CN1713224A - 高速缓存优化数据格式化的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供高速缓存优化的数据格式化的系统和方法。处理器通过使用高度数据、颜色数据和标准数据计算多个图象点值来产生图象。使用邻近于图象点的象素数据计算特定图象点的标准数据。所计算的标准化数据，与相应高度数据和颜色数据一起，被包含在有限空间数据流中并且被发送给产生图象的处理器。在有限空间数据流中插入标准化数据之前的任何时候使用邻近象素数据计算标准化数据。

Description

高速缓存优化数据格式化的系统和方法

技术领域

本发明通常涉及高速缓存优化的数据格式的系统和方法。更具体地，本发明涉及用于在数据流中包含标准化(normalized)的数据的系统和方法，该数据流是针对处理器的存储器能力而优化的。

背景技术

计算机系统处理速度的增加允许现在的计算机系统执行相当精确的地形再现(terrain rendering)。例如在计算机游戏行业中，三维地形再现是向计算机游戏提供“视觉真实性”的要素。除游戏行业之外，三维地形再现被用于其它领域，诸如飞行模拟和环境规划。

软件开发人员可以使用产生现实图象的“射线造型法(raycasting)”进行地形再现。然而，射线造型算法本身复杂，并且因此需要过多处理时间。作为候选，软件开发人员可以使用垂直射线相干性(vertical ray coherence)进行地形再现。垂直射线相干性是使用以下几何事实的算法：如果包含2个射线的平面垂直于高度图(height map)的平面，则可以使用来自数字地形模型的相同小数据子集处理这2个射线。

在执行垂直射线相干时，计算机系统使用垂直半平面识别垂直射线，诸如高度图垂直射线，并且计算沿高度图垂直射线的图象值。然而，人们发现一个问题，即需要处理器快速产生沿高度图垂直射线的大量数据点的图象值，并且在使用个人计算机和便携游戏设备的有限存储器空间和处理能力时，图象生成速度较慢。

因此，需要一种优化特定于处理器执行环境的数据格式以增加图象生成性能的系统和方法。

发明内容

已经发现，通过在数据流中包含标准化数据(该数据流针对处理器的存储器结构而优化)来解决上述问题。处理器通过使用高度数据、颜色数据和标准数据(normal data)计算多个图象点值来产生图象。使用邻近于图象点的数据计算特定图象点的标准数据。所计算的标准化数据，与相应高度数据和颜色数据一起，被包含在有限空间数据流中并且被发送给产生图象的处理器。可当在有限空间数据流中插入标准化数据之前的任何时候使用邻近数据计算标准化数据。

处理器识别高度图交点(height map intersection point)，并且检索对应于高度图交点的邻近数据点。高度图交点具有2个相应邻近数据点，即左数据点和右数据点。处理器从左邻近数据点提取标准化数据。可在识别邻近数据点之前计算左邻近数据点的标准化数据。例如，当软件程序初始化时，软件程序可使用其邻近数据点产生每个数据点的标准化数据，并且接着把标准化数据存储在每个数据点中。

另外，处理器从左邻近数据点提取高度和颜色数据。高度数据可以是2字节长，并且颜色数据可以是三字节长，从而每个颜色字节对应于红颜色，绿颜色和蓝颜色。处理器把左邻近数据点的标准化数据，高度数据和颜色数据存储在数据流中。数据流被明确设计成适合于特定处理器的有限高速缓存容量。

处理器从右数据点提取相同数据，把数据存储在数据流中，并且发送数据流到具有有限高速缓存容量的第二处理器。第二处理器使用包含在数据流中的数据产生图象值。

上述只是一个概述，因而肯定包含对细节的简化，概括和省略；因此，本领域的技术人员会理解，这种概述只是说明性的，并非旨在进行任何方式的限制。本发明的完全由权利要求限定的其它方面，发明特性及优点将在下面提供的非限制性详细描述中变得清楚。

附图说明

通过参照附图，本领域的技术人员可更好的理解本发明及其各种目的，特性及优点。在不同附图中使用相同的附图标记指示类似或相同的组成部分。

图1是示出来自一视点，通过视图屏幕(view screen)并且和高度图相交的多个射线的图例；

图2A是示出沿高度图移位的多个高度图垂直射线的图例；

图2B是示出对应于特定高度图垂直射线的邻近数据点的图例；

图2C是示出对应于高度图垂直射线的扫描线交点(scan-lineintersection point)的图例；

附图3A是示出数据值计算的四边形方案的图例；

附图3B示出数据值计算的三角形方案的图例；

图4是示出当处理器混和四边形和三角形数据值以产生位于高度图垂直射线上的高度图交点的图象值时的图例；

图5是示出当使用多个垂直半平面(vertical half plane)产生图象值时采取的步骤的流程图；

图6是示出在收集特定高度图垂直射线的邻近数据点时采取的步骤的流程图；

图7是示出在产生高度图交点的图象值时采取的步骤的流程图；

图8是高速缓存优化的数据格式的图例；

图9是示出当把数据存储在高速缓存优化的数据流中并且把数据流发送给处理器以进行处理时采取的步骤的流程图；

图10是示出包含多个异构处理器的处理器单元结构的图例；

附图11A是能够实现本发明的第一信息处理系统的模块图；

附图11B是示出被分成专有(private)存储器和非专有(non-private)存储器的本地存储器的图例；以及

图12是能够实现本发明的第二信息处理系统的模块图。

具体实施方式

下文旨在提供本发明例子的详细描述，不应被认为是对本发明自身的限制。任意数量的变化可属于本发明的范围，本发明的范围由后面的权利要求定义。

图1是示出来自一视点，通过视图屏幕并且和高度图相交的多个射线的图例。处理器使用有限存储器覆盖区(memory footprint)产生对应于高度图交点的图象。高度图110包含通过网格组织的多个数据点，每个数据点包含高度数据。

