調(diào)整細(xì)節(jié)等級的圖形處理單元、操作方法及包括其的設(shè)備的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2014年10月10日提交的韓國專利申請第10-2014-0136583號的 優(yōu)先權(quán)，通過引用將其全部公開內(nèi)容結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例涉及圖形處理技術(shù)，并且更具體地，涉及能夠使 用幾何信息計算用于曲面細(xì)分（tessellation)或紋理化（texturing)的細(xì)節(jié)等級 (level-of-detail，L0D)并且使用非幾何信息調(diào)整該L0D的圖形處理單元（GPU)、操作該 GHJ的方法以及包括該GPU的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004] 在計算機圖形學(xué)中，L0D涉及根據(jù)與觀看者的距離來調(diào)整圖像細(xì)節(jié)。這樣的調(diào)整 主要采取隨著三維（3D)對象遠(yuǎn)離觀看者而降低3D對象表示的復(fù)雜性的形式。
[0005] L0D技術(shù)通過減小圖形管道（graphics pipeline)階段（例如，頂點變換）的工作 負(fù)載來增加渲染的效率。L0D通常僅利用幾何信息生成。例如，在曲面細(xì)分中L0D基于控制 點的深度值或者曲率來生成。在紋理化中L0D基于鄰近像素的紋理元素（texel)之間的距 離來生成。
[0006] 然而，視覺外觀并不是基于幾何信息來定義的，結(jié)果，如果L0D未被適當(dāng)調(diào)整，則 渲染的效率和視覺質(zhì)量將不令人滿意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種使用包括被配置成執(zhí)行曲面細(xì)分 或紋理化當(dāng)中的一個操作的著色器（shader)的圖形處理單元來調(diào)整細(xì)節(jié)等級（L0D)的方 法，所述方法包括對于所述一個操作使用幾何信息計算L0D ;以及對于所述一個操作使用 非幾何信息調(diào)整L0D。
[0008] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，從一個源輸出幾何信息和非幾何信 息。
[0009] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一個源是頂點著色器或光柵化器中的 一個。
[0010] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，從第一源輸出幾何信息，并且從第二 源輸出非幾何信息。
[0011] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，第一源是頂點著色器或光柵化器之 一，并且第二源是幀緩沖對象（frame buffer object)或者存儲先前幀的幀緩沖器之一。
[0012] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，幾何信息和非幾何信息與一個幀有 關(guān)。
[0013] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，幾何信息和非幾何信息分別與不同幀 有關(guān)。
[0014] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，幾何信息與當(dāng)前幀有關(guān)，并且非幾何 信息與先前幀有關(guān)。
[0015] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，非幾何信息是面片（patch)、圖元 (primitive)和幀當(dāng)中的一個的亮度值。
[0016] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，當(dāng)非幾何信息是面片、圖元和幀當(dāng)中 的一個的亮度值時，調(diào)整L0D包含：當(dāng)亮度值大于第一亮度參考值時，維持或者降低L0D ;當(dāng) 亮度值小于比第一亮度參考值小的第二亮度參考值時，維持或者降低L0D ;以及當(dāng)亮度值 在第一亮度參考值與第二亮度參考值之間時，維持或者提高L0D。
[0017] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，非幾何信息是在幀之間移動的面片和 圖元當(dāng)中的一個的移動速度。
[0018] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，非幾何信息是在幀之間移動的面片和 圖元當(dāng)中的一個的移動速度，調(diào)整L0D包含當(dāng)面片和圖元當(dāng)中的一個在幀中心緩慢移動 時，維持或提高L0D。
[0019] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，L0D被分配給每個對象、圖元、面片、邊 緣、頂點或者控制點。
[0020] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種用于記錄計算機程序的非暫態(tài)計 算機可讀記錄介質(zhì)，該計算機程序用于運行使用圖形處理單元調(diào)整細(xì)節(jié)等級（L0D)的方 法，該圖形處理單元包括被配置成執(zhí)行曲面細(xì)分或紋理化當(dāng)中的一個操作的著色器，該方 法包括對于該一個操作使用幾何信息計算L0D ;并且對于該一個操作使用非幾何信息調(diào)整 L0D〇
[0021] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的發(fā)明構(gòu)思中，一種圖形處理單元包括被配置成執(zhí)行曲面 細(xì)分和紋理化當(dāng)中的一個操作的著色器，其中著色器對于所述一個操作使用幾何信息生成 細(xì)節(jié)等級（L0D)，并且對于所述一個操作使用非幾何信息調(diào)整L0D。
[0022] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種圖形處理單元包括統(tǒng)一著色器。
[0023] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種圖形處理單元包括頂點著色器和 光柵化器，其中幾何信息和非幾何信息從頂點著色器和光柵化器之一輸出。
[0024] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種圖形處理單元包括：頂點著色器； 光柵化器；和緩沖器，被配置成存儲當(dāng)前幀和先前幀之一，其中幾何信息從頂點著色器和光 柵化器之一輸出，非幾何信息從緩沖器輸出，并且?guī)缀涡畔⑴c當(dāng)前幀有關(guān)。
[0025] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，非幾何信息是用于曲面細(xì)分和紋理化 當(dāng)中的一個操作的面片和圖元之一的亮度、移動速度和顏色梯度（color gradient)當(dāng)中的 一個。
