[发明专利]图形处理系统中分层级平铺基元的方法和平铺引擎

说明书

本公开涉及图形处理系统中分层级平铺基元的方法和平铺引擎。平铺引擎包括：分类单元的链，包括顶级分类单元，随后是一个或多个较低级分类单元，其中：顶级分类单元被配置为：确定每一个基元落在渲染空间的哪个区域内；以及针对基元落入的每个区域，将基元的标识符存储在与区域相关联的顶级分类单元的队列中；较低级分类单元被配置为：在链中选择前一分类单元的队列进行处理；针对所选的队列，确定队列中标识的基元落在与队列相关联的区域的哪个子区域内；针对基元落入的每个子区域，将基元的标识符存储在与子区域相关联的较低级分类单元的队列中；输出单元，被配置为以逐个队列为基础输出链中的最后一个较低级分类单元的队列中标识的基元。

技术领域

本申请涉及在图形处理系统中用于将基元分类或归入到渲染空间的平铺块中的方法和平铺引擎，并且更具体地涉及用于将基元分层级地分类或归入到平铺块中的方法和平铺引擎。

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。特定来说，应用程序可以使用一个或多个基元(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)来表示每个对象，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。然后，图形处理系统将接收到的几何结构数据转换成可以在屏幕上显示的图像。

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：几何处理阶段；以及光栅化阶段。在几何处理阶段期间，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。然后创建至少部分地落在平铺块的边界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)的带宽要求保持为低。一旦已经针对平铺块中的每个像素标识出颜色值，就将平铺块的颜色值写出到存储器(例如帧缓冲区)。一旦已经渲染整个场景(即，一旦已经针对所有平铺块的像素确定了颜色值)，场景就可以例如显示在屏幕上。

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、几何处理逻辑104和光栅化逻辑106。存储器102₁、102₂、102₃和102₄中的两个或多个可以在同一物理存储器单元中实现。