使用三角形对和共享变换电路系统来改进光线追踪性能的设备和方法技术方案

一种用于在共享变换单元上合并图元并在顶点和光线变换之间协调的设备和方法。例如，图形处理器的一个实施例包括：包括多个条目的队列；排序电路系统/逻辑，用于在队列内从前到后对三角形排序；配对电路系统/逻辑，用于识别队列中共享边的三角形，并且合并共享边的三角形以产生合并的三角形对；以及共享变换电路系统，用于在对合并的三角形对的顶点执行顶点变换与对光线方向/原点数据执行光线变换之间交替。

【技术实现步骤摘要】
使用三角形对和共享变换电路系统来改进光线追踪性能的设备和方法
本专利技术一般涉及图形处理器的领域。更特别地，本专利技术涉及使用三角形对和共享变换电路系统来改进光线追踪性能的设备和方法。
技术介绍
光线追踪是一种针对在电影、动画电影和专业可视化中的特效、用于渲染具有照片真实感图像的图形处理技术。生成这些逼真的图像要求计算虚拟3D场景中光分布的物理模拟，在该场景中，光线追踪被用作可见性查询的工具。提高这些可见性查询的速度要求在预处理阶段在场景的图元（通常是三角形）上建立3D层次。层次允许渲染器快速确定光线与图元之间的最接近交叉点。这种层次遍历是计算密集型的。附图说明从结合以下附图的以下详细描述中能够获得本专利技术的更好理解，在所述附图中：图1是带有处理器的计算机系统的实施例的框图，所述处理器具有一个或多个处理器核和图形处理器；图2A-D是处理器的一个实施例的框图，所述处理器具有一个或多个处理器核、集成存储器控制器和集成图形处理器；图3A-C是图形处理器的一个实施例的框图，所述图形处理器可以是分立的图形处理单元，或者可以是与多个处理核集成的图形处理器；图4是用于图形处理器的图形处理引擎的实施例的框图；图5A-B是图形处理器的另一实施例的框图；图6是包括处理元件的阵列的线程执行逻辑的框图；图7图示了根据实施例的图形处理器执行单元指令格式；图8是图形处理器的另一实施例的框图，所述图形处理器包含图形流水线（graphicspipeline）、媒体流水线、显示引擎、线程执行逻辑和渲染输出流水线；图9A是图示根据实施例的图形处理器命令格式的框图；图9B是图示根据实施例的图形处理器命令序列的框图；图10图示了根据实施例的用于数据处理系统的示例性图形软件架构；图11A-D图示了根据实施例的可以被用于制造集成电路以执行操作的示例性IP核开发系统；图12图示了根据实施例的可以使用一个或多个IP核来制作的示例性片上系统集成电路；图13图示了可以使用一个或多个IP核来制作的片上系统集成电路的示例性图形处理器；图14图示了可以使用一个或多个IP核来制作的片上系统集成电路的额外示例性图形处理器；图15图示了示例性个体三角形和三角形对；图16图示了根据本专利技术的一个实施例的架构；以及图17图示了根据本专利技术的一个实施例的方法。具体实施方式在以下描述中，出于解释的目的，阐述众多特定细节以便提供对下面描述的本专利技术的实施例的透彻理解。然而，本领域的技术人员将明白，可以在没有这些特定细节中的一些特定细节的情况下实践本专利技术的实施例。在其他实例中，以框图形式示出公知的结构和装置，以避免混淆本专利技术的实施例的根本原理。示例性图形处理器架构和数据类型系统概述图1是根据实施例的处理系统100的框图。系统100可以用于单处理器台式计算机系统、多处理器工作站系统或具有大量处理器102或处理器核107的服务器系统中。在一个实施例中，系统100是并入在供移动、手持式或嵌入式装置中（诸如在带有到局域或广域网的有线或无线连接性的物联网（IoT）装置内）使用的片上系统（SoC）集成电路内的处理平台。在一个实施例中，系统100能够包含以下各项、与以下各项耦合或者被集成在以下各项内：基于服务器的游戏平台；游戏控制台，包含游戏和媒体控制台、移动游戏控制台、手持式游戏控制台或在线游戏控制台。在一些实施例中，系统100是以下各项的一部分：移动电话、智能电话、平板计算装置或诸如带有低内部存储容量的膝上型计算机之类的移动因特网连接的装置。处理系统100还能够包含以下各项、与以下各项耦合或者被集成在以下各项内：可穿戴装置，诸如智能手表可穿戴装置；智能眼镜（smarteyewear）或服装，其用增强现实（AR）或虚拟现实（VR）特征来被增强以提供视觉、音频或触觉输出，从而补充现实视觉、音频或触觉体验或者以其他方式提供文本、音频、图形、视频、全息图像或视频、或者触觉反馈；其他增强现实（AR）装置；或者其他虚拟现实（VR）装置。在一些实施例中，处理系统100包含电视或机顶盒装置，或者是电视或机顶盒装置的一部分。在一个实施例中，系统100能够包含以下各项、与以下各项耦合或者被集成在以下各项内：自动驾驶交通工具，诸如公共汽车、牵引车拖车、汽车、摩托车或电动自行车、飞机或滑翔机（或其任何组合）。自动驾驶交通工具可以使用系统100来处理在交通工具周围感测到的环境。在一些实施例中，一个或多个处理器102各自包含一个或多个处理器核107以处理指令，所述指令在被执行时，执行用于系统或用户软件的操作。在一些实施例中，一个或多个处理器核107中的至少一个处理器核被配置成处理特定指令集109。在一些实施例中，指令集109可以促进复杂指令集计算（CISC）、精简指令集计算（RISC）或经由超长指令字（VLIW）的计算。一个或多个处理器核107可以处理不同指令集109，所述指令集109可以包含用于促进对其他指令集的仿真的指令。处理器核107还可以包含其他处理装置，诸如数字信号处理器（DSP）。在一些实施例中，处理器102包含高速缓冲存储器104。取决于架构，处理器102能够具有单个内部高速缓存或多个级别的内部高速缓存。在一些实施例中，在处理器102的各种组件之间共享高速缓冲存储器。在一些实施例中，处理器102还使用外部高速缓存（例如，3级（L3）高速缓存或末级高速缓存（LLC））（未示出），其可以在使用已知高速缓存一致性技术的处理器核107之间被共享。寄存器堆106能够另外被包含在处理器102中，并且可以包含用于存储不同类型的数据的不同类型的寄存器（例如，整数寄存器、浮点寄存器、状态寄存器和指令指针寄存器）。一些寄存器可以是通用寄存器，而其他寄存器可以特定于处理器102的设计。在一些实施例中，一个或多个处理器102与一个或多个接口总线110耦合，以在处理器102与在系统100中的其他组件之间传送通信信号，诸如地址、数据或控制信号。接口总线110在一个实施例中能够是处理器总线，诸如某一版本的直接媒体接口（DMI）总线。然而，处理器总线不限于DMI总线，并且可以包含一个或多个外设组件互连总线（例如，PCI、PCIexpress）、存储器总线或其他类型的接口总线。在一个实施例中，（一个或多个）处理器102包含集成的存储器控制器116和平台控制器集线器130。存储器控制器116促进在存储器装置与系统100的其他组件之间的通信，而平台控制器集线器（PCH）130经由本地I/O总线提供到I/O装置的连接。存储器装置120能够是动态随机存取存储器（DRAM）装置、静态随机存取存储器（SRAM）装置、闪速存储器装置、相变存储器装置或具有适合性能以充当进程存储器的某一其他存储器装置。在一个实施例中，存储器装置120能够作为用于系统100的系统存储器进行操作，以存储数据122和指令121以供在一个或多个处理器102执行应用或进程时使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图形处理器，包括：/n包括多个条目的队列；/n排序电路系统/逻辑，用于在所述队列内从前到后对三角形排序；/n配对电路系统/逻辑，用于识别所述队列中共享边的三角形，并且合并共享边的所述三角形以产生合并的三角形对；以及/n共享变换电路系统，用于在对所述合并的三角形对的顶点执行顶点变换与对光线方向/原点数据执行光线变换之间交替。/n

