CN105574924A - 渲染方法、渲染设备和电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种渲染方法、渲染设备和电子设备。所述渲染方法包括：接收包括被配置为显示渲染图像的装置的像素图案信息的输入；使用接收的包括像素图案信息的输入来产生渲染图像的像素图案；使用产生的像素图案将渲染图像的像素值输出到帧缓冲器中。

Description

渲染方法、渲染设备和电子设备
本申请要求于2014年10月31日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0150625号韩国专利申请的权益，所述专利申请的全部公开出于所有目的通过引用合并于此。
技术领域
以下描述涉及一种渲染方法、渲染设备和电子设备。
背景技术
三维图形应用程序接口(API)标准包括OpenGL、OpenGLES和Direct3D。API标准包括对图像的每帧执行三维渲染并显示图像的方法。
渲染被划分为几何处理步骤和像素处理步骤。几何处理步骤表示将三维空间中的对象划分成多个图元的处理，像素处理步骤表示确定划分的图元的颜色的处理。
当对图像的每帧执行渲染时，执行许多计算，并且功耗增加。因此，减少计算的次数和存储器存取操作的数量有助于最小化功耗。
发明内容
提供本发明内容以按简化形式引入对在以下具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不意在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作确定要求保护的主题的范围的帮助。
提供渲染方法和设备，所述渲染方法和设备使针对渲染图像的帧缓冲器存取最小化，这是由于图形处理单元(GPU)根据显示器的像素图案仅将显示器所需的像素信息输出到帧缓冲器。
此外，提供一种记录介质，在其上实施有用于执行这些方法的计算机程序。
其他示例在以下描述中被部分阐明，并且部分从描述是清楚的，或者通过呈现的示例的实施而可能会被获知。
在一个总体方面，一种渲染方法包括：接收包括被配置为显示渲染图像的装置的像素图案信息的输入；使用接收的包括像素图案信息的输入来产生渲染图像的像素图案；使用产生的像素图案将渲染图像的像素值输出到帧缓冲器中。
所述方法还可包括：将与渲染图像的至少一个图块相应的像素值存储为与产生的像素图案相应的像素值，并将与产生的像素图案相应的像素值输出到帧缓冲器中。
产生的像素图案可基于所述至少一个图块的起始坐标值。
所述方法还可包括：接收包括图像属性信息的输入，所述图像属性信息指示与渲染图像相应的帧是用于在装置上进行显示的帧还是用于渲染另一帧的纹理帧，其中，使用图像属性信息执行产生渲染图像的像素图案的步骤。
响应于与渲染图像相应的帧是用于渲染另一帧的纹理帧，可使用所述像素图案来恢复渲染图像的初始像素图案。
所述方法还可包括：将旁路信号输出到被配置为显示渲染图像的装置的显示控制器。
被配置为显示渲染图像的装置可以是基于PENTILE的显示装置。
在另一总体方面，一种渲染方法包括：接收与使用图块渲染的任意帧相应的至少一个图块；将与所述至少一个图块相应的第一像素图案转换成与被配置为显示渲染的所述任意帧的显示装置的像素图案信息相应的第二像素图案；将与根据转换的第二像素图案的所述至少一个图块相应的像素值输出到帧缓冲器中。
所述方法还可包括：存储与使用转换的第二像素图案的对应于所述任意帧的图块相应的像素值，其中，存储的与转换的第二像素图案相应的像素值被输出到帧缓冲器中。
可使用所述至少一个图块的起始坐标值产生第二像素图案。
响应于图块被完全转换成第二像素图案，可将存储的与所述任意帧相应的像素值输出到帧缓冲器中。
在另一总体方面，一种非暂时性计算机可读存储介质存储用于使处理器执行上述方法的指令。
在另一总体方面，一种渲染设备可包括：渲染控制器，被配置为接收包括被配置为显示渲染图像的装置的像素图案信息的输入；像素图案产生器，被配置为使用接收的包括像素图案信息的输入来产生渲染图像的像素图案，其中，渲染控制器使用由像素图案产生器产生的像素图案将渲染图像的像素值输出到帧缓冲器中。
所述渲染设备还可包括：布局缓冲器，被配置为将与渲染图像的至少一个图块相应的像素值存储为与产生的像素图案相应的像素值，其中，渲染控制器将与存储在布局缓冲器中的像素图案相应的像素值输出到帧缓冲器中。
产生的像素图案可基于所述至少一个图块的起始坐标值。
渲染控制器可接收图像属性信息，其中，所述图像属性信息指示与渲染图像相应的帧是用于输出到装置的帧还是用于渲染另一帧的纹理帧，并且像素图案产生器可使用图像属性信息来产生渲染图像的像素图案。
响应于与渲染图像相应的帧是用于渲染另一帧的纹理帧，渲染控制器可使用所述像素图案来恢复渲染图像的初始像素图案。
渲染控制器可将旁路信号输出到被配置为显示渲染图像的装置的显示控制器。
在另一总体方面，一种电子装置包括：主机处理器；显示装置；图形处理器，被配置为利用主机处理器的控制来渲染对象的三维模型；帧缓冲器，被配置为存储由图形处理器渲染的图像并使用显示装置输出存储的图像，其中，图形处理器从主机处理器接收包括显示装置的像素图案信息的输入，使用接收的包括像素图案信息的输入来产生渲染图像的像素图案，并使用产生的像素图案将渲染图像的像素值输出到帧缓冲器中。
