[发明专利]用于在渲染图形时预加载纹理的技术

说明书

本发明提供了一种用于在渲染图形时预加载纹理的技术。具体地，描述了用于改进的纹理映射和图形处理的系统和方法。根据示例性实现，纹理块的全部或部分被处理单元预取到中间高速缓存，使得相同的处理单元或另一处理单元随后可以从该中间高速缓存中获得该预取的纹理块。此外，在一些示例性实现中，与中间高速缓存相关联的控制电路可以节流预取请求，以避免存储器系统和/或互连系统接收到过量的预取请求。另外，在一些实现中，可以在中间高速缓存和/或处理单元处执行对预取请求的去重。一些实现还包括用于计算要预取的下一个纹理块的地址的有效技术。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月22日提交的美国临时申请号62/876,957的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及计算机图形、纹理映射，并且更具体地，涉及用于从存储器中获取纹理以进行图形处理的系统和方法。

背景技术

智能电视，便携式电话和其他智能设备，视频游戏系统，运输用户界面(诸如汽车和飞机平视显示器)，智能眼镜和虚拟现实护目镜，以及许多其他设备都具有生成3D计算机图形的能力。用户通常希望他们的计算机图形系统能够实时生成任意复杂场景的逼真图像。降低场景复杂性的一种常用方法是将其建模为附加图像映射到的表面。就像画布上的油画一样，渲染的3D模型可看起来包含许多复杂的元素(例如，巴黎圣母院利用的阴影和灯光，树木的数千片叶子，砖墙中的数百块砖，或会议室桌子的精致木纹)，而无需为每个此类元素建模。基本地，将显示这种复杂性的图像虚拟地粘贴或映射到被渲染模型的表面上。附加图像通常被称为“纹理”，而将纹理应用于模型表面的过程称为“纹理映射(texturemapping)”。

通常，预先捕获或创建纹理并将其存储在存储器中。当图形系统渲染表面时，它会从存储器中获取(fetch)必要的纹理图像数据(纹理元素或“纹理像素”)，并使用映射过程将纹理图像应用于该表面，以适当地缩放和过滤图像。由于纹理本身可以是丰富、复杂的图像，因此通常将其压缩以减少存储要求。图形处理“纹理映射器”通常包括在从存储器中获取纹理图像后对其进行解压缩的能力。此外，取决于用途，纹理通常可以以各种不同的格式存储。

例如，某些先前的图形系统提供了特殊的纹理高速缓存和表面存储器，用于以提供更高效访问的特殊内部格式存储纹理。作为一个示例，根据用于编程某些NVIDIA产品的NVIDIA CUDA编程指南v10.1.105版本，CUDA阵列(针对纹理获取而优化的不透明存储器布局)是一维、二维或三维的，并且由元素组成，每个元素具有1、2或4个分量，它们可以是不同分辨率的有符号或无符号的整数值或浮点值。在某些示例性非限制性NVIDIA图形系统中，CUDA阵列能够由内核通过纹理获取或表面读取和写入来访问。纹理对象或纹理引用(texture reference)根据被获取的一片纹理存储器指定纹理。维度指定纹理是否使用一个纹理坐标作为一维阵列被寻址，使用两个纹理坐标作为二维阵列被寻址，还是使用三个纹理坐标作为三维阵列被寻址。阵列的元素是纹理像素。纹理的宽度、高度和深度是指每个维度中阵列的大小。在这样的实现中，纹理获取本身可以提供线性滤波或“mip贴图”，其可以包括重新采样以将纹理映射到要在其上显示纹理的表面的特定位置。