SE0801742A0 - Förfarande, apparat och datorprogramprodukt för förbättrad grafikprestanda - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 2 ningar och skrivbordsbildskärmsadaptrar. Dessutom finns det begränsningar för klockfrekvensema hos varje GPU.

Följaktligen finns det fortfarande problem med otillräcklig förmåga att förbättra prestandan i digitalt representerad grafik.

.Sammanfattning av uggfinningen Med anledning av det ovanstående är ett ändamål med uppfinningen att lösa eller åtminstone minska ett eller flera av problemen som diskuteras ovan.

Allmänt uppnås ovanstående ändamål medelst de bifogade oberoende patentkraven.

I enlighet med en första aspekt förverkligas föreliggande uppfinning genom ett förfarande för förbättring av prestandan avseende skapande av digitalt representerad grafik. Förfarandet innefattar stegen att: ta emot en första representation av en grupp av vertexpunkter, bestämma en andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter baserat på nämnda första representation, exekvera en första uppsättning av instruktioner på nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter för åstadkommande av en tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter, varvid nämnda första uppsättning av instruktioner är associerade med vertexpunkt- positionsbestämning, och låta nämnda tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter undergå en gallringsprocess. l datorgrafik innefattar en vertexpunkt data som är associerad med en punkt i rymden. En vertexpunkt kan exempelvis vara alla data som associeras med ett hörn hos en primitiv. Vertexpunkterna associeras inte bara med tre rymdkoordinater utan även med annan grafisk information som är nödvändig för rendering av objekt på ett korrekt sätt, såsom färger, reflektansegenska- per, texturer och ytnonnaler.

En sammanhängande uppsättning av vertexpunkter kan användas för att definiera en primitiv. En primitiv kan exempelvis vara en triangel, fyrsiding, polygon, eller annan geometrisk form, eller alternativt kan en primitiv exem- pelvis vara en yta eller en punkt i rymden. En primitiv som representeras som en triangel har exempelvis tre vertexpunkter och en fyrsiding har fyra vertex- punkter. ~ 10 15 20 25 30 3 Föreliggande uppfinning baseras på insikten om att det är möjligt att utföra gallring på grupper av vertexpunkter. Att utföra gallring på grupper av vertexpunkter är fördelaktigt eftersom grupper av vertexpunkter kan förkastas vilket resulterar i prestandavinster. Vidare vidarebefordras inte en majoritet av ytorna hos objekten som ska renderas som är osynliga l den fullt renderade bilden i processen, vilket även resulterar i prestandavinster. Med andra ord, att utföra gallring på grupper av vertexpunkter är fördelaktigt eftersom man undviker rendering av ytor som inte är synliga i föreliggande ram, vilket resulterar i prestandavinster.

Nämnda första uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning kan vara vertexpunktgallringsinstruktioner.

Vertexpunktgallringsinstruktionerna kan när de exekveras vara anordnade att beräkna positionsgränser och andra typer av gränser.

Steget att exekvera en första uppsättning av instruktioner kan innefatta att använda gränsaritmetik.

Att använda gränsaritmetik är fördelaktigt eftersom en konservativ inneslutning av nämnda andra representation av gruppen av vertexpunkter kan beräknas, det vill säga en inneslutning som garanterat innefattar nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter. Konservativa inneslutningar är fördelaktiga eftersom steget att bestämma utförs på en enklare men konservativ inneslutning vilket resulterar i prestandavinster.

Nämnda steg att bestämma en andra representation kan vidare innefatta att använda gränsaritmetik.

Att använda gränsaritmetik vid bestämning av nämnda andra representation är fördelaktigt eftersom nämnda andra representation kan bli enklare vilket gör nämnda exekvering av nämnda första uppsättning av instruktioner på nämnda andra uppsättning av instruktioner ännu mer effektiv vilket resulterar i prestandavinster.

Förfarandet kan innefatta att nämnda gränsaritmetik är minst en från gruppen av Taylor-aritmetik, intervallaritmetik och affin aritmetik.

Detta är fördelaktigt eftersom metoden är flexibel och stödjer olika typer av gränsaritmetik och är inte begränsad till en typ av gränsaritmetik. En fördel med intervallaritmetik är att den är enkel och därför snabb. En fördel r~1.;};:»lštï>s flët-.ëxï översíatl 10 15 20 25 30 4 med Taylor-aritmetik är att polynomberäkningar kan representeras på ett exakt sätt medelst Taylor-modeller (förutsatt att de är av tillräckligt stor storleksordning) vilket leder till väldigt tättslutande gränser. Affin aritmetik är fördelaktig eftersom den är snabbare jämfört med Taylor-aritmetik och åstadkommer bättre gränser jämfört med intervallaritmetik.

Nämnda grupp av vertexpunkter kan innefatta vertexpunkter från minst två primitiver.

