[发明专利]用于生成形成图形数据的帧的图形值的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及图形处理领域。更具体地，本发明涉及基于图块的图形处理，并涉及为这样的基于图块的图形处理中的中间值提供逐像素通用数据存储区(per-pixel general purpose data store)。

背景技术

提供依据基于图块的处理技术而进行操作的图形处理装置已知的。在基于图块的处理技术中，将被处理的图像帧被划分成多个相邻像素位置的图块。用于指定将被绘制的图形对象的图元(graphics primitive)数据随后经历合并操作(binning operation)，通过此，为每个图块识别所述图元中的哪个图元将对为该图块生成的输出值产生影响。通常情况下，仅整个图像帧的图元的子集会影响个体图块。

当图块被识别并且图元被合并后，处理电路可以从存储器中取回对有关图块进行所希望的图形处理操作所需要的数据。每个基元(primitive)被与片断描影器(fragment shader)相关联，片断描影器是可编程指示的序列。例如，存在用以从特殊图像(被称为纹理)中加载，并且支持基本的数学运算和正弦/余弦函数、支持分支和循环等的一些指令。用户为每个基元提供片断描影器。片断描影器通常针对基元重叠的每个像素被执行一次。例如，使用基本指令，用户可以对计算逐像素光照的程序进行一些汇编。从GPU的角度来看，它是执行任意指令。当使用在合并步骤中被识别为对该图块产生影响的所有图元生成了该图块的输出值时，随后输出值也可被写回到主存储器中。当在能量受限的环境中使用时，基于图块的处理特别有利，因为它涉及较少的到主存储器的数据访问，从而减少能耗。

已知的是提供使用非基于图块的图形处理系统来执行图形处理操作，该非基于图块的图形处理系统生成中间值，所述中间值随后一次或多次被用于建立最终的像素颜色值。这些图形处理技术的示例是推迟描影和绘制顺序无关透明对象。实施这些处理的已知方式执行对图元的一次或多次通过，以收集与图像帧中的每个像素有关的中间数据。该中间数据可以被多次使用，以生成最终的像素颜色值。使用这种方法的一个问题是大量的中间值可能被生成并需要存储。另一个问题是，当应用于基于图块的处理系统时，这样的方法不利用基于图块的处理，并且增加了需要将中间值存储到存储器或需要从主存储器中读取中间值的次数。

发明内容

从本发明的一个方面来看，提供了一种用于从多个图元生成形成图形数据的帧的图形值的装置，所述装置包括：

划分电路，被配置为将所述帧划分为多个图块，所述多个图块的每一个包括相邻像素位置的阵列；

合并电路，被配置将将要为所述多个图块中的给定图块生成的针对像素位置的输出值所取决于的那些图元识别为针对所述给定图块的重叠图元；以及

图块处理电路，被配置为对于所述给定图块的一些或所有重叠图元，针对与给定图元重叠的一些或每个像素位置执行一系列可编程指令，所述图块处理电路包括图块缓冲器和逐像素通用数据存储区；其中

所述图块处理电路被配置为在基元重叠的像素位置上执行所述可编程指令，以执行对所述逐像素通用数据存储区的写入访问和读取访问以生成输出值，所述逐像素通用数据存储区用于在渲染所述给定图块的过程中存储中间值。

本技术认识到，在基于图块的处理系统的境况下，如果逐像素通用数据存储区被提供给由生成中间参数值的可编程指令控制的图块处理电路，则可以存储这些中间值，而无需将它们写回到主存储器中，以使得中间值随后可以被图块处理电路(例如，利用指令或直接地)消耗，以便生成所希望的输出值。由于基于图块的处理器借助其对图元的合并将处理工作量划分为针对每个图块的单独工作量，从而本质上将所需要的中间值存储量减少为仅该图块本身所需要的存储量，因此这可以是一个相对可管理的数据存储量，并且相应地可以被提供图块处理电路具有对其的写入权限和读取权限的逐像素通用数据存储区，以避免将大量的中间值存储到主存储器的任何需要。

不仅提供逐像素通用数据存储区，而且提供常规图块缓冲器，输出值通常被图块处理电路累积到该图块缓冲器中。逐像素通用数据存储区可被用于由图块处理电路在程序指令控制下所执行的广泛种类的不同处理操作。因此，例如，可编程指令可以由图块处理电路执行以实现处理操作，诸如与顺序无关的透明操作相结合的推迟描影。其他图形处理操作也可通过存储普通数据以及实现数据结构而被程序指令支持，数据结构例如是逐像素通用数据存储区中针对每个像素的动态阵列和堆栈。

所生成的输出值可以有多种形式。输出值可以是像素颜色值，或者可以是可被进一步处理以最终生成颜色像素值的其他形式的值。