[发明专利]拼块式图形结构

说明书

本申请是申请日为2001年3月6日、申请号为01809891.6、发明名称为“拼块式图形结构”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及计算机系统领域。更特别的是，此发明是涉及在拼块式图形结构(tiled graphics archtecture)中降低基元存储要求以及改善存储器带宽利用率的领域。

背景技术

在典型的计算机图形系统中，显示屏幕上所展现的三维(3D)物体由诸如三角形条(triangle lists)、三角片(triangle strips)和三角扇形(triangle fans)等图形基元(primitive)所组成。通常，所呈现3D物体的基元根据基元数据由主机所确定。例如，对于基元中的每一个三角形，主机会根据由X、Y、Z坐标决定的空间位置来确定三角形的三个顶点，以及用来决定每个顶点的红、绿、蓝三种颜色数值的数据以及纹理结构坐标。在特定的应用领域可以使用一些附加的基元数据。位于图形控制器内的用于呈现的硬件通过内插基元数据来运算表示每个基元的像素以及每个像素的R、G和B颜色数值。

为了更有效地利用存储器带宽，将图形基元分配到图像框(bin)中，这些图像框也可称作“拼块”。这一广为人知的技术通常被称为“拼块法”。

附图1和附图2所示为将图形基元分配到图像框或拼块中的例子。在此例子中，微处理器从基元存储区域中取基元110、120和130的数据。此基元存储区域可用作主系统存储器的一部分或用作直接耦合于图形控制器的局部图形存储器。基元110、120以及130最终被呈现，然后在显示屏幕上显示出来，方框100代表显示屏幕。此例中的方框100分立成四个图像框。特别地，显示数据结构经常分立成多于此例子中的四个图像框，此例中的图像框的尺寸是标准的128×64像素。此例中之所以使用四个图像框目的是为了简化讨论。

读取图形基元数据之后，处理器将确定基元与那个图像框或“拼块”相交。例如，处理器可以确定基元110与图像框210和220相交。处理器接下来将基元110的三个顶点数据写入为图像框210存储基元数据所保留的图形存储器的区域以及为图像框220存储基元数据所保留的图形存储器的区域。类似地，处理器将基元120的顶点数据写入到图像框220和240的存储区域，同时将基元130的顶点数据写入到图像框210、230和240的存储区域。一旦基元分配到图像框中，图形控制器就会从图形存储器中读取基元数据，并且每次呈现一个图像框的基元。

附图2给出图形控制器是如何将基元110、120和130划分为多个适配到图像框210、220、230以及240的基元的。根据基元与图像框边界相交方式的不同，将各类基元划分到图像框里。例如，当图像框210的基元数据自图形存储器读取时，图形存储器将基元110分立开来从而产生基元211，基元130分立产生基元212。然后，图形控制器呈现基元211和212。图形存储器然后通过分立基元110和120以产生基元221和222以及呈现基元221和222来对图像框220进行处理。图形控制器继续对图像框230和240的处理方式是类似的。

附图3所示为现有使用拼块式图形结构的计算机系统的框图。附图3中给出了处理器310，包含图形基元存储区域332的系统存储器330，图形控制器340以及图像监视器350。

现有的如附图3中系统所使用的拼块式图形结构，其弊端是在设备之间移动基元数据时需要使用大量的存储器带宽。例如，当处理器310处理基元时，处理器310将从图形基元存储区域332中读取此基元的顶点数据值。处理器310随之确定基元与那个图像框相交。处理器310然后必须将把顶点数据的多个副本写回到图形基元存储区域332，此区域中所写副本数量决定于与此基元相交图像框的数量。