图形处理单元和使用渲染空间的图块集合的成本指示来控制渲染复杂度的方法技术

一种图形处理单元(GPU)使用被细分成多个图块的渲染空间来处理图形数据。GPU包括成本指示逻辑，其被配置为获取用于渲染空间的一个或多个图块的多个集合中的每个集合的成本指示。图块集合的成本指示表明处理一个或多个图块的集合的成本。GPU基于图块的成本指示来对渲染这些图块中的图元的渲染复杂度进行控制。这允许基于图块内的图形数据的复杂度、以适合的方式渲染图块。这又允许渲染满足诸如定时约束等约束，即使不同图块的复杂度在图像内可以显著变化。

A method of controlling the rendering complexity by means of a graphics processing unit and a cost indication of the set of blocks in the rendering space.

A graphics processing unit (GPU) processes graphics data by subdividing the render space into multiple blocks. GPU includes cost indicating logic, which is configured to obtain cost instructions for each set in a collection of one or more blocks of a rendering space. The cost indication of a block collection indicates the cost of processing the collection of one or more blocks. GPU controls the rendering complexity of rendering elements in these blocks based on the cost instructions of the block. This allows graphics blocks to be rendered in a suitable way based on the complexity of the graphic data within the block. This allows rendering to meet constraints such as timing constraints, even though the complexity of different blocks can be significantly changed in the image.

