调整细节等级的图形处理单元、操作方法及包括其的设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年10月10日提交的韩国专利申请第10-2014-0136583号的 优先权，通过引用将其全部公开内容结合于此。
技术领域
[0003] 发明构思的示例性实施例涉及图形处理技术，并且更具体地，涉及能够使 用几何信息计算用于曲面细分（tessellation)或纹理化（texturing)的细节等级 (level-of-detail，L0D)并且使用非几何信息调整该L0D的图形处理单元（GPU)、操作该 GHJ的方法以及包括该GPU的设备。
【背景技术】
[0004] 在计算机图形学中，L0D涉及根据与观看者的距离来调整图像细节。这样的调整 主要采取随着三维（3D)对象远离观看者而降低3D对象表示的复杂性的形式。
[0005] L0D技术通过减小图形管道（graphics pipeline)阶段（例如，顶点变换）的工作 负载来增加渲染的效率。L0D通常仅利用几何信息生成。例如，在曲面细分中L0D基于控制 点的深度值或者曲率来生成。在纹理化中L0D基于邻近像素的纹理元素（texel)之间的距 离来生成。
[0006] 然而，视觉外观并不是基于几何信息来定义的，结果，如果L0D未被适当调整，则 渲染的效率和视觉质量将不令人满意。
【发明内容】
[0007] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种使用包括被配置成执行曲面细分 或纹理化当中的一个操作的着色器（shader)的图形处理单元来调整细节等级（L0D)的方 法，所述方法包括对于所述一个操作使用几何信息计算L0D ;以及对于所述一个操作使用 非几何信息调整L0D。
[0008] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，从一个源输出几何信息和非几何信 息。
[0009] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一个源是顶点着色器或光栅化器中的 一个。
[0010] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，从第一源输出几何信息，并且从第二 源输出非几何信息。
[0011] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，第一源是顶点着色器或光栅化器之 一，并且第二源是帧缓冲对象（frame buffer object)或者存储先前帧的帧缓冲器之一。
[0012] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，几何信息和非几何信息与一个帧有 关。
[0013] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，几何信息和非几何信息分别与不同帧 有关。
[0014] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，几何信息与当前帧有关，并且非几何 信息与先前帧有关。
[0015] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，非几何信息是面片（patch)、图元 (primitive)和帧当中的一个的亮度值。
[0016] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，当非几何信息是面片、图元和帧当中 的一个的亮度值时，调整L0D包含：当亮度值大于第一亮度参考值时，维持或者降低L0D ;当 亮度值小于比第一亮度参考值小的第二亮度参考值时，维持或者降低L0D ;以及当亮度值 在第一亮度参考值与第二亮度参考值之间时，维持或者提高L0D。
[0017] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，非几何信息是在帧之间移动的面片和 图元当中的一个的移动速度。
[0018] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，非几何信息是在帧之间移动的面片和 图元当中的一个的移动速度，调整L0D包含当面片和图元当中的一个在帧中心缓慢移动 时，维持或提高L0D。
[0019] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，L0D被分配给每个对象、图元、面片、边 缘、顶点或者控制点。
[0020] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种用于记录计算机程序的非暂态计 算机可读记录介质，该计算机程序用于运行使用图形处理单元调整细节等级（L0D)的方 法，该图形处理单元包括被配置成执行曲面细分或纹理化当中的一个操作的着色器，该方 法包括对于该一个操作使用几何信息计算L0D ;并且对于该一个操作使用非几何信息调整 L0D〇
[0021] 在依照发明构思的原理的发明构思中，一种图形处理单元包括被配置成执行曲面 细分和纹理化当中的一个操作的着色器，其中着色器对于所述一个操作使用几何信息生成 细节等级（L0D)，并且对于所述一个操作使用非几何信息调整L0D。
[0022] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种图形处理单元包括统一着色器。
[0023] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种图形处理单元包括顶点着色器和 光栅化器，其中几何信息和非几何信息从顶点着色器和光栅化器之一输出。
[0024] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种图形处理单元包括：顶点着色器； 光栅化器；和缓冲器，被配置成存储当前帧和先前帧之一，其中几何信息从顶点着色器和光 栅化器之一输出，非几何信息从缓冲器输出，并且几何信息与当前帧有关。