图形处理器可将与渲染图像的至少一个图块相应的像素值存储为与产生的像素图案相应的像素值，并可将存储的像素值输出到帧缓冲器中。
主机处理器可确定图像属性信息，其中，所述图像属性信息指示与渲染图像相应的帧是用于输出到显示装置的帧还是用于在图形处理器中渲染另一帧的纹理帧，并且图形处理器可产生与从主机处理器接收的图像属性信息相应的渲染图像的像素图案。
响应于与渲染图像相应的帧是用于渲染另一帧的纹理帧，图形处理器可使用像素图案来恢复渲染图像的初始像素图案。
图形处理器可将旁路信号输出到被配置为控制显示装置的显示控制器。
图形处理器可使用基于图块的渲染来恢复渲染图像的初始像素图案。
显示装置可以是基于PENTILE的显示装置。
在另一总体方面，一种渲染设备包括：渲染控制器，被配置为接收与使用图块渲染的任意帧相应的至少一个图块；像素图案产生器，被配置为将与所述至少一个图块相应的第一像素图案转换成与显示装置的像素图案信息相应的第二像素图案，其中，所述显示装置被配置为显示渲染的所述任意帧，渲染控制器将与根据转换的第二像素图案的所述至少一个图块相应的像素值输出到帧缓冲器中。
所述设备还可包括：布局缓冲器，被配置为存储对应于与使用转换的第二像素图案的所述任意帧相应的图块的像素值，其中，存储的与转换的第二像素图案相应的像素值被输出到帧缓冲器中。
可使用所述至少一个图块的起始坐标值来产生第二像素图案。
响应于图块被完全转换成第二像素图案，存储的与所述任意帧相应的像素值可被输出到帧缓冲器中。
其他特征和方面将从以下具体实施方式、附图和权利要求是清楚的。
附图说明
图1是用于描述处理三维图像的过程的示图。
图2是用于描述根据示例的渲染设备的示图。
图3是用于描述根据另一示例的电子设备的示图。
图4A至图4D是显示装置的像素图案的示例图。
图5是用于示出根据示例的经由图3的像素图案产生器产生像素图案的处理的示图。
图6是用于示出根据另一示例的经由图3的像素图案产生器产生像素图案的处理的示图。
图7是用于示出根据另一示例的经由图3的像素图案产生器产生像素图案的处理的示图。
图8是根据另一示例的渲染方法的流程图。
贯穿附图和具体实施方式，除非另外描述或规定，否则相同的附图标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。附图可以不按比例，并且为了清楚、说明和方便，可夸大附图中元件的相对大小、比例和描绘。
具体实施方式
提供以下详细描述以帮助读者获得对在此描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在此描述的系统、设备和/或方法的各种改变、修改和等同物将对本领域的普通技术人员是显然的。所描述的处理步骤和/或操作的进展是示例；然而，除了必需按特定顺序发生的步骤和/或操作之外，步骤和/或操作的顺序不限于在此阐明的顺序，并且可如本领域中公知地改变。此外，为了更加清楚和简明，可省略对本领域的普通技术人员公知的功能和构造的描述。
在此描述的特征可以以不同形式实施，并且不应被解释为限于在此描述的示例。相反，提供在此描述的示例，使得本公开将是彻底和完整的，并将把本公开的全部范围传达给本领域的普通技术人员。
现在详细参考示例，在附图中示出一些示例，其中，相似的参考标号始终表示相似的元件。在这方面，呈现的示例可能会具有不同形式，并且不意在被解释为限于在此阐明的描述。因此，以下仅通过参照附图描述示例以解释多个方面。如这里使用的，术语“和/或”包括关联列出项中的一个或更多个的任何和所有组合。
应理解，虽然在此使用术语“第一”、“第二”、“第三”等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开来。
如这里使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。还应理解，如这里使用的术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。诸如“…中的至少一个”的表述在位于元素列表之后时修饰整个元素列表，而不意在修饰列表中的单个元素。
下文中，详细描述示例，其中，相似的参考标号表示相似的元件，并且不重复它们的描述。
本示例与三维(3D)图形渲染有关。这样的3D图形渲染是将3D模型映射到二维屏幕上并计算将在实际二维屏幕的每个像素中绘出的颜色的值的处理。参照图1进一步描述3D图形渲染处理。
图1是用于描述处理三维(3D)图像的过程的示图。参照图1，在操作S11至S17中示出处理3D图像的过程。操作S11至S13对应于几何处理步骤，操作S14至S17对应于像素处理步骤。
操作S11表示产生指示图像的顶点的操作。顶点被产生以指示与包括在图像中的对象相应的顶点。
操作S12表示对产生的顶点进行着色的操作。例如，顶点着色器指定在操作S11中产生的顶点的颜色，并对产生的顶点执行着色。
