TWI284290B

TWI284290B - Pixel center position displacement

Info

Publication number: TWI284290B
Application number: TW094135005A
Authority: TW
Inventors: Rui M Bastos; Michael J M Toksvig; Karim M Abdalla
Original assignee: Nvidia Corp
Priority date: 2004-10-07
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2007-07-21
Also published as: KR100913459B1; US20060077209A1; WO2006041953A3; US7576751B2; US7425966B2; US20070008336A1; TW200622936A; KR20070061916A; WO2006041953A2

Description

1284290 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明之一或多態樣係通常關於電腦圖形，且尤相關於在一電腦圖形處理管線中調整像素中心位置。【先前技術】藉由已發展之使用運用子像素樣本之多樣本技術減少混淆的系統及方法例證習知圖形處理器。但是，通常使用一像素中心位置以計算如色彩、深度及材質映圖座標 (texture map coordinates)之片段（fragment)參數。第 1 圖闡述一如該先前技術中已知覆蓋一像素（pixel)1〇〇之一部分的圖元（primitive)102。圖元102之一片段未覆蓋一像素中心位置101，其中該片段為覆蓋像素100之圖元1〇2之該部分。一子像素樣本位置1 03在該片段中。當一片段覆蓋一或多個子像素樣本但該片段未覆蓋該像素中心位置時，該等計算出之片段參數可能不準確，其導致在一包括該片段之影像中的可視人為因素。特別是，當使用在該圖元外之一像素中心位置以計算用於一像素之色彩時’可沿著一圖元邊界可引入一色彩中斷（c〇1〇r discontinuity)。例如，當取樣一不正確之光映圖時該像素可能變亮或變暗。因此當一片段覆蓋一或多個子像素樣本時，對於位移一像素之一像素中心位置，存在一種使該像素位在該片段之一需要。【發明内容】 5

1284290 本發明包括用來判定一接近該片段覆蓋之一或多個像素位置之質心（c e n t r 〇 i d)的被位移之片段中心的新系及方法。因為材質樣本位於該片段内，所以使用該被位之片段中心計算材質映圖座標導致較高之圖像質量。同地，因為在該片段内計算該等色彩，所以使用該被位移片段中心對該片段計算色彩成分可達成較高之圖像品質本發明之一方法之多種具體實施例包括一判定一在片段内之質心子像素樣本位置的方法，該方法包括.為一表在一片段内之一或多個子像素樣本位置之像素接收覆資料、自一使用該覆蓋資料及一多樣本模式之表格讀取心資訊且基於該質心資訊之上判定該質心子像素樣本置。本發明之多種具體實施例包括一判定一被位移之像中心的方法，該方法包括判定一第一重心權重是否為負判定一第二重心權重是否為負、當該第一重心權重或該二重心權重為負時調整該第一重心權重以產生一被調整第一重心權重、當該第一重心權重或該第二重心權重為時調整該第二重心權重以產生一被調整之第二重心權重當該第一重心權重或該第二重心權重為負時調整該第三心權重以產生一被調整之第三重心權重且組合該被調整第三重心權重、該被調整之第二重心權重及該被調整之一重心權重以產生該被位移之像素中心。本發明之多種具體實施例包括一質心計算單元，該元包括一儲存元件、一質心控制單元及一參數計算單元子統移樣之代蓋質位素、第之負重之第單 6

1284290 配置該儲存元件以儲存質心資訊。配置該質心控制單元以讀取基於與一片段關聯之一多樣本模式及覆蓋資料上之該質心資訊。耦合該參數計算單元與該質心計算單元且配置該參數計算單元以計算一基於該質心資訊上之片段參數。本發明之多種具體實施例包括一計算系統。該計算系統包括一主處理器、一主記憶體、一系統介面及一圖形處理器。該主記憶體儲存用於該主處理器之程式。配置該系統介面以與該主處理器及該圖形處理器接觸。該圖形處理器包括一質心計算單元。【實施方式】在以下描述中，陳述衆多特殊細節以提供本發明之一更徹底之理解。但是，應明白熟知該項技藝者可略過一或多個該等特定細節來實施本發明。其它示例未描述已知之特性以避免模糊本發明。第2圖為一通常被指派200且包括一主機210及一圖形子系統 2 0 7之計算系統的一範例具體實施例之一方塊圖。計算系統2 00可為一桌上型電腦、伺服器、膝上型電腦、掌上電腦（PDA )、平板電腦、遊戲控制臺、如一個人數位助理（PDA )或蜂巢式電話之可攜式無線終端、電腦式模擬器或其類似者。主機210包括主處理器2 14，該主處理器2 1 4可包括一直接接觸主記憶體2 1 2之系統記憶體控制器或其可與主記憶體2 1 2通過一系統介面2 1 5通信。系統介面215可為一 I/O (輸入/輸出）介面或為一包括直

