[发明专利]处理图形的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理图形的方法和设备，尤其涉及这样的一种在基于区 块(tile-based)的图形处理系统中使用的方法和设备。

本发明将特别参照三维图形的处理进行描述，虽然本领域技术人员将会 理解，本发明同样适用于二维图形的处理。

背景技术

作为本领域公知的，图形处理通常通过首先将要显示的场景划分为许多 类似的基本组份(component)或者“图元(primitive)”来进行，接着对 图元进行期望的图形处理操作。图形的“图元”通常是简单多边形的形式， 例如三角形，而且通常通过定义它们的顶点进行描述。

对图形处理操作而言，作为本领域公知的，每个图形图元通常都进一步 划分为离散图形实体或者元素，通常叫做“片断(fragment)”，在其上执 行实际图形处理操作(例如绘制(rendering)操作)。每个这样的图形片断 都表示并且符合图元中的给定位置，并且实际上包括一组所关注的(in question)位置的数据(例如颜色和深度值)。

每个图形片断(数据元素)通常对应最后显示中的单一像素(象元)(由 于像素是要显示的最后图片中的奇点，通常在图形处理器操作的“片断”和 显示中的像素之间有一对一映射)。但是，可能有“片断”和“像素”之间 不存在直接对应的情况，例如在显示最后图像之前，在绘制图像上执行了诸 如按比率缩小的特殊形式后处理。

因此，典型执行的图形处理的两方面是将图形“图元”(多边形)位置 数据“栅格化(rasterising)”为图形片断位置数据(即确定用于在要显 示的场景中表示每个图元的图形片断的(x，y)位置)，并然后“绘制”该 “栅格化的”片断(即着色、阴暗处理该片断等)用于在显示屏幕上显示。

(在图形学文献中，术语“栅格化”有时用于指图元转换为片断并绘制。 但是，这里“栅格化”仅用于指将图元数据转换为片断地址。)

许多图形处理系统使用所谓的“基于区块”绘制。在基于区块绘制中， 要显示的二维场景被再分或者划分为多个更小的子分区，通常叫做“区块”。 所述区块(子分区)都分别各自绘制(典型地一个接一个的)。接着绘制的 子分区(区块)重新组合以提供用于显示的完整帧。在该方案中，场景被典 型地划分为规则尺寸和形状的子分区(区块)(它们通常例如是正方形或者 长方形)，但是这并不是必需的。

其他一般用于“分块(tiling’)”和“基于区块”绘制的术语包括“程 序分块(chunking)”(子分区叫做“程序块(chunk)”)和“桶(bucket)” 绘制。方便起见，下文中使用术语“区块”和“分块”，但应当理解的是这 些术语意在包括全部可替代的和等价的术语和技术。

这种基于区块绘制的优点在于在给出的区块中没有出现的图元不必为 该区块处理，并因此当处理该区块时可以忽略。这使得给定场景所必需的图 形处理的总量减少了。

因此，在基于区块绘制的系统中，通常希望可以识别和得知实际上出现 在给定的子分区(区块)中的那些图元，以便于，例如，避免不必要地绘制 区块中没有实际出现的图元。为了帮助实现这一点，已知为每个子分区(区 块)准备该子分区的要绘制的图元(例如将出现在子分区中)列表。这样的 “区块-列表”(同样也可以称作“图元列表”)标识(例如，由图元指示 符引用)要为所关注的区块(子分区)绘制的图元。

因此为要绘制的每个子分区(区块)准备区块列表的过程基本上包括确 定为给定的子分区(区块)应当绘制的图元。该过程通常通过确定(以期望 的精确度级别)与所关注的区块相交(即(至少部分)出现在其中)的图元 并且随后准备这些图元的列表以供图形处理系统未来使用而执行。。(这里 应当注意，在一个图元落入多于一个区块的情况下(如同经常出现的情况)， 该图元被包括在它所落入的每个区块的列表中)事实上，可以认为每个子分 区(区块)都具有一个箱(区块列表)，任何发现落入(即相交)该子分区 的图元都放入该箱中(并且，实际上，以这种方式在逐区块的基础上分类图 元的过程通常称为“装箱”)。

如本领域公知，确定应该为任何给定区块列出(绘制)的图元的过程可 以以不同的精确度级别执行，例如取决于分块和绘制过程的不同部分的效率 最佳化。例如，在最精确的级别，能够准确地确定给定图元将至少部分出现 在哪些区块中，并且该图元随后将只包括在这些区块的区块列表中。这通常 称做“准确”装箱。