【技术实现步骤摘要】
图形处理单元和使用渲染空间的图块集合的成本指示来控制渲染复杂度的方法
技术介绍
图形处理系统通常被配置为(例如从在计算机系统上运行的应用)接收图形数据，并且渲染图形数据以提供渲染输出。例如，提供给图形处理系统的图形数据可以描述待渲染的三维(3D)场景内的几何形状，并且渲染输出可以是已渲染的场景图像。一些图形处理系统(其可以被称为“基于图块”的图形处理系统)使用被细分成多个图块(tile)的渲染空间。“图块”是渲染空间的区域，并且可以具有任何合适的形状，但是通常为矩形(其中术语“矩形”包括正方形)。为了给出一些示例，图块可以覆盖待渲染图像的16×16像素块或32×32像素块。如本领域已知的，将渲染空间细分成图块具有很多益处。例如，将渲染空间细分成图块允许图像以逐图块的方式被渲染，其中图块的图形数据可以在图块的渲染期间被临时存储“在片上”。基于图块的图形处理系统通常分两个阶段进行操作：几何处理阶段和渲染阶段。在几何处理阶段，分析用于渲染的图形数据以针对每个图块确定该图块内存在哪些图形数据项。然后在渲染阶段，可以通过处理那些被确定为存在于图块内的图形数据项来渲染该图块(而不需要处理在几何处理阶段被确定为不存在于特定图块内的图形数据项)。图形数据项可以表示描述场景中结构的表面的集合形状，其被称为“图元”。常见的图元形状是三角形，但是图元可以是其他2D形状、或者也可以是线条或点。对象可以由一个或多个(例如，数百、数千或数百万个)这样的图元组成。经渲染的图像可以在显示器上显示。显示器可以按照光栅扫描顺序来刷新像素，使得图像的上部像素行在图像的下部像素行之前被显示。在一些情况下，图像可以实时地渲染和显示。渲染图像与显示图像之间的时延可能不利地影响用户对应用(例如，游戏应用)的感知，特别是在用户与应用交互的情况下。这是虚拟现实应用的特殊问题。为了减少时延，基于图块的渲染系统可以在显示器的光栅扫描之前以光栅扫描顺序渲染图块。这可以允许在图像的其他图块(例如，对应于图像的下部行)已经被渲染之前，渲染并且显示图像的一些图块(例如，对应于图像的上部行)。这可以减少渲染/显示链内的时延。由于图块行的渲染始终必须在相应扫描线的显示之前进行，所以这种方法对图块的渲染引入了严格的实时时序要求。
技术实现思路
提供本“
技术实现思路
”是为了以简化的形式介绍将在以下“具体实施方式”中进一步描述的一些概念。本“
技术实现思路
”不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。在本文中描述的示例中，一种图形处理单元被配置为使用被细分成多个图块的渲染空间来处理图形数据。图形处理单元包括成本指示逻辑，其被配置为获取用于渲染空间的一个或多个图块的多个集合中的每个集合的成本指示，其中一个或多个图块的集合的成本指示表明处理一个或多个图块的集合的成本。图形处理单元被配置为控制基于图块的成本指示来对这些图块中进行渲染的图元的渲染复杂度。这允许基于图块内的图形数据的复杂度、以适合的方式渲染图块。这又允许渲染满足诸如定时约束等约束，即使不同图块的复杂度在图像内可以显著变化。例如，可以存在定时约束，即图块行必须被及时渲染以在显示器的光栅扫描之前显示，并且一行中的图块的成本指示可以提供用于渲染这些图块可能的渲染时间的指示。如果可能的渲染时间不满足定时约束，则可以降低该行中的至少一些图块的渲染复杂度，从而减少该行的渲染时间并且从而满足定时约束。作为示例，可以通过对的为了渲染图块中的图元而处理的每像素样本数目进行控制，来控制渲染复杂度。在另一示例中，在渲染时序不如图像质量重要的情况下，可以针对具有较高成本指示的图块增加渲染复杂度(例如，每像素的样本数)，因为这些块可以包括更大的图像细节，并且因此可以受益与具有较低成本指示的图块相比以更高的精确来渲染。具体地，提供了一种被配置为使用被细分成多个图块的渲染空间来处理图形数据的图形处理单元，图形处理单元包括：成本指示逻辑，其被配置为获取用于渲染空间的一个或多个图块的多个集合中的每个集合的成本指示，其中一个或多个图块的集合的成本指示表明对一个或多个图块的集合进行渲染的成本；以及渲染逻辑，其被配置为对渲染空间的图块中的图元进行渲染；其中图形处理单元被配置为：控制渲染复杂度，其中渲染逻辑根据一个或多个图块的集合的成本指示、该渲染复杂度来在一个或多个图块的集合中的图元进行渲染。提供了一种使用被细分成多个图块的渲染空间来在图形处理系统中处理图形数据的方法，该方法包括：获取用于渲染空间的一个或多个图块的多个集合中的每个集合的成本指示，其中一个或多个图块的集合的成本指示表明对一个或多个图块的集合进行渲染的成本；对渲染空间的图块中的图元进行渲染；以及控制渲染复杂度，其中一个或多个图块的集合达到图元根据一个或多个图块的集合的成本指示、以该渲染复杂度被渲染。在一些示例中，渲染复杂度被控制为使得图块的渲染满足一个或多个渲染约束，诸如图块行被渲染的定时。这在图块在显示器的光栅扫描之前以光栅扫描顺序被渲染的情况下是特别有用的，因为这允许图块及时地被渲染以便以降低的时延实时地显示。成本指示逻辑可以被实施为还包括拼贴单元的几何处理逻辑的一部分。通过在几何处理逻辑中包括成本指示逻辑，可以在渲染逻辑中执行图块的渲染之前，针对图像的一个或多个图块的集合确定成本。拼贴单元可以被配置为生成用于渲染空间的图块的控制流，其指示图块中存在哪些图元，并且其中渲染逻辑被配置为：使用用于图块的控制流来标识该图块中存在哪些图元。拼贴单元可以被配置为将成本指示包括在用于图块的控制流中。在本文中描述的示例中，渲染逻辑对在一个或多个图块的特定集合中的图元进行渲染的渲染复杂度根据一个或多个图块的特定集合的相应成本指示来控制。图形处理单元可以被配置为通过控制由渲染逻辑处理的每像素样本数目来控制渲染复杂度。在一些示例中，如果每像素的样本数目被控制为少于每像素一个样本，则对于一些像素，不渲染样本，并且图形处理单元被配置为：通过对附近的已渲染像素值进行组合来确定未渲染像素的值。图形处理单元可以被配置为选择未渲染像素以被均匀地空间分布。在一些示例中，渲染逻辑包括隐藏表面移除单元和纹理化/着色单元，并且图形处理单元可以被配置为：通过控制由隐藏表面移除单元处理的每像素的样本数目、并且独立地控制由纹理化/着色单元处理的每像素的样本数目来控制渲染复杂度。图形处理单元可以被配置为：通过对由渲染逻辑向渲染空间内的样本位置处的图元片段应用的一个或多个渲染过程进行控制，来控制渲染复杂度。控制渲染过程可以包括以下中的一项或多项：控制应用于图元片段的过滤操作；当渲染逻辑被配置为应用射线跟踪技术时，控制射线跟踪参数，其包括待处理射线反弹的次数和射线的裁剪距离中的一项或多项；并且控制应用于图元片段的着色效果。图形处理单元可以被配置为：通过控制每个样本确定的颜色值的数目来控制渲染复杂度。例如，在完全渲染复杂度下，渲染逻辑可以被配置为为每个已渲染样本生成颜色值集合；并且在降低的渲染复杂度的情况下，渲染逻辑可以被配置为为一个或多个已渲染样本生成颜色值集合的子集。图形处理单元可以被配置为：根据一个或多个图块的集合的成本指示来对渲染逻辑对一个或多个图块的集合中的图元进行渲染的渲染复杂度进行控制，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图形处理单元，所述图形处理单元被配置为使用渲染空间来处理图形数据，所述渲染空间被细分成多个图块，所述图形处理单元包括：成本指示逻辑，所述成本指示逻辑被配置为获取用于所述渲染空间的一个或多个图块的多个集合中的每个集合的成本指示，其中用于一个或多个图块的集合的所述成本指示表明对所述一个或多个图块的集合进行渲染的成本；以及渲染逻辑，所述渲染逻辑被配置为对所述渲染空间的所述图块中的图元进行渲染；其中所述图形处理单元被配置为控制渲染复杂度，所述渲染逻辑以所述渲染复杂度、根据用于所述一个或多个图块的集合的所述成本指示，来对所述一个或多个图块的集合中的图元进行渲染。

