JP7221679B2 - グラフィックプロセッサ、及びその動作方法 - Google Patents
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Description
第1パターンを有する第1サンプル候補マップを利用し、第1フレームの一部フラグメントをシェーディング処理することにより、中間レンダリングを行う段階と、第2パターンを有する第1サンプル候補マップを利用し、第2フレームの一部フラグメントをシェーディング処理することにより、中間レンダリングを行う段階と、前記第1フレームのシェーディング処理結果と、前記第2フレームのシェーディング処理結果との比較に基づいて、前記第2フレームの他の一部フラグメントを追加してサンプリングする段階と、前記追加してサンプリングされたフラグメントをシェーディング処理することにより、最終レンダリングを行う段階と、を具備することを特徴とする。
第1サンプル候補マップのサンプリング情報により、現在フレームの複数のフラグメントのうち一部フラグメントに対するシェーディングを行う中間レンダリング処理器と、以前フレームでのシェーディング処理結果と、前記現在フレームのシェーディング処理結果との比較に基づいて、前記第1サンプル候補マップのサンプリング情報を変更することにより、変更されたサンプル候補マップを生成するサンプル候補マップ変形装置(回路)と、前記中間レンダリング処理器によってシェーディング処理されていない前記現在フレームのフラグメントのうち、前記変更されたサンプル候補マップによって追加してサンプリングされる一部のフラグメントに対するシェーディングを行う最終レンダリング処理器と、を具備することを特徴とする。
図1は、本発明の例示的な実施形態によるレンダリングシステムを示すブロック図である。レンダリングシステム10は、グラフィックプロセッサ100及びメモリ101を含み得、グラフィックプロセッサ100として、グラフィックプロセッシングユニット(GPU:graphic processing unit)が例示される。説明の便宜上、以下の実施形態において、GPUは、グラフィックプロセッサと称されるが、本発明のグラフィックプロセッサは、他の多様なプロセッサによっても具現され得る。
図2を参照すれば、第1サンプル候補マップSCM_1は、所定パターンを有するサンプリング情報を含み得る。例えば、図2においては、複数のフラグメントに対して、水平方向に、4個のフラグメントごとに、1つのフラグメントがサンプリングされ、また垂直方向には、2行(row)ごとに1行に対してサンプリングが適用され、何れか1行でのサンプリング位置と、次の行でのサンプリング位置は、互いに離隔される形態を有する例が図示される。また、図2の第1サンプル候補マップSCM_1は、4*4サイズごとに、2つのフラグメントをサンプリングするパターンを有するとも説明される。また、図2は、第1サンプル候補マップSCM_1の少なくとも一部は、タイルのような現在フレームのピクセルT_Cの配置に相関するようにも適用されるということを示す。また、第2サンプル候補マップSCM_2の少なくとも一部も、ピクセルT_Cの配置に相関するようにも適用される。それにより、第1サンプル候補マップSCM_1において、陰影が存在する四角形、存在しない四角形各々は、ピクセルT_Cの各ピクセルをオーバレイ(overlay)するとも仮定される。
図3を参照すれば、三次元グラフィックスを処理する過程は、大きく見て、幾何変換処理過程、ラスタ化(rasterization)過程、及びピクセルシェーディング処理過程を含み得る。
一例として、図4のグラフィックプロセッサ200は、GPUに該当する。
図4を参照すれば、グラフィックプロセッサ200は、ラスタライザ(rasterizor)210、シェーダコア(shader-core)220、テクスチャ処理装置(texture processing unit)230、ピクセル処理装置(pixel processing unit)240及びタイルバッファ(tile buffer)250を含んでもよい。グラフィックプロセッサ200は、バス(bus)を介して、外部のメモリ201とデータを送受信できる。それ以外にも、グラフィックプロセッサ200は、三次元グラフィックスを処理するための他の多様な構成要素をさらに含み得るが、図4では、それらに係わる具体的な図示は、省略される。
図5(A)、図5(B)、及び図19においては、候補マップ変形動作が遂行されていない例が図示される。
図6においては、以前フレームのレンダリング結果を利用せずに、現在フレームのデータのみを利用し、サンプル候補マップを変形する例を示す。
図8では、図7(A)及び図7(B)の実施形態により、イーブンフレームFrame_Evenでのサンプル候補マップの変形例が図示される。
図9を参照すれば、第1サンプル候補マップ(SCM)により、何れか1つのフレームの複数のフラグメントのうち一部をシェーディングすることにより、中間レンダリング処理が行われる(S21)。その後、追加してシェーディングが行われるフラグメントを選択するために、以前フレームのレンダリング結果(例えば、中間レンダリング結果)と、現在フレームのレンダリング結果とを比較演算できる(S22)。また、この比較演算結果により、1以上のフラグメントを含む領域別に、追加サンプリングが必要であるか否かが判断される(S23)。
図11には、説明の便宜上、サンプル候補マップの生成及び変更を行う構成、及びレンダリングを処理する構成のみが図示されるが、グラフィックプロセッシングのための他の多様な構成が、グラフィックプロセッサにさらに具備され得る。
図12を参照すれば、グラフィックプロセッサは、アプリケーションを介して、ホストからレンダリングデータ(又は、グラフィックデータ)Dataと、命令(command)とを受信でき、レンダリングデータDataは、プリミティブ情報、テクスチャ情報などを含み得る。グラフィックプロセッサは、プリレンダリング(pre-rendering)過程(S41)を介して、前記データDataと命令とをレンダリングが可能な形態に加工できる。該グラフィックプロセッサにより、前記プリレンダリング過程の省略が可能であり、タイル基盤のレンダリングが行われる場合には、タイリング処理がプリレンダリング過程でも行われる。
図13を参照すれば、レンダリングシステム400は、ホスト410及びグラフィックプロセッサ420を含み得る。ホスト410は、アプリケーション411及びデバイスドライバ412を含み得る。また、グラフィックプロセッサ420は、サンプル候補マップ(SCM)変形装置421、フラグメント処理器422及び補間正確度判断装置(補間正確度判断回路)423を含み得る。
図14においては、グラフィックプロセッサ500で内部的に、補間正確度を判断し、それに基づいて、第1サンプル候補マップのサンプリングの比率を調節する例が図示される。
図15を参照すれば、レンダリングシステム600は、ホスト610及びグラフィックプロセッサ620を含み、ホスト610は、アプリケーション611、デバイスドライバ612、類似度判断器613及び周波数特性判断器614を含み得る。また、グラフィックプロセッサ620は、サンプル候補マップ(SCM)変形装置621及びフラグメント処理器622を含み得る。
図16を参照すれば、グラフィックプロセッサは、多様なサンプリングモードで動作でき、複数のフレームに対するレンダリング遂行において、サンプリングモードが可変される。前述の実施形態のように、サンプリングモードの変更は、ホストによって制御されるか、或いはグラフィックプロセッサによって自主的に遂行される。又は、変形可能な例として、サンプリングモードのオン・オフは、ホストによって制御される一方、サンプリングモードにおいて、サンプリングの比率は、グラフィックプロセッサによって自主的に調節される方式が適用され得る。
モバイル装置700は、レンダリングシステムに該当し、アプリケーションプロセッサ(application processor)710とメモリ装置720とを含み得る。アプリケーションプロセッサ710は、システム・オン・チップ(SoC:system on chip)によっても具現され得る。システム・オン・チップ(SoC)は、所定標準バス規格を有するプロトコルが適用されたシステムバス(図示せず)を含み得、前記システムバスに連結される各種IP(intellectual property)装置を含み得る。IP装置の一例として、図18には、アプリケーションプロセッサ710が、中央処理装置(CPU)711、グラフィックプロセッサ(GPU)712、モデムプロセッサ713及びメモリコントロールユニット714を含む例が図示される。また、アプリケーションプロセッサ710が、モデム通信機能を遂行することにより、アプリケーションプロセッサ710は、ModAPとも称される。
101,201 メモリ
100,200,300,420,500,620 グラフィックプロセッサ
110,330,421,530,621 サンプル候補マップ変形装置(器)
120,422,540,622 フラグメント処理器
210 ラスタライザ
220 シェーダコア
230 テクスチャ処理装置
240 ピクセル処理装置
250 タイルバッファ
310,520 サンプル候補マップ生成器
320 中間レンダリング処理器
340 最終レンダリング処理器
410,610 ホスト
411,611 アプリケーション
412,612 デバイスドライバ
423 補間正確度判断装置