1284290 接接觸主記憶體2 1 2之該系統記憶體控制器的該技術中已知之系統介面2 1 5之一實例包括英經由系統介面215及一介面217主機210 統2 07通信。圖形子系統207包括一本地記憶可程式化圖形處理器2 0 5。可程式化圖形處理記憶體以儲存圖形資料及程式指令，其中圖形可程式化圖形處理器205中之計算單元的輸入何資料。圖形記憶體為用來儲存被可程式化 2 05執行之圖形資料或程式指令的任何記憶體體能包括直接與可程式化圖形處理器205耦合 2 1 2、本地記憶體2 4 0的部分、與可程式化圖形中之該計算單元耦合之儲存資源及其類似者。包括暫存器檔案、快取記憶體、FIFOs (先進體及其類似者。除了介面217，可程式化圖形處理器205 處理管線203、一記憶體控制器220及一輸出击能將在介面2 1 7接收之資料及程式指令傳至圖 2 03中之一幾何處理器230或將其通過記憶體寫入本地記憶體2 4 0。除了與本地記憶體2 4 0 通信，記憶體控制器220亦通過圖形處理管線取及寫入介面及輸出控制器280中之一讀取介理管線203及輸出控制器280通信。在圖形處理管線2 0 5中，幾何處理器2 3 0 化圖形片段處理管線、片段處理管線260執行橋接裝置。特爾〜北橋。與圖形子系體240及一器205使用資料為來自或輸出之任圖形處理器。圖形記憶之主記憶體 •處理器205 儲存資源能先出）記憶包括一圖形 £制器2 8 0。形處理管線控制器220 及介面217 2 0 3中之讀面與圖形處及一可程式多種計算功詢、標量及向量加算、棋盤型佈置、农置幾何處理器23〇

1284290 能。某些該等功能為表格查座標系統映圖、向量法線計插補及其類似者。視情況配管線260使得在通過圖形處理管線2〇3之多傳 ?片段處理管線260之多内部傳遞中執行資料藉由光树操作單元265通過可程式化圖形處圖形處理管線203或片段處理管線26〇之每一擇處理一起結束。頂點（VerteX)程式係經主處理器214編譯理器230及光柵器250中執行之頂點程式指令段程式為主處理器2 1 4編譯以在片段處理管線之片段程式指令之次序。幾何處理器23〇自介憶體控制器220接收一程式指令（頂點程式指式指令）流及資料且執行使用該資料之向量浮匕處理操作。該等程式指令在幾何處理器2 3 〇、及片段處理管線260中配置子單元。在圖形記，丨主記憶體212之部分、本地記憶體24〇或可程理器205中之儲存資源中儲存該等程式指令及用主δ己憶體2 1 2之一部分儲存程式指令及資料主記憶體212之該部分，使得能藉由可程式化 2 0 5增加存取性能。或者，對使用程式指令之 23〇、光栅器25〇及片段處理管線26〇中之暫存資訊，用該資料或其類似者編碼。自幾何處理器230向一光柵器25〇傳遞、乘、除、生物計算、及片段處理遞中或在通處理操作。理器205 、傳遞與可選以在幾何處之次序。片 260中執行面2 1 7或記令及片段程點操作或其光栅器250 t、體，例如，式化圖形處資料。當使時能反快取圖形處理器幾何處理器器寫入配置幾何處理器 9 1284290

且使用該被 230處理之資料及程式指令。光柵器25〇為一處理圖形圖元且產生如像素資料或片段資料之包括覆蓋資料的子圖元資料之取樣單元。覆蓋資料指示一像素及一圖元之相交部分形成之一片段「覆蓋」該像素中之哪個子像素樣本位置。圖形圖元包括如點、線、三角形、四邊形、網形、表面及其類似者之幾何形。光栅器250將圖形圖元轉換成子圖元資料’其在幾何處理器230處理之該資料上執行掃描轉換。光柵器25〇使用一組固定或程式化之子像素樣本位置，藉由一多樣本模式指定該組。光栅器250對片段處理管線260輸出片段資料及片段程式指令。藉由指定計算及計算精度該等片段程式配置該片段處理管線260以處理片段資料。藉由片段指令視情況地配置片段遮影器25 5使得在片段遮影器255内之多個内部傳遞中執行片段資料處理操作。在本發明之該等具體實施例中’片段遮影器2 5 5使用該覆蓋資料及多樣本模式位移一不位於一片段中之像素中心位置，如本文另外所描述，其產生一被位移之像素中心。片段遮影器255為使用該被位移之像素中心之一或多個子像素樣本位置計算及處理子像素色彩值。在本發明之其它具體實施例中，調整重心權重以位移該像素中心位置，如本文另外所描述調整之重心權重為在該片段内之一或多個子像素樣本位置計算片段參數。片段遮影器255計算片段參數，例如，色彩資料、深度資料、材質映圖座標及其類似者。進一步處理該等片段參數以產生被處理之片段資料，例如，色彩及 10 !28429〇深度。當使用該被位移之像素中心計算該等片段參數時，在該片段内之一位置計算每一片段參數且減少可視人為因素 (例如，沿著一圖元邊緣的色彩中斷）的發生。片段遮影器 2 5 5輸出被處理之片段資料及自片段程式指令至光栅操作單元265產生之編碼詞。當被配置以執行多樣本時，光拇操作單元265為每一使用自片段遮影器255接收片段深度資料之子像素樣本位置及該多樣本模式指定之子像素樣本位置s十算子像素深度值。在另一具體實施例中，在片段遮影器255中計算子像素深度值。在一具體實施例中光栅操作單元265複製如色彩值言片段資料，為每-子像素樣本位置自片段遮影器255接；該片段資料。在另一具體實施例中，光柵操作單元2 片段遮影器2 55為每一子傻夸婵士 & l 7 ^子像素樣本接收子像素資料。處g 子像素色彩值可減少一像素内 Μ M ^ 子像素樣本位置之間之色心差異導致之色彩空間混淆， ’ 進一步改善影像品質。光柵操作單元265包括5 4 & 平）I括至记憶體控制器22〇之一續跑介面及一寫入介面，通過該笤八二，靖取 M ^ 面光柵操作單元265存取儲存在本地記憶體24〇或主你0 一、體212申之資料。光柵拇作早το 265視情況地執行近刼趟缸m η丨/ 千面可調及光柵操作，如壤、，、氏印刷（stencil)、ζ測試、混. 此成及其類似者，苴在本地記憶體24〇或主記 4存 •…" 體212内之與該被處理之片，資料闕聯之一像素位置（χ，之片奴子俊音Κ兇次上丨如扣疋之影像位置）處的子像素片ί又負料及像素資料。在與该輸出資料相關聯之該 11 1284290 像素位置處將來自光柵操作單元265 心铷出貪枓寫回本地記憶體240或主記憶體2 1 2且在圖形記愔栌由 # 口 7。己憶體中記錄該等結果，例如，影像資料。當完成處理時，提供使用輸出控制器28〇之圖形子系統207之輸出285。或者，主處理器 ” 1 4逋過圮憶體控制器220、介面217及系統介面215讀取料在本地記憶體 240中之該影像。藉由操作碼視情況地配置輸出控制器以對一顯示裝置、網路、電子控制系統、如另一計算系統 200之其它計算系統、如另—圖形子系統2。7之其它圖形子系統或其類似者傳遞資料。另外，藉由操作碼視情況地配置輸出控制器280以下濾該影像資料，例如，多樣本之色彩資料，其在每一像素中組合該等子像素樣本以產生用於顯示之被過濾之像素。在另一具體實施例中，藉由取現幾何資料且在該幾何上映射多樣本色彩資料作為一材質映圖來下濾（d〇Wnfiiter)該多樣本色彩資料。在另一具體實施例中，使用材質映圖過濾（例如，三線性（triUnear)、各向異性（anisotropic)及其類私者）在片段遮影器255内完成下滤。第3 A圖根據本發明之一或多態樣闡述位移一像素中心位置3 0 1至一片段之一邊緣。使用重心權重及圖元3 〇 2 之頂點302、一頂點310、一頂點311及一頂點312可界定一圖元3 02中之任何位置（包括沿著一邊緣之位置）：位置=w〇(頂點 3 1 0 ) + Wi(頂點 3 1 1 ) + w2(頂點 3 ! 2)。對於圖元3 0 2中之任何位置，每一重心權重w 〇、w 12

