[发明专利]分块的图形结构

说明书

发明领域

本发明属于计算机系统的领域。更具体地，本发明属于在使用分块(tiled)结构的图形系统中处理2D图形操作的领域。

发明背景

计算机图形系统通常用于在二维视频显示屏上显示对象的图形表示。目前的计算机图形系统提供了非常详细的表示并被用于各种应用中。

在典型的计算机图形系统中，将要呈现在显示屏上的一个三维(3D)对象被分解为图形基元。典型地，由主计算机依照基元数据来定义要渲染(render)的3D对象的基元。例如，当一个基元是一个三角形时，主计算机可以依照其顶点的X，Y和Z坐标以及每一个顶点的红，绿和蓝(R，G和B)颜色值来定义基元。在特定的应用中可能使用其他的基元数据。渲染硬件内插基元数据来计算呈现每一个基元的显示屏象素，以及每一个象素的R，G和B颜色值。

典型的计算机图形系统还包括一个图形高速缓冲存储器。为了更有效地利用该图形高速缓冲存储器，3D基元被拣选到图块(bin)中。这项众所周知的技术通常被称为“分块”。

图1和图2说明了将3D基元拣选到图块中，或“分块”的一个实例。对这个例子，一个图形控制器接收基元110，120和130的数据。该基元110，120和130将被渲染以及然后显示在显示屏100上。当渲染一个3D基元时，该图形控制器从图形存储器中读取显示数据的合适部分到图形高速缓冲存储器。然后该图形控制器渲染基元并将渲染后的基元与存储在图形高速缓冲存储器中的显示数据结合在一起。该图形存储器可以位于主系统存储器中。

在一个非分块的图形结构中，如果该图形控制器将渲染基元110，接着是基元120，以及然后是基元130，则每当该图形控制器从一个基元移动到下一个基元时，显示数据的新部分将需要从图形存储器中检索，导致大量的图形高速缓冲存储器未命中以及更多地利用图形存储器带宽。

为提高对图形存储器带宽的利用，对基元110，120和130执行分块功能。这个例子中的基元110，120和130被拣选到图块210，220，230和240，如图2所示。该拣选技术通常涉及一个微处理器，用于分析各个基元相交的是哪些图块，以及然后将基元数据的拷贝写入主存储器中该基元相交的图块的存储区域。该图形控制器接着从图块存储区域中读取该基元数据以及接着分割该基元以创建适合各种分块的更小基元。例如，基元110被分割以创建位于图块210内的基元211和位于图块220内的基元221。基元120被分割以创建位于图块220内的基元222和位于图块240内的基元242。基元130被分割以创建位于图块210内的基元212，位于图块230内的基元231和位于图块240内的基元241。

一旦该基元分割为对于给定图块的更小的基元，就可以渲染该图块。典型地，该图形控制器一次处理一个图块。因为位于一个特定图块中的每一个基元的合适显示数据存储在该图形存储器的同一区域，故在渲染该基元时将导致更少的高速缓冲存储器未命中，由此提高对图形存储器带宽的利用。

不过，在一个典型的图形系统中二维(2D)操作与3D操作混在一起也是常见的。例如，一个微处理器可以接收几个3D对象的基元数据，然后接收一个命令来执行2D位块传送操作，接着接收更多3D基元数据。

图3是一个流程图，描述了典型的现有图形系统如何在一个分块结构中处理2D操作。在步骤310中，一个处理器接收到3D基元数据并将该基元拣选到图块中。如果在步骤320上接收到一个2D位块传送操作，则包含基元数据的所有图块被刷新(发送到图形控制器上以便被渲染)。然后，在步骤340上，执行该2D位块传送操作。在该2D位块传送操作之后，该处理器可以接着开始将另外的3D基元拣选到图块中。

无论何时接收到2D操作，该图块的刷新和渲染都可能由于图形高速缓冲存储器未命中的增加而部分地破环分块3D基元的益处。结果是更高地利用了图形存储器带宽。这样产生的图形存储器带宽利用率的增加在系统主存储器的一部分被用作图形存储器以及多个系统代理期望访问该系统主存储器的计算机系统中可能特别地成问题。由图形控制器引起的主存储器带宽利用率的提高可能会对整个系统性能产生负面的影响。

附图简述

从下面给出的本发明实施方案的详述和附图中将对本发明有更多的了解，不过不应将本发明限制在所描述的特定实施方案中，这只是出于解释和理解的目的。

图1是一个依照现有系统在一个显示屏上排列的几个3D对象的图。

图2是一个依照现有系统描述将图1的几个3D对象拣选到图块中的图。