用于处理计算机图形的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于处理计算机图形的方法和设备。其中，当采用１６ｘ采样掩码来采样待显示的图像时，为每个被覆盖的采样位置生成和渲染碎片以生成渲染碎片数据。然而，为了将其采样点与所要渲染的碎片相关联，可以将１６ｘ采样掩码划分为两个等级的层级结构，也就是第一等级（其中将碎片与１６ｘ采样掩码全部１６个采样点相关联），以及第二等级（其中仅将１６ｘ采样掩码的４个采样点与碎片相关联）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机图形的处理，尤其涉及用于在处理计算机图形时执行抗锯齿处 理的方法和设备。
技术介绍
将特别参考三维图形的处理来描述本专利技术，但是如本领域技术人员将了解的那 样，它同样也适用于二维图形的处理。正如本领域已知的那样，3D图形处理通常通过如下处理来执行首先对场景进行 划分，以便将其显示成多个相似的基本组分(所谓的“图元(primitive) ”)，由此允许更容 易地执行3D图形处理操作。这些“图元”通常采用的是简单多边形的形式，例如三角形。用于待显示的场景的图元通常是由图形处理系统的应用程序接口使用图形绘制 指令(请求)产生的，所述指令是从要求显示图形的应用(例如游戏)接收的。在这个阶段，每个图元通常由一组顶点来定义以及被表示为一组顶点。图元的每 个顶点都将其与代表该顶点的数据集(例如位置、颜色、纹理和其他属性数据)相关联。然 后，例如，在光栅化(rasterising)和渲染(rendering)用于显示的顶点(该顶点与一个或 多个图元相关)时使用该数据。一旦已经生成和定义了场景的图元及其顶点，那么它们就可以由图形处理系统进 行处理，以便例如显示场景。该处理主要包括确定覆盖待处理场景区域的采样点阵列中的哪些采样点被图元 覆盖，并且然后确定每个采样点应该具有的外观(例如按照其颜色等等)以表示该采样点 处的图元。这些处理通常被分别称为光栅化和渲染。光栅化处理确定应该被用于图元的采样位置(即将被用于表示待显示场景中的 图元的采样点的(x，y)位置)。该处理通常是使用图元的顶点位置来完成的。然后，渲染处理推导出显示采样点处的图元(即“遮蔽”每个采样点)所必需的数 据，例如红、绿和蓝(RGB)色值以及“阿尔法”(透明度)值。正如本领域已知的那样，该处 理可以包括应用纹理、混合采样点数据值等等。(在3D图形文献中，术语“光栅化(rasterisation)”有时用于意指到采样位置的 图元转换以及渲染二者)。但是，本文的“光栅化”将只用于涉及将图元数据转换为采样点 地址)。这些处理通常是通过将采样点“表示”成离散的图形实体来执行的，其中该离散 的图形实体通常被称为“碎片(fragment)”，在所述碎片上执行图形处理操作(例如渲染) 是。实际上，每个采样点均由碎片来表示，该碎片将被用于渲染所讨论的采样点处的图元。 该“碎片”是经过了渲染处理(渲染管线)的图形实体。(因此，“碎片”实际上是(与其关联的)一组如内插到图元的指定屏幕空间采样 点的图元数据。它还可以包括每个图元以及其他需要在所讨论的采样点(碎片位置)遮蔽 图元的状态数据。在处理每个图形碎片时，每个图形碎片都可以被合理地认为是实际上与4场景的“像素”等价。)每个图形“碎片”都可以对应于最终显示中的单个像素(图像元素)(其原因在 于由于像素是最终显示中的奇点，因此，在图形处理器操作(渲染)的“碎片”与显示 的像素之间可能存在一一映射)。但是可能出现这样的情况，那就是在碎片与显示像素 之间不存在一一对应关系，例如在显示最终图像之前对经渲染的图像执行诸如等比缩小 (down-scaling)之类的特定形式的后处理的情况。