1284290 及w2大於或等於0且小於或等於1，且該等重心權重之和為 1。每一位置與一唯一一組重心權重關聯。對於一在圖元 3 02外之位置，如在一像素 300中之一像素中心位置 301，至少一重心權重為負。藉由對每一正重心權重再分配每一負重心權重使像素中心位置3 0 1位移至一被位移之像素中心3 1 3使得所有該等重心權重為正，如第3 C圖一起所進一步描述。例如，.當將負重心權重W 1再分配給W 〇及 W2時，像素中心位置3 0 1平行一線3 1 5移向被位移之像素中心3 1 3。第3Β圖為根據本發明之一或多個態樣至片段遮影器 25 5内之一片段參數計算單元3 50之一範例具體實施例的一方塊圖。片段參數計算單元350自光栅器250接收片段程式指令及與一像素關聯之片段資料，其包括覆蓋資料及重心權重。一重心權重調整單元360判定該像素之一像素中心位置是否在該片段内且根據該覆蓋資料產生被調整之重心權重。當該像素中心位置不在該片段内時，判定一被位移之像素中心，如與第3 C圖一起所描述。否則，該等被調整之重心權重等於自光柵器 2 5 0接收之該等重心權重 ° 一子像素計算單元370自重心權重調整單元360接收被調整之重心權重且自一重心控制單元3 65接收子像素樣本位置。藉由一多樣本模式指定該等子像素樣本位置且該等子像素樣本位置可為可程式化或靜態。子像素計算單元 3 70使用該被調整之重心權重及子像素樣本位置為每一子 13

1284290 像素樣本位置計算一或多個片段參數。在一可替代具施例中，僅為該被位移之像素中心計算一或多個片段且為每一子像素樣本位置在光柵器操作單元2 6 5中複等參數。根據本發明之一或多態樣，第3 C圖闡述一位移像素中心位置 3 0 1之像素中心位置的方法之一具體例。在步驟3 2 0中重心權重調整單元3 6 0判定用於一中心位置之至少一重心權重是否為負，且，如不為負在步驟324中重心權重調整單元360為每一該等被調重心權重設置其之分別自光栅器250接收之重心權重果，在步驟320中重心權重調整單元360判定用於一中心位置之至少一重心權重為負，則在步驟3 2 5中重重調整單元3 6 0判定是否兩個重心權重為負且如為此在步驟330中重心權重調整單元360調整每一該等負權重到0，且將該非負重心權重調整到1。如果在步驟3 2 5中重心權重調整單元3 6 0判定兩心權重非負，意即，僅有一重心權重為負且兩個重心非負，則在步驟327中重心權重調整單元360將該負權重分成兩半以產生一半重分配。在步驟328中重心調整單元3 60判定該半重分配之絕對值是否大於任一重心權重且如是，則在步驟3 3 4中重心權重調整單元將該負重心權重及該較小之非負重心權重調整到〇，該較大之非負重心權重調整到1。如在步驟3 2 8中，重心權重調整單元3 6 0判定該體實參數製該一如實施像素，則整之〇如像素心權，則重心個重權重重心權重非負 360 且將半重 14 1284290 中，之：對值不大於任-非負重心權重，則在步驟322 重〜權重調整單元36〇調整該負重心權重至"。重心單元36。將該半重分配及每一非負重心權重相加剩餘之被調整之重心權重。在步驟33 0、332、334 及3 2 4之後，重心權奮一凋整早tl 360對子像素計算單元37〇 :配晉2調整之重心權重。熟知該項技藝者將理解任何 =執行，3C圖之該等方法步驟或其等價物之系統將在本發明之範圍内。像:A圖根據本發明之一或多個態樣闡述像素中之子象置。—像素4〇。包括一像素中心…5及8 于像素樣本位置，一樣本樣本位置402，一樣置403，一樣本位置4〇4，一置4。6, -樣本位置4。7，及#太"置4°5’ -樣本位心位置川亦為-子像辛複太。因為像素中本位置。另：置，所以共有9子像素樣卜，像素400包括4質心樣本.位署本位置409, 一質心#本位置，-質心樣及-質1太〇’ 一質心樣本位置411，質〜樣本位置4 1 2。當一如, 〇素令心位置4M往女片奴418之片段不覆蓋像作為h 時’可使用—質心樣本位置或-樣本位置使用:位移之像素“，意即，質心子像素樣本位置。素樣太你罢♦ 鼻或夕個在任何該等子像樣本位置處之片段參數。片段内之任何子樣本位置 =2-界定… h數，如與第5C圖一起所插述。卞异本發明之其它具體實施例包括位於像素4〇〇内之任何 15