在地形再现期间，处理器识别视点(eye point)100以及查看向量(look-at vector)。视点100对应于一个位置，在此位置处用户观看视图屏幕120，并且查看向量是从视点100发出并且穿透视图屏幕120中心的向量。使用视点100，处理器导出垂点(down point)130的位置。垂点130可以处于高度图110上，也可以位于高度图110外。另外，处理器导出视图屏幕120，诸如其相对视点100的位置，其尺寸以及其相对于高度图110的角度。

一旦处理器导出视图屏幕120，则处理器选择垂直平面采样密度(vertical plane sampling density)并且识别有关(interesting)垂直半平面的列表。有关垂直半平面是垂直于高度图110，穿过垂点130，并且穿过视图屏幕120的半平面。处理器不需要产生对应于不穿过视图屏幕120的垂直半平面的图象象素。

有关垂直半平面与高度图110相交的位置产生高度图垂直射线，诸如高度图垂直射线135。另外，有关垂直半平面与视图屏幕120相交的位置产生视图屏幕垂直射线，诸如视图屏幕垂直射线125。

处理器使用视图屏幕垂直射线125和视点100识别对应于高度图垂直射线135的存储器覆盖区起始点和存储器覆盖区结束点。处理器产生从视点100发出，在视图屏幕120的底部(点145)穿过视图屏幕垂直射线125，并且沿高度图垂直射线135在起始点150与高度图110相交的射线140。起始点150下面的数据对于产生图1中示出的特定例子中的视图而言无意义。

另外，处理器产生射线180，其从视点100发出，在视图屏幕120的顶端(点185)穿过视图屏幕垂直射线125，并且沿高度图垂直射线135在结束点190与高度图110相交。结束点190上面的数据对于产生图1中示出的特定例子中的视图而言无意义。如果结束点190落在高度图110外，则处理器使用可见性设置(visibility setting)(即云层覆盖(cloudcoverage))以便沿高度图垂直射线135产生高度图110的端部和结束点190之间的图象。

一旦起始点150和结束点190被识别，处理器收集邻近于高度图垂直射线135并且在起始点150和结束点190之间的数据点，从而产生存储器覆盖区子集(参见图2B，2C，6，以及相应文本以了解涉及邻近数据点集合的详情)。

一旦处理器收集存储器覆盖区子集，则处理器准备好使用存储器覆盖区子集产生图象值。处理器使用四边形数据值计算以及三角形数据值计算以便产生混和图象值。处理器识别高度图垂直射线135的小步长(minor step)，并且计算当处理器产生混和图象值时使用的四边形加权系数以及三角形加权系数(参见图4以及相应文本以了解涉及混和技术的详情)。

处理器选择象素采样密度，象素采样密度决定对应于位于视图屏幕垂直射线125上的每个象素的射线的数量。例如，象素采样密度可以是“4”，从而均从视点100开始的4条射线以1/4增量发射通过每个视图屏幕象素。实际上，射线与高度图垂直射线135在4个不同位置相交。一旦处理器选择了象素采样密度，则处理器发射一条沿视图屏幕垂直射线125穿过视图屏幕交点(即视图屏幕交点165)的射线(即射线160)。接着，射线160与高度图垂直射线135在高度图交点170处相交。

一旦处理器识别高度图交点170的位置，则处理器识别邻近于高度图交点170的数据点。邻近数据点被包含在处理器预先收集的存储器覆盖区子集中。处理器使用邻近数据点，四边形加权系数，以及三角形加权系数以便产生高度图交点170的图象值(参见图7以及相应文本以了解涉及图象生成的详情)。处理器产生沿每个高度图垂直射线的每个高度图交点的图象，以便产生完全图象以显示在视图屏幕120上。

图2A是示出沿高度图移位的多个高度图垂直射线的图例。高度图110包含按网格组织的数据点200。高度图110与图1所示相同。当有关垂直半平面与高度图110相交时，产生高度图垂直射线(参见图1以及相应文本以了解涉及高度图垂直射线生成的详情)。

垂直射线135与图1所示相同，并且在特定垂点发出。高度图垂直射线205至230也在相同垂点发出，但对应于不同的有关垂直半平面。针对每个高度图垂直射线，处理器识别邻近数据点并且把邻近数据点存储在存储器覆盖区子集中(参见图2B以及相应文本以了解涉及邻近数据点的详情)。

图2B是示出对应于特定高度图垂直射线的邻近数据点的图例。除了图2B只示出包含在高度图110中、邻近于高度图垂直射线135的邻近数据点之外，图2B与图2A相同。另外，处理器可以只收集在存储器覆盖区起始点和存储器覆盖区结束点之间的邻近数据点(参见图1以及相应文本以了解涉及起始点和结束点的详情)。