[0026] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種片上系統(tǒng)包括：中央處理單元 (CPU);和圖形處理單元，包括著色器，該著色器被配置成響應(yīng)于從CPU輸出的命令執(zhí)行曲 面細(xì)分和紋理化當(dāng)中的一個操作，其中該著色器對于所述一個操作使用幾何信息來生成細(xì) 節(jié)等級（L0D)，并且對于所述一個操作使用非幾何信息調(diào)整L0D。
[0027] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，非幾何信息是用于曲面細(xì)分和紋理化 當(dāng)中的一個操作的面片和圖元之一的亮度、移動速度和顏色梯度當(dāng)中的一個。
[0028] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，圖形處理單元還包含頂點著色器和光 柵化器，其中幾何信息和非幾何信息從頂點著色器或者光柵化器之一輸出。
[0029] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，圖形處理單元還包含：頂點著色器； 光柵化器；和緩沖器，被配置成存儲當(dāng)前幀和先前幀之一，其中幾何信息從頂點著色器和光 柵化器之一輸出，非幾何信息從緩沖器輸出，并且?guī)缀涡畔⑹顷P(guān)于當(dāng)前幀的。
[0030] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種電子設(shè)備包括：片上系統(tǒng)（SoC); 和連接到SoC的存儲器，其中SoC包括：存儲器控制器，被配置成控制存儲器的操作；中央 處理單元（CPU);和圖形處理單元，包括著色器，該著色器被配置成響應(yīng)于從CPU輸出的命 令執(zhí)行曲面細(xì)分和紋理化當(dāng)中的一個操作，其中該著色器對于所述一個操作使用幾何信息 來生成細(xì)節(jié)等級（L0D)，并且對于所述一個操作使用非幾何信息來調(diào)整L0D。
[0031] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，非幾何信息是用于曲面細(xì)分和紋理化 當(dāng)中的一個操作的面片和圖元之一的亮度、移動速度和顏色梯度當(dāng)中的一個。
[0032] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，圖形處理單元還包含頂點著色器和光 柵化器，其中幾何信息和非幾何信息從頂點著色器和光柵化器之一輸出。
[0033] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，圖形處理單元還包含：頂點著色器； 光柵化器；和緩沖器，被配置成存儲當(dāng)前幀和先前幀中的至少一個，其中幾何信息從頂點著 色器和光柵化器中的一個輸出，非幾何信息從緩沖器輸出，并且?guī)缀涡畔⑴c當(dāng)前幀有關(guān)。在 依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種圖形處理器可包括處理器來使用幾何信息生 成基礎(chǔ)細(xì)節(jié)等級，并且該處理器使用非幾何信息來確定圖像圖元的清晰度，并且依據(jù)圖像 圖元的清晰度來調(diào)整基礎(chǔ)細(xì)節(jié)等級。
[0034] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種圖形處理器被配置成采用絕對亮 度作為非幾何信息。
[0035] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種圖形處理器被配置成采用相對亮 度作為非幾何信息。
[0036] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種圖形處理器被配置成采用色差作 為非幾何信息。
[0037] 在依照發(fā)明構(gòu)思的原理的示例性實施例中，一種圖形處理器被配置成采用速度作 為非幾何信息。
【附圖說明】
[0038] 通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例，本發(fā)明構(gòu)思的以上及其它特 征和優(yōu)點將變得更加清楚，附圖中：
[0039] 圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實施例的計算設(shè)備的框圖；
[0040] 圖2是圖1中所圖示的中央處理單元（CPU)和圖形處理單元（GPU)的框圖；
[0041] 圖3是用于解釋根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實施例的圖1中所圖示的GPU的圖形管道 的概念圖，該GPU可使用非幾何信息來調(diào)整細(xì)節(jié)等級（L0D);
[0042] 圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實施例的操作圖1中所圖示的GPU的方法的流程 圖，該GPU使用非幾何信息來調(diào)整L0D ;
[0043] 圖5是用于解釋關(guān)于所生成的絕對亮度值和絕對亮度參考值的比較操作的概念 圖；
[0044] 圖6是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它實施例的操作圖1中所圖示的GPU的方法的流程 圖，該GPU使用非幾何信息來調(diào)整L0D ;
[0045] 圖7是用于解釋關(guān)于相對亮度值、所生成的相對亮度值和相對亮度參考值的比較 操作的概念圖；
[0046] 圖8是用于解釋使用面片（patch)或圖元（primitive)的移動速度來調(diào)整L0D的 方法的概念圖；
[0047] 圖9是用于解釋使用面片或圖元的顏色梯度來調(diào)整L0D的方法的概念圖；
[0048] 圖10是用于解釋根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它實施例的圖1中所圖示的GPU的圖形管 道的概念圖，該GPU可使用非幾何信息來調(diào)整L0D ;
[0049] 圖11是用于解釋根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它實施例的圖1中所圖示的GPU的圖形管 道的概念圖，該GPU可使用非幾何信息來調(diào)整L0D ;
[0050] 圖12是用于解釋根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它實施例的圖1中所圖示的GPU的圖形管 道的概念圖，該GPU可使用非幾何信息來調(diào)整L0D ;
[0051] 圖13是用于解釋根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其它實施例的圖1中所圖示的GPU的圖形管 道的概念圖，該GPU可使用非幾何信息來調(diào)整L0D ;以及
[0052] 圖14是用于解釋根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另外的實施例的圖1中所圖示的GPU的圖形 管道的概念圖，該GPU可使用非幾何信息來調(diào)整L0D。
【具體實施方式】
[0053] 現(xiàn)在將在下文中參照示出了發(fā)明構(gòu)思的示例性實施例的附圖更充分地描述發(fā)明