【技术特征摘要】
2017.01.12 GB 1700565.31.一种图形处理单元，所述图形处理单元被配置为使用渲染空间来处理图形数据，所述渲染空间被细分成多个图块，所述图形处理单元包括：成本指示逻辑，所述成本指示逻辑被配置为获取用于所述渲染空间的一个或多个图块的多个集合中的每个集合的成本指示，其中用于一个或多个图块的集合的所述成本指示表明对所述一个或多个图块的集合进行渲染的成本；以及渲染逻辑，所述渲染逻辑被配置为对所述渲染空间的所述图块中的图元进行渲染；其中所述图形处理单元被配置为控制渲染复杂度，所述渲染逻辑以所述渲染复杂度、根据用于所述一个或多个图块的集合的所述成本指示，来对所述一个或多个图块的集合中的图元进行渲染。2.根据权利要求1所述的图形处理单元，还包括几何处理逻辑，其中所述成本指示逻辑被实现为所述几何处理逻辑的一部分，并且其中所述几何处理逻辑还包括拼贴单元，所述拼贴单元被配置为针对所述渲染空间的所述图块来确定哪些图元存在于所述图块中。3.根据权利要求2所述的图形处理单元，其中所述拼贴单元被配置为生成用于所述渲染空间的所述图块的控制流，所述控制流指示哪些图元存在于所述图块中，并且其中所述渲染逻辑被配置为使用用于所述图块的所述控制流来标识哪些图元存在于一个图块中。4.根据权利要求3所述的图形处理单元，其中所述拼贴单元被配置为：将所述成本指示包括在用于所述图块的所述控制流中。5.根据任一前述权利要求所述的图形处理单元，其中所述图形处理单元被配置为：通过控制由所述渲染逻辑处理的每像素样本数目来控制所述渲染复杂度。6.根据权利要求5所述的图形处理单元，其中所述图形处理单元被配置为确定用于图块的边缘指示，所述边缘指示提供图元边缘被包括在所述图块中的程度的指示，并且其中所述图形处理单元被配置为：根据所确定的用于所述图块的所述边缘指示，来控制针对所述图块而被处理的所述每像素样本数目。7.根据权利要求5或6所述的图形处理单元，其中所述渲染逻辑被配置为使得：在所述每像素样本数目被控制为少于每像素一个样本的情况下，则对于一些像素，样本不被渲染，并且其中所述图形处理单元被配置为：通过对附近已渲染的像素值进行组合，来确定未渲染像素的值。8.根据权利要求7所述的图形处理单元，其中所述图形处理单元被配置为对所述未渲染像素进行选择，以被均匀地空间分布。9.根据任一前述权利要求所述的图形处理单元，其中所述渲染逻辑包括隐藏表面移除单元和纹理化/着色单元，并且其中所述图形处理单元被配置为：通过控制由所述隐藏表面移除单元处理的每像素样本数目、并且独立地控制由所述纹理化/着色单元处理的每像素样本数目，来控制所述渲染复杂度。10.根据任一前述权利要求所述的图形处理单元，其中所述图形处理单元被配置为：通过对由所述渲染逻辑向所述渲染空间内的样本位置处的图元片段应用的一个或多个渲染过程进行控制，来控制所述渲染复杂度，其中所述控制渲染过程包括以下中的一项或多项：控制用于处理图元片段的过滤操作；当所述渲染逻辑被配置为应用射线跟踪技术时，控制射线跟踪参数，所述射线跟踪参数包括以下中的一项或多项：待处理的射线反弹的数目和用于射线的裁剪距离；以及控制应用于图元片段的着色效果。11.根据任一前述权利要求所述的图形处理单元，其中所述图形处理单元被配置为通过控制每个样本所确定的颜色值的数目来控制所述渲染复杂度，并且其中：在完全渲染复杂度，所述渲染逻辑被配置为：为每个已渲染样本生成颜色值集合，以及在降低的渲染复杂度，所述渲染逻辑被配置为：为一个或多个已渲染样本生成所述颜色值集合的子集。12.根据任一前述权利要求所述的图形处理单元，其中所述图形处理单元被配置为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·豪森，R·布罗德赫斯特，S·菲施维克，
申请(专利权)人：想象技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB