用于延迟解耦合着色的技术制造技术

各实施例一般涉及用于减少在渲染来自3D模型的2D屏幕图像中着色基元的处理需求的技术。设备包括：细栅格化部件，用于每屏幕图像像素采用多个屏幕图像采样以执行细栅格化来标识可见基元的集合；粗栅格化部件，用于每着色图像像素采用单个着色图像采样以从与细栅格化相同的视角执行粗栅格化来标识沿着着色图像像素的路径的至少一个基元；以及着色部件，用于对由第一屏幕图像像素的屏幕图像采样标识为在着色图像像素内可见的且被标识为沿着与着色图像像素关联的着色图像采样的路径的基元进行着色以导出颜色值。描述并要求保护其他实施例。

Techniques for delay decoupling coloring

Various embodiments generally relate to techniques for reducing the processing requirements of a shader element in an 2D screen image derived from the 3D model. The equipment includes: fine grid components for each pixel screen image using multiple screen image sampling to perform fine grid to identify the set of visible primitives; coarse grid components for each pixel using a single image coloring coloring and fine grid sampling from the same perspective to perform the coarse grid logo along the path color image pixel of at least one element; and a coloring component, for the first screen screen image by image pixel sampling in colored pixels within an image is identified as visible and identified as the element along the path and color image pixel image with sampling closed coloring for coloring the color value to export. Describe and require protection of other embodiments.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
一旦仅作为执行相对专门化的基于计算机的功能的一部分而被完成,来自三维（3D）模型的二维（2D）计算机生成的图像（CGI）的渲染（rendering）在操作计算设备的更多的方面正被越来越多地采用。具体地，虽然视频游戏继续呈现此类图像的最普遍使用，但是它们的使用已开始扎根在web站点中并且作为不断增加的设备阵列的图形用户界面（GUI）的部分。虽然图形渲染硬件的设计中的进步以及渲染算法的效率中的提高已经使能了很多基于3D模型的CGI的该不断增加的使用，但是这些进步和效率提高尚不足以完全解决在便携式设备中典型的处理和电力资源中的限制。具体地讲，对图形基元进行着色（shading）以向图像中的对象提供颜色和纹理的工作继续要求相当多的处理资源，这继而对由电池和/或通常在便携式设备中发现的其他电源所供给的有限电力资源提出了相当高的需求。另外，由于并入到便携式设备中的显示器的像素分辨率继续增加，在处理和功率要求中已进行的减少已经被这种分辨率增加所引起的着色量的指数增长所压倒。更进一步来讲，由于对CGI中的写实（realism）的期望已经提高，所以着色随着实施运动模糊和/或景深效果而变得更例行地被增加。以前已经做出了努力以通过尝试直接减少所执行的着色的量来至少限制对电力资源的这些不断增长的需求。已经想出各种技术来确定什么图形基元和/或图形基元的什么部分实际需要被着色。不幸的是，尽管缓解了一些着色负担，但是许多这些以前的努力需要对图形渲染硬件的大量改变，这可以具有讽刺意味地增加电力资源需求，所述改变包括更多专业化的图形处理单元（GPU）和/或典型的基于硬件的图形渲染管线的架构的相当大的变更，以支持诸如复杂缓冲器的生成和排序这样的特征。附图说明图1示出了图形渲染系统的示例实施例。图2示出了图形渲染系统的替代示例实施例。图3示出了示例实施例的一部分。图4示出了3D模型的栅格化的示例实施例。图5A和图5B示出了屏幕和着色空间之间的对应关系的示例实施例。图6示出了用于在着色空间中进行着色的准备的示例实施例。图7示出了在着色空间中进行着色的示例实施例。