[发明专利]图形处理系统和在图形处理系统中处理基元片段的方法

说明书

图形处理系统和在图形处理系统中处理基元片段的方法。图形处理系统使用被再分成区片的渲染空间来处理基元片段。图形处理系统包括处理引擎，其被配置为将纹理化和/或阴影化应用于基元片段。图形处理系统还包括用于存储基元片段的图形数据的高速缓存系统，该高速缓存系统包括多个高速缓存子系统。高速缓存子系统中的每个高速缓存子系统被耦合到一个或多个处理引擎的相应集合。图形处理系统还包括区片分配单元，其在多个分配模式中操作以将区片分配给处理引擎。多个分配模式包括空间分配模式，其中空间相邻区片组根据空间分配方案而被分配给处理引擎，其确保空间相邻区片组中的每组被分配给耦合到相同高速缓存子系统的处理引擎的集合。

技术领域

本发明涉及对图形处理系统中的处理引擎的区片分配。

背景技术

图形处理系统通常被配置为(例如从在计算机系统上运行的应用)接收图形数据，并且渲染图形数据以提供渲染输出。例如，向图形处理系统提供的图形数据可以描述待渲染的三维(3D)场景内的几何形状，并且渲染输出可以是场景的经渲染的图像。一些图形处理系统(其可以被称为“基于区片的(tile-based)”图形处理系统)使用被再分成多个区片的渲染空间。“区片”是渲染空间的区域，并且可以具有任何适合的形状，但是通常是矩形(其中术语“矩形”包括正方形)。为了给出一些示例，区片可以覆盖待渲染的图像的16×16像素块或32×32像素块。如本领域中已知的，存在将渲染空间再分成区片的许多益处。例如，将渲染空间再分成区片允许图像以逐区片方式渲染，其中针对区片的图形数据可以在区片的渲染期间被临时存储“在芯片上”，由此降低在系统存储器与实现图形处理系统的图形处理单元(GPU)所在的芯片之间传送的数据量。

基于区片的图形处理系统通常在两个阶段中操作：几何处理阶段和栅格化阶段。在几何处理阶段中，针对渲染的图形数据被分析，以针对区片中的每个区片确定哪些图形数据项存在于该区片中。然后，在栅格化阶段中，可以通过处理被确定为存在于该区片内的那些图形数据项来渲染区片(而不需要处理在几何处理阶段中被确定为不存在于特定区片内的图形数据项)。图形数据项可以表示几何形状，其描述场景中的结构的表面并且其被称为“基元(primitive)”。常见基元形状是三角形，但是基元可以是其他2D形状或也可以是线或点。对象可以由一个或多个(例如，数百、数千或数百万个)这样的基元组成。

图1示出了可以被用于渲染3D场景的图像的图形处理系统100的一些元件。该图形处理系统100包括图形处理单元(GPU)102和存储器104₁和存储器104₂的两个部分。存储器104₁和存储器104₂的两个部分可以是或可以不是相同物理存储器的部分。

GPU 102包括预处理模块106、区片化单元108和栅格化模块110，其中栅格化模块110包括隐藏表面移除(HSR)单元112和纹理化/阴影化单元114。纹理化/阴影化单元114包括一个或多个处理引擎，其可以被称为“统一阴影化聚类”(USC)。对图形处理系统100进行布置，使得在预处理模块106处接收由应用提供的基元的序列。

在几何处理阶段中，预处理模块106执行诸如包括修剪和裁剪的几何处理的功能以移除未落到可见视图中的基元。该预处理模块106还可以将基元投影到屏幕空间中。从预处理模块106输出的基元被传递到区片化单元108，其确定哪些基元存在于图形处理系统100的渲染空间的区片中的每个区片中。区片化单元108通过创建针对区片的显示列表来将基元分配给渲染空间的区片，其中针对区片的显示列表包括存在于区片内的基元的指示。该显示列表和基元从区片化单元108输出并且被存储在存储器104₁中。