510 サンプルパターン生成器
550,613 類似度(補間正確度)判断器
614 周波数特性判断器
700 モバイル装置
710 アプリケーションプロセッサ
711 CPU
712 GPU
713 モデムプロセッサ
714 メモリコントロールユニット
720 メモリ装置
Claims (20)
- 第1パターンを有する第1サンプル候補マップを利用し、第1フレームの一部フラグメントをシェーディング処理することにより、中間レンダリングを行う段階と、
第2パターンを有する第1サンプル候補マップを利用し、第2フレームの一部フラグメントをシェーディング処理することにより、中間レンダリングを行う段階と、
前記第1フレームのシェーディング処理結果と、前記第2フレームのシェーディング処理結果との比較に基づいて、前記第2フレームの他の一部フラグメントを追加してサンプリングする段階と、
前記追加してサンプリングされたフラグメントをシェーディング処理することにより、最終レンダリングを行う段階と、を具備することを特徴とするグラフィックプロセッサの動作方法。 - 前記サンプリングする段階は、前記第1サンプル候補マップのサンプリング情報を変更することにより、第2サンプル候補マップを生成する段階を含み、
前記最終レンダリングを行う段階は、前記第2サンプル候補マップを利用してサンプリングされたフラグメントをシェーディング処理する、ことを特徴とする請求項1に記載のグラフィックプロセッサの動作方法。 - 前記第2フレームに対する中間レンダリング及び最終レンダリング段階において、シェーディング処理されていない残りフラグメントに対する補間を行う段階、をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載のグラフィックプロセッサの動作方法。
- 前記第1フレームに対する中間レンダリング遂行後、前記第1フレームの他の一部フラグメントをシェーディング処理することにより、最終レンダリングを行う段階と、
前記第1フレームに対する中間レンダリング及び最終レンダリング段階において、シェーディング処理されていない残りフラグメントに対する補間を行う段階と、をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載のグラフィックプロセッサの動作方法。 - 前記第1フレームにおいて、前記第1パターンを有する第1サンプル候補マップによってサンプリングされるフラグメントと、前記第2フレームにおいて、前記第2パターンを有する第1サンプル候補マップによってサンプリングされるフラグメントとの位置は、相異なる、ことを特徴とする請求項1に記載のグラフィックプロセッサの動作方法。
- サンプリングオフモード、細密なサンプリングモード、及び概略的なサンプリングモードのうち何れか1つのモードを選択する段階をさらに具備し、
前記概略的なサンプリングモードが選択されるとき、前記第1フレーム及び第2フレームのシェーディング処理結果を利用し、前記第2フレームの他の一部フラグメントを追加してサンプリングする、ことを特徴とする請求項1に記載のグラフィックプロセッサの動作方法。 - 前記サンプリングオフモードで動作モードを変更する段階と、
第3フレームを受信する段階と、
前記第3フレームの全体のフラグメントをシェーディング処理することにより、レンダリングを行う段階と、をさらに具備することを特徴とする請求項6に記載のグラフィックプロセッサの動作方法。 - 前記細密なサンプリングモードで動作モードを変更する段階と、
第3フレームを受信する段階と、
第3パターンを有する第1サンプル候補マップを利用し、前記第3フレームの一部フラグメントをシェーディング処理することにより、中間レンダリングを行う段階と、
前記第3フレームのシェーディング処理結果を利用し、前記第3フレームの他の一部フラグメントを追加してサンプリングしてシェーディング処理することにより、最終レンダリングを行う段階と、をさらに具備し、
前記第3パターンは、前記第2パターンに比べ、サンプリングの比率がさらに高い、ことを特徴とする請求項6に記載のグラフィックプロセッサの動作方法。
- 第1サンプル候補マップのサンプリング情報により、現在フレームの複数のフラグメントのうち一部のフラグメントに対するシェーディングを行う中間レンダリング処理器と、
以前フレームでのシェーディング処理結果と、前記現在フレームのシェーディング処理結果との比較に基づいて、前記第1サンプル候補マップのサンプリング情報を変更することにより、変更されたサンプル候補マップを生成するサンプル候補マップ変形回路と、