图2C是示出对应于高度图垂直射线的扫描线交点的图例。高度图垂直射线135与高度图110在特定“扫描线”相交。这些扫描线对应于数据点“网格”。处理器先使用众所周知的Bresenham线绘图算法计算扫描线交点。计算扫描线交点以便确定哪些数据点邻近于特定高度图垂直射线。附图2C示出高度图垂直射线135与所示扫描线在4个点，即点282，287，292和297处相交。

数据点250至275是邻近于高度图垂直射线135的数据点。处理器使用数据点250至275以便计算沿高度图垂直射线135的高度图交点的四边形数据值和三角形数据值。

附图3A是示出数据值计算的四边形方案的图例。图3A示出对应于高度图垂直射线300的4个邻近数据点。4个数据点是数据点305(″A″)，310(″B″)，320(″C″)，和330(″D″)。高度图垂直射线300与2个扫描线在扫描线交点340(″t1″)和350(″t2″)处相交。点360是这样的高度图垂直交点，其中处理器使用对应于数据点305至330的数据值计算图象值。使用标准四边形计算技术，具有坐标“x，y”的点360的四边形值被计算如下：

V_top＝t₁*B+(1-t₁)*A

V_bottom＝t₂*D+(1-t₂)*C

V_Quad＝y*V_top+(1-y)*V_bottom

V_Quad的值被与三角形数据值结合使用，以便产生点360的混和数据值(参见图3B以及相应文本以了解涉及三角形计算的详情)。

附图3B是示出数据值计算的三角形方案的图例。图3B示出对应于高度图垂直射线380的4个邻近数据点。4个数据点是数据点365(″D″)，370(″E″)，375(″F″)，和380(″G″)。高度图垂直射线385包含点390，即高度图垂直交点，其中处理器使用对应于数据点365至380的数据值计算图象。使用标准重心插值法，具有坐标“x，y”的点390的三角形值被计算如下：

V₁＝y*D

V₂＝(1-X)*F

V₃＝(x-y)*G

V_tri＝V₁+V₂+V₃

V_tri的值与四边形值组合以便产生点390的混和值(参见图4，7，以及相应文本以了解涉及混和数据值生成的详情)。

图4是示出当处理器混和四边形和三角形数据值以产生位于高度图垂直射线上的高度图交点的图象值时的图例。另外，指南(guide)400包含其中处理器只使用四边形数据值的区域和其中处理器只使用三角形数据值的区域，以便产生图象值。

高度图垂直射线具有相应大步长(major step)和小步长(minorstep)。根据高度图垂直射线的“角度”，大步长可以是″Y″为主(″Y″major)或″X″为主(″X″major)。当高度图垂直射线在″Y″方向行进的距离多于其在″X″方向上行进的距离时，高度图垂直射线被认为是″Y″为主的。在这种情况下，对于″Y″方向上的每个步长，高度图垂直射线的小步长等于射线在″X″方向上行进的量。例如，对于″X″方向上的每一个步长，如果高度图垂直射线在″Y″方向上行进2个步长，则高度图垂直射线将被认为是″Y″为主的，并且其相应小步长是.5(对于在″Y″方向上的每一个步长，在″X″方向上为1/2步长)。弧490和499指示高度图垂直射线被认为是″Y″为主的位置。

反之，当高度图垂直射线在″X″方向上行进的量多于其在″Y″方向上行进的量时，高度图垂直射线被认为是″X″为主的。在这种情况下，对于″X″方向上的每个步长，高度图垂直射线的小步长等于射线针在″Y″方向行进的量。弧485和495指示高度图垂直射线被认为是″X″为主的位置。处理器使用射线的小步长的绝对值作为加权系数以便产生图象值。例如，如果高度图垂直射线的小步长是-.6，则处理器使用.6作为加权系数。在这个例子中，如果T是计算通过三角形(重心)插值法计算的值，并且Q是通过四边形插值法计算的值，则最终值将是：

V＝0.6*T+(1.0-0.6)*Q

指南400包含8个轴，即轴410至轴480。轴410对应于针对″X″方向上的每一个步长，在″Y″方向上行进零步长的高度图垂直射线。在这种情况下，处理器只使用四边形值计算位于特定高度图垂直射线上的图象值。轴420对应于针对″X″方向上的每一个步长，在″Y″方向上行进一个步长的高度图垂直射线。在这种情况下，高度图垂直射线既不是″X″为主的，也不是″Y″为主的，并且处理器只使用三角形值计算位于特定高度图垂直射线上的图象值。

轴430对应于针对″Y″方向上的每一个步长，在″X″方向上行进零步长的高度图垂直射线。在这种情况下，处理器只使用四边形值计算位于特定高度图垂直射线上的图象值。轴440对应于针对″Y″方向的每一个步长，在″X″方向上行进一个负步长的高度图垂直射线。在这种情况下，高度图垂直射线既不是″X″为主的，也不是″Y″为主的，并且处理器只使用三角形值计算位于特定高度图垂直射线上的图象值。

轴450对应于针对″X″方向上的每一个步长，在″Y″方向上行进零步长的高度图垂直射线。在这种情况下，处理器只使用四边形值计算位于特定高度图垂直射线上的图象值。轴460对应于针对″Y″方向上的每一个负步长，在″X″方向上行进一个负步长的高度图垂直射线。在这种情况下，高度图垂直射线既不是″X″为主的，也不是″Y″为主的，并且处理器只使用三角形值计算位于特定高度图垂直射线上的图象值。

