过变换的基元块存储在高速缓存中，每一经过变换的基元块包括用于一个或多个基元的经变换的几何结构数据；控制逻辑，用于维持用于存储在高速缓存中的多个经变换的基元块中的计数器，其指示正由光栅化逻辑处理的需要访问经变换的基元块的多个平铺块中的平铺块的数目，当光栅化逻辑的任一阶段指示平铺块不再需要访问经变换的基元块时计数器被更新；当高速缓存为满时响应于接收到用以将新的经变换的基元块添加到高速缓存的请求，基于与经变换的基元块相关联的计数器从高速缓存选择要收回的经变换的基元块；及从高速缓存收回选定的经变换的基元块。

技术领域

本申请涉及图形处理系统，并且具体来说，涉及用于在图形处理系统中存储经过变换的几何结构数据的方法、系统和高速缓存。

背景技术

图形处理系统被配置成例如从在计算机系统上运行的应用程序(例如游戏应用程序)接收图形数据，并对来自图形数据的图像进行渲染以提供渲染输出。举例来说，应用程序可以生成场景的3D模型并输出表示场景中的对象的几何结构数据。具体地说，应用程序可以将每个对象划分成多个基元(即，简单的几何形状，例如但不限于可以被应用纹理的矩形、三角形、线和点)，所述多个基元由一个或多个顶点的位置限定。在这些状况下，由应用程序输出的几何结构数据可以包含标识每个顶点的信息(例如顶点在世界空间中的坐标)和指示由顶点形成的基元的信息。图形处理系统接着将所接收的几何结构数据转换成可以显示在屏幕上的图像。

图形处理系统可以例如实施即时模式渲染(IMR)或基于平铺块的渲染(TBR)。在IMR中，将整个场景作为整体进行渲染。与此对比，在TBR中，使用被划分成被称为平铺块的子区段的渲染空间对场景进行渲染，其中可针对每个平铺块独立地执行渲染过程的至少一部分。平铺块可以具有任何合适形状，但通常为矩形(其中术语“矩形”包含正方形)。TBR的优点为，可以在渲染期间使用快速、片上存储器以用于颜色、深度和模板缓冲区操作，这与IMR相比允许显著减少系统存储器带宽，而不需要足够大以同时存储用于整个场景的数据的片上存储器。

TBR涉及两个关键阶段：几何结构处理阶段；以及光栅化阶段。在几何结构处理阶段期间，将从应用程序(例如游戏应用程序)接收的几何结构数据(例如限定基元的顶点)从世界空间坐标变换成屏幕空间坐标。接着创建至少部分地落在平铺块的界限内的经过变换的基元(例如三角形)的每平铺块列表。在光栅化阶段期间，对每个平铺块单独地渲染(即，将经过变换的基元映射到像素并且针对平铺块中的每个像素标识颜色)。这可以包括标识哪个(哪些)基元在每个像素处是可见的。接着可以由每个像素处的可见基元的外观确定所述像素的颜色，所述可见基元可以由应用于所述像素处的纹理和/或在所述像素上运行的像素着色器程序限定。像素着色器程序描述将针对给定像素执行的操作。对每个平铺块单独地渲染会使图形处理系统能够在光栅化阶段中对特定平铺块进行渲染时仅检索与所述平铺块相关的经过变换的基元数据，这会使针对存储器(例如中间缓冲区)的带宽要求保持为最小值。一旦已经针对每个像素标识出颜色值，就将颜色值写出到存储器(例如帧缓冲区)，直到已经对整个场景进行渲染为止。一旦已经对整个场景进行渲染，就可以将所述场景例如显示在屏幕上。

图1示出示例TBR图形处理系统100。系统100包括存储器102₁、102₂、102₃、102₄、几何结构处理逻辑104以及光栅化逻辑106。存储器102₁、102₂、102₃和102₄中的两个或多于两个可以实施于存储器的同一个物理单元中。