[发明专利]基于图块的计算机图形渲染中细分面数据的面片

说明书

技术领域

本发明涉及在基于图块（tile）的计算机图形渲染（render）系统中拣出（cull）隐藏的细分的（tesselated）图元（primitive）的方法和系统。

背景技术

基于图块的渲染是用于渲染2D或3D计算机图形图像的公知技术。渲染空间被再分为多个被称为图块或块的区域，所述区域通常是矩形，并且每一个包括多个像素。渲染空间可对应于在屏幕上显示的图像，但例如存储器中的纹理数据的其他渲染目的也是可能的。图块可以是各种大小，但典型大小是例如16x16像素。在高屏幕分辨率图像中通常是1280x1024个像素。因此，高屏幕分辨率图像可被再分为5120个图块（每个包括16x16个像素）。

基于图块的计算机图形系统的图元数据通常从存储器中读取并被转化为屏幕空间。图元通常是多边形，例如三角形，但也可以是线或点。然后针对每个图块可生成显示列表，用于指示全部或部分位于该图块中的图元（如果有的话）。指示常包括针对每个图元的标识符或索引，该标识符或索引参考或提供了指向存储在参数存储器中的与图元相关联的几何数据的指针。该显示列表存储在存储器中。

然后使用其显示列表独立地对每个图块进行渲染。

对于每个图块，在对应的显示列表中被标识的图元被处理并且隐藏面移除可被执行。然后，可见碎片（fragment）的产生的像素数据被传到着色（shading）单元，着色单元将纹理和着色施加至对象中的每一个可见像素。在图块中的每一个像素的最终像素值已被确定后，图块的像素数据被写至存储器中以用于在输出设备上显示。

隐藏面移除通常使用被称为“z缓存”的技术。在该技术中，针对每个图元在被图元覆盖的图块中的每个像素处计算深度值。然后，依次处理每一个图元，将每个图元的深度值与存储在“z缓存（buffer）”中的对应的像素的深度值进行比较。如果新图元的深度值比当前所存储的深度值（针对之前被处理的当前在该像素处可见的图元的面）更接近眼睛或视点，则该像素的深度值和该像素的其他值被新图元在对应像素处的值所取代。如果新图元的深度值比当前所存储的深度值距离眼睛或视点更远，该像素的包括深度值在内的值保持不变。

细分（tessellation）是用于给低细节模型增加纹理的公知技术，在计算机图形行业中通常指面数据（surface data）的面片（patch）。面数据的面片被分成多个图元，然后图元可选择地从面片的面中被置换（displace）以获得多个细分的图元。图元可通过用户可编程函数的应用和/或根据置换高度图（displacement height map）而被置换。然后细分的图元可被拼贴（tile）和如上所述的被渲染。细分是在计算机图形行业被越来越广泛地使用的有用的工具。然而，可以理解的是对表数据的面片进行细分实质上增加了渲染图像所需的计算量。面数据的每一个细分的面片可包括数以千计的细分图元，这些图元需要被处理并且也需要被存储在存储器（memory）中。

申请人认为减小对图块以及特别是包括细分的图元的图块进行渲染所需的数据传输、数据存储和处理的量是值得期待的。

发明内容

根据本发明，提供了一种在基于图块的图形系统中进行拣出的方法，包括：将渲染空间再分为多个图块；读取面数据的面片；将面数据的面片细分以得到多个细分的图元；分析包括细分的图元中的至少一些图元的面片的至少部分，以确定用于表示在至少一个图块上评估的极限（bounding）深度值的数据；针对该面片位于其中的每一个图块，使用表示极限深度值的数据以确定该面片是否隐藏在该图块中；并且如果该面片被确定未隐藏在至少一个图块中，则渲染该面片的至少部分。

本发明的实施方式具有能将面片从图块中被拣出而不需要针对每一个单个的细分的图元处理和执行深度拣出的优点。因此，本发明使得渲染包括面数据的面片的图像所需的处理和存储器带宽的量能够被减小。

本发明具有下面的优点，当确定用于表示在至少一个图块上评估的极限深度值的数据时，面片的面中的细分的图元的任意置换能以相似的方式被考虑到。

在一个优选实施方式中，分析步骤还包括，针对多个细分的图元中的每一者，使用细分的图元的极限深度值以确定该细分的图元是否隐藏在至少一个图块中，其中细分的图元中的至少一些包括经确定未被隐藏在至少一个图块中的细分的图元。这一实施方式具有可能仅有未被隐藏的那些细分的图元的极限深度值被用于确定表示面片的极限深度值的数据的优点。这意味着面片的极限深度值很可能用于表示更小范围的深度值，这增加了能基于使用极限深度值执行的深度测试将面片从图块中拣出的可能性。