操作S13表示产生图元(primitive)的操作。例如，图元表示通过使用点、线或顶点形成的一个或更多个多边形。在示例中，图元表示通过连接顶点形成的三角形。例如，通过连接顶点将之前产生并被着色的顶点转变成图元，从而产生三角形。
操作S14表示栅格化的操作。更具体地讲，对图元执行栅格化。图元的栅格化是指将图元划分成多个片元(fragment)。片元是形成图元的单位，并且被用作执行图像处理的基本单位。图元仅包括关于顶点的信息，诸如顶点处的上色。因此，在对图元进行栅格化的处理中，执行插值以在顶点之间产生片元。在示例中，图元包括片元，并且插值实现栅格化以确定如何对未位于顶点处的图元的构成像素进行上色。
操作S15表示对像素进行着色的操作。虽然图1示出与像素单位对应地执行着色，但是在另一示例中，与片元单位对应地执行着色。例如，对像素或片元进行着色表示指定像素或片元的颜色以确定其如何显现。
操作S16表示对像素或片元进行纹理化的操作，作为当执行着色时帮助确定像素或片元的颜色的方式。纹理化是使用之前产生的图像确定像素或片元的颜色的方法。例如，通过计算将在片元中指定何种颜色来执行着色，但是纹理化是将与之前产生的图像相应的片元的颜色指定为之前产生的图像的颜色的方法。因此，纹理化用于采取之前产生的二维图像并将其映射到三维表面上。
在操作S15或S16的情况下，由于必须对每个像素或每个片元执行着色或纹理化，因此作为着色或纹理化的部分使用许多计算。因此，通过更有效地执行着色或纹理化的处理来减少计算是有利的，这样使着色或纹理化成功而不会资源紧张。在着色的处理中的着色或纹理化中使用的用于减少计算的一种方法是隐藏面消除(HSR)方法。HSR方法是不对这样的对象执行着色的方法，该对象被位于该对象前面的对象隐藏。由于这样的隐藏面被挡住，因此其在最终图像中将不具有任何作用，因此忽略这样的隐藏面避免了某些计算而对最终图像没有不利影响。
操作S17表示测试和混合的操作。在该操作中，对之前步骤的输出进行累积和处理以准备最终的渲染帧。
操作S18表示显示存储在帧缓冲器中的帧的操作。通过操作S11至S17产生的帧被存储在帧缓冲器中。存储在帧缓冲器中的帧经由显示装置被显示。这样的显示装置访问包括与帧的每个像素关联的颜色值矩阵的帧，并产生在操作S11至S17期间针对每个像素产生的颜色的视觉演示。
图2是用于描述根据示例的渲染设备100的示图。
参照图2的示例，渲染设备100包括渲染控制器110和像素图案产生器120。虽然图2中未示出，但是渲染设备100还包括用于执行图1中示出的操作S11至S17的图形管线。渲染控制器110通过这样的图形管线控制图像处理。如上讨论的，这样的图形管线使用产生图像的一系列步骤。
此外，渲染设备100识别将显示渲染的图像的显示装置的像素图案信息。基于像素图案信息，渲染设备100在将渲染的图像输出到帧缓冲器中之前，与显示装置的像素图案信息对应地产生渲染的图像的像素图案(pixelpattern)。如图1的S18所示，当信息被输出到帧缓冲器中时，允许每个渲染的帧在视觉上被显示。换言之，与渲染的图像的所有像素的子像素相应的红/绿/蓝(R/G/B)强度值不被输出到帧缓冲器18中。因此，形成与在显示装置中实现的子像素相应的渲染的图像的像素图案，也就是，例如，由红/绿(R/G)子像素和蓝/绿(B/G)子像素形成的像素图案或者由红/绿(R/G)子像素和蓝/白(B/W)子像素形成的像素图案。
渲染控制器110控制渲染设备100的操作，并接收将显示渲染的图像的显示装置的像素图案信息的输入。
像素图案产生器120与从渲染控制器110提供的像素图案信息对应地产生渲染的图像的像素图案。例如，当渲染的图像的像素图案是R/G/B，并且显示装置的像素图案是R/G和B/G时，像素图案产生器120将渲染的图像的第一像素的子像素R/G/B转换成子像素R/G，并将渲染的图像的第二像素的子像素R/G/B转换成子像素B/G。然而，当显示装置的像素图案是R/G和B/W时，像素图案产生器120将渲染的图像的第一像素的子像素R/G/B转换成子像素R/G，并将第二像素的子像素R/G/B转换成子像素B/W。这里，产生子像素白色(W)的方法可包括：因为白色子像素基于红/绿/蓝强度的组合而通过组合子像素R/G/B的像素值来产生子像素W的像素值，或者通过考虑相邻子像素的像素值来产生子像素W的像素值。可选地，转换子像素的方法可包括：丢弃第一像素中的子像素蓝色(B)以产生子像素R/G，或者通过考虑相邻像素的像素图案来产生子像素R/G。
渲染控制器110将由像素图案产生器120产生的像素图案输出到帧缓冲器中。再次，关于帧缓冲器的操作，参照图1的S18。
根据依据本示例的渲染设备100，由于并非通过使用渲染的图像的每个色彩元素绘制实际的物理显示装置的屏幕中的所有像素，因此通过产生并输出将被显示装置实际使用的像素数据，将被输出到存储器中的数据量可能会减小。此外，当将数据传送到片外存储器(也就是，帧缓冲器)时，与实际全RGB像素数据所需的数据相比，数据量更小，因此，通信量(traffic)也可能会减小。另外，由于预定的计算量或存储器存取操作根据显示器自身的特性(而不管之前帧如何)而减少，因此还实现了性能提高。
图3是根据另一示例的电子设备的示图。
