CN105531743A - 描绘装置 - Google Patents

Abstract

描绘装置的第1GPU，在进行描绘较该GPU描绘的第1深度范围接近视点的第2深度范围的第2GPU的描绘后，接收通过第2GPU所描绘的影像与特定该影像内的描绘有描绘对象的像素的特定信息。接着，在接收后，第1GPU依据视点描绘第1深度范围所含的描绘对象时，对通过第2GPU所描绘的影像中未被特定信息特定的像素进行描绘，对已被特定信息特定的像素则不进行描绘。

Description

描绘装置

技术领域

本发明是关于描绘装置，特别是关于3D图形的描绘技术。

背景技术

以游戏为代表的3D图形的描绘，伴随着显示设备的高分辨率化，所描绘的影像亦有像素越来越多的倾向。由于若像素较多则画面的描绘运算量会相应地增加，因此特别是在描绘被要求实时性的内容相关的画面时必须更有效率。

近年来，有一种通过使用多个GPU来使画面的描绘效率化的方式。专利文献1，是依据描绘对象的Z值分类进行描绘的GPU，参照Z值合成各个所描绘的描绘对象的影像，据以生成最终输出亦即画面。具体而言，在如图5所示以四个GPU描绘一个画面时，各GPU是输出描绘有具有分别不同的Z值的描绘对象的影像与显示该影像内的各像素的Z值的Z暂存区。接着，合成部进行对应此等影像的Z暂存区的Z值比较，针对各像素以采用存在于最前方的描绘对象的像素的方式合成，藉此生成最终输出画面。

[先前技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本特开平10-307932号公报

发明内容

然而，如专利文献1的方法中，由于被不同GPU描绘的影像所含像素中因合成而被遮蔽的像素不出现于最终画面，因此有可能会造成相应的描绘处理成为多余。例如，在如图5所示以四个GPU描绘一个画面时，在合成部中的最终输出画面的生成中，由于不存在于各GPU所描绘的影像内的最前方的描绘对象的像素完全不会出现于最终输出画面，因此该像素不会被利用而被废弃。

本发明是有鉴于上述问题点而完成者，其目的在于提供将一个画面描绘分散至多个GPU以减低进行描绘处理时的不需要的处理的描绘装置。

为了达成前述的目的，本发明的第1态样的描绘装置，其特征在于具备以下的构成。具体而言，为一种描绘装置，是使用多个描绘单元描绘一个画面，其特征在于：具有决定单元，其根据对应于一个画面的视点的信息，决定使多个描绘单元的各个描绘的与一个画面相关的描绘范围中的深度范围；多个描绘单元的各个，进行与描绘的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算；多个描绘单元中的第1描绘单元，在进行描绘较第1描绘单元描绘的第1深度范围接近视点的第2深度范围的第2描绘单元的描绘后，接收通过第2描绘单元所描绘的影像与特定该影像内的描绘有描绘对象的像素的特定信息，在接收后，依据视点描绘第1深度范围所含的描绘对象时，对通过第2描绘单元所描绘的影像中未被特定信息特定的像素进行描绘，对已被特定信息特定的像素则不进行描绘。

为了达成前述的目的，本发明的第2态样的描绘装置，其特征在于具备以下的构成。具体而言，为一种描绘装置，是使用多个描绘单元描绘一个画面，其特征在于：多个描绘单元的各个包含：决定单元，其根据对应于一个画面的视点的信息，决定负责与一个画面相关的描绘范围中的描绘的深度范围；以及运算单元，进行与通过决定单元决定的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算；多个描绘单元中的第1描绘单元，在进行负责较第1描绘单元所负责的第1深度范围接近视点的第2深度范围的第2描绘单元的描绘后，接收通过第2描绘单元所描绘的影像与特定该影像内的描绘有描绘对象的像素的特定信息，在接收后，依据视点描绘第1深度范围所含的描绘对象时，对通过第2描绘单元所描绘的影像中未被特定信息特定的像素进行描绘，对已被特定信息特定的像素则不进行描绘。