1284290 位置的像素400内之額外子像素樣本位置。本發明體實施例包括像素400内較少的子像素樣品的位外’藉由每一多樣本模式指定該等子像素樣本位置集。例如’一第一多樣本模式僅使用像素中心位置第4B、4C及4D圖中展示用於其它三個多樣本模式 400内之子像素樣本位置。第4B圖中所示之一第二模式僅使用樣本位置401及樣本位置404。第4C圖之一第三多樣本模式僅使用樣本位置40 1、樣本位j 樣本位置403及樣本位置404。第4D圖中所示之一樣本模式僅使用樣本位置405、樣本位置4〇6、樣 407及樣本位置408。本發明之其它具體實施例可包之多樣本模式。第5 A圖為根據本發明之一或個多態樣之片段 25 5、片段遮影器525之一替代具體實施例中之一質單元500的一範例具體實施例之一方塊圖。質心計 5 00自光柵器250為一像素接收覆蓋資料且產生用一質心子像素樣本位置的質心資訊。一質心子像素置可為一樣本位置或為一質心樣本位置，在一替代施例中，光柵器2 5 0中包括質心計算單元5 〇〇。質心計算單元5〇〇中之一儲存元件Μ〇自光相接收覆蓋資料且自一質心控制單元5 〇 5接收該多樣且輸出該質心資訊，例如，一質心子像素樣本位置中心偏移（pixel center offset)。在另—替七货代具體中’儲存元件5 1 0輸出一質心子像素樣本位置。在其他具置。另之一子 415 ° 之像素多樣本中所示【402、第四多本位置括額外遮影器心計算算單元來判定樣本位具體實 •器 250 本模式或像素實施例另一替 16 ^84290 代具體實施例中，儲存元件510輪出一用來計算該質心子像素樣本位置的像素中心偏移。儲存元件51〇可包括一或暫存器構案 '唯讀記憶體（ROM )、隨機存取記憶^ (RAM )及其類似者。儲存在儲存元件510中之質心資訊可為靜態或可程式化（由一軟體驅動器判定及載入）。質心控制單元5〇5產生 :寫入控制訊號以將該質心資訊载入儲存元件51〇中。當被配置以寫入到储存元件5 i 〇時，質心控制單元5 〇5自光栅器250接收該質心資訊、地址及—寫入指令。否貝 :控制早tl 505自光栅器25〇接收片段程式指令及片段資二該片段資料可包括像素位置資訊（…覆蓋資料、心權重之圖元資料及其類似者。在-些具體實施例中，如該片段覆心本則使用該第一多棬太握彳接士丁诼京樣 +婼士杈式樣本位置415作為該質心子像素樣本位置。否則當使用位詈蛀夕樣本杈式且未覆蓋樣本位置415時，對該像素「廢器525不斛推I ^亥片1又，思即，片段遮影於任何多檨太饮斗早兀265輸出。當該片段覆蓋用素樣太，有該等子像素樣本位置時，該子像 Γ樣=置為該f心子像素樣本位置。另夕卜，當使用= 疋或夕個子像素樣本位單個子像素樣本位置“ 本核式且該片段覆蓋- 子像素樣本位置。表;=單料像素W為該質心體實施例，其使用=該等質心子像素位置之一具式之該覆蓋資料㈠圖f所示之用於該第二多樣本模 17 1284290 表格1用於該第二多樣本模式之質心子像素樣本位置覆蓋資料質心子像素樣本位置樣本位置401 樣本位置401 樣本位置404 樣本位置404 樣本位置401及404 樣本位置4 1 5 表格2包括該等質心子像素樣本位置之一具體實施例，其使用第4C圖中所示之該第三多樣本模式的該覆蓋資料索引。

