[发明专利]一种光线投射多核并行体绘制方法

权利要求书

1.一种光线投射多核并行体绘制方法，基于Cell B.E.体系架构包括 以下步骤：

A、控制处理单元读取三维体数据，进行预处理，并设置场景和绘制属 性；

B、控制处理单元把屏幕图像空间按“连续行”进行任务划分，静态创 建协处理器单元进程；

C、协处理器单元对分配到的任务屏幕空间上每个象素点进行绘制，并 将绘制结果发送给控制处理单元；

D、控制处理单元对绘制结果图像进行显示；

其中，所述步骤C还包括对每个象素点的绘制过程依次为：相交测试、 坐标变换、数据读取、数据插值、数值映射、明暗计算、颜色合成；

所述步骤A还包括：所述控制处理单元通过预先把一个包含所有物体 模型的包围盒向屏幕图像空间投影，屏幕图像空间上投影以外的部分则不 进行光线的投射，直接呈现出背景的颜色；

所述步骤C还包括对相交测试中最费时的外积计算的向量化，具体包 括步骤如下：

S1、把三维向量放入四维的单浮点向量，设为V1和V2；

S2、把V1和V2的第一个元素复制到第四个元素中，得到新的向量 V₁’和V₂’；

S3、对V₁’和V₂’向左循环移动一个元素，得到新的V₁’和V₂’；

S4、V₁与新的V₂’、新的V₁’与V₂分别相乘得到V₁”和V₂”；

S5、V₁”与V₂”相减得到新的向量Vr’；

S6、利用洗牌函数对Vr’重新排位，得到最终的结果Vr。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括齐 次坐标变换的向量化过程，具体包括步骤如下：

S11、把齐次坐标值和矩阵的各行分别初始化单浮点向量Va、Vr1、Vr2、 Vr3和Vr4；

S12、Vr1和Vr3分别与Va相乘得到新的向量Vr1’和Vr3’，被分为第 一组；Vr2和Vr4分别与Va相乘得到新的向量Vr2’和Vr4’，被分为第二组；

S13、利用两个洗牌函数分别对两组的元素重新选择和排位，分别得到 Vr1”和Vr3”、Vr2”和Vr4”；

S14、Vr1”与Vr3”、Vr2”与Vr4”分别相加，得到Vr₁和Vr₂；

S15、对Vr₁和Vr₂进行如步骤S13的洗牌操作，得到新的向量Vr₁’和 Vr₂’；

S16、Vr₁’与Vr₂’相加，即得到最终的结果Vr。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括： 在协处理器单元中使用软件来实现分支预测以减少指令流水的停顿。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括： 将向量操作、坐标变换、明暗计算、颜色合成以及数据读取之前的位置判 断之函数声明为内联函数，以清除函数调用时的分支。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

使用渗透技术，所述处理器利用多线程或者异步传输提前读取计算所 需的代码或数据到特定位置，来创建即时局部性或即时并行性。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

对于单个像素值处理，积累成一个任务块或任务行来一次性写出，以 减少DMA传输的启动次数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤D还包括： 其图片数据的存储格式为RGBA，以便进行16Byte的整块写出。