参照图3的示例，电子设备包括图形处理单元(GPU)200、帧缓冲器250、主机装置300、显示控制器400和显示装置500。电子设备是使用三维(3D)图形渲染的应用装置。电子设备的示例包括蜂窝电话、智能电话、平板和TV。然而，电子设备不限于此，使用3D图形渲染的其他电子设备可被用在其他示例中。
主机装置300的GPU驱动器320经由图形应用程序接口(API)等从应用程序接收关于3D图形渲染的数据和调用。GPU200的渲染控制器210从GPU驱动器320接收调用，对调用进行调度以进行执行，并基于调度的调用驱动图形管线。图形管线通过执行从主机装置300接收的调用和从GPU驱动器320传送的数据/着色器程序来执行实际的3D图形渲染。在基于图块(tile)的渲染的情况下，按每个图块的级别来处理渲染，并且将被渲染后的图块发送到片外存储器。当所有图块都被渲染时，在片外存储器中完成一帧，作为包括渲染结果的一组图块。因此，当如上所述帧经由显示驱动器310或显示控制器400被输出时，渲染的图像被显示在显示装置500的屏幕上。也就是，显示装置500使用包括在渲染的图像中的信息并在视觉上呈现它。
如参照图1所述，3D图形渲染包括：读取几何信息并将该信息渲染成相应的二维(2D)图像。在读取几何信息或写入渲染结果的处理中固有地产生存储器存取操作，这是因为这样的操作包括将存储器用作这样的信息的源或目的地。通常，这样的存储器存取趋向于在3D图形处理中过度发生，从而消耗大量的系统资源。对系统资源的这种大的消耗使电力和性能特性二者都降低。因此，在移动环境中，使用基于图块的渲染。根据基于图块的渲染，将屏幕划分成多个图块，并且在对每个图块执行渲染之后，如果所有图块被渲染以形成完整的画面，则渲染的图块被输出在屏幕上。每个图块在被产生时在片上存储器上被处理，并在完成所有计算之后被发送到片外存储器。因此，由于图块不被发送直到它们实际上准备好，所以大大减少片外存储器存取。此外，作为该处理的部分，如果将被发送到片外存储器的图块的内容与先前帧中的位于相同位置的图块的内容相同，则重写不是必要的。结果，因为还避免了针对这样不必要的重写另外使用的资源消耗，所以从片上存储器到片外存储器的通信量可进一步减小。
这样的基于图块的渲染通过避免重复且不必要的存储器存取操作而在渲染处理中最小化片外存储器存取。例如，当图块的内容从前一帧改变时，将渲染的图块的所有值写入片外存储器中。因此，当不存在从前一帧改变的值时，存储器存取大大减少。然而，在许多图块改变的不同情况下，存储器存取可能不会被预期减少。此外，虽然通常需要所有这样的值来显示屏幕图像，但是在根据显示装置的特性并非使用与将被显示的图像关联的所有值的情况下，可能会发生不必要的片外存储器写入。
根据依据示例的电子设备，由于渲染的图像的所有像素不是都通过使用每个颜色元素来绘制，因此仅产生和输出对于显示装置的成功操作实际上所需的像素数据。相应地，由于特定类型的监视器可在仅使用与图像关联的信息的子集时成功地显示图像，因此如上所述，将被输出到存储器中的数据的量减小，并且传输到片外存储器的通信量减小。此外，预定量的计算或存储器存取根据显示器的特性减少，而不管先前帧如何，由此，实现了性能提高。如所述的，这样的性能提高源于这种显示装置的性质，这是因为它们能够在不需要其他这种显示装置所要求的全部RGB图像数据的情况下成功地显示图像。
再次参照图3，主机装置300经由3D图形API等从用户应用接收关于渲染的相关数据和调用，并基于接收的相关数据和调用来驱动GPU200。
GPU200由渲染控制器210控制，并且渲染控制器210直接处理从GPU驱动器320接收的相关数据和调用，或者将相关数据和调用传送到图形管线230。资源数据(例如，3D对象)通过经过图形管线230而经历变换和着色的处理，并通过被映射在2D帧缓冲器250的每个像素中而被绘制。这种映射确定2D帧中的像素应如何被上色以便最好地表现3D对象。帧缓冲器250中的数据被传送到显示驱动器310或显示控制器400，并且相应的图像随后被显示在显示装置500中。
渲染控制器210从主机装置300接收显示装置500的像素图案信息的输入。例如，主机装置300的GPU驱动器320针对当前使用的显示装置500的每个像素坐标识别显示特性(例如，R/G/B图案)和颜色元素图案。例如，GPU驱动器320通过主机装置300的显示驱动器310或控制器(未示出)识别显示特性。此外，由于图案R/G和B/G沿行方向交替地布置，因此如果存储了屏幕位置的一个像素图案，则也识别2D屏幕的特定坐标的像素图案。
图4A至图4D是显示装置500的像素图案的示例图。
图4A示出典型LCD显示器的R/G/B图案。每个R/G/B组形成一个像素401，并且根据屏幕的分辨率在数量上存在多个这样的像素。
图4B中示出替代形式，使得R和G形成一个R/G像素402并且B和G形成一个B/G像素，这些组被交替地布置。图4B中示出的像素的数量是4×4，总共等于16，并且与图4A中示出的像素的总数(也是16)相同。因此，图4B中示出的像素图案与图4A中示出的像素图案具有相同数量的像素。然而，图4B中示出的像素图案通过使用较少数量的子像素来提供相同数量的像素。