表格2用於該第三多樣本模式之質心子像素樣本位置覆蓋資料質心子像素樣本位置樣本位置 401 樣本位置 401 樣本位置 402 樣本位置 402 樣本位置 403 樣本位置 403 樣本位置 404 樣本位置 404 樣本位置 401 及 402 質心樣本位置 410 樣本位置 403 及 401 質心樣本位置 409 樣本位置 402 及 404 質心樣本位置 412 樣本位置 403 及 404 質心樣本位置 411 4 > _ ; 泰位置其1 尹任意3個樣本位置 415 所有 4 個樣本位置樣本位置 415 第3圖包括該質心子像素樣本位置之一具體實施例，其使用第4D圖中所示之用於該第三多樣本模式之該覆蓋資料索引。第3圖用於該第四多樣本模式之質心子像素樣本位置覆蓋資料質心子像素樣本位置樣本位置405 樣本位置405 樣本位置406 樣本位置406 樣本位置407 樣本位置407 樣本位置408 樣本位置408 樣本位置405及406 質心樣本位置4 1 0 樣本位置405及407 質心樣本位置4 0 9 18 128429° 樣本位置406及408 質心樣本位置4 1 2 樣本位置407及408 質心樣本位置4 1 1 4個樣本位置其中任意3個樣本位置4 1 5 所有4個樣本位詈樣本位置4 1 5 熟知該項技藝者將認識到可對該第一、第二、第三及第四多樣本模式使用位於像素4〇〇内之不同位置之不同質心樣本位置且可在額外之多樣本模式中包括其它子像素樣本位置。在其它具體實施例中，表格1、2及3包括替代該質心子像素樣本位置或除其外之像素中心偏移。例如，當像素中心位置41 5位於（〇，〇 )時相應樣本位置40 5之一像素中心偏移為（-1，- 3 )。可將一像素中心偏移組合一像素中心位置以計算該質心子像素樣本位置。相反地，可將該質心子像素樣本位置組合該像素中心位置以計算該像素中心偏移。儲存元件5 1 0輸出質心資訊至質心控制單元5 0 5，例如，一像素中心偏移或一質心子像素樣本位置。質心控制單元5 05輸出該質心資訊、該片段資料及該等片段程式指令至一參數插補單元（parameter interpolation unit)515。質心控制單元505亦可輸出該多樣本模式至該參數插補單元 515。參數插補單元515為每一片段計算一或多個參數，如與第5圖一起所描述，且對一材質映圖單元515輸出該等片段參數及該等參數程式指令。在一具體實施例中，參數插補單元5 1 5計算用於該質心子像素樣本位置之色彩參數及用於被該片段覆蓋之該多樣本模式指定的每一子像素樣本位置之材質參數。在另一具體實施例中，參數插補單元 19 1284290 5 1 5計算該片段覆蓋之該多樣本模式指定之每一子像素樣本位置的色彩參數及材質參數。除該等片段參數及片段程式指令之外，在某些具體實施例中，參數插補單元515對材質映圖單元580輸出該質心資訊。在該等具體實施例中，「細節水準（L 〇 d，L e v e 1 〇 f

Detail)」單元520使用該質心資訊以計算一材質映圖 LOD，意即，使用一改良之（基於質心子像素樣本位置）

栅格（grid)而不是一同一（基於像素中心位置）柵格計算該 LOD。特別是，使用材質參數判定材質參數梯度，使用像素偏移或質心子像素樣本位置計算。在其它具體實施例中’運用熟知該項技藝者已知之技術使用基於像素中心位置上所計算出之材質映圖參數計算該材質映圖L〇d。苻買映圖單

算出之該等片段參數組合該L〇d以相應之地址。和讀取請求一起對記憶地址且記憶體控制器22〇返回一或多過濾模式過滤.該材質樣本以對該片段本。或者，過濾該等材質樣本以產生子像素樣本位置之—已過渡材質樣本將該所過濾之#質樣|組合使用如色產生之其它片段參數且對光柵器操作之片段資料。判定材質映圖體控制器220 個材質樣本。置所計座標及輸出該根據一產生一過濾之材質樣用於該片段内之每一一組合器單元 5 8 5 參數所已處理彩之該等片段單元265輸出根據本發明之_ 心子像素位置之方法或多態樣，第5B圖闡述一判定一質的一具體實施例，在步驟55〇中質心 20 1284290 計算單元500為一像素接收覆蓋資料。在步驟5 5 5中質心控制單元505使用該覆蓋資料及多樣本模式讀取儲存元件 510中之一入口。在〆些具體實施例中，儲存元件51〇包括一用於每一多樣本模式之表格，如表格1、表袼2及表格3。在其它具體實施例中，一單個表格包括用於幾個多樣本模式之該質心資訊。在步驟560中質心控制單元505接收該質心資訊且對參數插補單元515輸出該質心資訊。參數插補單元515使用該質心資訊判定該像素偏移。在一另一具體實施例中，參數插補單元5 1 5使用該質心資訊判定該質心子像素樣本位置。第5 C圖根據本發明之一或多個態樣闡述判定一質心子像素位置及計算片段參數之一方法之一具體實施例。與第5B圖一起預先描述步驟55〇、555及560進行。在步驟 5 65中參數插補單元515使用該像素偏移計算一或多個片段參數。對於每一屬性，一内插器計算一 quad一center，在一四方之中心之該值包括以2 X 2方塊佈置之4個像素。使用方程式 quad一center = (x_quad一c enter-x一〇rg) * ddx + (y一quad —center-y_org)*ddy + base 計算該四方之中心，其中（x —quad —center，y一quad —center)為該四方中心之位置， ddx為在X方向中之該屬性之衍生物，ddy為在γ方向中該屬性之衍生物，且base為在該樣本（X —〇rg，y__org)處之該屬性值。一平面方程式判定該片段屬性值且 21 1284290 (χ一〇rg，y—org)為該平面方程式原點之位置。在本發明之某些具體實施例中，以一浮點格式代表 quad —center，ddy，ddx 及 base且以一固點袼式代表 χ一quad一center，y一quad —center，x一org 及 y—org 〇該内插器使用該四方中心計算該等四個像素之該等值’像素N，其中N=0，1，2，3，其使用該等方程式： pixelN = quad_center + xcN^ddx + ycN*ddy, 其中xcN及ycN為以被標記之3位元值代表之該等像素偏移成分。特別地，xcN為在χ方向中該四方中心到像素N之該樣本點的距離，ycN為在y方向中該四方中心到像素N之該樣本點的距離。在本發明之一具體實施例中，以未被標記之3位元值代表該等像素偏移成分且使用不同方程式計算該四方中之該等4個像素其中之每一個。在步驟570中，參數插補單元515對材質映圖單元580 輪出一或多個片段參數及質心資訊且材質映圖單元58〇中之L0D單元520計算對該片段計算該材質映圖l〇d。熟知該項技藝者將瞭解被配·置執行第5 B及5 C圖之該等方法步驟或其等價物之任何系統在本發明之範圍内。根據本發明之一或多個態樣第6A圖為片段遮影器 2 5 5、片段遮影器62 5之另一替代具體實施例之一方塊圖。在質心計算單元5 00之一替代具體實施例中，質心計算單元600為一像素自光栅器250接收覆蓋資料且產生用來計异一質心子像素樣本位置之質心資訊。質心計算單元6 〇〇内之一儲存元件6 1 0自一質心控制單元6 〇 5接收該覆蓋資 22 1284290 料及該多樣本模式且輸出質心資訊，其包括一質心指數。儲存元件 6 1 0可包括一或多個暫存器檔案、唯讀記憶體 (ROM )，隨機存取記憶體（RAM )及其類似者。

