三維圖形管道中的可程序化像素設(shè)定方法及使用其的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維圖形技術(shù)，特別是一種三維圖形管道中的可程序化像素設(shè)定方法以及使用該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]三維圖形管道中，像素(primitives)需要設(shè)定它們的拓樸(topology)以及屬性函數(shù)(attribute funct1ns)，例如三角形、線段以及點(diǎn)。接著，根據(jù)拓樸函數(shù)將像素光柵(raster)至片元(tiles)，最后使用像素著色器(pixel shader)根據(jù)屬性函數(shù)計(jì)算最終的色彩。一般而言，像素設(shè)定階段使用固定函數(shù)模塊的硬件實(shí)施。然而，傳統(tǒng)固定函數(shù)模塊需耗費(fèi)大量的閘數(shù)成本(gate-count cost)來實(shí)現(xiàn)像素設(shè)定工作。甚至，當(dāng)芯片下線(tape-out)之后，不容易修正新發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，而且，一旦芯片準(zhǔn)備好，工程師也不能更新固定函數(shù)模塊中的功能。因此，本發(fā)明提出一種三維圖形管道中的可程序化像素設(shè)定方法以及使用該方法的裝置，用以克服以上所述的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實(shí)施例提出一種三維圖形管道中的可程序化像素設(shè)定方法。從緩存器讀取多個(gè)第一像素的信息，以及將全部或一部分第一像素的信息打包至設(shè)定著色器執(zhí)行線程，使得設(shè)定著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將第一像素的信息輸出至流處理器進(jìn)行建構(gòu)圖元拓樸的并行計(jì)算。將需要裁切的第二像素的信息打包至可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程，使得可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將第二像素的信息輸出至流處理器進(jìn)行像素裁切。從緩存器讀取多個(gè)第三像素的信息，以及將全部或一部分第三像素的信息打包至屬性著色器執(zhí)行線程，使得屬性著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將第三像素的信息輸出至流處理器進(jìn)行像素屬性的并行計(jì)算。
[0004]本發(fā)明的實(shí)施例另提出一種三維圖形管道中的可程序化像素設(shè)定裝置，包含緩存器、流處理器、設(shè)定著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元、可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元以及屬性著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元。設(shè)定著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元從緩存器讀取多個(gè)第一像素的信息，將全部或一部分第一像素的信息打包至設(shè)定著色器執(zhí)行線程，使得設(shè)定著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將第一像素的信息輸出至流處理器進(jìn)行建構(gòu)圖元拓樸的并行計(jì)算。可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元將需要裁切的第二像素的信息打包至可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程，使得可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將第二像素的信息輸出至流處理器進(jìn)行裁切。屬性著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元從緩存器讀取多個(gè)第三像素的信息，將全部或一部分第三像素的信息打包至屬性著色器執(zhí)行線程，使得屬性著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將第三像素的信息輸出至流處理器進(jìn)行像素屬性的并行計(jì)算。
【附圖說明】
[0005]圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維圖形處理裝置的硬件架構(gòu)圖。
[0006]圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維圖形管道中的像素設(shè)定示意圖。
[0007]圖3是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維圖形管道中的可程序化像素設(shè)定方法流程圖。
[0008]圖4是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的產(chǎn)生設(shè)定著色器執(zhí)行線程的方法流程圖。
[0009]圖5是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維圖形管道中的可程序化像素設(shè)定方法流程圖。
[0010]圖6是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的產(chǎn)生可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程的方法流程圖。
[0011]圖7是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維圖形管道中的可程序化像素設(shè)定方法流程圖。
[0012]圖8是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的產(chǎn)生屬性著色器執(zhí)行線程的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下說明為完成發(fā)明的較佳實(shí)現(xiàn)方式，其目的在于描述本發(fā)明的基本精神，但并不用以限定本發(fā)明。實(shí)際的