轴470对应于针对″Y″方向上的每一个负步长，在″X″方向上行进零步长的高度图垂直射线。在这种情况下，处理器只使用四边形值计算位于特定高度图垂直射线上的图象值。轴480对应于针对″Y″方向上的每一个负步长，在″X″方向上行进一个负步长的高度图垂直射线。在这种情况下，高度图垂直射线既不是″X″为主的，也不是″Y ″为主的，并且处理器只使用三角形值计算位于特定高度图垂直射线上的图象值。

当高度图垂直射线的小步长位于轴410至480之间时，处理器使用四边形值和三角形值产生混和图象值(参见图7以及相应文本以了解涉及混和数据值计算的详情)。

图5是示出使用多个垂直半平面产生图象值时采取的步骤的流程图。处理在500开始，在此处理识别视点和查看向量(步骤510)。视点是对应于用户位置的点，并且查看向量是从视点开始并且垂直于视图屏幕地行进的向量。在步骤520，处理使用标准已知技术从视点和查看向量导出垂点和视图屏幕(参见图1以及相应文本以了解涉及视点，垂点和视图屏幕建立的详情)。

在步骤530，处理选择垂直平面采样密度。垂直平面采样密度对应于使用多少个通过视图屏幕的“切片”，于是对应于在产生图象时使用多少个高度图垂直射线。垂直平面采样密度越高，则高度图垂直射线就越多，于是产生更高质量的图象。在步骤540，处理识别有关垂直半平面的列表。有关垂直半平面是与视图屏幕相交的垂直半平面。

在步骤550，处理识别对应于第一有关垂直半平面的高度图垂直射线。高度图垂直射线是在高度图上对应于垂直半平面的射线(参见图1以及相应文本以了解涉及高度图垂直射线的详情)。处理识别和存储邻近于高度图垂直射线的数据点(预定处理模块560，参见图6以及相应文本以了解详情)。处理接着使用所存储邻近数据点产生多个高度图交点的图象(预定处理模块570，参见图7以及相应文本以了解详情)。

确定是否存在更多有关垂直半平面要处理(判定580)。如果存在更多有关垂直半平面，则判定580转移到循环返回以进行选择(步骤590)的“是”分支582，并且处理下一个垂直平面。此循环持续进行，直到不存在更多要处理的垂直半平面，此时判定580转移到″否″分支588，并且处理在595结束。

图6是示出在收集特定高度图垂直射线的邻近数据点时采取的步骤的流程图。处理在600开始，在此处理识别高度图垂直射线的存储器覆盖区起始点(即起始点)。起始点通常由射线与高度图相交的位置定义，从而射线从视点发出并且穿过视图屏幕的底部(参见图1以及相应文本以了解涉及起始点识别的详情)。

在步骤620，处理识别高度图垂直射线的存储器覆盖区结束点(即结束点)。结束点由高度图结束的位置或者射线与高度图相交的位置定义，从而射线从视点发出并且穿过视图屏幕的顶部(参见图1以及相应文本以了解涉及结束点识别的详情)。

处理选择高度图垂直射线上介于起始点和结束点之间的第一扫描线交点(步骤630)。扫描线交点是在高度图上与扫描线相交的高度图垂直射线上的点(参见图2C以及相应文本以了解涉及扫描线的详情)。处理在步骤640识别邻近于第一扫描线交点的数据点，并且在步骤650把邻近数据点存储在子集存储660中。在一个实施例中，处理不是存储实际邻近数据点，而是存储邻近数据点的位置(例如指针)。子集存储器660可以存储在非易失存储区域中，诸如计算机硬盘驱动器中。

确定在起始点和结束点之间是否存在更多要处理的扫描线交点(判定670)。如果存在更多扫描线交点要处理，则判定670转移到循环返回以进行选择(步骤680)的“是”分支672，并且处理下一个扫描线交点。此循环持续进行，直到不存在更多要处理的扫描线交点，此时判定670转移到″否″分支678，此时处理在690返回。

图7是示出产生高度图交点的图象值时采取的步骤的流程图。处理在700开始，在此处理识别高度图垂直射线的小步长(步骤705)。高度图垂直射线具有相应的大步长和小步长。如果垂直射线在Y方向上行进的量多于X方向，则射线被认为是Y为主的，并且小步长是针对Y方向上每一个步长(即大步长)，垂直射线在X方向上行进的量。反之，如果垂直射线在X方向上行进的量多于Y方向，则射线被认为是X为主的，并且小步长是针对X方向上每一个步长(即大步长)，垂直射线在Y方向上行进的量(参见图4以及相应文本以了解涉及小步长的详情)。

处理在步骤710使用小步长计算四边形加权系数和三角形加权系数。小步长，四边形加权系数和三角形加权系数之间的关系如下：

三角形加权系数＝小步长

四边形加权系数＝1-小步长

因此，下列情况适用于涉及四边形和三角形加权的小步长(ms)：

-如果ms＝0，则只进行四边形加权

-如果0＜ms＜.5，则四边形加权更多

-如果ms＝.5，则四边形加权和三角形加权相等

-如果.5＜ms＜1，则三角形加权更多

-如果ms＝1，则只进行三角形加权

在步骤715，处理选择视图屏幕垂直射线上的初始象素采样密度。视图屏幕垂直射线是沿视图屏幕对应于垂直半平面的射线。象素采样密度对应于每个象素有多少视图屏幕交点，其中应当由处理识别所述视图屏幕交点的相应高度图交点(参见图1以及相应文本以了解涉及视图屏幕垂直射线，视图屏幕交点以及高度图交点的详情)。