为了达成前述的目的，本发明的第3态样的描绘装置，其特征在于具备以下的构成。具体而言，为一种描绘装置，是使用多个描绘单元描绘一个画面，其特征在于：具有决定单元，其根据对应于一个画面的视点的信息，决定使多个描绘单元的各个描绘的与一个画面相关的描绘范围中的深度范围；多个描绘单元的各个，进行与描绘的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算；多个描绘单元中的第1描绘单元，在进行描绘较第1描绘单元描绘的第1深度范围接近视点的第2深度范围的第2描绘单元的描绘后，接收通过第2描绘单元所描绘的影像与显示该影像内的各像素的深度值的深度信息，在接收后，依据视点描绘第1深度范围所含的描绘对象时，在通过第2描绘单元所描绘的影像中通过深度信息显示的像素的深度值是显示较描绘于第1深度范围所含的该像素的描绘对象的深度值更远方的值时，即对该像素进行描绘，在不是显示远方的值时则不对该像素进行描绘。

为了达成前述的目的，本发明的第4态样的描绘装置，其特征在于具备以下的构成。具体而言，为一种描绘装置，是使用多个描绘单元描绘一个画面，其特征在于：多个描绘单元的各个包含：决定单元，其根据对应于一个画面的视点的信息，决定负责与一个画面相关的描绘范围中的描绘的深度范围；以及运算单元，进行与通过决定单元决定的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算；多个描绘单元中的第1描绘单元，在进行负责较第1描绘单元所负责的第1深度范围接近视点的第2深度范围的第2描绘单元的描绘后，接收通过第2描绘单元所描绘的影像与显示该影像内的各像素的深度值的深度信息，在接收后，依据视点描绘第1深度范围所含的描绘对象时，对通过第2描绘单元所描绘的影像中通过深度信息显示的像素的深度值是显示较描绘于第1深度范围所含的该像素的描绘对象的深度值更远方的值时，即对该像素进行描绘，在不是显示远方的值时则不对该像素进行描绘。

通过上述构成，依据本发明，能将一个画面描绘分散至多个GPU以减低进行描绘处理时的不需要的处理。

本发明的其他特征及优点，参照附图并透过以下的说明即可清楚明了。此外，附图中对相同或同样的构成赋予相同参照符号。

附图说明

附图为说明书所含，构成其一部分，是表示本发明的实施形态且用于与其记述一起说明本发明的原理。

图1是显示本发明的实施形态的PC100的功能构成的方块图。

图2是例示本发明的实施形态的PC100中所执行的游戏处理的流程图。

图3是例示本发明的实施形态的PC100中所执行的描绘处理的流程图。

图4是显示本发明的实施形态的描绘处理流程的图。

图5是显示现有技术的描绘处理流程的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的例示实施形态。此外，以下说明的一实施形态，是说明将本发明适用于作为描绘装置一例的能将一个画面描绘分散至多个GPU来处理的PC的例。不过，本发明能适用于能将一个画面描绘分散至多个GPU来处理的任意机器。

《PC100的构成》

图1是显示本发明的实施形态的PC100的功能构成的方块图。

CPU101是控制PC100所具有的各区块的动作。具体而言，CPU101例如是读出存储于ROM102或记录媒体104的各区块的动作程序等并展开于RAM103来执行，藉此控制各区块的动作。

ROM102例如是能覆写的不挥发性内存。ROM102除了存储各区块的动作程序以外，还存储其他动作程序或PC100所具有的各区块的动作中所必要的常数等信息。

RAM103是挥发性内存。RAM103不仅作为动作程序的展开区域使用，亦作为在暂时存储PC100所具有的各区块的动作中被输出的中间数据等的存放区域使用。

记录媒体104是例如HDD等能拆装连接于PC100的记录装置。本实施形态中，于记录媒体104存放有PC100的操作系统相关的程序或包含后述的游戏处理的游戏应用程序相关的程序。又，于记录媒体104存放有在描绘处理中用于画面生成的描绘对象相关的数据。描绘对象相关的数据，例如也可以包含