如同图4B中，在图4C中示出R和G形成一个R/G像素403，B和G形成一个B/G像素，并且像素被交替地布置。然而，图4C与图4B不同之处在于以菱形布置一个像素。
另外，在图4D中示出R和G形成一个R/G像素404，B和W形成一个B/W像素，并且像素被交替地布置。图4D中示出的像素的数量是4×4，总共等于16，并且与图4A至图4C中示出的像素的数量相同，其中，图4A至图4C中的每一个也示出16个像素。通过组合R/G/B像素或者通过使用相邻像素的像素值来适当地产生图4D中示出的像素图案的子像素W。
因此，当难以通过使用图4A中示出的RGB子像素方法来增加每英寸像素数(PPI)时，使用图4B和图4C中示出的像素图案。即使使用比RGB子像素方法中数量更少的子像素，通过使用图4B和图4C中示出的像素图案也获得几乎相同的分辨率。然而，在这种情况下使用的子像素的数量小于在RGB子像素方法中使用的子像素的数量。因此，可能会难以通过相同级别的分辨率进行显示，此外，可读性和图像质量可能会降低。然而，图4B和图4C中示出的像素图案适合于高分辨率面板使用。因此，在这样的高分辨率面板中主要使用这些像素图案，高分辨率面板的示例包括TFT-LCD或OLED。图4B和图4C中示出的像素图案被划分成图4B和图4C中示出的RG/BGPENTILE子像素方法和图4D中示出的RG/BWPENTILE子像素方法。这样的像素图案被称为PENTILE显示或PENTILE图案。更具体地讲，图4B和图4C中示出的像素图案常常用在OLED面板中，图4D中示出的像素图案常常用在TFT-LCD面板中。
在本示例中，描述图4B和图4C的示例中所示出的显示装置500的像素图案。然而，显示装置不限于此，可存在使用渲染的图像的像素图案的各种显示装置。其他示例还包括与被实现为RGB的像素图案不同的其他像素图案。因此，示例适用于使用其他像素图案的显示装置的情境。
渲染控制器210将显示装置500的像素图案信息提供给像素图案产生器220。像素图案产生器220通过图形管线230接收渲染的图像，并产生与显示装置500的像素图案信息相应的渲染的图像的像素图案。
像素图案产生器220产生渲染的图像的像素图案以与显示装置500的像素图案相应。这里，产生像素图案表示转换或重新布置像素图案。
像素图案产生器220通过使用用于产生子像素的各种技术来产生与显示装置500的像素图案相应的子像素。例如，特定技术提供产生PENTILE像素的方法。稍后将参照图5至图7进一步描述像素图案产生器220产生子像素的处理。
渲染控制器210接收图像属性信息的输入。图像属性信息指示经由图形管线230输出的渲染的图像是将被输出到显示装置500中的帧还是在通过图形管线230渲染另一帧时将使用的纹理帧(textureframe)。像素图案产生器220根据从渲染控制器210接收的图像属性信息，基于渲染的图像的像素图案产生渲染的图像的像素图案。
例如，主机装置300的GPU驱动器320直接处理包括在用户程序中的图形API。因此，在这样的示例中，GPU驱动器320识别使用绘图调用的形式，其中，绘图调用是绘制特定图形对象的请求。一个或更多个这样的绘图调用用于绘制一个帧。在一些示例中，绘制的帧被直接输出在屏幕上，被用作另一帧的纹理，或者被用在后处理中。因此，帧的应用不受限制。然而，通常，通过使用GPU驱动器320的计算，预测每个帧将如何被使用。此外，当考虑API扩展时，每个帧的使用目的可明确地被指定为由API提供的定义的部分。因此，渲染控制器210接收图像属性信息的输入，并提供关于像素图案产生器220是否将产生与显示装置500的像素图案信息相应的像素图案的信息。
例如，当通过图形管线230提供的渲染的图像是将被输出到显示装置500中的图像时，像素图案产生器220通过改变像素图案来产生子像素值以与显示装置500的像素图案信息相应。此外，当通过图形管线230提供的渲染的图像是将被用于渲染另一图像的纹理图像时，不重新产生像素图案并且直接输出像素图案。可选地，当像素图案改变时，通过使用相应的像素图案信息反向地产生原始RBG图案的子像素。
在这样的示例中，渲染控制器210将由像素图案产生器220产生的像素图案存储在作为片上存储器的布局缓冲器240中。在将像素图案输出到作为片外存储器的帧缓冲器250之前发生这种存储。因此，当到将存储在布局缓冲器240中的渲染的图像的像素值输出到帧缓冲器250的时间时，将存储的像素值输出到帧缓冲器250中。
当像素图案产生器220产生与显示装置500的像素图案信息相应的渲染的图像的像素图案时，渲染控制器210将旁路信号输出到显示控制器400中。接收旁路信号的显示控制器400直接将从帧缓冲器250输出的像素值输出到显示装置500中，而不转换像素值图案。因此，显示控制器400直接显示从帧缓冲器250输出的图像，而不考虑显示装置500的特性(诸如上面进一步讨论的具体像素布置)。
当根据示例的渲染是基于图块的渲染时，一个帧被划分成多个图块，并且在对每个图块执行渲染之后，如果所有图块都被渲染，则将渲染的图块输出在屏幕上。每个图块在GPU200中的片上存储器或图块缓冲器(未示出)上被处理，并且在所有计算完成之后被发送到片外存储器(也就是，帧缓冲器250)，因此，减少片外存储器存取。