处理在步骤720选择第一视图屏幕交点。在一个实施例中，处理选择多个视图屏幕交点。在这个实施例中，可以使用诸如图10和11所示的异构计算机系统，以便并行处理4个视图屏幕交点。

在步骤725，处理使用所选择视图屏幕交点以计算高度图交点。本领域技术人员可以理解，众所周知的射线跟踪技术可以用于执行计算。处理从对应于所计算的高度图交点的子集存储660检索邻近数据点(步骤730)。在邻近数据点采集期间，邻近数据点被预先存储在子集存储660中(参见图6以及相应文本以了解详情)。

在步骤735，处理使用邻近数据点计算四边形数据值。四边形数据值包含标准值和颜色值(参见图3A以及相应文本以了解涉及四边形数据值计算的详情)。在步骤740，处理使用邻近数据点计算三角形数据值。三角形数据值还包含标准值和颜色值(参见图3B以及相应文本以了解涉及三角形数据值计算的详情)。

处理使用三角形加权系数(twf)，四边形加权系数(qwf)，四边形数据值(qdv)和三角形数据值(tdv)计算混和数据值如下：

混和数据值＝twf*tdv+qwf*qdv

处理计算标准值和颜色值的混和数据值。处理在步骤750使用混和标准值和混和颜色值计算总颜色值(aggregte color value)，并且在步骤755把总混和数据值存储在图象存储760中。图象存储760可以存储在非易失存储区域，诸如计算机硬盘驱动器中。

在步骤770，处理根据预先使用的高度图交点的位置调整象素采样密度。例如，如果高度图交点相互远离，则处理增加象素采样密度，这导致高度图交点数量增加(和更接近)。

确定是否存在更多视图屏幕交点要处理(步骤780)。如果存在更多视图屏幕交点要处理，则判定780转移到循环返回以进行选择(步骤785)的“是”分支782，并且处理下一个视图屏幕交点。此循环持续进行，直到不存在更多要处理的视图屏幕交点，此时判定780转移到″否″分支788，于是处理在790返回。

图8是高速缓存优化的数据格式的图例。数据流800被明确设计成包含标准化数据，从而数据流被针对处理器的存储器结构，诸如图10和11示出的协处理复合体之一而优化，以便处理器产生图象值。

数据流800包含2个邻近数据点的数据值，其被包含在左数据点810和右数据点850中。左数据点810在字节815和820中包含高度数据。字节825和830分别包含左数据点810的标准化X和Y数据值。在系统初始化期间可以产生左数据点810的标准化数据值，以便当系统产生图象值时不需要计算时间。字节835，840和845分别包含红颜色，绿颜色和蓝颜色的颜色数据。

右数据点850包含与左数据点810相同的字节位置。右数据点850的高度数据被包含在字节855和860中。字节865和870分别包含右数据点850的标准化X和Y数据值。并且，在系统初始化期间可以产生右数据点850的标准化数据值，以便当系统产生图象值时不需要计算时间。字节875，880和885分别包含红颜色，绿颜色和蓝颜色的颜色数据。

图9是示出把数据存储在高速缓存优化的数据流中并且把数据流发送给处理器以进行处理时采取的步骤的流程图。处理在900开始，此时处理检索对应于高度图交点的邻近数据点(步骤905)。高度图交点具有2个相应邻近数据点，即左数据点和右数据点。在一个实施例中，高度图交点可以具有4个邻近数据点，即左上，右上，左下和右下数据点。

在步骤910，处理从左邻近数据点提取标准化数据。可以在识别邻近数据点之前计算左邻近数据点的标准化数据。例如，当软件程序初始化时，软件程序可使用其邻近数据点产生每个高度图数据点的标准化数据，并且接着把标准化数据存储在每个数据点中。

处理在步骤915从左邻近数据点提取高度和颜色数据。高度数据可以是2个字节长，并且颜色数据可以是三个字节长，从而每个颜色字节对应于红颜色，绿颜色和蓝颜色。在步骤920，处理把左邻近数据点的标准化数据，高度数据和颜色数据存储在数据流800中。数据流800被明确设计成适用于处理器975的有限高速缓存容量，并且与图8所示相同。

在步骤940，处理从右邻近数据点提取标准化数据。并且，可以在识别邻近数据点之前计算右邻近数据点的标准化数据。处理在步骤950从右邻近数据点提取高度和颜色数据，并且在步骤960，处理把右邻近数据点的标准化数据，高度数据和颜色数据存储在数据流800中。

处理在步骤970把数据流800发送到处理器975。处理器975具有诸如图10和11示出的协处理复合体之一的有限高速缓存容量。处理器975使用包含在数据流800中的数据计算高度图交点图象值(参见图7以及相应文本以了解涉及高度图交点图象值生成的详情)。处理在步骤980从处理器975接收高度图交点图象值，并且把图象值存储在图象存储760中。图象存储760与图7示出的相同，并且可以存储在非易失存储区域，诸如计算机硬盘驱动器中。处理在995结束。