.模块数据

.纹理资料

.着色器(Shader)等描绘用程序等。

第1GPU105、第2GPU106、第3GPU107、以及第4GPU108，是进行在本实施形态的游戏处理中输出的游戏画面的描绘、生成。GPU的各个，作为游戏画面的描绘区域而连接有视频内存(第1VRAM109、第2VRAM110、第3VRAM111、以及第4VRAM112)。此外，本实施形态中虽说明对一个GPU连接一个视频内存，但本发明的实施不限于此。亦即，对GPU连接的视频内存的数目可为任意数目，例如也可以是多个GPU共有一个视频内存的构成。

显示控制部113是PC100所具有的显示输出接口。显示控制部113在接收描绘于VRAM的游戏画面后，即对被连接的未图示的显示设备以任意的输出讯号形式输出游戏画面。此外，本实施形态中虽说明PC100是显示设备为外部连接型的装置，但当然也可以是如笔记型PC般显示设备为一体型的装置。

操作输入部114，是例如鼠标或键盘、游戏手柄等PC100所具有的用户输入接口。操作输入部114在检测出由使用者操作此等操作输入机器后，即将对应该操作输入的控制讯号对CPU101输出。

《游戏处理》

使用图2的流程图针对进行具有此种构成的本实施形态的PC100中所执行的3D图形的画面提示的游戏处理来说明具体的处理。对应该流程图的处理，能通过由CPU101读出例如存放于记录媒体104的对应游戏应用程序的处理程序，展开于RAM103并执行来实现。此外，本游戏处理所说明者，是例如对应进行游戏画面的更新的帧框率来反复执行的画面输出相关处理。

S201，CPU101是判断是否已进行游戏的进行相关的操作输入。CPU101在判断为已进行游戏的进行相关的操作输入时，即将处理移至S202，当判断为仍未进行时则将处理移至S203。

在S202，CPU101是将对应于游戏的进行相关的操作输入而变化的游戏内的各种参数，根据所检测出的操作输入来更新。该参数例可以是显示角色的位置或方向、或者动作等的信息。

在S203，CPU101是将不依据操作输入即变化的游戏内的各种参数，例如根据经过时间等来更新。该参数例可以是与背景或光源色调、不依据操作输入即动作的NPC的位置等相关的信息。

在S204，CPU101是进行以更新后的参数进行目前帧框的游戏画面的描绘的描绘处理。

〈描绘处理〉

此处，使用图3的流程图详细说明本实施形态的PC100中所执行的描绘处理。

在S301，CPU101是参照与所描绘的游戏画面对应的视点的信息特定描绘范围。视点的信息，包含视点的位置及其方向、最短描绘距离及最长描绘距离、以及视角的信息等。CPU101依据该信息特定出游戏上所表现的三维视场中描绘于目前帧框的游戏画面的描绘范围。

在S302，CPU101是将描绘范围分类于深度(Z值)方向既定数目的深度范围，于就各深度范围不同的描绘对象分配该深度范围所含的描绘对象的描绘。本实施形态中，由于PC100具有四种GPU，因此虽说明描绘范围分类成四个深度范围，但本发明的实施不限于此，描绘范围的分类数目只要是2以上，则也可以不依据GPU数目来决定。

此外，本实施形态中，最接近视点的深度范围被分配至第1GPU105，往远离视点的方向依序将其他深度范围分配至第2GPU106、第3GPU107、第4GPU108。然而，与分类数目同样地，本发明的实施不限于此，例如在分类数目较GPU数目少时，可将各深度范围分配至一部分GPU，相反地在分类数目较GPU数目多时，可将多个深度范围分配至一部分GPU。

在S303，CPU101是对各GPU送出与已分配的深度范围所含的描绘对象相关的各种处理的开始命令。在本步骤进行开始命令的各种处理，可包含例如与描绘对象对应的数据的展开处理、描绘对象的并进、旋转等坐标转换运算、光源或效果运算等。