Detta är fördelaktigt eftersom mer än en primitiv åt gången kan behandlas vilket resulterar i prestandavinster.

Förfarandet kan innefatta att nämnda grupp av vertexpunkter innefattar vertexpunkter som är associerade med samma uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning_ Detta är fördelaktigt eftersom det underlättar behandlingen av nämnda grupp av vertexpunkter. Att vertexpunktema är associerade med samma uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositions- bestämning innebär att samma första uppsättning av instruktioner kan användas på nämnda andra representation som bestäms från alla vertex- punkterna i nämnda grupp av vertexpunkter, snarare än att använda flera första uppsättningar av instruktioner.

Förfarandet kan vidare innefatta steget att härleda nämnda första uppsättning av instruktioner från en andra uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning_ Detta är fördelaktigt eftersom nämnda första uppsättning av instruktioner kan härledas automatiskt från ett vertexshaderprogram utan att användaren behöver tillhandahålla instruktionerna. Att användaren inte behöver tillhandahålla instruktionerna gör metoden ännu mer flexibel och enkel att använda. Ett vertexshaderprogram innefattar en uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning och andra per-vertexberäkningar, såsom vertexljus.

Nämnda andra uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning kan vara vertexshaderprograminstruktioner.

En vertexshaderenhet enligt känd teknik innefattar vertexshaderprogram- instruktioner. 10 15 20 25 30 5 Förfarandet kan vidare innefatta stegen att härleda en tredje uppsättning av instruktioner från nämnda andra uppsättning av instruktioner, och exekvera nämnda tredje uppsättning av instruktioner för åstadkommande av en normalgräns.

Detta är fördelaktigt eftersom nämnda tredje uppsättning av instruk- tioner kan härledas automatiskt från vertexshaderprogrammet utan att en användare behöver tillhandahålla instruktionerna och vidare kan normal- gränsen beräknas automatiskt. Normalgränsen är fördelaktig eftersom backface-gallring kan utföras vilket resulterar i prestandavinster.

Nämnda tredje uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning kan vara vertexnonnalgallringsinstruktioner.

Vertexnormalgallringsinstruktionerna kan, när de exekveras, vara anordnade att beräkna normalgränser.

Nämnda steg att ta emot en första representation kan vidare innefatta att om antalet vertexpunkter i nämnda grupp av vertexpunkter överskrider ett tröskelvärde, dela upp nämnda grupp av vertexpunkter i minst två undergrup- per, varvid nämnda minst två undergrupper innefattar vertexpunkter som är associerade med samma uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning.

Steget att dela upp i undergrupper är fördelaktigt eftersom grupper av lämplig storlek hanteras. Ju mindre undergrupperna är desto större är möjligheten att gallringsprocessen resulterar i utförande av gallring på nämnda minst en grupp av vertexpunkter. Vidare innebär vanligtvis mindre grupper (undergrupperna) mer tättslutande gränser som omsluter grupperna.

Mer tättslutande gränser gör beräkningarna effektivare vilket resulterar i prestandavinster. Att undergrupperna innefattar vertexpunkter som är associerade med samma uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning är fördelaktigt eftersom samma första uppsättning av instruktioner kan användas på nämnda andra representation som bestäms från alla vertexpunkter i gruppen av vertexpunkter. Detta innebär att en ny uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning inte behöver tillhandahållas för varje 10 15 20 25 30 6 vertexpunkt i gruppen av vertexpunkter som används för bestämning av nämnda andra representation.

Nämnda steg att bestämma en andra representation kan vidare innefatta att beräkna nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter, och lagra nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter i ett minne.

Detta är fördelaktigt eftersom nämnda beräkning av nämnda andra representation inte behöver utföras varje gång. Istället kan nämnda andra representation hämtas från ett minne vilket resulterar i prestandavinster.

Nämnda steg att bestämma en andra representation kan vidare innefatta steget att hämta nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter från ett minne.

Detta är fördelaktigt eftersom nämnda andra representation kan hämtas från minnet och behöver inte beräknas igen vilket resulterar i prestandavinster.

Förfarandet kan vidare innefatta stegen att välja minst en vertexpunkt från nämnda grupp av vertexpunkter, exekvera en uppsättning av instruk- tioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning på en första representation av nämnda minst en vertexpunkt för åstadkommande av en andra representation av nämnda minst en vertexpunkt, och låta nämnda andra representation av nämnda minst en vertexpunkt undergå en gallrings- process, varvid ett utfall hos nämnda gallringsprocess innefattar en av ett beslut att gallra ut nämnda minst en vertexpunkt, och ett beslut att inte gallra ut nämnda minst en vertexpunkt, och om utfallet av nämnda gallringsprocess innefattar ett beslut att gallra ut nämnda minst en vertexpunkt, utför nämnda steg att ta emot en första representation av en grupp av vertexpunkter, bestämma en andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter, exekvera en första uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning på nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter för åstadkommande av en tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter, och låta nämnda tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter undergå en gallringsprocess. 10 15 20 25 30 7 Detta är fördelaktigt eftersom det resulterar i prestandavinster. Om exempelvis utfallet hos nämnda gallringsprocess innefattar ett beslut att inte gallra ut nämnda minst en vertexpunkt ger det ett förfarande som är mindre kapacitetskrävande jämfört med förfarandet enligt den första aspekten.