像素图案产生器220产生针对包括在一个帧中的多个图块之一的像素图案。
渲染控制器210基于针对图块产生的像素图案将关于一个图块的像素值存储在布局缓冲器240中。与其他基于图块的渲染方法不同，当到将渲染的图块写入帧缓冲器250中以在屏幕上进行输出的时间时，图块不立即被写入。相反，图块首先被存储在布局缓冲器240中。当针对所有图块与显示装置500的像素图案相应的像素值被存储在布局缓冲器240中时，之后仅将像素值输出到帧缓冲器250中。
图5是用于示出图3的像素图案产生器220产生像素图案的示例的示图。
参照图5，渲染的图像的一个帧被示出为由RGB子像素形成的像素501和503。当显示装置500具有如图4B中所示的R/G和B/G图案时，像素图案产生器220将渲染的图像的第一像素501转换成子像素502。将第二像素503转换成子像素504。将转换的子像素R/G和B/G重复的像素图案存储在布局缓冲器240中。当渲染的图像的最终像素被转换成子像素B/G并被存储在布局缓冲器240中时，将存储在布局缓冲器240中的像素值输出到帧缓冲器250中。
图6是用于示出图3的像素图案产生器220产生像素图案的另一示例的示图。
参照图6，渲染的图像的一个帧被示出为由RGB子像素形成的像素601和603。当显示装置500具有如图4D中所示的R/G和B/W图案时，像素图案产生器220将渲染的图像的第一像素601转换成子像素602。将第二像素603转换成子像素604。将转换的子像素R/G和B/W重复的像素图案存储在布局缓冲器240中。当渲染的图像的最终像素被转换成子像素B/W并被存储在布局缓冲器240中时，将存储在布局缓冲器240中的像素值输出到帧缓冲器250中。
图7是用于示出图3中示出的像素图案产生器220产生像素图案的另一示例的示图。
参照图7，按顺序输入被渲染的多个帧(被示出为第一帧至第N帧)，并且对第一帧执行基于图块的渲染。在图7的示例中，对通过均匀地划分第一帧所产生的第一图块至第M图块(T1至TM)执行渲染。在该示例中，针对渲染的第一图块T1的像素图案包括各种子像素，诸如子像素R/G/B701、703和705。
当显示装置的像素图案是RG/BG时，像素图案产生器220产生针对第一图块T1的像素图案702至706，并将产生的像素图案702至706存储在布局缓冲器240中。例如，基于针对每个图块的起始像素的坐标值产生像素图案。像素图案产生器220产生针对所有图块T1至TM的像素图案，并将产生的像素图案存储在布局缓冲器240中。在产生针对所有图块T1至TM的像素图案之后，渲染控制器210仅将存储在布局缓冲器240中的第一帧的像素图案值输出到帧缓冲器250中。如所讨论的，这种方法可能会使存储器使用率最小化。
同时，当不在屏幕上直接绘制渲染结果并且在另一帧中使用渲染结果时，也就是，当渲染结果被重新用作另一帧的纹理图像时，渲染控制器210将渲染结果直接写入帧缓冲器250，而不将渲染结果写入布局缓冲器240。
图8是用于描述根据另一示例的渲染方法的流程图。
参照图8，在操作S800，所述方法接收指示被配置为显示渲染图像的装置的像素图案信息的输入。例如，将显示渲染图像的装置的像素图案信息被输入。在这样的示例中，将显示渲染图像的装置是包括R/G和B/G或者R/G和B/W的PENTILE显示装置。然而，装置不限于此，其他示例包括包含渲染图像的像素图案的所有显示装置。例如，其他示例装置包括被实现为与RGB子像素不同的子像素的适当显示装置。
在操作S802，所述方法基于指示像素图案信息的输入来产生渲染图像的像素图案。例如，与输入的像素图案信息对应地产生渲染图像的像素图案。渲染图像的像素图案被改变为显示装置的像素图案以产生子像素。这里，产生子像素的方法包括用于产生子像素的各种技术。
在操作S804，所述方法基于产生的像素图案将渲染图像的像素值输出到帧缓冲器。例如，渲染图像的像素值基于产生的像素图案被输出到帧缓冲器中。
这里描述的图像显示设备可使用液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子体显示面板(PDP)、屏幕、终端或本领域普通技术人员已知的任何其他类型的显示器来实现。屏幕可以是包括一个或更多个硬件组件的物理结构，所述一个或更多个硬件组件提供渲染用户接口并接收用户输入的能力。屏幕可包括显示区域、手势捕捉区域、触敏显示器和可配置区域中的任何组合。屏幕可以是设备的部分，或者可以是可从设备安装和拆卸的外部外围装置。显示器可以是单屏幕显示器或多屏幕显示器。单个物理屏幕可包括多个显示器，即使所述多个显示器是同一物理屏幕的部分，所述多个显示器也被管理作为允许不同内容显示在单独显示器上的单独逻辑显示器。
