实时亮度相关的细分制造技术

本发明专利技术涉及对实时亮度相关的细分。在一个实施方式中，本发明专利技术包括一种方法，该方法接收对应于一场景的多个多边形的几何图形数据，为每个多边形计算亮度度量，以及如果该亮度度量大于阈值级别则将多边形细分为多个多边形。对其它实施方式也予以描述并主张权利。

【技术实现步骤摘要】
实时亮度相关的细分
技术介绍
在现代图形处理中， 一种提供更多细节的常用技术是将场景的每一个多边形 细分为若干多边形以提高分辨率。典型的细分算法按每模型或者每场景为基础来工 作以把整个模型细分到给定的细分级别。结果是太多细分处于甚至没有照亮的区域。 一些系统使用静态层次细节(LOD)开关来改变与离照相机的距离相关的细 分级别。离照相机较近的物体使用能将几何图形表现到所需质量水平的静态细节级 别。然而，需要将大量的几何图形从诸如中央处理器(CPU)之类的处理器发送到 图形处理器，例如图形处理单元(GPU)。当前的LOD技术例如使用3-5级的静 态细节级别网格。然而，这并未将多边形置于他们最为重要的地方，并且这类算法 没有考虑场景相关的属性，像物体是否被照亮、是否在另一物体后面等等。附图简述附图说明图1是根据本专利技术一个实施方式的方法的流程图。图2是根据本专利技术一个实施方式产生的所得场景的图形表示。图3是根据本专利技术一个实施方式的系统的框图。详细描述在各实施方式中，可以在图形流水线中执行与视点相关的细分。由此，各实 施方式可以利用诸如几何着色器和流输出性能之类的硬件特性来实现细分。更具体 地，各实施方式可以执行与逐场景帧相关的算法来允许最佳的带宽分配并且计算资 源以便将几何图形放置在对视觉效果最为有利的场景。这与按每模型为基础上实现 的细分内核相反。为了进一步减少带宽，各实施方式不再细分那些隐藏在其它几何 图形后面、不面向屏幕的几何图形，以及在清晰阴影中的几何图形。在软性阴影、 半透明性的区域或者在雾中，仍然可以执行细分，但细分成较低场景和上下文相关 的分辨率。最终结果是将多边形置于它们最为重要的位置。各实施方式也可以利用有限带宽体系结构可能存在的事实(g卩，瓶颈是存储器层次而非执行资源)，因此 可以用执行带宽进行交换以降低到图形存储器的存储器带宽。尤其是，在最终图像中任何物体的视觉保真度与该物体获渲染的面数成比例。 对表面的细分使得可以动态控制这一面数，而不需要增加存储器带宽需求。在虚拟 世界里，有许多因素影响从物体反射并且到达观察者眼睛的光线数量(或者换句话 说，光强)。这些光线及其它们携带的到达观察者眼睛的能量使得特定物体可以比 其它物体更加清晰可见。如果从物体表面反射之后有更多能量到达观察者眼睛，则 可预期该物体表面的那一部分更加清晰可见，因此需要更多的面来表现该物体表面的那一部分。在这种情况下，细分各表面可用于调整镶装(tessellation)。在一些实施方式中，用于动态控制多边形细分的算法可以基于一组将真实性 度量与多边形的多个面相联系的等式。具体地，可以根据下列等式1.1-1.4执行算法真实性^F(到达观察者眼睛的能量)〔等式l.l〕 现实kX用来表示物体表面的面数〔等式1.2〕 其中k是常数，并且可以对应于任意数。 面数=常数X细分度〔等式1.3) 从等式l.l、 1.2和1.3可以推导出细分度=KXF (到达观察者眼睛的能量)，其中K二1/(W常数)〔等式1.4)到达观察者眼睛的能量是许多参数的函数，在这些参数中， 一些与场景相关， 例如阴影、沿观察者视线的物体透明度和物体离观察者的距离等，还有一些独立于 场景，像雾、环境光等等。动态参数使得很难使用像层次细节(LOD)这样的在其中中程序员简单渲染 或高或低分辨率模型的静态方法。像阴影这样的许多参数不仅在描绘之前未知，而 且贯穿在场景始终都不是常数。换句话说，在阴影中的物体不像明亮照亮的物体传 递那么多能量。像阴影这样的投在物体各部分上的事物，或者被半透明物体所部分 遮蔽的物体使得将物体的某些部分用比其它部分更高分辨率的网格来渲染成为必 要。各实施方式可以很好地适用于这类关于细分度的动态决定。各实施方式可以 在多边形级别颗粒度而非物体级别颗粒度上工作。