Förfarandet kan vidare innefatta stegen att bestämma en inneslutande volym som omsluter nämnda tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter och låta nämnda inneslutande volym undergå en gallrings- process.

Detta är fördelaktigt eftersom gallringsprocessen kan vara enklare och snabbare att utföra på en inneslutande volym än på nämnda tredje representation och eftersom den inneslutande volymen bestäms automatiskt.

Nämnda steg att låta nämnda inneslutande volym undergå en gall- ringsprocess kan vidare innefatta minst ett av stegen att låta nämnda inneslutande volym undergå synfältsgallring, låta nämnda inneslutande volym undergå backface-gallring och låta nämnda inneslutande volym undergå occlusion-gallring. Detta är fördelaktigt eftersom majoriteten av ytorna hos objekten som ska renderas som är osynliga i den fullt renderade bilden inte vidarebefordras i processen och rendering av ytor som inte är synliga i den föreliggande ramen undviks, vilket resulterar i prestandavinster. En ytterligare fördel är att många olika gallringstekniker är tillämpliga.

Synfältsgallring är en gallringsteknik som baseras på det faktum att endast objekt som kommer att vara synliga, det vill säga som är belägna inuti synfältet, ska ritas.

Backface-gallring förkastar objekt som är vända bort från betraktaren, det vill säga all objektets nonnalvektorer år riktade bort från betraktaren.

Dessa objekt kommer inte att vara synliga och det finns således inget behov att rita dem.

Occlusion-gallring innebär att objekt som är blockerade förkastas.

Nämnda tredje representation kan vara minst en från gruppen positionsgräns och normalgräns.

Positionsgränsen och normalgränsen kan användas för bestämning av exempelvis positionen eller gränsen för gruppen av vertexpunkter. En fördel är att positionsgränsen och normalgränsen kan båda bestämmas automatiskt. 10 15 20 25 30 8 Positions- och normalgränsen kan användas för utförande av backface- gallring. Detta är fördelaktigt eftersom majoriteten av ytorna hos objekten som ska renderas som är osynliga i den fullt renderade bilden inte vidarebefordras i processen och rendering av ytor som inte är synliga i den föreliggande ramen undviks, vilket resulterari prestandavinster. En annan fördel är att det är möjligt att beräkna minst en av positions- och normalgränsen vilket kan resultera i prestandavinster.

Nämnda steg att låta nämnda tredje representation undergå nämnda gallringsprocess kan vidare innefatta att utföra minst ett av stegen att låta nämnda positionsgräns undergå synfältsgallring, låta nämnda positionsgräns eller nämnda normalgräns undergå backface-gallring och låta nämnda positionsgräns undergå occlusion-gallring.

En fördel med detta är att många olika gallringstekniker är tillämpliga.

En annan fördel är att det är möjligt att utföra minst en av olika typer av gallring vilket vilket kan resultera i prestandavinster.

Enligt en andra aspekt förverkligas föreliggande uppfinning medelst en apparat som är anordnad att skapa digitalt representerad grafik. Apparaten innefattar kretssystem för förbättring av prestandan avseende skapande av digitalt representerad grafik, varvid nämnda kretssystem är anordnat att: ta emot en första representation av en grupp av vertexpunkter, bestämma en andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter, exekvera en första uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositions- bestämning på nämnda andra representation av nämnda grupp av vertex- punkter för åstadkommande av en tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter, och låta nämnda tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter undergå en gallringsprocess.

Det bör noteras att nämnda andra aspekt av uppfinningen kan utformas med varje kombination av särdrag som motsvarar något av särdragen hos den första aspekten av uppfinningen.

Fördelarna med den första aspekten är lika tillämpliga på den andra aspekten.

Enligt en tredje aspekt förverkligas föreliggande uppfinning medelst en datorprogramprodukt, innefattande datorprogramkod vilken lagras på ett 'dl 'tëslrilrrsfgsöliktir:Siw r 'ï5š-Eï2ï 013755" " *ipfi f~.;-2l~ï>r.:e:

Claims (18)

10 15 20 25 30 27 .PATENTKRAV

1. Förfarande för förbättring av prestandan avseende skapande av digitalt representerad grafik, varvid förfarandet innefattar stegen att ta emot en första representation av en grupp av vertexpunkter, bestämma en andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter baserat på nämnda första representation, i exekvera en första uppsättning av instruktioner på nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter för åstadkommande av en tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter, varvid nämnda första uppsättning av instruktioner är associerade med vertexpunktpositions- bestämning, och läta nämnda tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter undergå en gallringsprocess.