【發(fā)明內(nèi)容】
必須參考之后的權(quán)利要求范圍。
[0014]必須了解的是，使用于本說明書中的“包含”、“包括”等詞，用以表示存在特定的技術(shù)特征、數(shù)值、方法步驟、作業(yè)處理、組件以及/或組件，但并不排除可加上更多的技術(shù)特征、數(shù)值、方法步驟、作業(yè)處理、組件、組件，或以上的任意組合。
[0015]在權(quán)利要求中使用如“第一”、“第二”、“第三”等詞是用來修飾權(quán)利要求中的組件，并非用來表示之間具有優(yōu)先權(quán)順序，先行關(guān)系，或者是一個(gè)組件先于另一個(gè)組件，或者是執(zhí)行方法步驟時(shí)的時(shí)間先后順序，僅用來區(qū)別具有相同名字的組件。
[0016]圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維圖形處理裝置的硬件架構(gòu)圖。設(shè)定著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元(SSTC, Setup Shader Thread Constructor) 140 用以從像素緩存器(primitivebuffer) 110 或可視范圍像素緩存器(Guard-Band-clipping primitive buffer) 170 讀取多個(gè)像素的信息，將像素信息打包至設(shè)定著色器執(zhí)行線程(SST，Setup Shader Thread),使得設(shè)定著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將像素信息輸出至流處理器120進(jìn)行提供建構(gòu)圖元拓樸(primitive topology)的并行計(jì)算。設(shè)定著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元140為每一個(gè)像素向共享內(nèi)存130請(qǐng)求配置空間，使得流處理器120可將計(jì)算結(jié)果輸出至共享內(nèi)存130。當(dāng)設(shè)定著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)發(fā)現(xiàn)任一像素需要進(jìn)行可視范圍裁切時(shí)，可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元(GBTC, Guard-Band-clipping shader Thread Constructor) 150 將需要裁切的像素打包至可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程(GBS Thread)，使得可視范圍裁切著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將像素信息輸出至流處理器120進(jìn)行裁切，并且把裁切結(jié)果儲(chǔ)存至可視范圍像素緩存器170。屬性著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元(ASTC, Attribute Shader ThreadConstructor) 160用以從像素緩存器110或可視范圍像素緩存器170讀取多個(gè)像素的信息，將像素信息打包至屬性著色器執(zhí)行線程(AST, Attribute Shader Thread)，使得屬性著色器執(zhí)行線程執(zhí)行時(shí)將像素信息輸出至流處理器120進(jìn)行像素屬性的并行計(jì)算。屬性著色器執(zhí)行線程建構(gòu)單元160為每一個(gè)像素向共享內(nèi)存130請(qǐng)求配置空間，使得流處理器120可將計(jì)算結(jié)果輸出至共享內(nèi)存130。屬性著色器執(zhí)行線程另可將計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)存至屬性緩存器(Attribute Buffer)180。
[0017]圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的三維圖形管道中的像素設(shè)定示意圖。輸入組裝階段(IA-1nput Assembler Stage) 210可從緩存器中讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)組合成將被管道中其它階段使用的像素(primitives)。詳細(xì)來說，輸入組裝階段210可將頂點(diǎn)組合成不同的像素類型，例如，點(diǎn)、線以及/或三角形。前置階段(FS，F(xiàn)ront Stage)220可包含公知的頂點(diǎn)著色器(VS, Vertex Shader)、外殼著色器(HS, Hull Shader)、區(qū)域著色器(DS, Domain Shader)、幾何著色器(GS, Geometry Shader)、或以上的任意組合。在像素設(shè)定階段中，本實(shí)施例提出執(zhí)行于平行流處理器120的著色器:設(shè)定著色器(SS，SetupShader)及可視范圍裁切著色器(GBS, Guard-Band clipping Shader) 230 ;以及屬性著色器(AS, Attribute Shader) 240，用以取代固定函數(shù)模塊的硬件。流處理器120可為單指令多數(shù)據(jù)(SIMD, Single Instruct1n Multiple Data)處理單元。設(shè)定著色器230提供建構(gòu)圖元拓樸的功能。可視范圍裁切著色器230用以進(jìn)行像素的裁切。屬性著色器240提供處理像素屬性的功能。在像素設(shè)定階段中，使用著色器實(shí)施可節(jié)省閘數(shù)成本，并且當(dāng)芯片下線(tape-out)之后，可修正新發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤以及更新著色器中的功能。驅(qū)動(dòng)程序可檢查從前置階段220產(chǎn)生的像素類型，并且通知編譯器產(chǎn)生適當(dāng)?shù)闹鞒绦虼a，用以處理點(diǎn)、線以及/或三角形。此外，著色器還可利用并行計(jì)算能力來一次處理多個(gè)像素，使得像素設(shè)定的效能可隨著串流處理單元的數(shù)目增加而提升。可于一個(gè)硬件執(zhí)行線程中處理的像素?cái)?shù)目，視串流處理單元的能力而定，例如一次可計(jì)算16、32或64筆數(shù)據(jù)。設(shè)定著色器(SS,