图1至图8中示出的执行这里描述的针对图1至图8的操作的设备、单元、模块、装置和其他组件由硬件组件实现。硬件组件的示例包括本领域普通技术人员已知的控制器、传感器、发生器、驱动器和任何其他电子组件。在一个示例中，硬件组件由一个或更多个处理器或计算机实现。处理器或计算机由一个或更多个处理元件实现，诸如逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或能够以限定的方式响应和执行指令以实现期望结果的本领域普通技术人员已知的任何其他装置或装置的组合。在一个示例中，处理器或计算机包括或者连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或更多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件执行指令或软件(诸如操作系统(OS)和在OS上运行的一个或更多个软件应用)以执行这里描述的针对图1至图8的操作。硬件组件还响应于指令或软件的执行而访问、操纵、处理、创建和存储数据。为简单起见，可在这里描述的示例的描述中使用单数术语“处理器”或“计算机”，但是在其他示例中，使用多个处理器或计算机，或者处理器或计算机包括多个处理元件或者多种类型的处理元件或者二者。在一个示例中，硬件组件包括多个处理器，在另一示例中，硬件组件包括处理器和控制器。硬件组件具有不同处理配置中的一个或更多个，不同处理配置的示例包括单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。
图1至图8中示出的执行这里描述的针对图1至图8的操作的方法由如上所述的执行指令或软件以执行这里描述的操作的处理器或计算机执行。
用于控制处理器或计算机实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件被写为计算机程序、代码段、指令或其任何组合，其中，所述计算机程序、代码段、指令或其任何组合用于单独地或共同地指示或配置处理器或计算机作为机器或专用计算机进行操作以执行由硬件组件执行的操作和如上所述的方法。在一个示例中，指令或软件包括直接由处理器或计算机执行的机器代码，诸如由编译器产生的机器代码。在另一示例中，指令或软件包括由处理器或计算机使用解释器执行的更高级代码。本领域的普通编程技术人员可基于公开了用于执行由硬件组件执行的操作和如上所述的方法的算法的附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述容易地编写指令或软件。
用于控制处理器或计算机实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构被记录、存储或固定在一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中或上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-RLTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘和本领域普通技术人员已知的能够以非暂时性方式存储指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构并将指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构提供给处理器或计算机使得处理器或计算机可执行指令的任何装置。在一个示例中，指令或软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构分布于联网的计算机系统中，使得指令和软件以及任何关联数据、数据文件和数据结构由处理器或计算机以分布式方式存储、访问和执行。
仅作为非详尽示例，如这里描述的终端/装置/单元可以是：移动装置，诸如蜂窝电话、智能电话、可穿戴智能装置(例如戒指、手表、眼镜、手镯、脚镯、腰带、项链、耳环、头带、头盔或嵌入服装中的装置)、便携式个人计算机(PC)(例如膝上型PC、笔记本电脑、小型笔记本电脑、上网本或超级移动PC(UMPC))、平板PC(平板)、平板手机、个人数字助理(PDA)、数字相机、便携式游戏控制器、MP3播放器、便携式/个人多媒体播放器(PMP)、手持电子书、全球定位系统(GPS)导航装置或传感器；或者固定装置，诸如台式PC、高清晰度电视(HDTV)、DVD播放器、蓝光播放器、机顶盒或家用电器；或者能够进行无线或网络通信的任何其他移动装置或固定装置。在一个示例中，可穿戴装置是被设计为可直接安装到用户身体上的装置，诸如眼镜或手镯。在另一示例中，可穿戴装置是使用附着装置安装到用户身体上的任何装置，诸如使用臂带附着于用户手臂的智能电话或平板或者使用系索悬挂于用户颈部的智能电话或平板。
尽管本公开包括特定示例，但是本领域普通技术人员将清楚的是，在不脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中进行形式和细节上的各种改变。这里描述的示例应仅在描述性意义上考虑，而不是出于限制的目的。对每个示例中的特征或方面的描述应被视为适用于其他示例中的类似特征或方面。如果所描述的技术以不同顺序执行和/或如果所描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同方式组合和/或被其他组件或其等同物替代或补充，则可实现合适的结果。因此，本公开的范围不是由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且权利要求及其等同物的范围内的所有变化应被解释为包括在本公开中。

