圖像形成技術(shù)的制作方法
【專利摘要】在某些實(shí)施例中，可以預(yù)先計(jì)算圖塊的內(nèi)部細(xì)分曲面的區(qū)間和三角剖分。以同心的方式安排偶數(shù)因子細(xì)分曲面，從而使得較低編號(hào)的因子在具有較高編號(hào)的因子的細(xì)分曲面內(nèi)部。類似地，以同心的方式安排奇數(shù)因子細(xì)分曲面，從而使得較低編號(hào)的因子在具有較高編號(hào)的因子的細(xì)分曲面內(nèi)部。在第一個(gè)表內(nèi)存儲(chǔ)偶數(shù)因子細(xì)分曲面的域點(diǎn)，而在第二個(gè)表內(nèi)存儲(chǔ)奇數(shù)因子細(xì)分曲面的域點(diǎn)。在運(yùn)行時(shí)，可以針對(duì)可應(yīng)用的邊緣細(xì)節(jié)級(jí)別來查找預(yù)先計(jì)算的值。
【專利說明】圖像形成技術(shù)
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年11月24日、申請(qǐng)?zhí)枮?01010214137.9的發(fā)明專利申
請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]在此公開的主題總地涉及圖形處理，包括圖形處理器和用于圖形處理的通用處理器的使用。
【背景技術(shù)】
[0003]圖形流水線可以用于渲染游戲圖形、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、醫(yī)學(xué)應(yīng)用等。由于圖形流水線中的限制，所生成的圖形圖像的細(xì)節(jié)級(jí)別會(huì)比理想狀態(tài)低。提供的細(xì)節(jié)越顯著，所造成的圖形處理就越慢。因而，在處理速度與圖形細(xì)節(jié)之間存在折中。例如微軟i) DirectX 11的圖形處理流水線通過增加細(xì)分曲面(tessellation)細(xì)節(jié)來增加幾何細(xì)節(jié)。
[0004]細(xì)分曲面是形成一系列三角形以便從一個(gè)粗糙的多邊形模型開始來渲染物體的圖像的過程。圖塊(patch)是在用于描述表面的控制籠(control cage)的粗糙級(jí)別上的基本單元。圖塊可以表示曲線或區(qū)域。所述表面可以是任何能被描述為參數(shù)函數(shù)的表面。控制籠是藝術(shù)家用來生成光滑表面的低分辨率模型。因而，通過提供更高程度的細(xì)分曲面，來提高能夠繪制的圖形細(xì)節(jié)級(jí)別。然而，處理速度會(huì)受到不利影響。通常，處理時(shí)間隨著圖像細(xì)節(jié)級(jí)別的增加而以二次方遞增。
[0005]希望在可接受的處理時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高程度的細(xì)分曲面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]借助于附圖中的實(shí)例而非限制地圖示說明本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，在附圖中類似的參考數(shù)字指代類似的元素。
[0007]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的圖形流水線的示意圖。
[0008]圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的使用最大值式的內(nèi)部細(xì)分曲面因子折減(reductoin)函數(shù)和單軸(Ι-axis)內(nèi)部細(xì)分曲面因子軸折減的內(nèi)部細(xì)分曲面的描述。
[0009]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的使用平均值式的內(nèi)部細(xì)分曲面因子折減函數(shù)和單軸內(nèi)部細(xì)分曲面因子軸折減的細(xì)分曲面圖案的描述。
[0010]圖4是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的使用最小值式的內(nèi)部細(xì)分曲面因子折減函數(shù)的單軸細(xì)分曲面的細(xì)分曲面圖案的描述。
[0011]圖5A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的單軸內(nèi)部細(xì)分曲面因子軸折減的描述。
[0012]圖5B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的單軸內(nèi)部細(xì)分曲面，其中頂邊具有不同于圖5A的邊緣細(xì)節(jié)級(jí)別。
[0013]圖5C是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的單軸內(nèi)部細(xì)分曲面，其中左側(cè)邊具有不同于圖5A和5B中所示細(xì)分曲面的邊緣細(xì)節(jié)級(jí)別。