2. Förfarande enligt krav 1, varvid steget att exekvera en första uppsättning av instruktioner innefattar att använda gränsaritmetik.

3. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda steg att bestämma en andra representation vidare innefattar att använda gränsarit- metik.

4. Förfarande enligt krav 2 eller 3, varvid nämnda gränsaritmetik är minst en från gruppen av Taylor-aritmetik, intervallaritmetik och affin aritmetik.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda grupp av vertexpunkter innefattar vertexpunkter från minst två primitiver.

6. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda grupp av vertexpunkter innefattar vertexpunkter som är associerade med samma uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositions- bestämning. 10 15 20 25 30 28

7. Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande steget att härleda nämnda första uppsättning av instruktioner från en andra uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositions~ bestämning.

8. Förfarande enligt krav 7, vidare innefattande stegen att: härleda en tredje uppsättning av instruktioner från nämnda andra uppsättning av instruktioner, och exekvera nämnda tredje uppsättning av instruktioner för åstadkommande av en normalgräns.

9. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda steg att ta emot en första representation vidare innefattar stegen att om antalet vertexpunkter i nämnda grupp av vertexpunkter överskrider ett tröskelvärde, dela upp nämnda grupp av vertexpunkter i minst två undergrupper, varvid nämnda minst två undergrupper innefattar vertexpunkter som är associerade med samma uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning_

10. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda steg att bestämma en andra representation vidare innefattar stegen att: beräkna nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter, och lagra nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter i ett minne.

11. Förfarande enligt något av kraven 1-9, varvid nämnda steg att bestämma en andra representation vidare innefattar steget att: hämta nämnda andra representation av nämnda grupp av vertex- punkter från ett minne. 10 15 20 25 30 29

12. Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande stegen att välja minst en vertexpunkt från nämnda grupp av vertexpunkter, exelwera en uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning på en första representation av nämnda minst en vertexpunkt för åstadkommande av en andra representation av nämnda minst en vertexpunkt, och låta nämnda andra representation av nämnda minst en vertexpunkt undergå en gallringsprocess, varvid ett utfall hos nämnda gallringsprocess innefattar en av ett beslut att gallra ut nämnda minst en vertexpunkt, och ett beslut att inte gallra ut nämnda minst en vertexpunkt, och om utfallet av nämnda gallringsprocess innefattar ett beslut att gallra ut nämnda minst en vertexpunkt, utför nämnda steg att ta emot en första representation av en grupp av vertexpunkter, bestämma en andra representation av nämnda grupp av vertex- punkter, exekvera en första uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning på nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter för åstadkommande av en tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter, och låta nämnda tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter undergå en gallringsprocess.

13. Förfarande enligt något av föregående krav, vidare innefattande stegen att bestämma en inneslutande volym som omsluter nämnda tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter och låta nämnda inneslutande volym undergå en gallringsprocess.

14. Förfarande enligt krav 13, varvid nämnda steg att låta nämnda inneslutande volym undergå en gallringsprocess vidare innefattar minst ett av stegen att 10 15 20 25 30 30 låta nämnda inneslutande volym undergå synfältsgallring, låta nämnda inneslutande volym undergå backface-gallring och låta nämnda inneslutande volym undergå occlusion-gallring.

15. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid nämnda tredje representation är minst en från gruppen positionsgräns och normalgräns.

16. Förfarande enligt krav 15, varvid nämnda steg att låta nämnda tredje representation undergå nämnda gallringsprocess vidare innefattar att utföra minst ett av stegen att låta nämnda positionsgräns undergå synfältsgallring, låta nämnda positionsgräns eller nämnda normalgräns undergå backface-gallring och låta nämnda positionsgräns undergå occlusion-gallring.

17. Apparat anordnad att skapa digitalt representerad grafik innefattande kretssystem för förbättring av prestandan avseende skapande av digitalt representerad grafik, varvid nämnda kretssystem är anordnat att: ta emot en första representation av en grupp av vertexpunkter, bestämma en andra representation av nämnda grupp av vertex- punkter, exekvera en första uppsättning av instruktioner som är associerade med vertexpunktpositionsbestämning på nämnda andra representation av nämnda grupp av vertexpunkter för åstadkommande av en tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter, och låta nämnda tredje representation av nämnda grupp av vertexpunkter undergå en gallringsprocess.

18. Datorprogramprodukt, innefattande datorprogramkod vilken lagras på ett datorläsbart lagringsmedium och vilken, när denna exekveras på en processor, utför förfarandet enligt något av kraven 1-16. '>;t~_r llfzlls-zl mferïwzïi