Claims (24)

1.一种渲染方法，包括：
接收包括被配置为显示渲染图像的装置的像素图案信息的输入；
使用接收的包括像素图案信息的输入来产生渲染图像的像素图案；
使用产生的像素图案将渲染图像的像素值输出到帧缓冲器中。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：将与渲染图像的至少一个图块相应的像素值存储为与产生的像素图案相应的像素值，并将与产生的像素图案相应的像素值输出到帧缓冲器中。
3.如权利要求2所述的方法，其中，产生的像素图案基于所述至少一个图块的起始坐标值。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：接收包括图像属性信息的输入，所述图像属性信息指示与渲染图像相应的帧是用于在装置上进行显示的帧还是用于渲染另一帧的纹理帧，其中，使用图像属性信息执行产生渲染图像的像素图案的步骤。
5.如权利要求4所述的方法，其中，响应于与渲染图像相应的帧是用于渲染另一帧的纹理帧，使用所述像素图案来恢复渲染图像的初始像素图案。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：将旁路信号输出到被配置为显示渲染图像的装置的显示控制器。
7.如权利要求1所述的方法，其中，被配置为显示渲染图像的装置是基于PENTILE的显示装置。
8.一种渲染方法，包括：
接收与使用图块渲染的任意帧相应的至少一个图块；
将与所述至少一个图块相应的第一像素图案转换成与显示装置的像素图案信息相应的第二像素图案，其中，所述显示装置被配置为显示渲染的所述任意帧；
将与根据转换的第二像素图案的所述至少一个图块相应的像素值输出到帧缓冲器中。
9.如权利要求8所述的方法，还包括：存储与使用转换的第二像素图案的对应于所述任意帧的图块相应的像素值，其中，存储的与转换的第二像素图案相应的像素值被输出到帧缓冲器中。
10.如权利要求9所述的方法，其中，第二像素图案是使用所述至少一个图块的起始坐标值而产生的像素图案。
11.如权利要求9所述的方法，其中，响应于图块被完全转换成第二像素图案，存储的与所述任意帧相应的像素值被输出到帧缓冲器中。
12.一种渲染设备，包括：
渲染控制器，被配置为接收包括被配置为显示渲染图像的装置的像素图案信息的输入；
像素图案产生器，被配置为使用接收的包括像素图案信息的输入来产生渲染图像的像素图案，
其中，渲染控制器使用由像素图案产生器产生的像素图案将渲染图像的像素值输出到帧缓冲器中。
13.如权利要求12所述的渲染设备，还包括：布局缓冲器，被配置为将与渲染图像的至少一个图块相应的像素值存储为与产生的像素图案相应的像素值，其中，渲染控制器将与存储在布局缓冲器中的像素图案相应的像素值输出到帧缓冲器中。
14.如权利要求13所述的渲染设备，其中，产生的像素图案基于所述至少一个图块的起始坐标值。
15.如权利要求12所述的渲染设备，其中，渲染控制器接收图像属性信息，其中，所述图像属性信息指示与渲染图像相应的帧是用于输出到装置的帧还是用于渲染另一帧的纹理帧，
像素图案产生器使用图像属性信息来产生渲染图像的像素图案。
16.如权利要求15所述的渲染设备，其中，响应于与渲染图像相应的帧是用于渲染另一帧的纹理帧，渲染控制器使用所述像素图案来恢复渲染图像的初始像素图案。
17.如权利要求12所述的渲染设备，其中，渲染控制器将旁路信号输出到被配置为显示渲染图像的装置的显示控制器。
18.一种电子装置，包括：
主机处理器；
显示装置；
图形处理器，被配置为利用主机处理器的控制来渲染对象的三维模型；
帧缓冲器，被配置为存储由图形处理器渲染的图像并使用显示装置输出存储的图像，
其中，图形处理器从主机处理器接收包括显示装置的像素图案信息的输入，使用接收的包括像素图案信息的输入来产生渲染图像的像素图案，并使用产生的像素图案将渲染图像的像素值输出到帧缓冲器中。
19.如权利要求18所述的电子装置，其中，图形处理器将与渲染图像的至少一个图块相应的像素值存储为与产生的像素图案相应的像素值，并将存储的像素值输出到帧缓冲器中。
20.如权利要求18所述的电子装置，其中，主机处理器确定图像属性信息，其中，所述图像属性信息指示与渲染图像相应的帧是用于输出到显示装置的帧还是用于在图形处理器中渲染另一帧的纹理帧，
图形处理器产生与从主机处理器接收的图像属性信息相应的渲染图像的像素图案。
21.如权利要求18所述的电子装置，其中，响应于与渲染图像相应的帧是用于渲染另一帧的纹理帧，图形处理器使用所述像素图案来恢复渲染图像的初始像素图案。
22.如权利要求18所述的电子装置，其中，图形处理器将旁路信号输出到被配置为控制显示装置的显示控制器。
23.如权利要求18所述的电子装置，其中，图形处理器使用基于图块的渲染来恢复渲染图像的初始像素图案。
24.如权利要求18所述的电子装置，其中，显示装置是基于PENTILE的显示装置。
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