解耦的着色流水线制造技术

公开了一种解耦的着色流水线。在某些实施例中，给定帧或图片可以具有不同的着色速率。在一个实施例中，在帧或图片的一些区域，着色速率可以小于每个像素一次，在其他位置，它可以是每个像素一次。其中可以降低着色速率的示例包括有运动和照相机散焦的区域，周界模糊的区域，以及一般而言以任何方式降低可见性的任何情况。在诸如着色方块之类的区域内，着色速率可以通过改变区域的大小来改变。

Decoupled colored pipeline

A decoupled colored pipeline is presented. In some embodiments, a given frame or picture can have different coloring rates. In one embodiment, in some area of the frame or pictures, coloring rate can be less than each pixel at a time, in a different location, it can be a time for each pixel. Which can reduce the rate of coloring example includes motion and camera defocus area, perimeter fuzzy region, and in general in any way to reduce the visibility of any situation. In regions such as colored squares, the rate of coloration can be changed by changing the size of the region.

【技术实现步骤摘要】
解耦的着色流水线本申请是国际申请日为2014年11月12日、中国国家申请号为201410635316.8、题为“解耦的着色流水线”的申请的分案申请。
本文总体上涉及图形处理。
技术介绍
使用图形处理器来产生用于显示在计算机显示器上的图像。图形流水线包括多个阶段来产生最后的描绘。通过采样不同的函数和着色，使用光栅化，来呈现图像。可见性函数是三角形内的采样点。着色确定在某一采样点的颜色是什么。因此，在下文中，使用术语“可见性样本”或“着色样本”。在超级采样抗锯齿(SSAA)中，可见性样本与着色样本相同。在多重采样抗锯齿(MSAA)中，每个像素有单一着色样本，每个像素有许多可见性样本。图形处理器一般支持这两种抗锯齿解决方案。附图说明参考以下附图来描述一些实施例：图1是本专利技术的一个实施例的流程图；图2是另一个实施例的流程图；图3是相对于X和Y缩放因子的网格单元大小的图形；图4是根据一实施例的图形流水线的描绘；图5是一个实施例的系统描绘；以及图6是如图4所示的实施例的前视图。具体实施方式在某些实施例中，给定帧或图片可以具有不同的着色速率。在一个实施例中，在帧或图片的一些区域，着色速率可以小于每个像素一次，在其他位置，它可以是每个像素一次。其中可以降低着色速率的示例包括有运动和照相机散焦的区域，周界模糊的区域，以及一般而言，以任何方式降低可见性的任何情况。着色速率可以在诸如着色方块(quad)之类的区域，通过改变区域的大小来改变。屏幕-方块是作为光栅器输出的一组2x2屏幕像素。着色像素是一组AxB屏幕像素。着色方块是一组2x2着色像素。利用解耦的像素着色，以各种不同的方式中的一种来将MSAA的概念泛化(generalized)。它可以被泛化的一种方式将是按低于一个像素一次的速率计算着色，例如，每1x2像素、2x1像素、2x2像素、4x2像素、2x4像素，或4x4像素计算一次，以上仅为举例。通过每AxB像素给出一个着色样本，获得采用两个浮点数字A和B的完全连续分布也是可行的。另一种变体是将着色拆分为两个部分，以便一个部分每个像素地或每个样本地执行，另一部分以较慢的速率执行，然后，组合结果。在现代的实时图形流水线中，以每个像素每个几何图元一次的速率来执行像素/段着色。然而，有许多用于降低像素着色速率的机会。这样的降低会导致功率消耗节省和其他性能优点。例如，在存在运动模糊和照相机散焦的情况下，有机会在帧的不同的部分，具有不同的着色速率。当一个场景带有运动和照相机散焦地呈现时，屏幕的一些区域可能会显得模糊，所以在那些区域，像素着色速率会低一些，因为它们主要显示低频率内容。在周界模糊的情况下，可以在用户难以感知到高频细节的屏幕的周边降低着色速率，至少在假设用户正在将注意力集中到屏幕的中心时是如此。此外，在较高密度显示器中，可以降低着色速率，而不会有细节的重大损失。尽管可以灵活地降低着色速率，但是在某些实施例中，也以满速率采样可见性，以保留诸如边缘之类的锐利特征。在某些实施例中，也可以降低可见性采样速率，这具有在对象边缘处产生锯齿化(aliasing)不良影响的可能性。参考图1，序列10可以以软件、固件和/或硬件来实现。在软件和固件实施例中，它可以通过计算机执行的指令来实现，该指令被存储在例如磁存储、光学存储，或半导体存储器之类的一个或多个非瞬态计算机可读介质上。首先，光栅器(rasterizer)21针对给定大小的像素区(在此示例中，2x2像素区24，叫做方块)，测试图元。(也可以使用其他大小的像素区)。