计算机图形处理制造技术

一种图形处理平台包括接收表示要显示图像的图元以供处理的栅格化器(50)。栅格化器(50)确定图像的哪些采样点集合包括由给定图元覆盖的采样点，并接着为被发现包括有由图元所覆盖的采样点的每个采样点集合生成用于渲染的片断，并将那些片断传递给渲染器(51)以供渲染。渲染器(51)对其所接收的片断执行渲染操作，并将渲染的片断数据存储在瓦片缓冲器(52)中。渲染的片断数据被存储在瓦片缓冲器(52)的适当样本位置中的多个副本中，以便为图像的所取得的每个单独样本位置提供单独的片断数据集合。来自瓦片缓冲器(52)的数据被输入到下采样单元(53)，并且从这里输出到显示设备(55)的帧缓冲器(54)中以供显示。

【技术实现步骤摘要】
计算机图形处理本申请是申请人ARM挪威股份有限公司的中国专利申请No.200580040825.5的分案申请。
本专利技术涉及计算机图形处理，并特别地涉及一种用于当处理计算机图形时执行反锯齿的方法和设备。
技术介绍
将专门参考三维图形处理来描述本专利技术，尽管如本领域技术人员所理解的，其还可等效地应用于二维图形的处理。当显示计算生成的图像时遇到的一个问题在于，所显示的图像被量化成所使用的显示器，例如监视器或打印机的离散像素位置。这限制了所显示图像的分辨率并可产生不想要的视觉伪像，例如，在输出显示设备的分辨率对于显示平滑直线不够高的情况。这些效应通常被称之为“锯齿”。图1说明了这种锯齿效应。图1的左边示出了要绘制的图像，并且右边示出实际显示的图像。如图所示，白色对象的想要的平滑曲线在显示器上实际具有锯齿状的外观。这就是锯齿。(在图1中，每个正方形表示显示器的像素，并且十字标表示处于每个(x，y)像素位置的点，为所述点确定(采样)该像素位置的颜色值。例如，图1中的像素A被绘制为全白色，因为该像素位置的颜色采样点落在白色对象内。应当注意，在图1中，只示出感兴趣像素上的样本十字标，尽管实际上可以采样所有像素。)可通过利用足够高的分辨率显示器来移除所有锯齿伪像。但是，电子显示器和打印机的分辨率通常受限制，因此许多图形处理系统使用其它技术来尝试去除或降低锯齿效应。这种技术通常称之为反锯齿技术。一种已知的反锯齿技术被称为超采样或过采样。在这种方案中，为显示的每个像素位置取得多个颜色样本，并且所述多个样本接着在显示像素时被合并为单个颜色。这具有平滑或平均来自所涉及像素位置处原始图像的颜色值的效果。图2说明超采样过程。在图2所示的例子中，为显示器中的每个像素确定四个颜色值(样本点)。(每个这样的样本实际上可被看作为“子像素”，显示器中的每个像素由四个这样的子像素构成。)给定像素的四个颜色值样本(子像素)接着被组合(下过滤downfilter)，使得用于显示器中该像素的最终颜色是该像素所取得的四个颜色样本的颜色的适当平均(混和)。这具有平滑所显示图像的效果，并且例如通过用中间的颜色阴影围绕锯齿伪像来降低锯齿伪像的突出。这可以在图2中看到，其中像素A现在具有两个“白色”样本和两个“黑色”样本，并因此在所显示图像中被设置为50％“白色”。以这种方式，白色对象边缘周围的像素被模糊，以例如基于发现有多少样本落在边缘的每条边上来产生更光滑的边缘。实际上，超采样以比对于显示器所实际使用的分辨率要高得多的分辨率来处理屏幕图像，并接着在显示所处理的图像之前缩放和过滤(下采样)所处理的图像到最终的分辨率。这具有为改进的图像提供锯齿伪像减少的效果，但需要更强的处理能力和/或更多的时间，因为图形处理系统实际上必须处理与样本一样多的像素(使得，例如对于4x超采样(即在为每个像素位置取得四个样本的情况)，处理请求将是没有超采样时的四倍。)其它反锯齿技术因此已经被提出，这些技术在仍然提供图像质量的一些改进的同时还具有比超采样更少的处理要求。一个通常的这种技术被称为“多采样”。在多采样中，对每个将组成最终显示的像素也取得多个样本，但不是为每个样本确定单独的颜色值，而是确定单个颜色值，并将其应用到像素的所有样本，这些样本被发现属于最终图像中的相同对象。换句话说，多采样为景物中的给定对象的给定像素计算单个颜色值，该颜色值被提供给(重用于)由该对象覆盖的像素的所有样本(子像素)(与超采样作为对比，其中为每个样本确定单独的颜色值)。由于只有单个颜色值用于给定像素的多个样本，所以多采样不如超采样那么得处理密集，且因此允许比超采样更快的处理和性能。但是，相比于超采样，显示的图像质量有所降低，因为尽管对象的边缘仍然以更高的分辨率采样，但颜色没有。如本领域已知的，3D图形处理通常通过首先将要显示的景物拆分成多个类似的基础部件(所谓的“图元”)来执行，以允许3D图形处理操作被更容易地执行。这些“图元”通常是简单的多边形的形式，比如三角形，并且通常通过定义其顶点来描述。一旦要显示的景物已经被划分成多个图形图元，如本领域所知的，则图形图元通常被进一步划分为离散的图形实体或元素，通常称为“片断”，对该片断执行实际的图形处理操作(比如渲染操作)。每个这种图形片断将表示且对应于图元中给定的位置，并且实际上包括用于所涉及位置的数据集(比如颜色和深度值)。