[发明专利]用于在纹理处理管线中执行加速的点采样的技术

说明书

本发明公开了一种用于在纹理处理管线中执行加速的点采样的技术。图形处理单元中的纹理处理管线为计算机生成的场景中的对象生成表面外观。在所述纹理处理管线内的多个阶段，该纹理处理管线确定是否可以以加速的速率处理纹理操作和纹理加载。在包括决策点的每个阶段，所述纹理处理管线假定可以加速当前纹理操作或纹理加载，除非特定的、已知的信息表明无法加速纹理操作或纹理加载。结果，相对于未被加速的纹理操作和纹理加载的数量，所述纹理处理管线增加了被加速的纹理操作和纹理加载的数量。

技术领域

各种实施例通常涉及并行处理架构，更具体地，涉及用于在纹理处理管线中执行加速的点采样的技术。

背景技术

图形处理单元(GPU)被使用以为各种应用程序生成三维(3D)图形对象和二维(2D)图形对象，其包括故事片、计算机游戏、虚拟现实(VR)和增强型现实(AR)体验、机械设计等。现代GPU包括纹理处理硬件，以生成用于3D图形场景中的3D对象的表面外观(在本文中被称为“表面纹理”)。纹理处理硬件通过“包裹(wrapping)”3D对象周围适当的表面纹理来将表面外观应用于3D对象。生成表面纹理并将其应用于3D对象的过程可为3D图形场景中的那些3D对象提供高度逼真的外观。

纹理处理硬件被配置为执行各种与纹理有关的指令，包括纹理操作和纹理加载。纹理处理硬件通过生成对纹理存储器的存储器引用(在本文中被称为“查询”)来生成访问纹理信息。纹理处理硬件在变化的情况下，例如在3D图形场景中渲染对象表面以在显示设备上显示时，在渲染2D图形场景时或在计算操作期间，从纹理存储器中检索表面纹理信息。

表面纹理信息包括用于对3D图形场景中的对象表面进行纹理化或着色的纹理元素(在本文中被称为“纹理像素(texel)”)。优化了纹理处理硬件和相关联的纹理高速缓存，以实现高效、高吞吐量的只读访问，以在图形渲染期间支持对纹理信息的高要求，而很少或不支持写操作。此外，纹理处理硬件包括用于执行各种纹理操作的专用功能单元，例如细节水平(LOD)计算、纹理采样和纹理滤波。

通常，纹理操作涉及查询3D空间中特定兴趣点周围的多个纹理像素，并且然后执行各种滤波和插值操作以确定该兴趣点的最终颜色。相反，纹理加载通常查询单个纹理像素，并将其直接返回给用户应用程序以进行进一步处理。因为滤波和插值操作通常涉及每个处理线程查询四个或更多个纹理像素，所以通常构造纹理处理硬件以适应每个线程生成多个查询。例如，纹理处理硬件可以被构建为在单个存储周期中容纳多达四个纹理存储器查询。以这种方式，纹理处理硬件能够在一个存储周期中查询和接收大多数或所有所需的纹理信息。

这种用于查询纹理存储器的方法的缺点为，当将纹理处理硬件用于纹理加载时，在单个存储周期中仅执行四个可能的纹理存储器查询之一。结果，在纹理加载期间仅利用了纹理处理硬件的四分之一的存储器访问能力。此外，某些纹理操作(在本文中被称为点采样的纹理操作)仅需要在给定的存储周期中执行一个或两个纹理存储器查询，因此仅利用了纹理处理硬件的四分之一到二分之一的存储器访问能力。当GPU执行纹理加载和点采样的纹理操作时，纹理处理硬件的这种未充分利用会导致效率和性能下降。

如前所述，本领域中需要的是用于在图形处理单元中查询纹理信息的更有效的技术。

发明内容

本公开内容的各种实施例阐述了用于访问图形处理单元中的纹理存储器的计算机实现的方法。该方法包括在纹理处理管线的第一阶段，生成纹理存储器查询在纹理处理管线内有资格进行加速的第一确定。该方法还包括基于第一确定，使纹理存储器查询进行到纹理处理管线中的第二阶段。该方法还包括在纹理处理管线中的第二阶段处，生成纹理存储器查询在纹理处理管线内有资格进行加速的第二确定。该方法还包括基于第一确定和第二确定中的至少一个在纹理处理管线内处理纹理存储器查询。

其他实施例包括但不限于实现所公开技术的一个或更多个方面的系统，以及包括用于执行所公开技术的一个或更多个方面的指令的一个或更多个计算机可读介质。