成凹几何密铺制造技术

在图形处理中，接收表示在虚拟空间中的场景的一个或多个顶点的数据。执行顶点到显示设备的屏幕空间上的投影。对屏幕空间的选定部分调整顶点的密度，使得较低密度的顶点存在于屏幕空间的选定部分中。对顶点执行图元装配以从顶点到屏幕空间上的投影在屏幕空间中产生一个或多个图元。然后，通过执行像素处理以将像素值分配到作为对应图元的部分的一个或多个像素来产生完成的帧。在一些实现方式中，完成的帧可被存储在存储器中或显示在显示设备上。

Concave geometry

In graphics processing, data of one or more vertices that represent scenes in virtual space are received. Performs vertices to the projection on the screen space of the display device. Adjust the density of the vertices on the selected part of the screen space so that the lower density vertices exist in the selected part of the screen space. To assemble the vertex execution primitive, one or more primitives are generated in the screen space from the projection from the vertex to the screen space. The completed frame is then generated by performing pixel processing to assign pixel values to one or more pixels that are part of the corresponding pixel. In some implementations, the completed frames can be stored in memory or displayed on display devices.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成凹几何密铺优先权要求本申请要求2015年10月29日提交的美国专利申请号14/927,157的优先权权益，该专利申请的全部内容通过引用被全部并入本文。
本公开的各方面涉及计算机图形。特定来说，本公开涉及按屏幕位置来改变分辨率。
技术介绍
在计算机图形中，密铺(tessellation)用于管理在场景中呈现对象的多边形的数据集(有时被称为顶点集)并将它们分成用于渲染的适当结构。一般，三维对象数据被密铺到三角形内，特别是为了实时渲染。实时图形的密铺的重要优点是，它允许基于控制参数例如摄像机距离来将细节动态地添加到3D网格及其轮廓边和从3D网格及其轮廓边减去。图形处理一般涉及两个处理器——中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)——的协调。GPU是设计成加速打算用于输出到显示器的在帧缓冲器中的图像的创建的专用电子电路。GPU被使用在嵌入式系统、移动电话、个人计算机、平板计算机、便携式游戏设备、工作站和游戏控制台中。GPU一般设计成在操纵计算机图形方面是有效的。GPU常常具有高度并行的处理架构，其使GPU对于并行完成大数据块处理的算法来说比通用CPU更有效。CPU可发送通常被称为绘图命令的GPU指令，其指示GPU实现特定的图形处理任务，例如渲染相对于图像中的前一帧改变的特定纹理。这些绘图命令可由具有图形应用程序设计接口(API)的CPU协调，以便发出对应于特定应用的虚拟环境的状态的图形渲染命令。为了渲染特定程序的纹理，GPU可在“图形流水线”中执行一系列处理任务以将在虚拟环境中的画面转换成可被渲染到显示器上的图像。一般图形流水线可包括执行在虚拟空间中的虚拟对象上的某些渲染或着色(shading)操作、在场景中的虚拟对象的变换和光栅化以产生适合于输出显示的像素数据、以及在显示器上输出渲染的图像之前在像素(或片元)上的额外的渲染任务。图像的虚拟对象常常在被称为图元的形状方面在虚拟空间中被描绘，图元一起产生在虚拟场景中的对象的形状。例如，待渲染的在三维虚拟世界中的对象可精简到一系列不同的三角形图元，其具有按照它们在三维空间中的坐标而定义的顶点，由此，这些多边形构成对象的表面。每个多边形可具有可由图形处理系统使用来区分开给定多边形与其它多边形的相关联索引。同样，每个顶点可具有可用于区分开给定顶点与其它顶点的相关联索引。图形流水线可对这些图元执行某些操作以产生虚拟场景的画面，并将这个数据变换成适合于由显示器的像素再现的二维格式。如在本文使用的术语图形图元信息(或简单地“图元信息”)用于指表示图形图元的数据。这样的数据包括但不限于顶点信息(例如表示顶点位置或顶点索引的数据)和多边形信息例如多边形索引和使特定顶点与特定多边形相关联的其它信息。通常在现有的表面细分软件例如开放源软件(诸如OpenSubdiv)或几何密铺中，构成表面并由密铺单元消耗的几何图元有时被称为“补片”。