The invention belongs to the technical field of computer hardware, and relates to a structure of advanced hidden geometry engine. The invention is composed of a 7 level functional pipeline, a geometric parameter storage unit and a plurality of different functional access interfaces. The 7 functional assembly lines are in turn from the drawing assembly unit, the projection transformation unit, the back hidden unit, the plane cutting unit, the three-dimensional cutting unit, the window transformation unit, and the element rasterization unit. The access interface includes the input interface of geometric graphic element vertex data, the read-write access interface of control register, the interface of graphical state parameter access, the name Stack error state feedback interface, the selection and feedback data recording interface, and the pixel data output interface. The invention can significantly reduce the plane cutting unit in the geometric engine, the three-dimensional cutting unit, the window transformation unit, and the processing workload in the stage of the element rasterization unit, thus reducing the graphics processing delay and power consumption, and improving the throughput of the metafile processing.
【技术实现步骤摘要】
一种超前消隐几何引擎结构
本专利技术属于计算机硬件
,涉及一种超前消隐几何引擎结构。
技术介绍
随着图形化应用的不断增加,早期单靠CPU进行图形绘制的解决方案已经难以满足成绩和技术增长的图形处理需求,图形处理器(GraphicProcessingUnit,GPU)应运而生。从1999年Nvidia发布第一款GPU产品至今,GPU技术的发展主要经历了固定功能流水线阶段、分离染色器架构阶段、统一染色器架构阶段,其图形处理能力不断提升,应用领域也从最初的图形绘制逐步扩展到通用计算领域。GPU流水线高速、并行的特征和灵活的可编程能力,为图形处理和通用并行计算提供了良好的运行平台。目前,我国尚无基于统一染色架构的GPU,各领域显示控制系统中大量采用国外进口的商用GPU芯片。尤其是在军用领域中,国外进口商用GPU芯片存在温度和环境适应性差、无法保证电路本身或配套软件没有“后门”、包含大量军用领域不需要的冗余功能单元,功耗指标无法满足要求、商用GPU芯片更新换代快,随时面临停产、断档,难以满足武器装备持续保障等缺陷,在安全性、可靠性、保障性等方面的存在重大隐患。而且,出于政治、军事、经济等原因,国外对我国实行技术“封锁”和产品“垄断”,难以获得GPU芯片的底层技术资料,如寄存器资料、详细内部微架构、核心软件源码等,导致GPU功能、性能无法充分发挥,且移植性较差;上述问题严重制约了我国显示系统的独立研制和自主发展。一种超前消隐几何引擎结构,是提升和增强GPU图形处理能力的关键技术。突破高性能、低功耗几何引擎结构设计关键技术,研制高性能图形处理器芯片迫在眉睫。专利技术 ...
【技术保护点】
一种超前消隐几何引擎结构,其特征为:所述超前消隐几何引擎结构包括一个7级功能流水线、几何参数存储单元和若干个访问接口;所述7级功能流水线中包含的功能单元按照从前到后的顺序依次为图元装配单元、投影变换单元、背面消隐单元、平面剪裁单元、三维剪裁单元、视窗变换单元,以及图元光栅化单元,并按照从前到后的顺序使相邻两个功能单元互相连接;所述图元装配单元按照图元类型和装配模式对来自顶点染色器的顶点信息进行装配,形成点、线和三角形基本图元;所述投影变换单元按照用户定义的投影方式,即正视投影视景体或透视投影视景体,对图元顶点进行变换,使之按照正视或透视的方式映射到屏幕上;所述背面消隐单元能够根据用户的配置,剔除三角形图元的前面或者后面;通过背面消隐处理,将位于视野范围内不可见的三角形图元剔除,从而减轻后级流水线计算量;所述平面剪裁单元使用用户定义的剪裁平面对要绘制的3D图元进行剪裁,将剪裁掉的图元丢弃,并形成新的3D图元;所述三维剪裁单元采用投影变换中所定义视景体的六个面,对3D图元进行剪裁,将剪裁掉的图元丢弃,并形成新的3D图元;同时完成OpenGL API中定义的“选择”功能;所述视窗变换单元的3 ...
【技术特征摘要】
1.一种超前消隐几何引擎结构,其特征为:所述超前消隐几何引擎结构包括一个7级功能流水线、几何参数存储单元和若干个访问接口;所述7级功能流水线中包含的功能单元按照从前到后的顺序依次为图元装配单元、投影变换单元、背面消隐单元、平面剪裁单元、三维剪裁单元、视窗变换单元,以及图元光栅化单元,并按照从前到后的顺序使相邻两个功能单元互相连接;所述图元装配单元按照图元类型和装配模式对来自顶点染色器的顶点信息进行装配,形成点、线和三角形基本图元;所述投影变换单元按照用户定义的投影方式,即正视投影视景体或透视投影视景体,对图元顶点进行变换,使之按照正视或透视的方式映射到屏幕上;所述背面消隐单元能够根据用户的配置,剔除三角形图元的前面或者后面;通过背面消隐处理,将位于视野范围内不可见的三角形图元剔除,从而减轻后级流水线计算量;所述平面剪裁单元使用用户定义的剪裁平面对要绘制的3D图元进行剪裁,将剪裁掉的图元丢弃,并形成新的3D图元;所述三维剪裁单元采用投影变换中所定义视景体的六个面,对3D图元进行剪裁,将剪裁掉的图元丢弃,并形成新的3D图元;同时完成OpenGLAPI中定义的“选择”功能;所述视窗变换单元的3D图元通过视窗变换后,会显示在用户定义的视窗中;同时完成OpenGLAPI中定义的“反馈”功能;所述图元光栅化单元完成任意大小点、任意宽度直线、任意三角形的光栅化;支持直线和三角形的点画模式;实现点...
【专利技术属性】
技术研发人员:张骏,韩立敏,任向隆,郑新建,聂曌,
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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