光栅器以空间填充顺序，诸如Morton顺序，遍历方块。在多重采样的情况下，如果图元覆盖方块中像素或样本中的任何一个，如示意图中标记出的被覆盖的方块所示的那样，则光栅器将方块朝下游发送给瓦片(tile)缓冲器16。在某些实施例中，可以在14执行早期z(earlyz)剔除。对于给定图元，瓦片缓冲器可以将屏幕分割为两个2Nx2N像素大小的瓦片(其称为着色方块)，并可以存储落在单一瓦片内的所有光栅化的方块，如在框18中所指出的。可以对于每两个2Nx2N瓦片，可评估屏幕对准的着色网格(框22)。在某些实施例中，网格单元或着色方块的大小可以仅限于2的幂个像素的倍数。例如，单元大小可以是1x1、1x2、2x1、4x1、4x2、4x4，直到NxN，包括1xN和Nx1以及所有中间配置。通过控制着色网格单元的大小，可以在框20控制着色速率。即，单元大小越大，瓦片的着色速率越低。然后，将存储在瓦片缓冲器中的方块分组成着色方块，着色方块由相邻的网格单元的组所组成，诸如，在一个实施例中，2x2的相邻的网格单元的组。然后，对着色方块进行着色，将来自着色器的输出写回到颜色缓冲器中的所有被覆盖的像素。逐个2Nx2N像素瓦片地估算网格大小(其中，N是被调整大小的方块内的最大的解耦的像素的大小，且对于每一个几何图元单独地估算)。“最大的解耦的像素”是指当着色方块的大小改变时像素的大小。在一个实施例中，四个像素构成一个方块，每一个像素都构成方块大小的四分之一。可以通过叫做“缩放因子”的属性来控制网格大小，该缩放因子包括一对带符号的值——沿着X轴的缩放因子Sx，以及沿着Y轴的缩放因子Sy。可以以各种方式来指定缩放因子。例如，它可以从顶点属性内插出，或从屏幕位置计算出。使用带符号的缩放因子是有用的，例如，在照相机散焦的情况下，如果图元穿过聚焦面。在此情况下，图元的顶点会在焦点之外，而图元的内部是焦点对准的。然后，可以将负的缩放因子指定为在焦平面的前面的顶点的属性，将正的缩放因子指定为焦平面后面的顶点的属性，反之亦然。对于图元的焦点对准的区域，缩放因子内插到零，因此，在焦点对准区域，保持高着色速率。缩放因子可以在瓦片内变化，而对于每一个瓦片，仍计算出单一量化的网格单元大小。这可能会在网格大小中产生从瓦片到瓦片的不连续性，并会导致可见的网格过渡。图2是根据一实施例的序列的流程图。序列可以以软件、固件，和/或硬件来实现。在软件和固件实施例中，序列可以通过存储在诸如磁性、光、或半导体存储器之类的一个或多个非瞬态计算机可读介质中的计算机执行指令来实现。为了从缩放因子计算出网格大小，首先在2Nx2N瓦片的四个角部内插缩放因子(框50)。如果跨网格单元的四个角部有符号改变(框52和54)，则这指示出瓦片内的最小值。在此情况下，选中最小可能的网格单元间隔，通常可以是一个像素。然后，将Sx和Sy箝位(clamp)到下箝位极限(框56)。如果没有符号改变，则从四个角部中选择缩放因子的最小绝对值(框58)。对于某些实现，可以使用不同于最小值的操作，例如，绝对值的平均值。然后，对方块大小进行仿射(affine)映射(框60)，接下来是，箝位和量化(框62)，以确定网格单元大小。X和Y缩放因子是在实线上定义的，并通过凸函数或浴盆(tub)函数被独立地映射到X和Y网格单元大小，如图3所示，带有斜边46和水平底44。在其他实施例中，也可以使用其他函数。在某些实施例中，可能不支持小于单个屏幕空间像素的网格单元，而在这些情况下，网格单元大小决不会小于1。凸函数或浴盆函数映射缩放因子，缩放因子对于确定方块大小如何变化进而确定着色采样速率如何变化是有用的。具体而言，浴盆函数将缩放因子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：定点着色器；光栅器，所述光栅器耦合至所述顶点着色器以对图元进行光栅化；像素着色器，所述像素着色器耦合至所述光栅器，所述像素着色器用于通过将所述图像数据的两个区域定义为包含不同数目的像素来以不同的速率对所述区域进行着色；图形存储器，所述图形存储器耦合至所述光栅器和像素着色器。

【技术特征摘要】
2013.12.12 US 14/103,9511.一种装置，包括：定点着色器；光栅器，所述光栅器耦合至所述顶点着色器以对图元进行光栅化；像素着色器，所述像素着色器耦合至所述光栅器，所述像素着色器用于通过将所述图像数据的两个区域定义为包含不同数目的像素来以不同的速率对所述区域进行着色；图形存储器，所述图形存储器耦合至所述光栅器和像素着色器。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述图像存储器包括帧缓冲器。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置是图形处理单元。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，包括耦合至所述图形处理单元的中央处理单元。5.一种方法，包括：对图元进行光栅化；将图像数据的两个区域定义为包含不同数目的像素；以及以不同的速率对图像数据的所述两个区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·瓦德亚纳坦，M·萨尔维，R·M·托特，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US