另一方面，在本步骤进行的各种开始命令也可以不包含经坐标转换等的描绘对象的描绘处理的开始命令。如后述，在本实施形态中，各GPU是在较被分配的深度范围接近视点的深度范围所含的描绘对象的描绘后，开始描绘处理。因此，即使在本步骤中进行了描绘处理的开始命令，其开始必须满足其他条件，特别是第2GPU106、第3GPU107、第4GPU108中不会立即开始描绘处理。

在S304，第1GPU105在CPU101的控制下，进行被分配的最接近视点的深度范围所含的描绘对象的描绘。此时，第1GPU105是针对通过该描绘对象的描绘而生成的影像判断是否于影像内的各像素描绘有描绘对象、亦即生成特定描绘有描绘对象的像素的特定信息。特定信息，例如具有与所生成的影像相同的像素数目，可为各像素的值为以1位(逻辑型信息)表现的二维屏蔽数据或具有相同的信息的排列等，可为任意的构造。

第1GPU105，在描绘结束后，将生成影像与特定信息输出至被分配次于第1GPU105所描绘的深度范围接近视点的深度范围的第2GPU106。

第2GPU106，在从第1GPU105接收生成影像与特定信息后，即在S305，进行被分配的深度范围所含的描绘对象的描绘。此时，第2GPU106是参照特定信息，特定所接收的生成影像的像素中还未描绘有描绘对象的像素。接着，进行仅针对该像素被分配的深度范围所含的描绘对象的描绘。

此外，第2GPU106的描绘，可以覆写第1GPU105所生成的生成影像的像素的形式进行。其原因在于，由于第2GPU106不会对已描绘有描绘对象的像素进行描绘，因此生成影像中的通过第1GPU105进行了描绘对象的描绘后的像素值不会更新。

又，第2GPU106亦进行特定信息的更新。具体而言，第2GPU106是将特定信息中与对生成影像新进行了描绘对象的描绘后的像素对应的信息变更为显示于该像素描绘有描绘对象。藉此方式，特定信息成为不仅被分配的深度范围、而是能特定描绘有较该深度范围接近视点的所有深度范围所含的描绘对象的像素的信息。

接着，第2GPU106，在描绘结束后，将更新后的生成影像与特定信息输出至被分配次于第2GPU106所描绘的深度范围接近视点的深度范围的第3GPU107。

第3GPU107，在从第2GPU106接收生成影像与特定信息后，即在S306，进行被分配的深度范围所含的描绘对象的描绘。此时，第3GPU107是参照特定信息，特定所接收的生成影像的像素中还未描绘有描绘对象的像素。接着，进行仅针对该像素被分配的深度范围所含的描绘对象的描绘。又，第3GPU107亦与S305同样地亦进行特定信息的更新。

第3GPU107，在描绘结束后，将更新后的生成影像与特定信息输出至被分配次于第3GPU107所描绘的深度范围接近视点的深度范围的第4GPU108。

第4GPU108，在从第3GPU107接收生成影像与特定信息后，即在S307，进行被分配的深度范围所含的描绘对象的描绘。此时，第4GPU108是参照特定信息，特定所接收的生成影像的像素中还未描绘有描绘对象的像素。接着，进行仅针对该像素被分配的深度范围所含的描绘对象的描绘，结束本描绘处理。藉此，由于能描绘在S301特定的描绘范围的所有描绘对象，因此第4GPU108能将最终输出即游戏画面描绘于第4VRAM112。此外，第4GPU108，由于无须将生成影像(游戏画面)输出至其他GPU，因此不需进行特定信息的更新。

根据本实施形态的描绘处理，在生成与图5所示的现有技术的描绘方法相同的画面时，能如图4所示谋求描绘处理的效率化。具体而言，不进行被接近视点的对象遮蔽的对象的描绘，亦即不进行已描绘的像素的废弃，即能生成最终输出即游戏画面，因此能减低与描绘处理相关的运算量。

在描绘处理结束后，CPU101是在游戏处理的S205中，将生成于第4VRAM112的游戏画面传送至显示控制部113，使該显示控制部113显示输出，结束与目前帧框相关的游戏处理。