在一具體實施例中，每一質心指數為4位元。因此，可用少於該像素偏移或該質心子像素樣本位置之位元來代表該質心指數。例如，可使用代表該像素中心之6位且可使用代表該質心子像素樣本位置之1 6或更多位元。當通過幾個管線平臺傳遞該質心資訊時傳遞該質心指數比傳遞該像素偏移或質心子像素樣本位置更有效。該質心指數為該質心資訊之一有效的壓縮形式。使用一質心表格625減壓該質心指數以獲得該質心資訊，如本文進一步所述。儲存元件6 1 0中之質心指數可為靜態或可程式化（藉由一軟體驅動器判定及載入）。質心控制單元605產生一寫入控制訊號以將該質心指數载入儲存元件6 1 0中。當被配置以寫入到儲存元件6 1 0時，質心控制單元6 0 5自光柵器 2 5 0接收每一質心指數、位址及一寫入指令。否則，質心控制單元605自光柵器250接收片段程式指令及片段資料。當使用該第一多樣本，且該片段覆蓋樣本位置415時該質心指數為1 5。否則，當使用該第一多樣本模式且未覆蓋樣本位置41 5時，該質心指數為0。對於設置該質心指數為0之一片段來說不自記憶體讀取材質樣本，意即，“廢除”。表格4包括該等質心指數之一具體實施例，其使用用於第4B圖中所示之該第二多樣本模式之覆蓋資料索引。表格4用於該第二多樣本模式之質心指數覆蓋資料 |質心指數 23 1284290

無樣本位置 0 樣本位置401 1 樣本位置404 4 樣本位置401及404 15 表格5包括該等質心指數之一具體實施例，其使用用於第4C圖中所示之該第三多樣本模式之該覆蓋資料索引。表格5用於該第三多樣本模式之質心指數覆蓋資料質心指數無樣本位置 0 樣本位置 401 1 樣本位置 402 2 樣本位置 403 3 樣本位置 404 4 樣本位置 401 及 402 10 樣本位置 403 及 402 9 樣本位置 402 及 404 12 樣本位置 403 及 404 11 4 ^ 値；樣· 衣位置其中任何3個 15 所有 4 個樣本位置 15 表格6包括該等質心指數之一具體實施例，其使用用於第4D圖中所示之該第四多樣本模式索引。表格6用於該第四多樣本模式之質心子像素樣本位置覆蓋資料質心指數無樣本位置 0 樣本位置 405 5 樣本位置 406 6 樣本位置 407 7 樣本位置 408 8 樣本位置 405 及 406 10 樣本位置 405 及 407 9 樣本位置 406 及 408 12 樣本位置 407 及 408 11 24 1284290 4個樣本位置其中任何3個 15 所有4個樣本位置 15

儲存元件6 1 0對質心控制單元605輸出一質心指數。質心控制單元605對一參數插補單元61 5輸出該質心指數、片段資料及片段程式指令。一如片段遮影器670之片段遮影器可包括用於處理片段資料之平行子單元，如參數插補單元615及材質映圖單元680。質心控制單元605可對兩個或更多之參數插補單元6 1 5輸出質心指數、片段資料及片段程式指令。參數插補單元615為每一片段計算一或多個參數，如與第6C圖一起所描述，且對一材質映圖單元615輸出片段參數及片段程式指令。質心表格625可包括一或多個暫存器檔案、ROM、RAM及其類似者。質心表格625儲存像素偏移或質心子像素樣本位置，其使用該質心指數索引。表格7包括藉由用於質心表格62 5之一具體實施例之質心指數索引的像素偏移。

表格7相應指數之像素偏移質心指數像素偏移 dx dy 0 0 =廢除 0 =廢除 1 -2 -2 2 2 -2 3 -2 2 4 2 2 5 -1 -3 6 3 -1 7 -3 1 8 1 3 25 1284290 標元 9 -2 .1 10 1 丄 11 -1 2 12 2 1 13 未使用未传用 14 未使用 ___心川未伟用 15 0 —^卜丨& m 0 參叙 J τ π烯存之該等像素偏移到像去。在—具體實施例中，1"數插補單& 615為驾式扣：本位置计算色彩參數且為該片段覆蓋之該多定之每一子像素樣本位置計算材質參數。在另 :::令，參數插補單元615為該片段覆蓋之該多 ’指定之每—子像素樣本位置計算色彩參數及材質除該等片段參數及片段程式指令外，在某些具例中，參數插補單元615對材質映圖單元68〇輸出資訊。在該等具體實施例中，藉由L0D (細節水準 62〇使用該質心資訊計算一材質映圖l〇d ,如先前圖一起所描述。在LOD單元620之一替代具體實灰 LOD單元620接收質心指數且存取一質心表格，單元620中之質心表格625以獲得該像素偏移或質素樣本位置以計算該材質映圖LOD。材質映圖單元680運用該質心子像素樣本位置質映圖LOD使用計算出之該等片段參數判定材質及相應之地址，如與第5 A圖一起所描述。一組 6 8 0將該被過濾之材質樣本組合使用如色彩之該參數所產生之其他任何片段資料且對一收集器單元算片段質心子樣本模一具體樣本模參數。體實施該質心 )單元 I第5A 例中， :口 LOD 心子像及該材映圖座合器單等片段 690輪 26