【技术特征摘要】
20190927 US 16/5858801.一种图形处理器，包括：
包括多个条目的队列；
排序电路系统/逻辑，用于在所述队列内从前到后对三角形排序；
配对电路系统/逻辑，用于识别所述队列中共享边的三角形，并且合并共享边的所述三角形以产生合并的三角形对；以及
共享变换电路系统，用于在对所述合并的三角形对的顶点执行顶点变换与对光线方向/原点数据执行光线变换之间交替。


2.根据权利要求1所述的图形处理器，其中所述共享变换电路系统包括矩阵乘法电路，所述矩阵乘法电路用于将与所述合并的三角形对的所述顶点相关联的第一矩阵数据与光线方向数据相乘。


3.根据权利要求1或2所述的图形处理器，还包括：
选择电路系统/逻辑，用于在对所述合并的三角形对的顶点执行所述顶点变换与对光线方向/原点数据执行所述光线变换之间选择。


4.根据权利要求3所述的图形处理器，其中所述选择电路系统/逻辑包括一个或多个复用器，所述复用器可操作以响应于第一控制值而传递通过与所述顶点相关联的顶点数据，并且响应于第二控制值而传递通过所述光线方向/原点数据。


5.根据权利要求4所述的图形处理器，其中至少一个复用器将在至少一个复用器传递通过所述光线方向/原点数据的同时传递通过Xform矩阵。


6.根据权利要求5所述的图形处理器，其中所述共享变换电路系统包括矩阵乘法电路，用于将所述Xform矩阵的选定部分与所述光线方向/原点数据的选定部分相乘。


7.根据权利要求1或6所述的图形处理器，还包括：
光线-三角形交叉电路系统，用于使用由所述光线变换产生的经变换的光线来执行所述经变换的光线与所述合并的三角形对之间的交叉测试。


8.根据权利要求7所述的图形处理器，其中所述光线三角形交叉电路系统将用于在检测到第一变换光线与第一合并的三角形对交叉时登记命中。


9.一种方法，包括：
在队列内从前到后对三角形排序；
搜索所述队列以识别共享公共边的三角形对，并且响应地合并所述三角形对生成合并的三角形对；
在共享变换电路系统上在对所述合并的三角形对的顶点执行顶点变换与对光线方向/原点数据执行光线变换之间交替。


10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
执行矩阵乘法运算以实现所述顶点变换和/或光线变换。


11.根据权利要求9或10所述的方法，还包括：
在交替的处理循环中在对所述合并的三角形对的顶点执行所述顶点变换与对光线方向/原点数据执行所述光线变换之间选择。


12.根据权利要求11的方法，由包括一个或多个复用器的选择电路系统/逻辑执行，所述一个或多个复用器可操作以响应于第一控制值而传递通过与所述顶点相关联的顶点数据，并且响应于第二控制值而传递通过所述光线方向/原点数据。


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【专利技术属性】
技术研发人员：S沃普，P瑟蒂，K维迪亚纳坦，C本廷，J巴察克，S曼达尔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US