前記中間レンダリング処理器によってシェーディング処理されていない前記現在フレームのフラグメントのうち、前記変更されたサンプル候補マップによって追加してサンプリングされる一部のフラグメントに対するシェーディングを行う最終レンダリング処理器と、を具備することを特徴とするグラフィックプロセッサ。 - 前記中間レンダリング処理器及び前記最終レンダリング処理器によってシェーディング処理されていないフラグメントに対するホールフィリングを遂行する補間処理器をさらに具備する、ことを特徴とする請求項9に記載のグラフィックプロセッサ。
- 受信されるパターン情報により、前記第1サンプル候補マップを生成するサンプル候補マップ生成器をさらに具備する、ことを特徴とする請求項9に記載のグラフィックプロセッサ。
- 前記サンプル候補マップは、オッド(ODD)フレームに対するレンダリング処理時、第1パターンを有し、イーブン(EVEN)フレームに対するレンダリング処理時、前記第1パターンとは異なる第2パターンを有し、
前記以前フレームは、前記オッドフレームに該当し、前記現在フレームは、前記イーブンフレームに該当する、ことを特徴とする請求項11に記載のグラフィックプロセッサ。 - フレーム順序により、前記第1パターン又は前記第2パターンを有するパターン情報を、前記サンプル候補マップ生成器に提供するサンプルパターン生成器をさらに具備する、ことを特徴とする請求項12に記載のグラフィックプロセッサ。
- 前記以前フレームでのシェーディング処理結果によるフラグメント値を受信し、前記第2パターンを有するパターン情報が、前記サンプル候補マップ生成器に提供されるとき、前記サンプルパターン生成器から前記第1パターンを有するパターン情報を受信し、前記以前フレームの前記第1パターンに対応するフラグメントの値を、前記サンプル候補マップ変形回路に提供するピクセル抽出器をさらに具備する、ことを特徴とする請求項13に記載のグラフィックプロセッサ。
- 前記現在フレームの同一フラグメントに対するシェーディング処理によって算出された値と、補間処理によって算出された値とを比較することにより、補間正確度判断を行う補間正確度判断回路をさらに具備し、
前記サンプル候補マップ生成器は、前記補間正確度判断の結果により、前記サンプル候補マップのサンプリングの比率を調節する、ことを特徴とする請求項11に記載のグラフィックプロセッサ。 - 前記サンプル候補マップ生成器は、ホストからの命令に応答し、前記第1サンプル候補マップのサンプリングの比率を調節する、ことを特徴とする請求項11に記載のグラフィックプロセッサ。
- 前記サンプル候補マップ変形回路は、
前記第1サンプル候補マップのサンプリングの比率が基準値より低いとき、前記以前フレームでのシェーディング処理結果と、前記現在フレームのシェーディング処理結果とを利用し、前記第1サンプル候補マップを変形し、
前記第1サンプル候補マップのサンプリングの比率が基準値より高いとき、前記現在フレームのシェーディング処理結果を利用し、前記第1サンプル候補マップを変形する、ことを特徴とする請求項9に記載のグラフィックプロセッサ。 - レンダリング処理される所定フレームに対して、複数のフラグメントのうち一部のフラグメントを選択するための第1サンプル候補マップを受信し、少なくとも2つのフレームのシェーディング処理結果の比較に基づいて、前記第1サンプル候補マップのサンプリング情報を変更することにより、第2サンプル候補マップを生成するサンプル候補マップ変形回路と、
前記第1サンプル候補マップによってサンプリングされたフラグメントに対するシェーディング処理を介して、中間レンダリング処理を行い、前記第2サンプル候補マップにより、追加してサンプリングされたフラグメントに対するシェーディング処理を介して最終レンダリング処理を行うフラグメント処理器と、を具備することを特徴とするグラフィックプロセッサ。 - 前記フラグメント処理器は、前記中間レンダリング処理を行う中間レンダリング処理器、及び前記最終レンダリング処理を行う最終レンダリング処理器を具備する、ことを特徴とする請求項18に記載のグラフィックプロセッサ。
- パターン情報を受信し、前記パターン情報により、前記第1サンプル候補マップを生成するサンプル候補マップ生成器をさらに具備し、
前記サンプル候補マップ変形回路は、
前記第1サンプル候補マップのサンプリングの比率が基準値より低いとき、以前フレームでのシェーディング処理結果と、現在フレームのシェーディング処理結果とを利用し、前記第1サンプル候補マップを変形し、
前記第1サンプル候補マップのサンプリングの比率が基準値より高いとき、前記現在フレームのシェーディング処理結果を利用し、前記第1サンプル候補マップを変形する、ことを特徴とする請求項18に記載のグラフィックプロセッサ。
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