图10是示出包含多个异构处理器的处理器单元的结构的图例。异构处理器共享公共存储器和公共总线。处理器单元结构(PEA)1000通过输入输出1070发送和接收到/来自外部设备的信息，并且使用处理器单元总线1060把信息分布给控制平面1010和数据平面1040。控制平面1010管理PEA 1000并且分布工作到数据平面1040。

控制平面1010包含运行操作系统(OS)1025的处理单元1020。例如，处理单元1020可以是嵌入PEA 1000中的Power PC核心，并且OS1025可以是Linux操作系统。处理单元1020管理PEA 1000的公共存储器映射表。存储器映射表对应于包含在PEA 1000中的存储器位置，诸如L2存储器1030以及包含在数据平面1040中的非专有存储器(参见图11A，11B，以及相应文本以了解涉及存储器映射的详情)。

数据平面1040包含协处理复合体(SPC)1045，1050以及1055。每个SPC被用于处理数据信息，并且每个SPC可以具有不同指令集。例如，PEA 1000可以被用在无线通信系统中，并且每个SPC可以负责不同的处理任务，诸如调制，码片速率处理，编码以及网络接口。在另一个例子中，每个SPC可以具有相同指令集，并且可以并行使用以执行因并行处理而获益的操作。每个SPC包含协处理单元(SPU)，即处理核心，诸如数字信号处理器，微控制器，微处理器，或这些核心的组合。

SPC 1045，1050以及1055被连接到在控制平面1010，数据平面1040以及输入/输出1070之间传递信息的处理器单元总线1060。总线1060是片上一致性多处理器总线，其在I/O 1070，控制平面1010以及数据平面1040之间传递信息。输入/输出1070包含柔性输入输出逻辑，其根据连接到PEA 1000的外部设备动态分配接口管脚给输入输出控制器。例如，PEA 1000可以被连接到2个外部设备，诸如外设A和外设B，从而每个外设连接到PEA 1000上特定数量的输入和输出管脚。在这个例子中，柔性输入输出逻辑被配置成将连接到外设A的PEA 1000的外部输入和输出管脚接通到第一输入输出控制器(即IOC A)，并且将连接到外设B的PEA 1000的外部输入和输出管脚接通到第二输入输出控制器(即IOC B)。

图11A图解了第一信息处理系统，它是能够执行这里描述的计算操作的计算机系统的简化例子。图11A中的例子示出多个异构处理器，其使用公共存储器映射在异构处理器之间共享存储器。设备1100包含执行设备1100的操作系统的处理单元1130。处理单元1130类似于图10中示出的处理单元4320。处理单元1130使用系统存储器映射1120分配整个设备1100上的存储器空间。例如，当处理单元1130接收存储器请求时，处理单元1130使用系统存储器映射1120识别和分配存储器区域。处理单元1130访问L2存储器1125以检索应用程序和数据信息。L2存储器1125类似于图10中示出的L2存储器1030。

系统存储器映射1120把存储器映射区分成各个区域，即区域1135，1145，1150，1155和1160。区域1135是可以由单独输入输出设备控制的外部系统存储器的映射区域。区域1145是对应于诸如SPC1102的一或多个协处理复合体的非专有存储位置的映射区域。SPC1102类似于图10中示出的SPC，诸如SPC A 1045。SPC 1102包含本地存储器，诸如本地存储1110，从而本地存储器的各个部分可以被分配给整个系统存储器以供其它处理器访问。例如，1MB的本地存储1110可以被分配给非专有存储器，从而可被其它异构处理器访问。在这个例子中，本地存储别名(local storage aliases)1145管理位于本地存储1110中的1MB的非专有存储。

区域1150是用于转换后备缓冲区(TLB)和存储器流量控制(MFC)寄存器的映射区域。转换后备缓冲区包含最近引用的存储器页面的虚拟地址和真实地址之间的交叉索引。存储器流量控制提供处理器和总线之间的接口功能，诸如DMA控制与同步。

区域1155是操作系统的映射区域，并且是具有带宽和延迟保证的固定系统存储器。区域1160是设备1100外部的、由系统和输入输出结构定义的输入输出设备的映射区域。

协处理复合体(SPC)1102包含协处理单元(SPU)1105，本地存储1110，以及存储器管理单元(MMU)1115。处理单元1130管理SPU 1105并且响应处理单元1130的控制而处理数据。例如，SPU 1105可以是数字信号处理核心，微处理器核心，微控制器核心等，或是这些核心的组合。本地存储1110是SPU 1105为专有存储区和非专有存储区设置的存储区。例如，如果SPU 1105需要大量的本地存储器，则SPU 1105可以将100％的本地存储1110分配给专有存储器。在另一例子中，如果SPU 1105需要最小量的本地存储器，则SPU 1105可以将10％的本地存储1110分配给专有存储器，并且把本地存储器1110的剩余90％分配给非专有存储器(参见图11B以及相应文本以了解涉及本地存储结构的详情)。

分配给非专有存储器的本地存储1110的各个部分由区域1145中的系统存储器映射1120管理。这些非专有存储器区域可以由其它SPU，或由处理单元1130访问。MMU 1115包含直接存储器访问(DMA)功能，并且把信息从本地存储1110传递到设备1100内的其它存储器位置。