[0014]圖6顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的偶數(shù)和奇數(shù)四邊形(quad)內(nèi)部細(xì)分曲面。[0015]圖7A顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用來訪問四邊形內(nèi)部細(xì)分曲面的域點(diǎn)(domainpoint)的兩種示例性方式。
[0016]圖7B顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用來訪問三角形內(nèi)部細(xì)分曲面的域點(diǎn)的兩種示例性方式。
[0017]圖8是用于為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例生成圖塊的流程圖。
[0018]圖9顯示了對(duì)圖塊進(jìn)行細(xì)分曲面和域著色所用的平均周期數(shù)之間的比較。
[0019]圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多核處理器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]此說明書通篇提及的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”意指與該實(shí)施例結(jié)合描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因而，此說明書通篇各處出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”或“實(shí)施例”并非必然全部指代同一實(shí)施例。此外，所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以被組合進(jìn)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中。
[0021]根據(jù)某些實(shí)施例，細(xì)分曲面時(shí)間隨著細(xì)分曲面的量而線性遞增。通常，細(xì)分曲面時(shí)間隨著細(xì)分曲面細(xì)節(jié)的量而以二次函數(shù)增加。結(jié)果，在某些實(shí)施例中，可以減少細(xì)分曲面時(shí)間，并且在其他實(shí)施例中，可以使用功能不太強(qiáng)大的細(xì)分曲面單元(tessellator)來執(zhí)行更多的細(xì)節(jié)的細(xì)分曲面。
[0022]在某些實(shí)施例中，通過預(yù)先計(jì)算在一個(gè)邊緣細(xì)節(jié)級(jí)別范圍內(nèi)的一系列內(nèi)部細(xì)分曲面，可以節(jié)省細(xì)分曲面時(shí)間和/或提高細(xì)分曲面處理能力。這節(jié)省了在運(yùn)行時(shí)對(duì)內(nèi)部細(xì)分曲面的計(jì)算。內(nèi)部細(xì)分曲面(inner tessellation)包括在圖元的外周長(zhǎng)內(nèi)部的點(diǎn)和三角形。外帶(outer band)由圖元的周長(zhǎng)構(gòu)成。
[0023]根據(jù)某些實(shí)施例，可以預(yù)先計(jì)算兩種內(nèi)部細(xì)分曲面，并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)以便在運(yùn)行時(shí)可獲得。第一內(nèi)部細(xì)分曲面可以用于具有偶數(shù)編號(hào)的因子的細(xì)分曲面，而第二內(nèi)部細(xì)分曲面可以用于具有奇數(shù)編號(hào)的因子的細(xì)分曲面。第一內(nèi)部細(xì)分曲面可以包括所有具有較低的偶數(shù)編號(hào)的因子的內(nèi)部細(xì)分曲面。第二內(nèi)部細(xì)分曲面可以包括所有具有較低的奇數(shù)編號(hào)的因子的內(nèi)部細(xì)分曲面。
[0024]根據(jù)某些實(shí)施例，可以將第一和第二內(nèi)部細(xì)分曲面存儲(chǔ)為從最內(nèi)部的細(xì)分曲面開始并向外進(jìn)行到更大的細(xì)分曲面的多個(gè)域點(diǎn)。最內(nèi)部的細(xì)分曲面可以是最小的細(xì)分曲面。第一和第二最內(nèi)部的細(xì)分曲面的最內(nèi)部的細(xì)分曲面分別可以具有因子2和I。第一和第二內(nèi)部細(xì)分曲面的最外面的細(xì)分曲面分別是具有最大的偶數(shù)和奇數(shù)編號(hào)的因子的細(xì)分曲面。
[0025]根據(jù)某些實(shí)施例，細(xì)分曲面可以使用三角形或四邊形圖元域。邊緣劃分可以包括將邊緣劃分為區(qū)間。所使用的區(qū)間越多，可能實(shí)現(xiàn)的細(xì)分曲面的細(xì)節(jié)級(jí)別就越高。因而，增加邊緣細(xì)節(jié)級(jí)別會(huì)提高所得到的細(xì)分曲面的分辨率。