每个图形片断(数据元素)通常对应于在最终显示器中的单个像素(图片像素)(因为当像素是要显示的最终图片中的奇异点，所以在3D图形处理器操作的“片断”和显示器中像素之间通常存在一对一的映射。)。但是，可能有“片断”和“像素”之间不存在直接对应关系的情况，例如在显示最终图像之前对所渲染图像执行特殊形式的后处理，比如缩小。因此，一般执行的3D图形处理的两个方面是“栅格化”图形“图元”(或多边形)位置数据为图形片断位置数据(即确定图形片断的(x，y)位置以用于表示要显示的景物中的每个图元)，并且接着“渲染”“栅格化的”片断(即，对片断上色、明暗处理等)以便在显示屏幕上显示。(在3D图形文献中，术语“栅格化”有时用来指到片断的图元转换以及渲染。但是，这里“栅格化”将用来仅仅指将图元数据转换为片断地址)。栅格化过程主要地涉及为显示器中的每个像素的采样点(或正执行超采样或多采样的多个采样点)确定所涉及的图元是否覆盖该采样点(或多个采样点)。接着生成具有近似(x，y)坐标位置的一个或多个片断，以渲染由图元覆盖的一个或多个采样点。渲染过程主要涉及导出显示每个片断所需要的数据。这种数据通常包括每个片断的红、绿、蓝(RGB)颜色值(其将主要确定显示器上片断的颜色)，和每个片断的所谓“Alpha”(透明度)值。如本领域已知的，该数据通常通过以线性或流水线的方式一个接一个地对每个片断(即该片断的数据)执行各自渲染过程(步骤)来导出。因此例如，基于例如片断的(x，y)位置和为片断属于的图元的顶点所记录的颜色和透明度数据来为每个片断首先分配初始RGB和alpha值。接着连续地对片断数据执行诸如文本化、雾化和混和等操作。这些操作修改了为每个片断设置的初始RGB和alpha值，使得在最后的处理操作之后，每个片断具有适当的RGB和alpha值集合，以允许该片断正确地在显示屏幕上显示。用于片断显示的最终RGB和alpha值集合被存储在存储器(通常称为帧缓冲器)中作为对应于显示器像素阵列的片断数据阵列。帧缓冲器中的数据接着被用于当要显示图像时设置显示器的像素。在许多图形渲染系统中通常将存在存储最终的片断数据的中间存储器，并且数据从该存储器转移到用于显示的帧缓冲器。例如，在延迟或基于瓦片的渲染系统中，片断数据在转移到帧缓冲器之前将首先存储在一个或多个瓦片缓冲器。即使以立即方式渲染，也可能存在在所渲染片断数据被转移到帧缓冲器之前接收和存储它们的中间缓冲器。渲染过程(至少对于3D图形渲染)的另一个重要方面是确定给定图元的片断是否实际上在显示最后景物时被看到。如本领域已知的，该确定通常是通过使用深度(Z)值来执行的，在图元中的每个片断被渲染时为其设置深度值。因此不但为每个渲染的片断存储RGB和alpha值，还存储深度值。接着，当给定(x，y)位置的新片断要被渲染时，(例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2004.11.29 GB 0426170.71.一种处理图像以供在包括多个像素的显示设备上显示的方法，该方法包括：为要显示的图像的采样点集合的每个采样点确定图元是否覆盖了该采样点；生成用于渲染所述图元的图形片断集合，每个图形片断对应于被发现包括由所述图元所覆盖的采样点的采样点集合；渲染所述图形片断中的一些或全部，以便为每个渲染的图形片断确定渲染的片断数据集合；为渲染的图形片断中的一个或多个在渲染的片断数据的阵列中存储针对渲染的图形片断的渲染的片断数据集合；通过将存储的所述渲染的片断数据的阵列中的渲染的片断数据组合成更少的数据值来下采样存储的所述渲染的片断数据的阵列中的渲染的片断数据以提供像素数据阵列，用于在显示设备上显示图像；其中：下采样水平可改变，并且该方法还包括：选择要在渲染的片断数据上使用的下采样水平。2.根据权利要求1所述的方法，其中，提供了两个连续的下采样阶段，所述两个连续的下采样阶段的一个或二者能够被选择性地激活。3.根据权利要求2所述的方法，其中，下采样的一个水平是总是激活的，并且下采样的第二水平能够被选择性地应用。4.根据权利要求2所述的方法，其中，每个下采样阶段将其输入数据下采样相同的量。5.根据权利要求2所述的方法，其中，每个连续的下采样阶段以四的因子进行下采样。6.根据权利要求1所述的方法，其中，能够以逐帧的基础来设置并且选择下采样的水平。7.根据权利要求1所述的方法，其中在将像素数据输出到显示设备的帧缓冲器之前，在图形处理平台上执行存储的所述渲染的片断数据的阵列中的渲染的片断数据到像素数据的下采样。8.根据权利要求1所述的方法，包括：关联要渲染的每个图形片断和要用于渲染该图形片断的采样和/或反锯齿模式；和渲染单元当接收要渲染的图形片断时确定与该图形片断关联的采样和/或反锯齿模式，所述渲染单元根据所确定的采样和/或反锯齿模式被配置，并且对接收的图形片断执行其渲染操作。9.一种处理图像以供在包括多个像素的显示设备上显...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·尼斯塔德，M·布拉策维克，B·约斯兰德，E·索尔加德，
申请(专利权)人：ARM挪威股份有限公司，
类型：发明
国别省市：