1284290 出破處理之片段資料。收集器單A 690自每一材質映圖單一收集該被處理之片段資料且對光柵器2 6 5輸出該被處理之片段資料。據本發明之一或多個態樣第6B圖闡述判定一質心子像素位置$ »— vL ,, ^ 万法的一具體實施例。在步驟ό 5 0中質心 1算早凡6〇〇為一像素接收覆蓋資料，特別地該覆蓋資料 =示一像素中之哪幾個子像素位置在一相較該像素之一片 ^内&步驟655中質心控制單A 505使用該覆蓋資料及多樣本模式讀取儲存元件6〇中之一入口。在某些具體實施例中，儲存元件610包括一用於每一多樣本模式之表格，如表格4、5及6。在其它具體實施例中一單個表格包括用於幾個多樣本模式之該等質心指數。在步驟657中質心控制單元605接收該質心指數且對參數插補單元6 1 5輸出該質心指數。參數插補單元6丨5自使用5亥質心指數之質心表格6 2 5讀取質心資訊，例如，一像素偏移或質心子像素樣本位置。在步驟660中參數插補單元6 1 5判定使用該質心資訊之該像素偏移。在另一替代具體實施例中參數插補單元6 1 5判定使用該質心資訊之該質心子像素樣本位置。根據本發明之一或多個態樣第6 C圖闡述判定一質心子像素位置且計算>1段參數之一方法的一具體實施例。與第6B圖一起預先描述步驟650、655、657及660進行。在步驟6 6 5中參數插補單元5 1 5計算使用該像素偏移之— 或多個片段參數。在一或多個子像素樣本位置處可計算 27

1284290 段參數，該等位置包括該質心子像素樣本位置。在步驟670中參數插補單元615對材質映圖單元輸出該片段參數及質心資訊且材質映圖單元 680 1 LOD單元620為該片段計算該材質映圖LOD。熟知該藝者將瞭解被配置以執行第6B圖及第6C圖之該等方任何系統或其之等價物在本發明之範圍内。上文已描述本發明。但是，熟知該項技藝者將了在不違背下附申請專利範圍所述之本發明的較廣精神圍之情況下，對其做出多種修改及變化。例如，在可的具體實施例中，可在一遮影或其它圖形程式中部分整體地執行本文所陳述之用來計算一被位移之像素中判定一質心子像素樣本位置的該等技術。因此，該等之描述及圖示應視作一闡述性而非限定性意義。除非申請專利範圍中明確說明，方法申請專利範圍中之步意味以任何特殊次序執行該等步驟。在該等申請專利中，元件字母（例如，“a) ”，“b)”，“i)”，“ii ) ’’，等等指示用來執行步驟或其它操作之任何特殊次序；包括母以簡化涉及該等元件。【圖式簡單說明】附圖展示根據本發明之一或多態樣之範例具體例，但是，不應以該等附圖將本發明侷限於所展示之具體實施例而是僅將該等附圖用於解釋及理解。第1圖展示一覆蓋一像素之一部分之圖元的一先術實例。 680 戸之項技法的解可及範替代地或心及先前在該驟不範圍 )不該字實施該等前技 28

1284290 第2圖為一根據本發明之一或多個態樣之一個別電腦系統之一範例具體實施例的方塊圖，該電腦系統包括一主機及一圖形子系統。第3A圖闡述根據本發明之一或多個態樣位移一像素中心位置至一片段之一邊緣。第3 B圖為一根據本發明之一或多個態樣之一片段參數計算單元之一範例具體實施例的方塊圖。第3 C圖闡述一根據本發明之一或多個態樣位移一像素中心位置的方法之一具體實施例。第4A、4B、4C及4D圖闡述根據本發明之一或多個態樣之在像素内之樣本之子像素位置。第5A圖為一根據本發明之一或多個態樣之包括一質心計算單元之一片段遮影器之一範例具體實施例的方塊圖。第5 B圖闡述根據本發明之一或多個態樣之判定一質心子像素樣本位置的方法之一具體實施例。第5 C圖闡述根據本發明之一或多個態樣之判定一質心子像素樣本位置且計算片段參數之方法的一具體實施例。第6A圖為一根據本發明之一或多個態樣之包括另一質心計算單元之另一片段遮影器的一範例具體實施例之方塊圖。第6B圖闡述根據本發明之一或多個態樣之判定一質心子像素樣本位置的另一方法的一具體實施例。 29 1284290 第6C圖闡述根據本發明之一或多個態樣之判定一質心子像素位置且計算片段參數之一方法的一具體實施例。