在处理用于显示的图形时(在显示计算机生成的图像时)，所遇到的一个问题是 显示图像被量化成所用的显示器(例如监视器或打印机)的离散像素位置。这样做限制了 被显示的图像的分辨率，并且可能产生非预期的视觉伪像，例如输出显示设备的分辨率不 足够高以显示平滑线条。这些效应通常被称为“锯齿效应(aliasing)”。图1示出了这种锯齿效应。图1的左侧示出所要绘制的图像，而右侧示出被显示 的实际图像。如可以看出的那样，白色对象的预期平滑曲线实际上在显示器上具有锯齿状 外观。这正是锯齿效应。(在图1中，每个正方形均代表显示器的像素，并且十字形标记代 表的是处于每个(X，y)像素位置的点，为该点确定(采样)该像素位置的色值)。例如，图 1中的像素A被绘制成全白，这是因为该像素位置的颜色采样点落入白色对象以内。应该 指出，在图1中只示出了所关注像素上的采样十字形标记，但在实践中，所有像素都会被采 样)。可以被肉眼看到的所有锯齿效应伪像都可以通过使用分辨率足够高的显示器来 去除。但是，电子显示器和打印机的分辨率通常是有限的，并且很多图形处理系统使用其他 技术来尝试去除或减小锯齿效应的影响。这些技术通常被称为抗锯齿技术。一种已知的抗锯齿技术被称为超级采样(supersample)或过采样(oversample)。在该方案中，存在最终显示的每个像素的多个采样点(位置)，并且为每个(被覆 盖的)单个采样点(例如通过将每个采样点渲染成单独碎片)取得单独的颜色采样。这样 做的效果是在渲染处理期间为被图元覆盖的显示像素的每个采样点取得不同的颜色采样。这意味着为显示器的每个像素都取得多个颜色采样(由于为每个采样点渲染了 单独的色值，因此，一个颜色采样对应于像素的每个采样点)。然后，在显示像素时，这多个 颜色采样被组合成像素的单个颜色。这样做的效果是在所讨论的像素位置处平滑或平均了 来自初始图像的色值。图2示出的是超级采样处理。在图2所示的示例中，为显示器中的每个像素确定 四个采样点，并且在渲染处理期间为每个采样点取得单独的颜色采样。(相应地，每个这样 的采样实际都可以被认为是“子像素”，其中显示器中的每个像素均由四个这样的子像素构 成)。然后，指定像素的四个色值采样(子像素)被组合(下滤波(downfilter))，以使用于 显示器中的像素的最终颜色是为该像素取得的四个颜色采样的颜色的恰当平均(混合)。这样做有下述效果平滑了被显示的图像，并且例如，通过在锯齿效应伪像周围环 绕颜色的中间阴影来减小锯齿效应伪像的突出部分。在图2中可以看到这种处理，其中像 素A现在具有两个“白色”采样和两个“黑色”采样，并因此在显示图像中被设置成是50% “白色”。以这种方式，基于例如发现了多少采样落在所述边缘的每一侧来对围绕白色对象 边缘的像素进行模糊，从而产生更平滑的边缘。事实上，超级采样以比将实际用于显示的分辨率高很多的分辨率来处理屏幕图像，并且然后在显示图像之前缩放和滤波(下采样)经过处理的图像，以达到最终的分辨 率。这具有下述效果提供了具有减小的锯齿效应伪像的改进图像，但却需要更高的处理能 力和/或时间，这是因为图形处理系统事实上必须处理与所存在的采样一样多的碎片(从 而使得例如，对4x超级采样(即，其中为每一个显示像素取得4个采样)来说，处理需求比 如果没有超级采样将高出四倍)。因此，已经提出了其他的抗锯齿技术，其在仍然提供图像质量的某些改进的同时， 具有比完全超级采样低的处理需求。该技术中的一种常见技术被称为“多点采样(multi-sampling) ”。在多点采样的情况下，同样为每一个显示像素测试多个采样点，以便在将图像光 栅化成碎片时(在光栅化阶段)确定指定图元是否覆盖采样点。