因此在一个示例中，等式1.4对于一个给定的多边形可以表示为细分度=G(阴影、半透明物体、雾、离观察者的距离、离点光源的距离)〔等式1.5〕 其中G是返回从0到"最大细分级别"的整数的函数。在一些实施方式中，这个最大值可以是4或者5。用本专利技术的各实施方式来提供对表面的实时细分可以具有许多优点。例如，各实施方式可以提供低存储器带宽需求和低存储器占用量(footprint)。更进一步， 可以按每三角形为基础来动态地作出细分决定，并且在渲染时产生的结果可用于控 制该细分。由此，各实施方式可以以GPU为中心，完全利用下一代可编程图形硬 件，并且使得可以为一个物体选择多级细分级别。因此，可以产生渲染的网格，其中在较亮的区域有较多的多边形被渲染，而 在阴影区域有较少的多边形被渲染。因此可以形成亮度相关的细分网格。与传统细 分实现相比，只需渲染少得多的多边形来为一幅完整图像提供同一级别的分辨率。现在参见图1，所示是根据本专利技术一个实施方式的方法的流程图。如图l所示， 方法10可以在图形流水线中执行，例如在将多边形数据渲染到网格的期间，而且 在一些实施方式中，方法10可以在几何着色器中执行。如图1所示，方法10可以 通过获取三角形数据而开始(框20)。尽管关于图1所描述的是在三角形数据上 执行，但应理解本专利技术的范围在这一方面不受限制，并且许多不同形状的多边形可 以根据该实施方式被细分并渲染。例如，这种三角形数据可以从诸如CPU之类的 主处理器处获得并且存储在图形存储器中。可以在例如图形流水线中接收的三角形 数据可用于计算可见性度量(框30)。在一些实施方式中可见性度量可以根据上 述等式1.1-1.5计算，但本专利技术的范围在这一方面不受限制。接下来，在菱形框40 处可以确定为给定多边形计算的值是否大于阈值。在一些实施方式中该阈值可以是 整数值，但本专利技术的范围在这一方面不受限制。如果确定计算值不大于该阈值，则控制传递到框50，在其中可以将三角形数 据输出到例如渲染引擎而不进一步细分。因此，可以执行各种处理步骤来渲染包括 该给定三角形的网格。相反如果在菱形框40处确定计算值大于阈值，则控制传递 到框60，在其中细分该三角形。在将每一个三角形的数据细分为例如两个三角形 之后，控制可以传递回框20以进一步处理细分的三角形数据。尽管在图l的实施 方式中示出了这一特定的实现，本专利技术的范围在这一方面不受限制。因此，各种实施方式可以利用亮度相关性或者如下事实，即在透明物体后面 的多边形会需要较低级别的细分以减少带宽，同时为高亮度区域提供足够的细分级 别。另外，各实施方式可以考虑诸如雾之类的大气效应或者其它条件。现在参见图2，所示是根据本专利技术一个实施方式渲染的物体100的图示。如图2所示，可以是场景中物体的物体100包括具有不同亮度的不同区域。具体地，如 图2所示，物体100包括第一区域110，该区域具有最大数量的光线(即能量)反 射到视点。因此，如图2所示，区域110具有大量多边形来表现对于区域110的多 边形数据的多次细分。在图2中也示出了第二区域120，该区域具有较少数量的光 线提供给观察者眼睛。因此，在区域120中执行较少数量的细分。更进一步，第三 区域130具有最少量的能量到达观察者的眼睛。因此，在区域130可以执行最小量 的细分。尽管在图2的实施方式中示出了这一特定的实现，但本专利技术的范围在这一 方面不受限制。现在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：　接收对应于要被渲染到网格中的一场景的多个多边形的几何图形数据；　为每个多边形计算亮度度量并且将所述亮度度量与预定阈值相比较；以及　如果所述亮度度量大于所述预定阈值，则将所述多边形细分为多个细分的多边形，否则就不细分所述多边形并且将所述多边形的所述几何图形数据输出到渲染引擎。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AT莱克，RP萨特，DJ博克奥特，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]