[0026]參照?qǐng)D1，圖形流水線可以在圖形處理器內(nèi)實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立的專用集成電路、用軟件實(shí)現(xiàn)、通過執(zhí)行軟件的通用處理器實(shí)現(xiàn)、或者通過軟件和硬件的組合來實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施例中，在圖1中，可以用硬件實(shí)現(xiàn)具有直角邊的元件，可以以軟件實(shí)現(xiàn)具有圓角邊的元件。例如，可以在蜂窩電話、無線電話、個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)設(shè)備、結(jié)合無線通信設(shè)備的PDA設(shè)備或任何計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)圖形流水線。圖形流水線可以向顯示設(shè)備提供圖像或視頻來進(jìn)行顯示?？梢允褂酶鞣N技術(shù)來向顯示器傳送圖像。例如，可以使用高清多媒體接口、DisplayPort、無線HDMI和/或無線HD兼容技術(shù)向顯示器傳送圖像。
[0027]輸入?yún)R編器(assembler) 12通過使用固定函數(shù)操作、形成幾何圖形和創(chuàng)建流水線工作項(xiàng)來從存儲(chǔ)器中讀出頂點(diǎn)。自動(dòng)生成的標(biāo)識(shí)符使得能夠進(jìn)行如圖1右邊虛線上指示的標(biāo)識(shí)符專用(identifier-specific)處理。可以從前面的頂點(diǎn)著色器14得到頂點(diǎn)標(biāo)識(shí)符和實(shí)例標(biāo)識(shí)符?？梢詮那懊娴耐鈿ぶ?6獲得圖元標(biāo)識(shí)符?？刂泣c(diǎn)標(biāo)識(shí)符只有在外殼著色器16內(nèi)有效。
[0028]頂點(diǎn)著色器14執(zhí)行例如轉(zhuǎn)換、加皮(skinning)或照明的操作。其輸入一個(gè)頂點(diǎn)并輸出一個(gè)頂點(diǎn)。在控制點(diǎn)階段中，每個(gè)輸出控制點(diǎn)都調(diào)用頂點(diǎn)著色器且每一個(gè)控制點(diǎn)都由控制點(diǎn)標(biāo)識(shí)符來標(biāo)識(shí)，頂點(diǎn)著色器能夠獨(dú)立于輸出數(shù)量而讀取圖塊的所有輸入控制點(diǎn)。外殼著色器16在每次調(diào)用時(shí)輸出控制點(diǎn)。聚集輸出是對(duì)于下一個(gè)外殼著色器階段和域著色器20的共享輸入。對(duì)于每個(gè)圖塊可以調(diào)用圖塊常量階段一次，并且其具有所有輸入和輸出控制點(diǎn)的讀取輸入。外殼著色器16輸出邊緣細(xì)分曲面因子和其他圖塊常量數(shù)據(jù)。如在此使用的，在圖元域的每個(gè)邊緣有多個(gè)區(qū)間的情況下，邊緣細(xì)分曲面因子和邊緣細(xì)節(jié)級(jí)別可以互換地使用?？梢詫?duì)代碼進(jìn)行分段，以便可以進(jìn)行獨(dú)立的工作，并在結(jié)束時(shí)以組合步驟并行結(jié)束。
[0029]可以用硬件或軟件來實(shí)現(xiàn)細(xì)分曲面單元18。在某些有利的實(shí)施例中，細(xì)分曲面單元可以是一種軟件實(shí)現(xiàn)的細(xì)分曲面單元。通過加快細(xì)分曲面單元的操作，如本文所述的，可以將以前進(jìn)行細(xì)分曲面單元操作的核心空閑出來進(jìn)行其他任務(wù)。細(xì)分曲面單元18要取回經(jīng)編碼的域點(diǎn)或(U，V)值。所存儲(chǔ)的經(jīng)編碼的域點(diǎn)可以是無符號(hào)整數(shù)格式的，而且可以采用根據(jù)圖7A或7B描述的方式來取回經(jīng)編碼的域點(diǎn)。細(xì)分曲面單元18可以從外殼著色器接收定義了要進(jìn)行多大程度的細(xì)分曲面的數(shù)字。細(xì)分曲面單元18生成拓?fù)?，例如點(diǎn)、線或三角形。細(xì)分曲面單元18可以輸出至少一個(gè)頂點(diǎn)。
[0030]在某些實(shí)施例中，細(xì)分曲面單元18具有以下狀態(tài)，其中每一種狀態(tài)都可以針對(duì)狀態(tài)變量而被設(shè)置為所列值。
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種用于提供細(xì)分曲面的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，包括: 根據(jù)所存儲(chǔ)的域點(diǎn)生成細(xì)分曲面，其中，所述生成包括: 從偶數(shù)或奇數(shù)因子細(xì)分曲面表之一中取回內(nèi)部細(xì)分曲面的域點(diǎn)；以及 提供所述細(xì)分曲面進(jìn)行顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生成還包括: 將所述域點(diǎn)轉(zhuǎn)換到[O，1]域。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)換包括: 將所述域點(diǎn)從有符號(hào)整數(shù)格式轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)格式。