在所述上下文中，术语“多边形”或简单地“三角形”通常用于密铺操作的输出和后续处理的输入。作为图形流水线的部分，GPU可通过实现通常被称为“着色器”的程序来执行渲染任务。一般图形流水线可包括顶点着色器以及像素着色器(也被称为“片元着色器”)，顶点着色器可在每顶点基础上操纵图元的某些特性，而像素着色器在图形流水线中的顶点着色器的下游操纵并可在将像素数据传输到显示器之前在每像素基础上操纵某些值。片元着色器可操纵与将纹理应用于图元有关的值。流水线还可包括在流水线中的各种阶段处的其它着色器，例如使用顶点着色器的输出来产生新的一组图元的几何着色器以及可由GPU实现来执行某些其它一般计算任务的计算着色器(CS)。开发了具有宽视场(FOV)的图形显示器设备。这样的设备包括头戴式显示器(HMD)设备。在HMD设备中，小显示器设备戴在用户的头上。显示器设备具有在一只眼睛(单目HMD)或每只眼睛(双目HMD)前面的显示器光学器件。HMD设备一般包括传感器，其可感测设备的定向并在用户的头移动时改变由显示器光学器件显示的场景。照惯例，渲染宽FOV显示器的场景的大部分阶段通过平面渲染来执行，其中屏幕的所有部分具有每单位面积相同数量的像素。然而，常常结合HMD设备来执行的对虚拟现实(VR)程序的渲染需要比常规平坦屏幕渲染更高的帧速率以防止用户经历运动病。VR的HMD具有光学系统以为了沉浸式体验在宽FOV中显示渲染的场景。虽然在主凝视点周围的屏幕区域需要高分辨率，在主凝视点之外的区域只由外围视觉观察到，且因此可维持较低的分辨率或可包含较少的细节。执行了设法将这个思想应用于像素级的研究(见通过引用被并入本文的MarkEvanCerny的共同未决的美国专利申请号14/246,066)。然而，通过利用密铺和新颖的屏幕空间密铺因子计算算法，可能将这个思想扩展到几何级。在计算机图形中，密铺用于管理在场景中呈现对象的多边形的数据集(有时被称为顶点集)并将它们分成用于渲染的适当结构。一般，三维对象数据被密铺为三角形，特别是为了实时渲染。实时图形的密铺的重要优点是，它允许基于控制参数(例如摄像机距离)来将细节动态地添加到3D网格及其轮廓边和从3D网格及其轮廓边减去。本公开就是在这种上下文内出现的。附图说明通过结合附图考虑下面的详细描述可容易理解本公开的教导，其中：图1A是示出根据现有技术执行的正常密铺的示例的简化图。图1B是示出根据本公开的各方面的成凹密铺的示例的简化图。图2是描绘根据本公开的方面的图形处理方法的流程图。图3A是示出根据本公开的各方面的确定屏幕空间的成凹区域的示例的屏幕空间的示意图。图3B是示出根据本公开的各方面的确定屏幕空间的成凹区域的替代性示例的屏幕空间的示意图。图3C-3E是描绘根据本公开的各方面的在屏幕空间上的顶点密度中的过渡的示例的曲线图。图4是根据本公开的各方面的图形处理系统的方框图。图5是根据本公开的各方面的图形处理流水线的方框图。具体实施方式虽然为了说明的目的，下面的详细描述包含很多特定的细节，但是本领域中任何普通技术人员将认识到，对下面的细节的很多变化和变更在本专利技术的范围内。因此，下面所述的本专利技术的示例性实施方案被阐述而没有对所主张的专利技术的一般性的任何损失且不对所主张的专利技术强加限制。介绍图1A示出虚拟现实(VR)环境的渲染的当前状态。在常规FOV显示器中，使用到视平面的平面投影来渲染三维几何结构。然而，将几何结构渲染到显示器、特别是高FOV视平面上可能是非常低效的，并导致明显的时延和性能问题。这些问题可使所显示的帧速率下降到期望水平之下，除了在经历帧速率下降同时经历VR环境的用户中潜在地引起运动病以外还为用户产生抖动的非沉浸式体验。此外，在屏幕的边缘附近的显示器的区域或用户未观看的区域比在中心附近或用户的注意力当前指向的区域保持较没有意义的信息。当照惯例渲染场景时，这些区域具有相同数量的顶点，且在屏幕上渲染相等尺寸的区域所花费的时间是相同的。图1B示出根据本公开的各方面的VR环境的示例，其中使用成凹密铺来渲染场景信息。通过利用实时图形渲染的成凹密铺，可基于各种参数例如摄像机距离、用户注意力、用户眼运动或景深来将细节添加到3D网格及其轮廓边和从3D网格及其轮廓边减去。实施方案表明，通过利用成凹密铺，3D网格或线框的渲染时间可减小大约4倍或更多，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使用具有处理单元的图形处理系统进行图形处理的方法，其包括：使用所述处理单元，确定表示显示设备的屏幕空间的一个或多个成凹区域的数据；使用所述处理单元，确定表示所述屏幕空间的所述一个或多个成凹区域的顶点的第一密度分布以及所述屏幕空间的一个或多个剩余区域的顶点的第二密度分布的顶点密度数据，其中所述第一密度高于所述第二密度；执行被投影到所述显示设备的所述屏幕空间上的虚拟空间中的场景中的一个或多个对象的第一组多边形的密铺以划分所述第一组多边形以产生由表示一组密铺顶点的密铺顶点数据表示的所述一个或多个对象的第二组多边形，其中所述一组密铺顶点由在所述屏幕空间的所述一个或多个成凹区域中的顶点的所述第一密度分布和由在所述屏幕空间的所述一个或多个剩余区域中的顶点的所述第二密度分布表征；使用所述处理单元，对所述第二组多边形执行后续图形操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.29 US 14/927,1571.