图8示出了在屏幕空间中对采样颜色进行平均以导出像素颜色的示例实施例。图9-图11中的每个示出了根据实施例的逻辑流程。图12示出了根据实施例的处理架构。图13示出了图形处理系统的另一替代实施例。图14示出了设备的实施例。具体实施方式各种实施例一般涉及用于减少在渲染来自3D模型的2D屏幕图像的中对基元进行着色的处理需求的技术，包括：从屏幕空间中将着色从栅格化和效果的应用解耦合，将着色的执行延迟至着色空间中的稍后阶段，并且避免使用G-缓冲器和/或其他复杂的数据结构来支持着色。细栅格化被采用来标识在屏幕图像的屏幕图像像素中可见的3D模型的基元的几何形状（geometry），以使得着色能够被限定于这样的可见几何形状。然后，粗栅格化被采用来标识3D模型中可能是用于在与屏幕图像对应的着色图像的每个着色图像像素中的着色的候选的所有基元。着色在与其中生成用于查看的屏幕图像的屏幕空间分离的着色空间中的着色图像上执行，以使得着色能够以可能与屏幕图像的像素分辨率不同的着色图像的像素分辨率执行来减少着色复杂性。为对图像像素着色导出的颜色值然后被转送到屏幕图像的像素。运动模糊和/或景深效果在细栅格化期间或在颜色值到屏幕图像的转送之后可能被应用。细栅格化可能采用各种类型的采样的任何类型，包括随机（stochastic）采样，多重采样，射线追踪等，其中，存在分配给屏幕图像的每个屏幕图像像素的多个屏幕图像采样，以标识在屏幕图像像素的位置处从屏幕图像的视角（perspective）是可见的3D模型的基元的部分。随着这样的可见基元被如此标识，可以生成数据结构，所述数据结构将每个屏幕图像采样与可见基元以及与着色图像的着色图像像素相关。该数据结构可能由着色点标识符（SPID）组成，其每一个通过参考被唯一地指派给每个基元的标识符来将一个屏幕图像采样与可见基元相关。每个SPID也可能通过参考着色图像内的着色图像像素的坐标来将一个屏幕图像采样与该着色图像像素相关。在生成SPID以后，可能分析该SPID以生成由列表组成的数据结构，针对每个着色图像像素有一个列表。每个列表可能包括由落在由可见基元的关联的着色图像像素所覆盖的区域内的屏幕图像采样所标识的该可见基元的标识符。每个列表还可能包括在可见基元的关联的着色图像像素内的该可见基元的深度的指示。在一些实施例中，随着每个SPID被分析，可能生成另一个数据结构，该数据结构针对每个着色图像像素指示在由那个着色图像像素所覆盖的区域内由屏幕图像采样所标识的可见基元中发现的深度中的最大深度。可替代地或附加地，还可能生成另一个数据结构，该数据结构将每个屏幕图像采样与地址位置相关，在该地址位置处，存储从对与那个着色图像像素内的那个屏幕图像采样关联的可见基元进行着色导出的颜色值，并且在着色之后可能从该地址位置指派那个屏幕图像采样的颜色值。在生成和分析SPID以后，粗栅格化和着色可能一起被执行，一次执行每个着色图像像素内的一个可见基元。在粗栅格化中，每个着色图像像素被有效地视为相对宽且钝（blunt）的采样以标识具有由那个着色图像像素所覆盖的区域内呈现的其任何部分的3D模型的所有基元。如本领域技术人员可认识到的那样，每个着色图像像素作为宽且钝采样的此类使用可能通过在执行粗栅格化中的外部保守栅格化的使用来实现。从与较早执行的采样相同的视角执行该采样作为细栅格化的部分。对于被发现呈现于着色图像像素的区域内的每一个基元，检查来自SPID的较早针对那个像素所生成的可见基元的列表，以确定那个基元在那个列表中是否被落在那个着色图像像素内的屏幕图像采样之一标识为屏幕图像中的可见基元。如果是这样，那么执行着色以导出由那个着色图像像素所覆盖的区域内的那个基元的颜色，并且存储那个颜色。如果不是这样，那么针对由那个着色图像像素所覆盖的区域的那个基元不执行着色。在一些实施例中，指示在每个这样的列表中所标识的可见基元中的最大深度的较早生成的数据结构可能被采用来增加进行关于那个基元是否被标识在那个列表中的确定的效率。在针对跨着色图像的所有像素的所有可见基元都已执行着色之后，针对每个着色图像像素内的每个可见基元导出的颜色的颜色值被转送到屏幕图像像素。如前面讨论的，每个SPID将屏幕图像采样之一与可见基元相关以及与着色图像像素相关，并且那些相关可能被用来在进行着色期间对与每个SPID关联的屏幕图像采样指派针对每个可见基元所导出的颜色值。可替代地或者附加地，通过使用较早生成的数据结构，可能增加为每个屏幕图像采样指派颜色的效率，所述较早生成的数据结构将每个屏幕图像采样与地址位置相关，在该地址位置处，存储从对与那个着色图像像素内的那个屏幕图像采样关联的可见基元进行着色所导出的颜色值。不管为每个屏幕图像采样指派在着色期间所导出的颜色的确切方式，屏幕图像采样被采用来转送在着色期间所导出的颜色到屏幕图像像素。因此，对于每个屏幕图像像素，它的屏幕图像采样的颜色值可能以各种方式中的任何方式被平均和/或组合，以导出用于那个屏幕图像像素的单个颜色值。