此外，本实施形态中虽说明了特定信息是显示逻辑型信息的屏蔽数据，但本发明的实施不限于此。特定信息也可以是例如深度图(Z暂存区)等，此情形下各GPU能将深度为最大值(在最远方规定为白色的灰阶图的场合)的像素特定为还未描绘有描绘物件的像素。

又，本实施形态中虽说明了CPU101进行描绘范围的分类，于各GPU分配深度范围，但本发明的实施不限于此。例如，在如预先负责的深度范围设定于各GPU时，也可以是根据描绘范围的信息个别判断各GPU负责描绘的深度范围，以进行处理的构成。

又，本发明由于各个GPU的运算量少，进而各个GPU是阶段性地被使用，因此在将多个画面并行地描绘的例如对多个客户端串流发送描绘的画面的系统中，亦能想见描绘处理的更佳效率化。

如以上所说明，本实施形态的描绘装置，能将一个画面描绘分散至多个GPU以减低进行描绘处理时的不需要的处理。具体而言，描绘装置是根据对应于一个画面的视点的信息，决定使多个GPU的各个描绘的与一个画面相关的描绘范围中的深度范围。各GPU在影像描绘前，进行与描绘的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算。接着，第1GPU，在进行描绘较该GPU描绘的第1深度范围接近视点的第2深度范围的第2GPU的描绘后，接收通过第2GPU所描绘的影像与特定该影像内的描绘有描绘对象的像素的特定信息。接着在接收后，第1GPU依据视点描绘第1深度范围所含的描绘对象时，对通过第2GPU所描绘的影像中未被特定信息特定的像素进行描绘，对已被特定信息特定的像素则不进行描绘。

[变形例]

上述的实施形态虽说明了能通过特定信息特定已描绘有描绘对象的像素，但针对涵盖被分类的多个深度范围中存在的描绘对象，有可能因依据特定信息而成为不自然的描绘结果。例如，在相邻的深度范围中被分类至离视点远的深度范围的描绘对象，其模块数据的前端侵入接近视点的深度范围时，有可能会显示于较接近视点的深度范围的描绘对象前方。亦即，有可能会产生不依据分类的前后关系，因此依据深度范围的分类方法不同，有时会有描绘对象间的正确前后关系产生破坏的情形。

因此，在本变形例中，特定信息为深度图，将特定信息的功能设为显示已描绘有描绘对象的像素的深度值者。此情形下，第2GPU106进行描绘的像素，会透过第2GPU106将描绘于该像素的对象的深度值与通过特定信息所显示的深度值的比较而被特定。亦即，透过比较的结果，在第2GPU106将描绘的对象的深度值是显示靠近视点的值时，第2GPU106只要通过描绘处理更新生成影像的该像素值即可。

此外，此时针对深度显示最远方的值的像素，第2GPU106也可以不进行深度值的比较即无条件进行描绘。通过此种方式，由于能将比较深度值的像素限定为像素值非显示最远方的值的像素，因此亦能减低需要比较的运算量。

藉此方式，能不进行不需要的像素的描绘或废弃即可生成前后关系的整合性受到担保的游戏画面。

[其他实施形态]

本发明不限制于上述实施形态，在不脱离本发明的精神及范围的情形下能进行各种变更及变形。又，本发明的描绘装置，亦能通过使计算机发挥描绘装置功能的程序来实现。该程序能通过记录于计算机可读取的记录媒体或通过电气通讯线路来提供/发布。因此，为使本发明的范围揭露给公众而附上以下的请求项。

本申请案是以2013年9月13日提出的日本专利申请特愿2013-191005作为基础主张优先权，将其所有记载内容援用于此。

Claims (7)

1.一种描绘装置，其使用多个描绘单元描绘一个画面，其特征在于：

具有决定单元，其根据对应于所述一个画面的视点的信息，决定使所述多个描绘单元的各个描绘的与所述一个画面相关的描绘范围中的深度范围；

所述多个描绘单元的各个进行与描绘的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算；

所述多个描绘单元中的第1描绘单元，

在进行描绘较所述第1描绘单元描绘的第1深度范围更接近所述视点的第2深度范围的第2描绘单元的描绘后，接收通过所述第2描绘单元描绘的图像与特定该图像内的描绘有描绘对象的像素的特定信息，