一种用于使用具有处理单元的图形处理系统进行图形处理的方法，其包括：使用所述处理单元，确定表示显示设备的屏幕空间的一个或多个成凹区域的数据；使用所述处理单元，确定表示所述屏幕空间的所述一个或多个成凹区域的顶点的第一密度分布以及所述屏幕空间的一个或多个剩余区域的顶点的第二密度分布的顶点密度数据，其中所述第一密度高于所述第二密度；执行被投影到所述显示设备的所述屏幕空间上的虚拟空间中的场景中的一个或多个对象的第一组多边形的密铺以划分所述第一组多边形以产生由表示一组密铺顶点的密铺顶点数据表示的所述一个或多个对象的第二组多边形，其中所述一组密铺顶点由在所述屏幕空间的所述一个或多个成凹区域中的顶点的所述第一密度分布和由在所述屏幕空间的所述一个或多个剩余区域中的顶点的所述第二密度分布表征；使用所述处理单元，对所述第二组多边形执行后续图形操作。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述对所述第二组多边形执行后续图形操作包括将所述密铺顶点数据存储在存储器中。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述对所述第二组多边形执行后续图形操作包括将所述密铺顶点数据传输到另一处理系统。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述对所述第二组多边形执行后续图形操作包括对所述一组密铺顶点执行图元装配以在屏幕空间中产生一个或多个图元。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述对所述第二组多边形执行后续图形操作包括：对所述一组密铺顶点执行图元装配以在屏幕空间中产生一个或多个图元；以及对所述一个或多个图元执行扫描转换以确定多个像素中的哪个像素或哪些像素是所述一个或多个图元的对应图元的部分。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述对所述第二组多边形执行后续图形操作包括：对所述一组密铺顶点执行图元装配以在屏幕空间中产生一个或多个图元；以及对所述一个或多个图元执行扫描转换以确定所述多个像素中的哪个像素或哪些像素是所述一个或多个图元的对应图元的部分；以及通过执行像素处理以将像素值分配到作为所述对应图元的部分的一个或多个像素来产生完成的帧。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述对所述第二组多边形执行后续图形操作包括：对所述一组密铺顶点执行图元装配以在屏幕空间中产生一个或多个图元；以及对所述一个或多个图元执行扫描转换以确定所述多个像素中的哪个像素或哪些像素是所述一个或多个图元的对应图元的部分；通过执行像素处理以将像素值分配到作为所述对应图元的部分的一个或多个像素来产生完成的帧；以及将所述完成的帧存储在所述存储器中或将所述完成的帧显示在所述显示设备上。8.根据权利要求1所述的方法，其中顶点的所述第一密度分布和顶点的所述第二密度分布被静态地定义。9.根据权利要求1所述的方法，其中顶点的所述第一密度分布和顶点的所述第二密度分布被动态地定义。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个成凹区域由外部信号定义。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述外部信号表示在所述显示设备上用户的视线指向的位置。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述一个或多个成凹区域包括接近所述屏幕空间的中心的所述屏幕空间的一个或多个部分。13.根据权利要求1所述的方法，其中顶点的所述第二密度是所述屏幕空间的所述一个或多个剩余区域离所述屏幕空间的所述一个或多个成凹区域的相对距离的函数。14.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示设备的所述屏幕空间是弯曲表面。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示设备由90度或更大的视场表征。16.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示设备是头戴式显示设备。17.根据权利要求1所述的方法，其中使用所调节的一组投影顶点执行后续图形操作包括产生对应于配置成在所述显示设备上呈现的完成的帧的数据。18.一种用于进行图形处理的系统，其包括：处理单元；存储器；指令，其存储在所述存储器中并可由所述处理器执行，其中所述指令配置成当由所述处理器执行时使所述系统实现用于进行图形处理的方法，所述方法包括，使用所述处理单元，确定表示显示设备的屏幕空间的一个或多个成凹区域的数据；使用所述处理单元，确定表示所述屏幕空间的所述一个或多个成凹区域的顶点的第一密度分布以及所述屏幕空间的一个或多个剩余区域的顶点的第二密度分布的顶点密度数据，其中所述第一密度高于所述第二密...

【专利技术属性】
技术研发人员：J木拉卡瓦，J杜利特尔，J贝克，B雷杭，MA库特纳，
申请(专利权)人：索尼互动娱乐股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP