CN105550973B - 图形处理单元、图形处理系统及抗锯齿处理方法 - Google Patents

Abstract

图形处理单元包括几何处理单元和渲染处理单元。配置所述几何处理单元接收顶点并且使用所述顶点产生至少一个图元。配置所述渲染处理单元将所产生的至少一个图元转换为碎片，对所转换的碎片执行碎片着色，并且对已经对其执行碎片着色的碎片执行抗锯齿处理。所述渲染处理单元使用彼此不同的操作对第一颜色数据和不同于第一颜色数据的第二颜色数据执行抗锯齿处理。

Description

图形处理单元、图形处理系统及抗锯齿处理方法

相关申请的交叉引用

本申请主张于2014年10月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2014-0142675号的优先权，通过全文参照将其公开合并于此。

技术领域

本发明构思涉及图形处理单元、包含所述图形处理单元的图形处理系统以及使用所述图形处理单元的抗锯齿处理方法。

背景技术

图形处理单元(GPU)是在计算系统中执行图形处理操作的核心。图形管线，GPU的硬件配置，可以接收三维(3D)对象作为输入以及二维(2D)渲染图像作为输出。随着图形分辨率的提高，对更高性能GPU和更大存储带宽的需求也增加了。

发明内容

根据本发明构思的示例实施例，提供图形处理单元。所述图形处理单元包括几何处理单元和渲染处理单元。配置几何处理单元接收顶点并且使用所述顶点产生至少一个图元。配置渲染处理单元将所产生的至少一个图元转换为碎片，对所转换的碎片执行碎片着色，并且对已经对其执行碎片着色的碎片执行抗锯齿处理。渲染处理单元使用彼此不同的操作对第一颜色数据和不同于第一颜色数据的第二颜色数据执行抗锯齿处理。

渲染处理单元可以使用彼此不同数量的采样数据对第一颜色数据和第二颜色数据执行抗锯齿处理。

渲染处理单元可以使用超采样抗锯齿处理(SSAA)方法、多采样抗锯齿处理(MSAA)方法或形态抗锯齿处理(MLAA)方法。

渲染处理单元可以对第一颜色数据执行抗锯齿处理，并且渲染处理单元可以不对第二颜色数据执行抗锯齿处理。

渲染处理单元可以使用彼此不同的操作对第一颜色数据和第二颜色数据执行所述碎片着色。

几何处理单元可以包括顶点处理单元和图元装配单元。可以配置顶点处理单元接收顶点，转换所接收的顶点并且输出所转换的顶点。可以配置图元装配单元使用所转换的顶点产生至少一个图元以及与所述至少一个图元相对应的纹理补丁信息。

所述至少一个图元可以是三角类型的。

几何处理单元可以进一步包括拼接单元。可以配置所述拼接单元将图像帧划分为多个拼块，并且产生与所述多个拼块的第一拼块相对应的所述至少一个图元的第一图元列表。

所述第一图元列表可以包括与所述第一拼块相对应的至少一个图元的位置信息和特性信息。

渲染处理单元可以包括光栅化器和碎片处理单元。可以配置所述光栅化器对所述至少一个图元执行光栅化以将所述至少一个图元转换为碎片。可以配置碎片处理单元对所述碎片执行抗锯齿处理。

渲染处理单元可以进一步包括深度测试器。可以配置所述深度测试器对所述至少一个图元执行可见性测试，以确定所述至少一个图元当中的不可见图元，并且抛弃不可见图元。光栅化器可以对深度测试器的输出执行光栅化。

根据本发明构思的示例实施例，提供图形处理单元。所述图形处理单元包括图元装配单元、拼接单元和渲染单元。配置图元装配单元接收顶点并且使用所述顶点产生至少一个图元。配置拼接单元将图像帧划分为多个拼块并且产生与所述至少一个图元相对应的纹理补丁信息。所述至少一个图元对应于所述多个拼块的第一拼块。配置渲染处理单元使用所产生的纹理补丁信息对所述至少一个图元中的碎片执行碎片着色。渲染处理单元使用彼此不同的操作对第一颜色数据和不同于第一颜色数据的第二颜色数据执行所述碎片着色。

渲染处理单元可以使用彼此不同数量的采样数据对第一颜色数据和第二颜色数据执行碎片着色。

渲染处理单元可以对第一颜色数据执行碎片着色，并且渲染处理单元可以不对第二颜色数据执行碎片着色。

根据本发明构思的示例实施例，提供图形处理系统。图形处理系统包括图形处理单元和外部存储器。配置图形处理单元对第一颜色数据和不同于第一颜色数据的第二颜色数据执行抗锯齿处理。配置外部存储器存储当图形处理单元执行抗锯齿处理时所产生的第一数据。图形处理单元使用彼此不同的操作对第一颜色数据和第二颜色数据执行抗锯齿处理。

图形处理单元可以使用彼此不同数量的采样数据对第一颜色数据和第二颜色数据执行抗锯齿处理。

图形处理单元可以使用超采样抗锯齿处理(SSAA)方法、多采样抗锯齿处理(MSAA)方法或形态抗锯齿处理(MLAA)方法执行抗锯齿处理。

图形处理单元可以对第一颜色数据执行抗锯齿处理，并且图形处理单元可以不对第二颜色数据执行抗锯齿处理。

图形处理单元可以使用顶点产生至少一个图元，将所述至少一个图元转换为碎片，并且对所转换的碎片执行碎片着色。

图形处理单元可以使用彼此不同的操作对第一颜色数据和第二颜色数据执行所述碎片着色。

图形处理单元可以对第一颜色数据执行碎片着色，并且图形处理单元可以不对第二颜色数据执行碎片着色。

图形处理系统可以进一步包括显示单元。可以配置所述显示单元显示被存储在外部存储器中的第一数据。

根据本发明构思的示例实施例，提供抗锯齿处理方法。所述方法包括：接收顶点；使用所述顶点产生至少一个图元；定义与所述至少一个图元相对应的纹理补丁；通过对所产生的至少一个图元执行光栅化将所述至少一个图元转换为碎片；使用所定义的纹理补丁对所述碎片执行碎片着色；以及对已经执行碎片着色的碎片执行抗锯齿处理。当执行抗锯齿处理时，对第一颜色数据和不同于第一颜色数据的第二颜色数据执行彼此不同的操作。

所述的执行抗锯齿处理对第一颜色数据和第二颜色数据可以使用彼此不同数量的采样数据。

所述的执行抗锯齿处理可以使用超采样抗锯齿处理(SSAA)方法、多采样抗锯齿处理(MSAA)方法或形态抗锯齿处理(MLAA)方法。

可以对第一颜色数据执行抗锯齿处理，并且可以不对第二颜色数据执行抗锯齿处理。

根据本发明构思的示例实施例，提供图形处理单元。所述图形处理单元包括几何处理单元和渲染处理单元。配置几何处理单元接收顶点并且使用所述顶点产生第一图元和第二图元。配置渲染处理单元将所述第一图元转换为碎片，对所述碎片执行碎片着色，以及对已经对其执行碎片着色的碎片执行抗锯齿处理。渲染处理单元包括深度测试器。配置深度测试器确定第一图元作为可见图元，确定第二图元作为不可见图元，并且抛弃所述第二图元。渲染处理单元可以使用彼此不同的操作对第一颜色数据和第二颜色数据执行碎片着色。第一颜色数据的重要程度高于第二颜色数据的重要程度。

所述第一颜色数据可以包括色度分量，并且所述第二颜色数据可以包括亮度分量。

渲染处理单元可以使用第一数量的采样数据对第一颜色数据执行碎片着色，并且使用第二数量的采样数据对第二颜色数据执行碎片着色。第二数量的采样数据可以小于第一数量的采样数据。

渲染处理单元可以对第一颜色数据执行碎片着色，并且渲染处理单元可以不对第二颜色数据执行碎片着色。

渲染处理单元可以使用彼此不同的操作对第一颜色数据和第二颜色数据执行抗锯齿处理。

渲染处理单元可以使用彼此不同数量的采样数据对第一颜色数据和第二颜色数据执行抗锯齿处理。

附图说明

从结合附图对其示例实施例的以下详细描述中，本发明构思的以上和其它特点将是更加显而易见的，其中：

图1是示出根据本发明构思实施例的图形处理系统的框图；

图2是示出根据本发明构思实施例的图形处理单元的详细配置的框图；

图3和4是示出根据本发明构思实施例的图2的图元装配单元的操作的图示；

图5是示出根据本发明构思实施例的图2的拼接单元的详细配置的框图；

图6是示出根据本发明构思实施例的图5的拼接单元的操作的框图；

图7是示出根据本发明构思实施例的由图5的图元列表产生器所产生的示例图元列表的图示；

图8是示出根据本发明构思实施例的图2的光栅化器的详细配置的框图；

图9是示出根据本发明构思实施例的图形处理单元的详细配置的框图；

图10和11是示出根据本发明构思实施例的图9的深度测试器的操作的图示；

图12是示出根据本发明构思实施例的图形处理单元的详细配置的框图；

图13是示出根据本发明构思实施例的抗锯齿处理方法的流程图；

图14是示出根据本发明构思实施例的包含图形处理单元的无线通信设备的框图；以及

图15是示出根据本发明构思实施例的包含图形处理单元的计算系统的框图。

具体实施方式

现在将参照其中示出本发明构思示例实施例的附图此后更全面地描述本发明。然而在不脱离本发明精神和范围的情况下可以以不同形式实例化本发明构思，并且不应当将本发明局限于这里所阐述的实施例。在整个说明书和附图中相同的参考编号可以表示相同的元件。在附图中，为简明起见可以夸大层和区域的厚度。

术语“一个”和“所述”以及在描述本发明的上下文中(特别是在以下权利要求书的上下文中)的类似指代的使用将被理解为覆盖单数和复数，除非与这里所指示的相反或者由上下文明确地否定。

此后将参照图1至5描述包含应用根据本发明构思实施例的用于控制渲染质量的方法的图形处理单元的计算系统。

图1是示出根据本发明构思实施例的图形处理系统的框图。

参照图1，根据本发明构思实施例的图形处理系统包括图形处理单元(GPU)100和外部存储器200。

图形处理单元100可以接收顶点，使用所接收的顶点产生图元，将被产生的图元转换为碎片以及对所转换的碎片执行碎片着色。

图形处理单元100可以执行渲染。例如，图形处理单元100可以执行基于拼接的渲染。结果，图形处理单元100可以包含图形管线。

可以将所述图图形管线称为渲染管线。所述图形管线可以并行地(例如，以管线方式)处理输入的图形数据。所述图形管线可以通过软件或硬件方法来形成。

当执行渲染时，图形处理单元100可以执行抗锯齿处理。例如，在执行抗锯齿处理的情形中，图形处理单元100可以对第一颜色数据CD_1和第二颜色数据CD_2执行不同的操作。

例如，当通过颜色通道输入的颜色数据的颜色格式是YCbCr时，图形处理单元100可以对亮度分量和色度分量执行不同的操作。如果第一颜色数据CD_1包含关于亮度分量的信息并且第二颜色数据CD_2包含关于色度分量的信息，则图形处理单元100可以使用彼此不同的操作对第一颜色数据CD_1和第二颜色数据CD_2执行抗锯齿处理。

因为人眼对亮度分量的反应比对色度分量更敏感，所以第一颜色数据CD_1的重要程度比第二颜色数据CD_2更高。因此，图形处理单元100可以使用彼此不同的操作对第一颜色数据CD_1和第二颜色数据CD_2执行抗锯齿处理。例如，图形处理单元100可以使用彼此不同数量的采样数据对第一颜色数据CD_1和第二颜色数据CD_2执行抗锯齿处理。

在使用多采样抗锯齿处理(MSAA)方法执行抗锯齿处理的情形中，图形处理单元100可以通过对第一颜色数据CD_1应用8倍MSAA(8xMSAA)执行抗锯齿处理，并且可以通过对第二颜色数据CD_2应用4倍MSAA(4xMSAA)、2倍MSAA(2xMSAA)或单倍采样执行抗锯齿处理。

在此情形中，可以减少图形处理单元100的总操作量，并且因此可以提高图形处理单元100的操作速度。

当使用超采样抗锯齿处理(SSAA)方法、形态抗锯齿处理(MLAA)方法等执行抗锯齿处理时，图形处理单元100可以使用彼此不同数量的采样数据对第一颜色数据CD_1和第二颜色数据CD_2执行抗锯齿处理。

例如，当对具有彼此不同重要程度的颜色格式(例如，YC、YCbCr和YPbPr)的彼此不同颜色数据执行抗锯齿处理时，图形处理单元100可以使用彼此不同数量的采样数据对彼此不同的颜色数据执行抗锯齿处理。

进一步，图形处理单元100可以对第一颜色数据CD_1执行抗锯齿处理并且可以不对第二颜色数据CD_2执行抗锯齿处理。例如，在对具有彼此不同重要程度的颜色数据的颜色格式(例如，YC、YCbCr和YPbPr)执行抗锯齿处理的情形中，图形处理单元100可以对第一颜色数据CD_1执行抗锯齿处理，并且可以不对第二颜色数据CD_2执行抗锯齿处理。这里，第一颜色数据CD_1可以包含关于亮度分量的信息，并且第二颜色数据CD_2可以包含关于色度分量的信息。

可以将外部存储器200用于图形处理单元100执行渲染。进一步，可以将外部存储器200用于图形处理单元100执行抗锯齿处理。如上所述，可以配置外部存储器200存储数据。例如，可以使用外部存储器200存储被图形处理单元100处理的图形数据，或者存储被提供给图形处理单元100的图形数据。在外部存储器200中可以存储图形处理单元100已经对其执行抗锯齿处理的图形数据。

此外，外部存储器200可以用作图形处理单元100的操作存储器。外部存储器200可以包括：诸如双数据率静态动态随机存取存储器(DDR SDRAM)、单数据率同步动态随机存取存储器(SDR SDRAM)等的至少一种易失性存储器；和/或诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器等的至少一种非易失性存储器。

图2是示出根据本发明构思实施例的图形处理单元的详细配置的框图。

参照图2，图形处理单元100可以包括几何处理单元110和渲染处理单元120。在本发明构思的实施例中，几何处理单元110和渲染处理单元120可以使用彼此不同的处理器操作。然而，本发明构思不限于此。几何处理单元110和渲染处理单元120可以使用共同的处理器操作。

几何处理单元110可以包括顶点处理单元112、图元装配单元114和拼接单元116。

顶点处理单元112可以接收顶点，转换所接收的顶点并且输出所转换的顶点。这里，可以从例如中央处理单元(CPU)提供所述顶点，但是本发明构思不限于此。所述顶点可以包括诸如位置、法向矢量、颜色值、纹理坐标等的属性，但是本发明构思不限于此。

可以将顶点的位置属性提供为三维(3D)空间中的坐标。例如，顶点的位置属性可以包括x坐标、y坐标和z坐标。这里，x坐标可以是水平坐标，y坐标可以是垂直坐标，并且z坐标可以是深度坐标。顶点处理单元112可以将对象空间顶点转换为纸夹空间顶点。

例如，顶点处理单元112可以将对象空间顶点转换为世界空间顶点，可以将世界空间顶点转换为照相空间顶点，并且可以将照相空间顶点转换为纸夹空间顶点。

图元装配单元114可以接收纸夹空间顶点，并且可以产生并输出图元。图元装配单元114可以产生包含至少一个顶点的图元。例如，图元装配单元114可以产生包含三个顶点的三角类型图元。此后将使用三角类型图元描述本发明构思的实施例。然而，本发明构思不限于此，并且可以将本发明构思以与以上所述基本相同的方式应用于其它类型图元，例如点类型图元、线类型图元、四方类型图元。

所述图元可以包括顶点之间连接信息的属性。所述的顶点之间连接信息可以指示被包括在图元中的顶点彼此连接的顺序(例如，以顺时针方向或以逆时针方向)。根据连接信息的值，图元的前面和后面可以彼此区分。

在本发明构思的实施例中，当图元装配单元114产生图元时，可以定义与所产生图元相对应的纹理补丁。进一步，当定义与所产生图元相对应的纹理补丁时，可以一起产生纹理补丁信息。

此后将参照图3和4详细地描述图元装配单元114的操作。

图3和4是示出根据本发明构思实施例的图2的图元装配单元的操作的图示。

参照图3，当从图元装配单元114接收的顶点中产生第一图元Pa至第三图元Pc时，可以定义分别与第一图元Pa至第三图元Pc相对应的第一纹理补丁TPa至第三纹理补丁TPc。这里，第一纹理补丁TPa可以是例如与存储在外部存储器200中的第一纹理Ta中的第一图元Pa相对应的纹理占用空间(footprint)。进一步，第二纹理补丁TPb可以是例如与存储在外部存储器200中的第一纹理Ta中的第二图元Pb相对应的纹理占用空间。进一步，第三纹理补丁TPc可以是例如与存储在外部存储器200中的第一纹理Ta中的第三图元Pc相对应的纹理占用空间。例如，可以从第一纹理Ta定义分别与第一图元Pa至第三图元Pc相对应的第一纹理补丁TPa至第三纹理补丁TPc。

此外，在本发明构思的实施例中，可以将多个纹理(例如，第一纹理Ta至第三纹理Tc)存储在外部存储器200中。在此情形中，如上所述，纹理补丁TPa至TPc可以分别对应于多个纹理Ta至Tc。例如，第一纹理补丁TPa可以是与在第一纹理Ta至第三纹理Tc的每一个中的第一图元Pa相对应的纹理占用空间，第二纹理补丁TPb可以是与第一纹理Ta至第三纹理Tc的每一个中的第二图元Pb相对应的纹理占用空间，以及第三纹理补丁TPc可以是与在第一纹理Ta至第三纹理Tc的每一个中的第三图元Pc相对应的纹理占用空间。例如，可以无限制地增加与每个纹理补丁TPa至TPc相对应的纹理Ta至Tc的数量。

参照图4，当如上所述定义与各个图元Pa至Pc相对应的纹理补丁TPa至TPc时，图元装配单元114可以一起产生纹理补丁信息。在本发明构思的实施例中，这种纹理补丁信息可以包括纹理补丁描述符。所述纹理补丁描述符的每一个可以指示在纹理Ta至Tc中定义纹理补丁TPa至TPc的每一个的区域。

例如，在纹理补丁描述符当中的第一纹理补丁描述符(例如，TPa描述符)可以指示在各个纹理Ta至Tc中定义第一纹理补丁TPa的区域，在纹理补丁描述符当中的第二纹理补丁描述符(例如，TPb描述符)可以指示在各个纹理Ta至Tc中定义第二纹理补丁TPb的区域，以及在纹理补丁描述符当中的第三纹理补丁描述符(例如，TPc描述符)可以指示在各个纹理Ta至Tc中定义第三纹理补丁TPc的区域。

纹理补丁描述符的每一个(例如，TPa至TPc描述符)可以包括例如用于指示各个纹理Ta至Tc中的相应纹理补丁TPa至TPc的起始地址值、字节数以及选项值，但是本发明构思不限于此。在本发明构思的实施例中，可以将如上所产生的纹理补丁描述符(例如，TPa至TPc描述符)存储在例如外部存储器200中。

如上所述，当定义与各个图元Pa至Pc相对应的纹理补丁TPa至TPc时，图元装配单元114可以产生纹理补丁信息(例如，TPa至TPc描述符)，并且将所产生的纹理补丁信息存储在外部存储器200中，但是本发明构思不限于此。在本发明构思的示例实施例中，产生纹理补丁信息的时间点可以提前或者可以滞后于定义纹理补丁TPa至TPc的时间点。

再次参照图2，拼接单元116可以接收从例如图元装配单元114输出的图元，并且产生并输出图元列表。此后将参照图5至7更详细地描述根据本发明构思实施例的拼接单元116。

图5是示出根据本发明构思实施例的图2的拼接单元的详细配置的框图，图6是示出根据本发明构思实施例的图5的拼接单元的操作的框图，以及图7是示出根据本发明构思实施例的由图5的图元列表产生器所产生的示例图元列表。

参照图5，拼接单元116可以包括边界框计算器116a和图元列表产生器116b。

拼接单元116可以将要被渲染的图像帧划分为多个拼块。每个拼块可以包括被包含在图像帧中的多个像素或碎片。进一步，拼接单元116可以将每个拼块划分为多个子拼块。

通过对所接收的图元执行拼块装箱，拼接单元116可以近似地确定所接收的图元接触哪些拼块。可以将图元接触具体拼块理解为意指所述图元的至少一部分属于相应的拼块。进一步，拼接单元116可以将例如接触所述拼块的图元分配给如图7中所示的针对相应拼块的图元列表。图形管线可以执行对各个拼块的渲染以完成对整个图像帧的渲染。

为此，边界框计算器116a可以计算形成图元边界的边界框。例如，在三角类型图元的情形中，边界框计算器116a可以使用与构成所述图元的三个顶点相对应的x坐标的最大值和最小值以及y坐标的最大值和最小值来计算边界框。在本发明构思的实施例中，可以计算3D边界框。在此情形中，边界框计算器116a可以使用所述图元的x坐标、y坐标和z坐标计算3D边界框。

例如，在三角类型图元的情形中，边界框计算器116a可以使用构成图元的三个顶点的x坐标、y坐标和z坐标的每一个的最大值和最小值来计算3D边界框。

可以在完全包围图元边界的形状中计算所述边界框。例如，在图6中所示的第一图元Pa中，通过构成所述图元的三个顶点的x坐标的最大值xa_max和最小值xa_min以及y坐标的最大值ya_max和最小值ya_min可以定义边界框Ba。可以将定义第一边界框Ba的x坐标和y坐标中的最大值xa_max、ya_max和最小值xa_min、ya_min用于执行对第一图元Pa的拼块装箱。

例如，在图6的4x4拼块中，拼接单元116可以使用第一边界框Ba的x坐标和y坐标来执行对第一图元Pa的拼块装箱。图6示出图元Pa、Pb和Pc以及被投影到二维(2D)屏幕上的边界框Ba。在本发明构思的实施例中，为了便于描述，将2D屏幕划分为4x4拼块，但是本发明构思不限于此。

使用第一边界框Ba的x坐标和y坐标的最大值(例如，xa_max、ya_max)和最小值(例如，xa_min、ya_min)，拼接单元116可以确定第一图元Pa接触多个拼块(例如，第n拼块Tn)并且可以将第一图元Pa分配给第n拼块Tn的图元列表。然后，以相同方式，拼接单元116可以确定第二图元Pb和第三图元Pc接触第n拼块，并且可以将第二图元Pb和第三图元Pc分配给第n拼块Tn的图元列表。

图元列表产生器116b可以产生并且向外部存储器200输出针对每个拼块的图元列表。后面将会描述的光栅化器122和纹理单元126可以使用如上所述的被输出并且被存储在外部存储器中的图元列表。在此情形中，如图7中所示，被输出到外部存储器200的图元列表可以包括针对属于所划分拼块的相应之一的每个图元的位置信息、特性信息或纹理补丁描述器信息。

在本发明构思的实施例中，被包含在图元列表中的纹理补丁描述符信息可以包括指示纹理补丁描述符的索引。当被图元列表产生器116b输出的图元列表仅仅包含指示纹理补丁描述符的索引时，能够识别属于各个拼块的纹理补丁，并且能够最小化图元列表的总尺寸。例如，在将图元列表存储在例如外部存储器200的过程中，能够减小外部存储器200的开销。

当拼接单元116以子拼块为单位管理图像帧时，拼接单元116可以产生并且向外部存储器200输出针对每个子拼块的图元列表。在此情形中，被输出到外部存储器200的图元列表可以包括针对属于每个子拼块的图元的位置信息、特性信息或纹理补丁描述符信息。

再次参照图2，渲染处理单元120可以包括光栅化器122、碎片处理单元124和纹理单元126。

光栅化器122可以执行对各个图元的光栅化以便将图元转换为碎片。下面将参照图8更详细地描述光栅化器122的操作。

图8是示出根据本发明构思实施例的图2的光栅化器的详细配置的框图。

参照图8，光栅化器122可以包括图元列表读取器122a、插值单元122b和早期深度测试器122c。

图元列表读取器122a可以从外部存储器200读取针对每个拼块的图元列表。例如，图元列表读取器122a可以根据渲染顺序接收属于每个拼块的图元。

插值单元122b可以使用通过图元列表读取器122a所提供的图元产生一组碎片。可以将所述碎片理解为意指构成每个图元内部的3D点。所述各个碎片可以对应于图像帧的各个像素。例如，可以将所述碎片的x坐标和y坐标调整到2D屏幕的像素网格上。

插值单元122b通过对构成每个图元的顶点值插值可以确定碎片的位置、碎片的法向矢量以及碎片的颜色值。例如，以与顶点的位置属性大致相同的方式，碎片的位置属性可以包括x坐标、y坐标和z坐标。z坐标可以指示碎片的深度值。

早期深度测试器122c可以执行针对每个拼块的碎片级别的早期深度测试。所述早期深度测试可以确定属于相应拼块的碎片的可见性，并且可以从已经完成渲染的图像帧中确定要被显示碎片当中的可见碎片，并且可以抛弃所述碎片当中不可见碎片的数据。

早期深度测试122c根据所述测试结果可以确定属于相应拼块内部的碎片的最大深度值和最小深度值。早期深度测试器122c通过比较相应拼块的深度值与每个碎片的深度值可以确定所述碎片的可见性。与在拼接阶段的拼块的最大深度值和最小深度值不同，像在光栅化阶段的拼块的最大深度值和最小深度值一样，可以分配属于相应拼块的碎片的深度值的最大深度值和最小深度值。如果碎片的深度值大于所述拼块的最大深度值，则早期深度测试器122c可以确定相应的碎片为不可见碎片。如果相应碎片的深度值小于拼块的最大深度值，则早期深度测试器122c可以确定相应的碎片为可见碎片。当具有拼块的最大深度值的第一碎片被具有相同x和y坐标并且具有小于拼块最大深度值的深度值(例如，z坐标)的第二碎片代替时，早期深度测试器122c可以用第二碎片的深度值更新所述拼块的最大深度值。

例如，如图6中所示，早期深度测试器122c可以确定针对第n拼块Tn的构成第一图元Pa的碎片的可见性，并且可以将属于第n拼块Tn并且构成第一图元Pa的碎片的深度值当中的最大深度值和最小深度值分配作为第n拼块Tn的最大深度值和最小深度值。早期深度测试器122c可以确定针对第n拼块的构成第三图元Pc的碎片的可见性。由于构成第二图元Pb的碎片的深度值大于第n拼块Tn的最大深度值，早期深度测试器122c可以确定构成第二图元Pb的碎片为针对第n拼块Tn的不可见碎片。如上所述，如果确定针对第n拼块Tn的构成第三图元Pc的碎片的可见性，则早期深度测试器122c也可以将构成第三图元Pc的碎片确定为关于第n拼块Tn的不可见碎片。因此，从光栅化器122输出的碎片可以仅仅与第一图元Pa有关。

再次参照图2，碎片处理单元124可以对输入碎片执行包含隐藏表面去除、照明、表面着色以及加纹理的碎片着色。在此情形中，根据本发明构思的示例实施例，碎片处理单元124可以将纹理单元126用于碎片着色。

所述碎片着色是将颜色值和纹理应用于各个碎片。在对具有彼此具有不同重要程度的颜色值的颜色格式(例如，YC、YCbCr和YPbPr)执行碎片着色的情形中，碎片处理单元124可以对第一颜色值CV_1执行碎片着色并且可以不对第二颜色值CV_2执行碎片着色。这里，第一颜色值CV_1可以包括亮度分量，并且第二颜色值CV_2可以包括色度分量。

进一步，碎片处理单元124可以执行抗锯齿处理。可以将所述抗锯齿处理理解为意指通过混合数字图像的边界线周围的颜色来减小数字图像的边界线上的色差，并且因此可以去除阶梯现象。在对具有彼此具有不同重要程度颜色值的颜色格式(例如，YC、YCbCr和YPbPr)执行抗锯齿处理的情形中，碎片处理单元124可以使用彼此不同数量的采样数据对彼此不同的颜色值(例如，第一颜色值CV_1和第二颜色值CV_2)执行所述抗锯齿处理。

例如，在使用MSAA方法执行抗锯齿处理的情形中，碎片处理单元124可以通过将8xMSAA应用于第一颜色值CV_1执行抗锯齿处理，并且可以通过将4xMSAA、2xMSAA或单倍采样应用于第二颜色值CV_2执行抗锯齿处理。进一步，碎片处理单元124可以对第一颜色值CV_1执行抗锯齿处理，并且可以不对第二颜色值CV_2执行抗锯齿处理。这里，第一颜色值CV_1可以包括亮度分量，并且第二颜色值CV_2可以包括色度分量。

当通过上述过程执行所有碎片的碎片着色和抗锯齿处理时，碎片处理单元124可以将已经完成渲染的图像帧输出到帧缓冲器或显示器。

接下来将参照图9描述根据本发明构思实施例的图形处理单元。下面将省略对与参照上述图形所描述的那些元件相同的构成元件的描述，并且将对图9与上述图形之间的不同点进行描述。

图9是示出根据本发明构思实施例的图形处理单元的详细配置的框图。

参照图9，图形处理单元300可以包括几何处理单元310和渲染处理单元320。几何处理单元310包括顶点处理单元312、图元装配单元314以及拼接单元316。渲染处理单元320可以包括深度测试器328、光栅化器322、碎片处理单元324以及纹理单元326。深度测试器328可以对图元执行可见性测试以抛弃不可见图元。光栅化器322可以对深度测试器328的输出执行光栅化。

下面将参照图10和11更详细地描述深度测试器328的操作。

图10和11是示出根据本发明构思实施例的图9的深度测试器的操作的图示。

正如以上参照图6所述的示例，第一至第三图元Pa、Pb和Pc每一个属于第n拼块Tn。因此，深度测试器328可以接收关于第n拼块Tn的第一至第三图元Pa、Pb和Pc，并且可以执行深度测试以通过对第一至第三图元Pa、Pb和Pc的可见性测试抛弃不可见的图元。

例如，参照图10，在对第n拼块Tn执行深度测试的过程中，可以以第三图元Pc、第二图元Pb和第一图元Pa的渲染顺序输入所述图元。在此情形中，深度测试器328可以首先分配最近图元的标识(ID)作为第三图元Pc的ID。在此情形中，例如，第n拼块的最小深度值可以是第三图元Pc的最小深度值zc_min。由于第二图元Pb的最小深度值zb_min小于第n拼块Tn的最小深度值(例如，第三图元Pc的最小深度值zc_min)，所以深度测试器328可以用新的最近图元更新第二图元Pb。在此情形中，例如，第n拼块的最大和最小深度值可以分别是第二图元Pb的最大和最小深度值zb_max和zb_min。进一步，由于第三图元Pc的最小深度值zc_min大于第n拼块Tn的最大深度值(例如，第二图元Pb的最大深度值zb_max)，深度测试器328可以确定在第n拼块Tn中第三图元Pc被第二图元Pb隐藏。由于第一图元Pa的最小深度值za_min小于第n拼块Tn的最小深度值(例如，第二图元Pb的最小深度值zb_min)，深度测试器328可以用新的最近图元更新第一图元Pa。在此情形中，例如，第n拼块的最大和最小深度值可以分别是第一图元Pa的最大和最小深度值za_max和za_min。由于第二图元Pb的最小深度值zb_min大于第n拼块Tn的最大深度值(例如，第一图元Pa的最大深度值za_max)，深度测试器328可以确定在第n拼块Tn中第二图元Pb被第一图元Pa隐藏。

因此，如图11中所示，由于第二和第三图元Pb和Pc被第一图元Pa隐藏，所以将第二和第三图元Pb和Pc确定为不可见并且抛弃，因此，仅仅将第一图元Pa提供给光栅化器322。

如上所述，接收第一图元Pa的光栅化器322能够对第一图元Pa执行光栅化。在参照图1至8所描述的实施例中，光栅化器122对所有第一至第三图元Pa、Pb和Pc执行光栅化。在参照图9至11所描述的实施例中，光栅化器322对从深度测试器328输出的第一图元Pa执行光栅化。此外，由于顶点处理单元312、图元装配单元314、拼接单元316、碎片处理单元324和纹理单元326与图2中所示的大致相同，因此将省略对其的重复描述，并且将对图9至11与以上所述图形之间的不同点进行描述。

此外，将参照图12描述根据本发明构思实施例的图形处理单元。下面将省略对与参照上述图形所描述的那些元件相同的构成元件的描述，并且将对图12与以上所述图形之间的不同点进行描述。

图12是示出根据本发明构思实施例的图形处理单元的详细配置的框图。

参照图12，图形处理单元400可以包括几何处理单元410和渲染处理单元420。几何处理单元410包括顶点处理单元412和图元装配单元414。渲染处理单元420可以包括光栅化器422、碎片处理单元424以及纹理单元426。几何处理单元410可以不包括如上所述的拼接单元116(参见图2)或316(参见图11)。例如，根据本发明构思实施例的图12的图形处理单元400可以执行基于图元的渲染，并且可以不执行被根据本发明构思实施例的图2的图形处理单元100或图9的图形处理单元300所执行的基于拼块的渲染。因此，参照图12，光栅化器422针对由图元装配单元414所产生的图元的每一个执行光栅化。

此外，由于顶点处理单元412、碎片处理单元424和纹理单元426与图2或图9中所示的那些基本相同，因此将省略对其的重复描述。

下面将描述根据本发明构思实施例的抗锯齿处理方法。将省略与以上所述那些基本相同的内容的重复描述。

图13是示出根据本发明构思实施例的抗锯齿处理方法的流程图。

参照图13，从例如中央处理单元(CPU)输入顶点，并且所述输入顶点被转换和输出(S100)。

产生其每一个包含至少一个顶点的多个图元(S110)。在此情形中，可以定义与所产生图元相对应的纹理补丁。进一步，当定义与所产生图元相对应的纹理补丁时，可以一起产生纹理补丁信息。

以渲染顺序执行对多个图元的拼接(S120)。例如，将图像帧划分为多个拼块，以渲染顺序执行对所述多个图元的拼块装箱，并且基于拼块装箱的结果产生针对每个拼块的图元列表。

以拼块为单位光栅化接触相应拼块的图元(S130)。对碎片执行碎片处理(S140)。例如，所述碎片处理可以是包括隐藏表面去除、照明、表面着色、加纹理等的碎片着色。进一步，可以将抗锯齿处理实例化为碎片着色。可以对已经执行碎片着色的碎片执行抗锯齿处理。在此情形中，可以对具有与颜色格式(例如，YC、YCbCr和YPbPr)的至少之一相对应的彼此不同颜色值的彼此不同颜色数据执行抗锯齿处理。所述颜色值可以具有彼此不同的重要程度。

例如，在使用MSAA方法执行抗锯齿处理的情形中，可以通过将8xMSAA应用于第一颜色值CV_1执行抗锯齿处理，并且可以通过将4xMSAA、2xMSAA或单倍采样应用于具有与第一颜色值CV_1不同颜色格式的第二颜色值CV_2执行抗锯齿处理。进一步，可以对第一颜色值CV_1执行抗锯齿处理，并且可以不对第二颜色值CV_2执行抗锯齿处理。这里，第一颜色值CV_1可以包括亮度分量，并且第二颜色值CV_2可以包括色度分量。

图14是示出根据本发明构思实施例的包含使用控制渲染质量的方法的图形处理单元的无线通信设备的框图。

参照图14，设备900可以是手机、智能电话终端、手持机、个人数字助理(PDA)、膝上计算机、视频游戏单元等。设备900可以使用在诸如全球移动通信系统(GSM)等的无线通信标准中所使用的码分多址(CDMA)方案、时分多址(TDMA)方案等。

设备900可以通过接收路径和发送路径提供双向通信。在接收路径上，通过设备900的天线911可以接收从一个或多个基站发送的信号，或者可以将所述信号提供到设备900的接收器(RCVR)913。接收器913可以对所接收的信号执行训练和数字化，并且将数字化采样提供到用于附加处理的数字区块920。在发送路径上，发送器(TMTR)915可以接收从数字区块920发送的数据，执行数据的处理和训练，并且产生已调制信号。通过天线911可以将所述已调制信号发送到一个或多个基站。

数字区块920可以包括一个或多个数字信号处理器(DSP)、微处理器以及精简指令集计算机(RSIC)。进一步，可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)或其它类型集成电路(IC)上形成数字区块920。

数字区块920可以进一步包括例如各种处理和接口单元，诸如调制解调处理器934、视频处理器922、应用程序处理器924、显示处理器928、控制器/多核处理器926、中央处理单元930、外部总线接口(EBI)932等。

视频处理器922可以对图形应用程序执行处理，并且可以采用根据本发明构思实施例的图形处理单元100或1100。视频处理器922可以包括分别与多个图形操作相对应的多个处理单元或模块。

视频处理器922的专用部件可以通过固件和/或软件来实现。例如，控制单元可以通过用于执行上述功能的固件和/或软件模块(例如，步骤或功能)来实现。可以将固件和/或软件代码存储在存储器(例如，图1中的外部存储器200)中，或者可以通过处理器(例如，多核处理器926)来运行。可以在处理器(例如，视频处理器922)中或者处理器之外实现所述存储器。

视频处理器922可以实现诸如开放图形库(OpenGL)、Direct3D等的软件接口。中央处理单元(CPU)930可以与视频处理器922一起执行一系列图形处理操作。控制器/多核处理器926可以包括至少两个核，并且根据要被控制器/多核处理器926处理的工作负荷将工作负荷分配给两个核，并且因此，可以同时处理相应的工作负荷。

图15示出根据本发明构思实施例的包括图形处理单元的计算系统的框图。

参照图15，根据本发明构思实施例的计算系统1000包括中央处理单元(CPU)1005、系统存储器2000、子图形系统3000和显示器4000。

配置中央处理单元1005通过驱动应用程序产生网格。所述网格可以描述对象的表面。所述网格可以包括多个图元，并且图元的每一个可以包含至少一个顶点。

配置系统存储器2000存储数据。系统存储器2000可以存储被中央处理单元1005处理的数据。系统存储器2000可以用作中央处理单元1005的操作存储器。系统存储器2000可以包括诸如双数据率静态动态随机存取存储器(DDR SDRAM)、单数据率随机存取存储器(SDRAM)等的一个或多个易失性存储器；和/或诸如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器等的一个或多个非易失性存储器。

子图形系统3000可以包括图形处理单元(GPU)3100、图形存储器3200、显示控制器3300、图形接口3400以及图形存储控制器3500。

可以以与如上所述的根据本发明构思实施例的图形处理单元100或1100大致相同的方式配置图形处理单元3100。图形处理单元3100可以通过使用构成所述网格的多个图元执行基于拼块的渲染。图形处理单元3100可以从中央处理单元1005接收构成所述网格的顶点的数据。图形处理单元3100可以装配其每一个包含至少一个顶点的图元，并且可以使用被装配的图元执行所述渲染。

图形存储器3200可以存储被图形处理单元3100处理的图形数据或被提供给图形处理单元3100的图形数据。进一步，图形存储器3200可以用作图形处理单元3100的操作存储器。

显示控制器3300可以控制显示器4000显示被渲染的图像帧。

图形接口3400可以执行中央处理单元1005与图形处理单元3100之间的接口，并且图形存储控制器3500可以提供系统存储器2000与图形处理单元3100之间的存储器访问。

计算系统1000可以进一步包括：诸如按钮、触摸屏、麦克风等的一个或多个输入设备；和/或诸如扬声器等的一个或多个输出设备。进一步，计算系统1000可以进一步包括用于与外部设备通过有线或无线通道交换数据的接口设备。所述接口设备可以包括例如天线或有线/无线收发器。

根据本发明构思的实施例，计算系统1000可以是移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、台式计算机、笔记本计算机、平板电脑等。

根据本发明构思实施例的方法或与所述方法相对应的算法可以通过硬件模块、可以被处理器运行的软件模块或硬件和软件模块的组合来实现。所述软件模块可以驻留在诸如随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸磁盘、小型磁盘只读存储器(CD-ROM)等的计算机可读记录介质中。可以将示例记录介质连接到处理器，并且所述处理器可以从所述记录介质读取信息，或者将信息写入记录介质中。在本发明构思的示例实施例中，可以在处理器中集成所述记录介质。所述处理器和所述记录介质可以驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以驻留在用户终端中。在本发明构思的示例实施例中，处理器和记录介质可以作为个体构成元件驻留在用户终端中。

虽然已经参照其示例实施例具体示出和描述了本发明构思，将理解到，在不脱离如所附权利要求书所公开的本发明构思的范围和精神的情况下可以对其在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种图形处理单元，包括：

几何处理单元，其被配置为接收顶点并且使用所述顶点产生至少一个图元；以及

渲染处理单元，其被配置为将所产生的至少一个图元转换为碎片，对所转换的碎片执行碎片着色，并且对已经对其执行碎片着色的碎片执行抗锯齿处理，

其中，渲染处理单元使用彼此不同的操作对第一颜色数据和具有不同于第一颜色数据的重要程度的第二颜色数据执行抗锯齿处理，

其中，具有不同重要程度的第一颜色数据和第二颜色数据为如下情况中的一种：第一颜色数据包括关于色度分量的信息并且第二颜色数据包括关于亮度分量的信息，或者第一颜色数据和第二颜色数据具有不同的颜色格式。

2.如权利要求1所述的图形处理单元，其中，渲染处理单元对第一颜色数据和第二颜色数据执行的不同的抗锯齿操作包括分别使用不同数量的采样数据。

3.如权利要求2所述的图形处理单元，其中，渲染处理单元使用超采样抗锯齿处理(SSAA)方法、多采样抗锯齿处理(MSAA)方法或形态抗锯齿处理(MLAA)方法。

4.如权利要求1所述的图形处理单元，其中，渲染处理单元对第一颜色数据执行抗锯齿处理，并且渲染处理单元不对第二颜色数据执行抗锯齿处理。

5.如权利要求1所述的图形处理单元，其中，渲染处理单元使用彼此不同的操作对第一颜色数据和第二颜色数据执行碎片着色。

6.如权利要求1所述的图形处理单元，其中，所述几何处理单元包括：

顶点处理单元，其被配置为接收顶点，转换所接收的顶点，输出所转换的顶点；以及

图元装配单元，其被配置为使用所转换的顶点产生至少一个图元以及与所述至少一个图元相对应的纹理补丁信息。

7.如权利要求6所述的图形处理单元，其中，所述至少一个图元是三角类型的。

8.如权利要求6所述的图形处理单元，其中，所述几何处理单元进一步包含拼接单元，其被配置为将图像帧划分为多个拼块，并且产生与所述多个拼块的第一拼块相对应的至少一个图元的第一图元列表。

9.如权利要求8所述的图形处理单元，其中，所述第一图元列表包括与所述第一拼块相对应的至少一个图元的位置信息和特性信息。

10.如权利要求1所述的图形处理单元，其中，所述渲染处理单元包括：

光栅化器，其被配置为对所述至少一个图元执行光栅化以将所述至少一个图元转换为碎片；以及

碎片处理单元，其被配置为对所述碎片执行抗锯齿处理。

11.如权利要求10所述的图形处理单元，其中，所述渲染处理单元进一步包括深度测试器，其被配置为对所述至少一个图元执行可见性测试，以确定所述至少一个图元当中的不可见图元，并且抛弃所述的不可见图元，

其中，光栅化器对深度测试器的输出执行光栅化。

12.一种图形处理单元，包括：

图元装配单元，其被配置为接收顶点，并且使用所述顶点产生至少一个图元；

拼接单元，其被配置为将图像帧划分为多个拼块，并且产生与所述至少一个图元相对应的纹理补丁信息，其中，所述至少一个图元对应于所述多个拼块的第一拼块；以及

渲染处理单元，其被配置为使用所产生的纹理补丁信息对所述至少一个图元中的碎片执行碎片着色，

其中，所述渲染处理单元使用彼此不同的操作对第一颜色数据和不同于第一颜色数据的重要程度的第二颜色数据执行碎片着色，以及其中对具有彼此不同重要程度的颜色值的颜色格式执行碎片着色，

其中，具有不同重要程度的第一颜色数据和第二颜色数据为如下情况中的一种：第一颜色数据包括关于色度分量的信息并且第二颜色数据包括关于亮度分量的信息，或者第一颜色数据和第二颜色数据具有不同的颜色格式。

13.如权利要求12所述的图形处理单元，其中，通过渲染处理单元执行的碎片着色的不同操作使用彼此不同数量的采样数据对第一颜色数据和第二颜色数据执行碎片着色。

14.如权利要求12所述的图形处理单元，其中，渲染处理单元对第一颜色数据执行碎片着色，并且渲染处理单元不对第二颜色数据执行碎片着色。

15.一种图形处理系统，包括：

图形处理单元，其被配置为对第一颜色数据和不同于第一颜色数据的第二颜色数据执行抗锯齿处理；以及

外部存储器，其被配置为存储当图形处理单元执行抗锯齿处理时所产生的第一数据，

其中，图形处理单元使用彼此不同的操作对第一颜色数据和具有不同于第一颜色数据的重要程度的第二颜色数据执行抗锯齿处理，

其中，具有不同重要程度的第一颜色数据和第二颜色数据为如下情况中的一种：第一颜色数据包括关于色度分量的信息并且第二颜色数据包括关于亮度分量的信息，或者第一颜色数据和第二颜色数据具有不同的颜色格式。

16.如权利要求15所述的图形处理系统，其中，通过图形处理单元对第一颜色数据和第二颜色数据执行的抗锯齿的不同操作包括使用彼此不同数量的采样数据。

17.如权利要求16所述的图形处理系统，其中，图形处理单元使用超采样抗锯齿处理(SSAA)方法、多采样抗锯齿处理(MSAA)方法或形态抗锯齿处理(MLAA)方法执行抗锯齿处理。

18.如权利要求15所述的图形处理系统，其中，图形处理单元对第一颜色数据执行抗锯齿处理，并且图形处理单元不对第二颜色数据执行抗锯齿处理。

19.如权利要求15所述的图形处理系统，其中，图形处理单元使用顶点产生至少一个图元，将所述至少一个图元转换为碎片，并且对所转换碎片执行碎片着色。

20.如权利要求15所述的图形处理系统，进一步包括显示单元，其被配置为显示被存储在外部存储器中的第一数据。

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