在接收后，依据所述视点描绘所述第1深度范围所含的描绘对象时，对由所述第2描绘单元描绘的图像中未被所述特定信息特定的像素进行描绘，对已被所述特定信息特定的像素则不进行描绘。

2.一种描绘装置，其使用多个描绘单元描绘一个画面，其特征在于：

所述多个描绘单元的各个包含：

决定单元，其根据对应于所述一个画面的视点的信息，决定负责与所述一个画面相关的描绘范围中的描绘的深度范围；以及

运算单元，其进行与通过所述决定单元决定的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算；

所述多个描绘单元中的第1描绘单元，

在进行负责较所述第1描绘单元所负责的第1深度范围更接近所述视点的第2深度范围的第2描绘单元的描绘后，接收通过所述第2描绘单元描绘的图像与特定该图像内的描绘有描绘对象的像素的特定信息，

在接收后，依据所述视点描绘所述第1深度范围所含的描绘对象时，对通过所述第2描绘单元描绘的图像中未被所述特定信息特定的像素进行描绘，对已被所述特定信息特定的像素则不进行描绘。

3.如权利要求1或2所述的描绘装置，其特征在于：所述特定信息是特定所述第2深度范围与描绘有较所述第2深度范围更接近所述视点的所有深度范围所含的描绘对象的像素的信息。

4.如权利要求1至3中任一项所述的描绘装置，其特征在于：所述特定信息是显示通过所述第2描绘单元描绘的图像内所描绘的描绘对象的深度值的信息，其在深度值不是显示最远方的值时显示该像素内描绘有描绘对象。

5.如权利要求4所述的描绘装置，其特征在于，所述第1描绘单元在通过所述第2描绘单元描绘的图像中被所述特定信息特定的像素的深度值是显示较描绘于所述第1深度范围所含的该像素的描绘对象的深度值更远方的值时对该像素进行描绘。

6.一种描绘装置，其使用多个描绘单元描绘一个画面，其特征在于：

具有决定单元，其根据对应于所述一个画面的视点的信息，决定使所述多个描绘单元的各个描绘的与所述一个画面相关的描绘范围中的深度范围；

所述多个描绘单元的各个进行与描绘的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算；

所述多个描绘单元中的第1描绘单元，

在进行描绘较所述第1描绘单元描绘的第1深度范围更接近所述视点的第2深度范围的第2描绘单元的描绘后，接收通过所述第2描绘单元描绘的图像与显示该图像内的各像素的深度值的深度信息，

在接收后，依据所述视点描绘所述第1深度范围所含的描绘对象时，在通过所述第2描绘单元描绘的图像中，通过所述深度信息显示的像素的深度值是显示较描绘于所述第1深度范围所含的该像素的描绘对象的深度值更远方的值时对该像素进行描绘，在不是显示远方的值时则不对该像素进行描绘。

7.一种描绘装置，其使用多个描绘单元描绘一个画面，其特征在于：

所述多个描绘单元的各个包含：

决定单元，其根据对应于所述一个画面的视点的信息，决定负责与所述一个画面相关的描绘范围中的描绘的深度范围；以及

运算单元，其进行与通过所述决定单元决定的深度范围所含的描绘对象相关的既定运算；

所述多个描绘单元中的第1描绘单元，

在进行负责较所述第1描绘单元所负责的第1深度范围更接近所述视点的第2深度范围的第2描绘单元的描绘后，接收通过所述第2描绘单元描绘的图像与显示该图像内的各像素的深度值的深度信息，

在接收后，依据所述视点描绘所述第1深度范围所含的描绘对象时，在通过所述第2描绘单元描绘的图像中，当通过所述深度信息显示的像素的深度值是显示较描绘于所述第1深度范围所含的该像素的描绘对象的深度值更远方的值时对该像素进行描绘，当为未显示远方的值时则不对该像素进行描绘。