[发明专利]混合硬件

说明书

本公开涉及混合硬件。本文描述了混合器硬件的许多不同实现方式。混合器硬件执行域着色和混合，并且虽然一些顶点可能不需要混合，但是所有顶点都需要域着色。本文描述的混合器硬件包括高速缓存和/或内容可寻址存储器，并且这些数据结构用于减少重复的域着色操作。

技术领域

本申请涉及混合硬件。

背景

曲面细分(tessellation)是计算机图形学中使用的技术，它将一组表示场景中对象的曲面(surfaces)分成许多更小且更简单的片(称为图元)，通常是三角形，其更适合渲染。得到的曲面细分后的曲面通常是原始曲面的近似，但是可以通过增加生成的图元的数量来提高这种近似的精度，这反过来通常导致图元更小。曲面细分/细分(sub-division)的数量通常由细节层次(LOD)确定。因此，在需要更高的细节层次的地方(例如，因为对象更靠近观察者和/或对象具有更复杂的形状)，通常使用增加数量的图元。然而，使用更大数量的三角形增加了渲染场景所需的处理工作量。

通常在形状为正方形或三角形(即，四边形或三角形)的片(patch)上执行对三角形图元的细分，并且该片可以被弯曲以拟合(fit)成它们所代表的对象的曲面(且因此可以被称为“曲面片(surface patches)”)和/或应用位移(displacement)映射。然而，不是在弯曲片上执行细分，而是在片的域中执行细分(例如，就像片是平面的，而不是由例如多项式方程定义的)，片的域可以用(u，v)参数来定义，并被称为“参数空间”。这意味着曲面细分过程独立于最终曲面中存在的任何曲率。

曲面细分可以被提前执行(例如，以不同的细节层次和/或从不同的视点来计算场景的多个不同视图)，或者可以被动态执行(例如，以提供连续的或依赖于视图的细节层次)。利用一些现有的曲面细分方法，用户可以体验不期望的视觉假象(artefacts)，其中，尽管所请求的细节层次被平滑地改变，但是最终的曲面细分以不连续的方式改变。

下面描述的实施例仅以示例的方式被提供，且不限定解决用于执行作为曲面细分的一部分(或者因曲面细分而起)的混合的已知方法和装置的任何或所有缺点的实现方式。

概述

提供本概述来以简化的形式引入在以下详细描述中将进一步描述的概念的选择。本概述不旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦不旨在用于限定要求保护的主题的范围。

本文描述了混合器硬件的许多不同实现方式。混合器硬件执行域着色和混合(其是域着色的后处理)，并且虽然一些顶点可能不需要混合，但是所有顶点都需要域着色。本文描述的混合器硬件可以包括高速缓存和/或内容可寻址存储器，并且这些数据结构被用于减少重复的域着色操作。

第一方面提供了一种GPU流水线，其包括曲面细分单元和后曲面细分混合器硬件，其中，混合器硬件包括：输入端，其用于接收由曲面细分单元输出的域空间顶点，该域空间顶点包括顶点的UV坐标、顶点的混合权重，以及在相邻顶点的UV坐标不是顶点本身的UV坐标所固有的情况下的相邻顶点的UV坐标；高速缓存，其被布置成存储数据对，每个数据对包括UV坐标和由域着色器根据UV坐标生成的世界空间顶点；以及混合单元，其被布置成接收输入顶点的混合权重、对于输入顶点及其相邻顶点的由域着色器生成的或从高速缓存访问的世界空间顶点，并且使用混合权重生成对于输入顶点的单个世界空间顶点，其中高速缓存被布置成，在针对UV坐标的高速缓存条目(entry)处高速缓存命中(hit)的情况下从高速缓存条目输出世界空间顶点，并且在针对UV坐标的高速缓存未命中(miss)的情况下将UV坐标输出到域着色器；并且其中高速缓存被布置成接收并存储由域着色器生成的对于输入顶点及其邻点(neighbours)的世界空间顶点。