由此，多点采样系统中的 图元的采样点覆盖是以与“超级采样”系统相似的方式加以确定的(并且因此，在多点采样 系统中，图元的外部几何边缘的位置实际上仍被“超级采样”(过采样)了)。但是，在多点采样系统的渲染处理中，被所讨论的图元覆盖的指定显示像素的所 有采样点都被分配了相同的单个公共数据集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在图形处理系统中处理用于显示的计算机图形的方法，该方法包括：生成和渲染图形碎片，以生成待显示图像的采样点的已渲染图形数据；其中：被渲染的每个图形碎片与待显示图像的采样点集合相关联，并且将被用于为与所述碎片相关联的采样点集合的采样点中的一个或多个生成已渲染图形数据；以及被渲染的图形碎片可以与包含不同数量的采样点的采样点集合相关联。

【技术特征摘要】
GB 2008-10-24 0819570.3一种在图形处理系统中处理用于显示的计算机图形的方法，该方法包括生成和渲染图形碎片，以生成待显示图像的采样点的已渲染图形数据；其中被渲染的每个图形碎片与待显示图像的采样点集合相关联，并且将被用于为与所述碎片相关联的采样点集合的采样点中的一个或多个生成已渲染图形数据；以及被渲染的图形碎片可以与包含不同数量的采样点的采样点集合相关联。2.根据权利要求1的方法，其中与图形碎片相关联的每个采样点集合对应于输出设备 的给定像素的采样点集合，或者对应于输出设备的部分像素的采样点集合，其中将在所述 输出设备上或者经由所述输出设备显示所述图像。3.根据权利要求1或2的方法，其中可以将图形碎片与4采样点的集合或16采样点的 集合相关联。4.根据之前权利要求中的任意一项的方法，其中可与碎片相关联的每个较小的采样点 集合对应于或表示可与碎片相关联的较大的采样点集合的特定部分或子区域。5.根据之前权利要求中的任意一项的方法，其中可将图形碎片与对应于将被应用于待 处理图像的采样掩码的所有采样点的采样点集合相关联，或者与对应于将被应用于待处理 图像的采样掩码的采样点子集的采样点集合相关联。6.根据之前权利要求中的任意一项的方法，包括根据由正被处理的图元对采样点集合 的覆盖来选择采样点集合，以与给定碎片相关联。7.根据之前权利要求中的任意一项的方法，包括与每个图形碎片数据相关联，其中所 述每个图形碎片数据指示所述碎片正被用于渲染与所述碎片对应的采样点集合中的哪些 采样点。8.根据权利要求7的方法，其中所述数据包括用于指示所述碎片正被用于渲染的被覆盖采样位置的覆盖掩码，所述数 据指示所述碎片正被用于渲染与所述碎片对应的采样点集合中的哪些采样点；以及能够将碎片与这样的覆盖掩码相关联，其中该覆盖掩码中的每个位置表示第一数量的 采样点；或者将碎片与下述覆盖掩码相关联，其中该覆盖掩码中的每个位置表示第二、不同 数量的采样点。9.一种处理用于显示的图形的方法，包括将待渲染的每个图形碎片与覆盖掩码相关联，所述覆盖掩码用于指示所述碎片正被用 于渲染的被覆盖采样位置；其中每个该覆盖掩码具有多个位置，所述多个位置中的每个能够用于指示给定的一个或多 个采样点是否被覆盖；以及能够将碎片与这样的覆盖掩码相关联，其中该覆盖掩码中的每个位置表示图像的第一 数量的采样点；或者将碎片与下述覆盖掩码相关联，其中该覆盖掩码中的每个位置表示图 像的第二、不同数量的采样点。10.一种图形处理系统，包括用...

【专利技术属性】
技术研发人员：J尼斯塔德，F黑格隆德，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：发明
国别省市：GB