附图11B是示出被分成专有存储器和非专有存储器的本地存储区的图例。在系统启动期间，协处理单元(SPU)1160把本地存储1170分区成专有存储1175和非专有存储1180的2个区域。SPU 1160类似于SPU1105，并且本地存储1170类似于图11A示出的本地存储1110。专有存储1175可由SPU 1160访问，而非专有存储1180可由SPU 1160以及特定设备内的其它处理单元访问。SPU 1160使用专有存储1175快速访问数据。例如，SPU 1160可以负责需要SPU 1160快速访问存储在存储器中的大量数据的复杂计算。在这个例子中，SPU 1160可以将100％的本地存储1170分配给专有存储1175，以便保证SPU 1160具有足够的本地存储器可访问。在另一例子中，SPU 1160可以不需要大量本地存储器，因此可以将本地存储1170的10％分配给专有存储1175，并且把本地存储1170的剩余90％分配给非专有存储1180。

诸如本地存储别名1190的系统存储器映射区管理分配给非专有存储的本地存储1170的各个部分。本地存储别名1190类似于图11A示出的本地存储别名1145。本地存储别名1190管理每个SPU的非专有存储，并且允许其它SPU访问非专有存储以及设备的控制处理单元。

图12图解了第二信息处理系统1201，它是能够执行这里描述的计算操作的计算机系统的简化例子。计算机系统1201包含被连接到主机总线1202的处理器1200。2级(L2)高速缓冲存储器1204也被连接到主机总线1202。主机-PCI桥1206被连接到主存储器1208，包含高速缓冲存储器和主存储器控制功能，并且提供总线控制以处理PCI总线1210，处理器1200，L2高速缓存1204，主存储器1208和主机总线1202间的传送。

主存储器1208被连接到主机-PCI桥1206和主机总线1202。由主处理器1200单独使用的设备，诸如LAN卡1230，被连接到PCI总线1210。服务处理器接口和ISA访问通路1212提供PCI总线1210和PCI总线1214之间的接口。通过这种方式，PCI总线1214与PCI总线1210隔离。诸如快擦写存储器1218的设备被连接到PCI总线1214。在一个实现中，快擦写存储器1218包含引入各种低级系统功能和系统启动功能的必要处理器可执行代码的BIOS代码。

PCI总线1214提供由主处理器1200和服务处理器共享的各种设备，包含例如快擦写存储器1218的接口。PCI-ISA桥1235提供总线控制以处理PCI总线1214和ISA总线1240，通用串行总线(USB)功能1245，电源管理功能1255之间的传输，并且可以包含其它未示出的功能部件，诸如实时时钟(RTC)，DMA控制，中断支持，以及系统管理总线支持。非易失RAM 1220被附连到ISA总线1240。服务处理器1216包含JTAG和I2C总线1222，用于在初始化步骤期间与处理器1200通信。JTAG/I2C总线1222也被连接到L2高速缓存1204，主机-PCI桥1206，和提供处理器，服务处理器，L2高速缓存，主机-PCI桥以及主存储器之间的通信路径的主存储器1208。服务处理器1216也访问系统电源以关闭信息处理设备1201。

外部设备和输入/输出(I/O)设备可以被连接到各种接口(例如，并行接口1262，串行接口1264，键盘接口1268，以及被连接到ISA总线1240的鼠标接口1270)。可选地，许多I/O设备可以由连接到ISA总线1240的超级I/O控制器(未示出)接纳。

为了把计算机系统1201连接到另一计算机系统以通过网络复制文件，LAN卡1230被连接到PCI总线1210。类似地，为使用电话线连接把计算机系统1201连接到ISP以连接到因特网，调制解调器1275被连接到串行端口1264和PCI-ISA桥1235。

虽然图12描述的计算机系统能够执行这里描述的处理，然而此计算机系统只是计算机系统的一个例子。本领域的技术人员会理解，许多其它计算机系统设计能够执行这里描述的处理。

本发明的一个优选实现是应用程序，即例如可以驻留在计算机的随机访问存储器中的代码模块的一组指令(程序代码)。在计算机需要之前，该指令组可以被存储在另一个计算机存储器中，例如存储在硬盘驱动器中，或存储在例如光盘(最终在CD ROM中使用)或软盘(最终在软盘驱动器中使用)的可移动存储器中，或者经由因特网或其它计算机网络下载。于是，本发明可以被实现成用于计算机的计算机程序产品。另外，虽然描述的各种方法被方便地实现在通过软件有选择地启动或重新配置的通用计算机中，然而本领域的普通技术人员也会认识到，这种方法可以在硬件，固件或被构造成用于执行所需方法步骤的更加专用的设备中执行。

虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，然而本领域的技术人员显然明白，根据这里的教导，可以在不偏离本发明及其更宽的方面的情况下进行改变和修改，因此所附权利要求书将把所有这种在本发明的真实实质和范围内的改变和修改包括在其范围内。此外应当理解，本发明完全由所附权利要求来限定。本领域技术人员会理解，如果旨在所引入权利要求元素的具体数量，则这种意图会在权利要求中明确表述，并且在没有这种表述的情况下，则不存在这种限制。对于非限制性例子，为帮助理解，以下所附权利要求包含使用介绍性短语″至少一个″和″一或多个″来介绍权利要求元素。然而，这种短语的使用不应该被解释为意味着通过不定冠词″a″或″an″引入的权利要求元素，将包含这种引入的权利要求元素的任何特定权利要求限制于仅包含一个这种元素的发明，即使在相同权利要求包含引入性短语″一或多个″或″至少一个″和例如″a″或″an″的不定冠词时；相同道理也适用于在权利要求中使用定冠词。