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述取回包括: 按照從所述細(xì)分曲面的最內(nèi)部的域點(diǎn)開始以螺旋狀次序到外圍域點(diǎn)的次序，來取回域點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生成還包括: 從索引緩沖器中讀取三角形的角點(diǎn)的索引。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述生成還包括: 沿著所述細(xì)分曲面的外圍邊緣生成域點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在至少一個(gè)較高因子的細(xì)分曲面內(nèi)安排至少較低因子的細(xì)分曲面；以及按照從所安排的細(xì)分曲面的最內(nèi)部的域點(diǎn)開始以螺旋狀方式到外圍域點(diǎn)的次序，來存儲(chǔ)所安排的細(xì)分曲面。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在索引緩沖器內(nèi)存儲(chǔ)三角形的角的索引，其中，角的索引與域點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)分曲面包括四邊形或三角形中至少一種。
10.一種用于產(chǎn)生圖塊的裝置，包括: 細(xì)分曲面單元，其生成圖塊，其中，為了生成圖塊，所述細(xì)分曲面單元取回圖塊的域點(diǎn)，其中，為了取回域點(diǎn)，所述細(xì)分曲面單元從奇數(shù)或偶數(shù)表之一中取回內(nèi)部細(xì)分曲面的域點(diǎn)；以及 域著色器，其將域點(diǎn)轉(zhuǎn)換到[0，1]域，并在所述圖塊上生成三維點(diǎn)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，為了將域點(diǎn)轉(zhuǎn)換到所述[0，1]域，所述域著色器對(duì)經(jīng)編碼的域點(diǎn)進(jìn)行縮放與偏置。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，為了取回域點(diǎn)，所述細(xì)分曲面單元:按照從所述內(nèi)部細(xì)分曲面的最內(nèi)部的域點(diǎn)開始以螺旋狀方式到所述內(nèi)部細(xì)分曲面的外圍域點(diǎn)的次序，來取回域點(diǎn)。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，按照在至少一個(gè)較高因子的細(xì)分曲面內(nèi)安排至少一個(gè)較低因子的細(xì)分曲面的方式，來存儲(chǔ)所述域點(diǎn)。
14.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，為了生成圖塊，所述細(xì)分曲面單元生成沿著所述圖塊的外圍邊緣的域點(diǎn)。
15.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，為了生成所述圖塊，所述細(xì)分曲面單元還從奇數(shù)或偶數(shù)細(xì)節(jié)級(jí)別表中取回三角形的角的索引。
16.—種用于產(chǎn)生圖塊的系統(tǒng),包括:顯不器；以及 計(jì)算系統(tǒng)，其生成圖塊以發(fā)送到所述顯示器，其中，所述計(jì)算系統(tǒng)包括: 細(xì)分曲面單元，其生成圖塊，其中，為了生成圖塊，所述細(xì)分曲面單元取回圖塊的域點(diǎn)，其中，為了取回域點(diǎn)，所述細(xì)分曲面單元從奇數(shù)或偶數(shù)表之一中取回內(nèi)部細(xì)分曲面的域點(diǎn)；以及 域著色器，其將域點(diǎn)轉(zhuǎn)換到[O，I]域，并在所述圖塊上生成三維點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，為了將域點(diǎn)轉(zhuǎn)換到所述[O，I]域，所述域著色器對(duì)經(jīng)編碼的域點(diǎn)進(jìn)行縮放與偏置。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，為了取回域點(diǎn)，所述細(xì)分曲面單元: 按照從所述內(nèi)部細(xì)分曲面的最內(nèi)部的域點(diǎn)開始以螺旋狀方式到所述內(nèi)部細(xì)分曲面的外圍域點(diǎn)的次序，來取回域點(diǎn)。
19.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，為了生成所述圖塊，所述細(xì)分曲面單元還從奇數(shù)或偶數(shù)細(xì)節(jié)級(jí)別表之一中取回三角形的角的索引。
【文檔編號(hào)】G06T17/20GK103761770SQ201310741103
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2010年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2009年4月29日
【發(fā)明者】P·A·羅森, R·P·薩特 申請(qǐng)人:英特爾公司