如将更加详细地解释的那样，着色图像像素和屏幕图像像素的大小和/或边界本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种渲染来自三维（3D）模型数据的二维（2D）图像的设备，包括：细栅格化部件，用于屏幕图像的每屏幕图像像素采用多个屏幕图像采样以执行3D模型的细栅格化来标识从屏幕图像的视角可见的3D模型的可见基元的集合;粗栅格化部件，用于与屏幕图像对应的着色图像的每着色图像像素采用单个着色图像采样以从屏幕图像的视角执行3D模型的粗栅格化来标识沿着着色图像像素的路径的至少一个基元;以及着色部件，用于对由第一屏幕图像像素的屏幕图像采样标识为在着色图像像素内可见的并且被标识为沿着与着色图像像素关联的着色图像采样的路径的基元进行着色以导出第一颜色值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 US 14/2924151.一种渲染来自三维（3D）模型数据的二维（2D）图像的设备，包括：细栅格化部件，用于屏幕图像的每屏幕图像像素采用多个屏幕图像采样以执行3D模型的细栅格化来标识从屏幕图像的视角可见的3D模型的可见基元的集合;粗栅格化部件，用于与屏幕图像对应的着色图像的每着色图像像素采用单个着色图像采样以从屏幕图像的视角执行3D模型的粗栅格化来标识沿着着色图像像素的路径的至少一个基元;以及着色部件，用于对由第一屏幕图像像素的屏幕图像采样标识为在着色图像像素内可见的并且被标识为沿着与着色图像像素关联的着色图像采样的路径的基元进行着色以导出第一颜色值。2.根据权利要求1的设备，细栅格化部件用于生成多个着色点标识符（SPID），以将包括屏幕图像采样的第一集合和第二集合的多个屏幕图像采样与着色图像的多个着色图像像素相关，多个SPID中的每个SPID与多个屏幕图像采样中的屏幕图像采样关联，并且每个SPID用于将可见基元的集合中的可见基元与多个着色图像像素中的着色图像像素相关。3.根据权利要求2的设备，多个SPID中的每个SPID包括：被指派给可见基元的集合中的可见基元的标识符;多个着色图像像素中的着色图像像素的坐标，与SPID关联的屏幕图像采样落在所述坐标;和与所述坐标关联的着色图像像素内的可见基元的深度的指示。4.根据权利要求3的设备，包括：着色约束部件，用于从多个SPID生成可见基元的集合中的可见基元的列表的集合，列表的集合中的每个列表与多个着色图像像素中的着色图像像素关联，并且每个列表包括在与列表关联的着色图像像素内可见的可见基元的集合中的至少一个可见基元的至少一个标识符以及在着色图像像素内的至少一个可见基元的深度的指示。5.根据权利要求4的设备，着色部件将至少一个基元的标识符和与单个着色图像像素关联的列表的集合中的列表的至少一个标识符相比较，以确定是否对在单个着色图像像素中的至少一个基元着色。6.根据权利要求2的设备，包括过滤部件，在确定第二颜色值以向屏幕图像中所描绘的至少一个对象赋予运动模糊效果或景深效果中的至少一个效果中包括与屏幕图像中的第一屏幕图像像素相邻的第二屏幕图像像素关联的颜色值。7.根据权利要求1的设备，细栅格化部件采用超级采样、多重采样、随机采样、在时间维度上的随机采样、在透镜维度上的随机采样或射线跟踪中的至少一个。8.根据权利要求1的设备，包括呈现屏幕图像的显示器。9.一种用于渲染来自三维（3D）模型数据的二维（2D）图像的设备，包括：着色部件，用于对与屏幕图像对应的着色图像的着色图像像素内可见的基元进行着色，以确定着色图像像素的第一颜色值​​;解析部件，用于将第一颜色值指派给​​落在着色图像像素内的3D模型的屏幕图像采样的第一集合中的每个屏幕图像采样;和采样平均部件，用于对落在屏幕图像的第一屏幕图像像素内的3D模型的屏幕图像采样的第二集合的颜色值进行平均，以确定第一屏幕图像像素的第二颜色值，第一屏幕图像像素与着色图像像素至少部分地一致，并且屏幕图像采样的第二集合与屏幕图像采样的第一集合不同并且与屏幕图像采样的第一集合共享至少一个屏幕图像采样。10.根据权利要求9的设备，包括细栅格化部件，用于采用多个屏幕图像采样来对3D模型进行栅格化，以标识从屏幕图像的视角可见的3D模型的可见基元的集合以及以生成多个着色点标识符（SPID）来将多个屏幕图像采样与着色图像的多个着色图像像素相关，多个SPID中的每个SPID与包括屏幕图像采样的第一集合和第二集合的多个屏幕图像采样中的屏幕图像采样关联，并且每个SPID用于将可见基元的集合中的可见基元与多个着色图像像素中的着色图像像素相关。11.根据权利要求10的设备，多个SPID中的每个SPID包括：被指派给可见基元的集合中的可见基元的标识符;多个着色图像像素中的着色图像像素的坐标，与SPID关联的屏幕图像采样落在所述坐标;和与所述坐标关联的着色图像像素内的可见基元的深度的指示。12.根据权利要求11的设备，包括着色约束部件，用于从多个SPID生成可见基元的集合中的可见基元...

【专利技术属性】
技术研发人员：FP克拉贝里，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US