[0025] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，非几何信息是用于曲面细分和纹理化 当中的一个操作的面片和图元之一的亮度、移动速度和颜色梯度（color gradient)当中的 一个。
[0026] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种片上系统包括：中央处理单元 (CPU);和图形处理单元，包括着色器，该着色器被配置成响应于从CPU输出的命令执行曲 面细分和纹理化当中的一个操作，其中该着色器对于所述一个操作使用几何信息来生成细 节等级（L0D)，并且对于所述一个操作使用非几何信息调整L0D。
[0027] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，非几何信息是用于曲面细分和纹理化 当中的一个操作的面片和图元之一的亮度、移动速度和颜色梯度当中的一个。
[0028] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，图形处理单元还包含顶点着色器和光 栅化器，其中几何信息和非几何信息从顶点着色器或者光栅化器之一输出。
[0029] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，图形处理单元还包含：顶点着色器； 光栅化器；和缓冲器，被配置成存储当前帧和先前帧之一，其中几何信息从顶点着色器和光 栅化器之一输出，非几何信息从缓冲器输出，并且几何信息是关于当前帧的。
[0030] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种电子设备包括：片上系统（SoC); 和连接到SoC的存储器，其中SoC包括：存储器控制器，被配置成控制存储器的操作；中央 处理单元（CPU);和图形处理单元，包括着色器，该着色器被配置成响应于从CPU输出的命 令执行曲面细分和纹理化当中的一个操作，其中该着色器对于所述一个操作使用几何信息 来生成细节等级（L0D)，并且对于所述一个操作使用非几何信息来调整L0D。
[0031] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，非几何信息是用于曲面细分和纹理化 当中的一个操作的面片和图元之一的亮度、移动速度和颜色梯度当中的一个。
[0032] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，图形处理单元还包含顶点着色器和光 栅化器，其中几何信息和非几何信息从顶点着色器和光栅化器之一输出。
[0033] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，图形处理单元还包含：顶点着色器； 光栅化器；和缓冲器，被配置成存储当前帧和先前帧中的至少一个，其中几何信息从顶点着 色器和光栅化器中的一个输出，非几何信息从缓冲器输出，并且几何信息与当前帧有关。在 依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种图形处理器可包括处理器来使用几何信息生 成基础细节等级，并且该处理器使用非几何信息来确定图像图元的清晰度，并且依据图像 图元的清晰度来调整基础细节等级。
[0034] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种图形处理器被配置成采用绝对亮 度作为非几何信息。
[0035] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种图形处理器被配置成采用相对亮 度作为非几何信息。
[0036] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种图形处理器被配置成采用色差作 为非几何信息。
[0037] 在依照发明构思的原理的示例性实施例中，一种图形处理器被配置成采用速度作 为非几何信息。
【附图说明】
[0038] 通过参照附图详细描述本发明构思的示例性实施例，本发明构思的以上及其它特 征和优点将变得更加清楚，附图中：
[0039] 图1是根据本发明构思的一些实施例的计算设备的框图；
[0040] 图2是图1中所图示的中央处理单元（CPU)和图形处理单元（GPU)的框图；
[0041] 图3是用于解释根据本发明构思的一些实施例的图1中所图示的GPU的图形管道 的概念图，该GPU可使用非几何信息来调整细节等级（L0D);
[0042] 图4是根据本发明构思的一些实施例的操作图1中所图示的GPU的方法的流程 图，该GPU使用非几何信息来调整L0D ;
[0043] 图5是用于解释关于所生成的绝对亮度值和绝对亮度参考值的比较操作的概念 图；
[0044] 图6是根据本发明构思的其它实施例的操作图1中所图示的GPU的方法的流程 图，该GPU使用非几何信息来调整L0D ;
[0045] 图7是用于解释关于相对亮度值、所生成的相对亮度值和相对亮度参考值的比较 操作的概念图；
[0046] 图8是用于解释使用面片（patch)或图元（primitive)的移动速度来调整L0D的 方法的概念图；
[0047] 图9是用于解释使用面片或图元的颜色梯度来调整L0D的方法的概念图；
[0048] 图10是用于解释根据本发明构思的其它实施例的图1中所图示的GPU的图形管 道的概念图，该GPU可使用非几何信息来调整L0D ;
[0049] 图11是用于解释根据本发明构思的其它实施例的图1中所图示的GPU的图形管 道的概念图，该GPU可使用非几何信息来调整L0D ;
[0050] 图12是用于解释根据本发明构思的其它实施例的图1中所图示的GPU的图形管 道的概念图，该GPU可使用非几何信息来调整L0D ;
[0051] 图13是用于解释根据本发明构思的其它实施例的图1中所图示的GPU的图形管 道的概念图，该GPU可使用非几何信息来调整L0D ;以及
[0052] 图14是用于解释根据本发明构思的另外的实施例的图1中所图示的GPU的图形 管道的概念图，该GPU可使用非几何信息来调整L0D。
【具体实施方式】
[0053] 现在将在下文中参照示出了发明构思的示例性实施例的附图更充分地描述发明