Claims (20)

1.一种计算机实现的方法，包括：

使用第一处理器选择高度图交点；

识别邻近于高度图交点的第一数据点和第二数据点；

检索对应于第一数据点和第二数据点的标准化数据；

在数据流中包含标准化数据；以及

发送数据流给第二处理器，其中第二处理器适于使用标准化数据产生对应于高度图交点的一或多个图象值。

2.如权利要求1所述的方法，其中数据流包含高度和颜色数据。

3.如权利要求1所述的方法，其中在选择高度图交点之前计算标准化数据。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

识别存储器覆盖区起始点，该存储器覆盖区起始点对应于可观看范围的开始；

使用一或多个可见性设置选择存储器覆盖区结束点；以及

检索邻近于高度图垂直射线的多个邻近数据点，其中该高度图垂直射线与存储器覆盖区起始点和存储器覆盖区结束点相交，第一数据点和第二数据点被包含在所述多个邻近数据点中。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

识别对应于高度图垂直射线的小步长；以及

使用小步长计算第一加权系数和第二加权系数，第一加权系数对应于第一采样技术并且第二加权系数对应于第二采样技术，其中第二处理器适于在图象生成期间使用第一加权系数和第二加权系数。

6.如权利要求1所述的方法，其中第一处理器和第二处理器是异构。

7.如权利要求6所述的方法，其中异构处理器之一包含协处理单元。

8.一种程序产品，包括：

具有计算机程序代码的计算机可操作介质，该计算机程序代码用于：

使用第一处理器选择高度图交点；

识别邻近于高度图交点的第一数据点和第二数据点；

检索对应于第一数据点和第二数据点的标准化数据；

在数据流中包含标准化数据；以及

发送数据流给第二处理器，其中第二处理器适于使用标准化数据产生对应于高度图交点的一或多个图象值。

9.如权利要求8所述的程序产品，其中数据流包含高度和颜色数据。

10.如权利要求8所述的程序产品，其中在选择高度图交点之前计算标准化数据。

11.如权利要求8所述的程序产品，其中该计算机程序代码还用于：

识别存储器覆盖区起始点，该存储器覆盖区起始点对应于可观看范围的开始；

使用一或多个可见性设置选择存储器覆盖区结束点；以及

检索邻近于高度图垂直射线的多个邻近数据点，其中该高度图垂直射线与存储器覆盖区起始点和存储器覆盖区结束点相交，第一数据点和第二数据点被包含在所述多个邻近数据点中。

12.如权利要求8所述的程序产品，其中该计算机程序代码还用于：

识别对应于高度图垂直射线的小步长；以及

使用小步长计算第一加权系数和第二加权系数，第一加权系数对应于第一采样技术并且第二加权系数对应于第二采样技术，其中第二处理器适于在图象生成期间使用第一加权系数和第二加权系数。

13.如权利要求8所述的程序产品，其中第一处理器和第二处理器是异构。

14.如权利要求13所述的程序产品，其中异构处理器之一包含协处理单元。

15.一种信息处理系统，包括：

显示器；

一或多个处理器；

可由处理器访问的存储器；

可由处理器访问的一或多个非易失存储设备；以及

数据优化工具，用于数据流优化，该数据优化工具包括用于以下操作的软件代码：

使用第一处理器从非易失存储设备之一选择高度图交点；

识别邻近于高度图交点并且位于非易失存储设备之一中的第一数据点和第二数据点；

从非易失存储设备之一中检索对应于第一数据点和第二数据点的标准化数据；

在数据流中包含标准化数据；以及

发送数据流到第二处理器，其中第二处理器适于使用标准化数据产生对应于高度图交点的一或多个图象值。

16.如权利要求15所述的信息处理系统，其中数据流包含高度和颜色数据。

17.如权利要求15所述的信息处理系统，其中在选择高度图交点之前计算标准化数据。

18.如权利要求15所述的信息处理系统，其中该软件代码还用于：

识别存储器覆盖区起始点，该存储器覆盖区起始点对应于可观看范围的开始并且位于非易失存储设备之一中；

使用一或多个可见性设置选择位于非易失存储设备之一中的存储器覆盖区结束点；以及

从非易失存储设备之一中检索邻近于高度图垂直射线的多个邻近数据点，其中该高度图垂直射线与存储器覆盖区起始点和存储器覆盖区结束点相交，第一数据点和第二数据点被包含在所述多个邻近数据点中。

19.如权利要求15所述的信息处理系统，其中该软件代码还用于：

识别位于非易失存储设备之一中、对应于高度图垂直射线的小步长；以及

使用小步长计算第一加权系数和第二加权系数，第一加权系数对应于第一采样技术并且第二加权系数对应于第二采样技术，其中第二处理器适于在图象生成期间使用第一加权系数和第二加权系数。

20.如权利要求15所述的信息处理系统，其中第二处理器是协处理单元。

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