【主要元件符號說明】 100 像素 280 輸出控制器 101 像素中心位置 285 輸出 102 圖元 300 頂點 103 像素樣本位置 301 像素中心位置 200 計算系統 302 圖元 203 圖形處理管線 3 10 頂點 205 可程式化圖形處理器 311 頂點 207 圖形子系統 3 12 頂點 210 主機 3 13 被位移之像素中 212 主記憶體 315 線 214 系統介面 350 參數計算單元 214 主處理器 360 權重調整單元 215 系統介面 365 控制單元 217 介面 370 子像素計算單元 220 記憶體控制器 400 像素 230 幾何處理器 401 樣本位置 240 本地記憶體 402 樣本位置 250 光栅器 403 樣本位置 255 片段遮影器 404 樣本位置 260 片段處理管線 405 樣本位置 265 光栅操作單元 406 樣本位置 30 1284290

407 樣本位置 520 細節水準 408 樣本位置 580 材質映圖早元 409 質心樣本位置 585 組合器單元 410 質心樣本位置 600 質心計算單元 411 質心樣本位置 605 質心控制單元 412 質心樣本位置 610 儲存元件 415 像素中心位置 615 參數插補單元 415 樣本位置 615 材質映圖單元 418 片段 620 細即水準 500 質心计算單元 625 質心表格 505 質心控制單元 625 片段遮影器 515 參數插補單元 670 片段遮影器 525 片段遮影器 680 材質映圖單元 510 健存元件 690 收集器單元

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Claims

1284290 十、申請專利範圍： 1. 一種判定一片段（fragment)中之一質心子像素 (centroid sub-pixel)樣本位置的方法，包含下列步驟：接收一像素之覆蓋資料，其代表一片段中之一或多子像素樣本位置；使用該覆蓋資料及一多樣本模式，判定質心資訊；及基於該質心資訊，計算該質心子像素樣本位置。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該質心資訊包括：一像素中心偏移。 3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該計算步驟包括：對該像素之一像素中心位置應用該像素中心偏移，以計算該質心子像素位置。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該判定步驟包括自一表格讀取該質心資訊。 5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該質心資訊包括：一質心指數。 6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該計算步驟包括以下步驟：使用該質心指數自另一表格讀取一像素中心偏移；及對一像素中心位置應用該像素中心偏移，以計算一片段參數。 7. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該計算步驟 32

1284290 包括使用該質心指數自另一表格讀取該質心子像本位置。 8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該質心包括：該質心子像素樣本位置。 9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，另包含寫入心資訊到一表格之步驟。 10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，另包含使用心子像素樣本位置，以計算一材質座標。 1 1 .如申請專利範圍第1項所述之方法，另包含使用心資訊以計算一細節之材質映圖水準之步驟。 1 2. —種計算一位移像素中心之方法，包括：判定一第一重心權重（barycentric)之符號是負；判定一第二重心權重之符號是否為負；基於該第一重心權重之符號及該第二重心權符號調整該第一重心權重、該第二重心權重及一重心權重，以產生一調整過的第一重心權重、一過的第二重心權重、及一調整過的第三重心權重組合該調整過之第三重心權重、該調整過之重心權重及該調整過之第一重心權重，以產生該之像素中心。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中當該第心權重且該第二重心權重皆不為負值時，該調整第一重心權重等於該第一重心權重，該調整過之素樣資訊該質該質該質否為重之第三調整 ;及第二位移過之 ^ 一昂— 33

1284290 m 重心權重等於該第二重心權重，且該調整過之第三重心權重等於該第三重心權重。 1 4.如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中該調整過的第一重心權重為0，該調整過的第二重心權重為0，且該調整過的第三重心權重為1。 15. 如申請專利範圍第12項所述之方法，另包含以下步驟· 當該第一重心權重為負值且該第二重心權重不為負值時，將該第一重心權重除以 2以產生一半重分配；及設定該調整過的第一重心權重為0。 16. 如申請專利範圍第1 5項所述之方法，另包含以下步驟：判定該半重分配之一絕對值不大於該第三重心權重或該第二重心權重；將該半重分配與該第三重心權重相加，以產生該調整過之第三重心權重；及將該半重分配與該第二重心權重相加，以產生該調整過之第二重心權重。 1 7 ·如申請專利範圍第1 2項所述之方法，另包含使用該調整過之第一重心權重、該調整過之第二重心權重、及該調整過的第三重心權重以計算一片段參數。 18. —種質心計算單元，包含：一儲存元件，其設置用於儲存質心資訊； 34

1284290 一質心控制單元，其設置用於基於關連於一片段之一多重樣本模式及覆蓋資料以讀取該質心資訊；及一參數計算單元，其耦合於該質心計算單元，並設置用於基於該質心資訊計算一片段參數。 1 9.如申請專利範圍第1 8項所述之質心計算單元，其中該參數計算單元耦合於一材質座標計算單元，其配置用於基於該質心資訊計算該片段之一材質映圖細節水準〇 20.如申請專利範圍第1 8項所述之質心計算單元，其中該參數計算單元包括一質心表格，其設置用於儲存額外的質心資訊。 2 1 ·如申請專利範圍第1 8項所述之質心計算單元，其中該片段參數為一材質映圖座標。 2 2.如申請專利範圍第18項所述之質心計算單元，其中該質心控制單元係設置用於將該質心資訊寫入到該儲存元件。 23 .如申請專利範圍第1 8項所述之質心計算單元，其中該質心計算單元被包含在一片段遮影器内，其設置用於接收片段資料，並產生處理過的片段資料。 2 4.如申請專利範圍第18項所述之質心計算單元，其中該質心計算單元耦合於一光柵器（rasterizer)，其設置用於產生該覆蓋資料。 35 1284290 七、指定代表圖： (一）、本案指定代表圖為：第（5八）圖。 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 520 LOD (細節水準）單元 525片段遮影器 580材質映圖單元 585組合器單元

220記憶體控制器 250光柵器 5 00質點計算單元 5 05質點控制單元 5 1 0儲存元件 5 1 5參數插補單元八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：