專利名稱：基于分塊渲染的gpu中線段分塊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到基于分塊渲染的GPU設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特指基于分塊渲染的GPU中線段分塊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的GPU設(shè)計(jì)采用固定流水線的方式，在繪制線段時(shí)，直接根據(jù)線段的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)完成一條線段的繪制，而在渲染時(shí)，由于線段的局部性比較差，導(dǎo)致繪制大量線段時(shí)需要頻繁地替換Cache中的數(shù)據(jù)，往往是Cache中的數(shù)據(jù)替換出去過一段時(shí)間又裝載進(jìn)來，所以傳統(tǒng)GPU繪制線段的效率不高。為了解決線段繪制頻繁訪存的問題，基于分塊渲染的技術(shù)就被提出來了，這種技術(shù)的特點(diǎn)是將繪圖區(qū)分成若干個(gè)大小相等的塊，判斷圖元所在的塊，將其按照塊號(hào)寫入存儲(chǔ)器，等當(dāng)前幀所有的圖元都分塊完畢并寫入存儲(chǔ)器之后，再按照塊的順序?qū)?dāng)前塊內(nèi)的圖元依次讀出進(jìn)行渲染，如此帶來的好處就是在渲染某一塊時(shí)只是在最終確定了要繪制的像素之后才會(huì)寫入幀存，避免了頻繁的訪存，節(jié)省了存儲(chǔ)器帶寬，提高繪圖效率。對(duì)三角形的分塊技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但是對(duì)于某些應(yīng)用場(chǎng)合，需要繪制大量的線段(比如地圖)，如果只是對(duì)三角形進(jìn)行分塊，線段的繪制將會(huì)影響到最終的繪制效率，所以對(duì)于含有大量線段和三角形的應(yīng)用，對(duì)線段也采用分塊算法就顯得很重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)難點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種能夠快速完成線段分塊的實(shí)現(xiàn)方式。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于1、精確本發(fā)明提出的線段分塊實(shí)現(xiàn)方式可以準(zhǔn)確地將包含線段的塊找出來；2、快速本發(fā)明采用的算法是將線段擴(kuò)展成四邊形之后再將其分成兩個(gè)三角形，利用三角形的邊界方程并行判斷，運(yùn)行速度快；3、高效采用本發(fā)明提出的線段分塊技術(shù)的基于分塊渲染的GPU，可以大大提高含有大量線段的場(chǎng)景繪制效率。


圖1是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的線段擴(kuò)展四邊形及三角形劃分； 圖2是本發(fā)明提出的確定線段所在塊的示意圖； 圖3是本發(fā)明提出的線段分塊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的線段擴(kuò)展四邊形及三角形劃分，其中(a)為鋸齒線段的擴(kuò)展四邊形，(b)為鋸齒線段擴(kuò)展四邊形的三角形劃分；(c)為反走樣線段的擴(kuò)展四邊形，(d)為反走樣線段擴(kuò)展四邊形的劃分。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的線段所在塊的判斷示意圖，圖中可以看到，該線段擴(kuò)展四邊形的包圍盒所包含的塊號(hào)為0、1、2、4、5、6，在利用邊界方程進(jìn)行判斷之后，線段實(shí)際
所在的塊號(hào)為1、2、4、5、6，0號(hào)與線段并無相交部分，不會(huì)將0號(hào)塊寫入存儲(chǔ)器。 如圖3所示，本發(fā)明的線段分塊技術(shù)實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖，它包括線段方向調(diào)整，若
Xok1，則交換Tp T1兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，得到線段兩個(gè)點(diǎn)的額坐標(biāo)為
權(quán)利要求
1.基于分塊渲染算法實(shí)現(xiàn)的GPU中線段分塊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，其輸入為線段的兩個(gè)端點(diǎn)的單精度浮點(diǎn)格式的坐標(biāo)T0 (x0, y0)、T1 (xi; Y1)。1.調(diào)整線段方向。若^>X1,則交換 ；、T1兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，得到線段兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)為 T' Q(x' 0,y' Q)、T' i;y')，此時(shí)線段的方向是從左到右。
2.擴(kuò)展線段為四邊形，根據(jù)線段是否需要做反走樣處理進(jìn)行不同的擴(kuò)展方式，若不進(jìn)行反走樣處理，假設(shè)線段寬度為w，那么(1)線段沿X方向生成，擴(kuò)展的四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)為
3.包圍盒坐標(biāo)生成。包圍盒為包含當(dāng)前處理線段的最小矩形。其計(jì)算方法為找出2 生成的擴(kuò)展四邊形四個(gè)頂點(diǎn)的最大X值(設(shè)為Xmax)、最小X值(設(shè)為Xmin)、最大Y值(設(shè)為 Ymax)、最小Y值(設(shè)為Ymin),將這些值都轉(zhuǎn)化為整數(shù)，然后與屏幕坐標(biāo)邊界進(jìn)行比較，確定包圍盒的四個(gè)邊界為I^min、Rxfflax, Byfflin, Tyfflax0
4.塊號(hào)預(yù)生成。根據(jù)包圍盒的四個(gè)邊界和分塊的大小(假設(shè)為64X64)，確定這個(gè)包圍盒包含哪些塊，此時(shí)生成的塊號(hào)會(huì)有一部分并不與線段相交。
5.確切塊號(hào)生成。根據(jù)4生成的塊號(hào)，進(jìn)一步將不與線段相交的塊排除掉。具體方法為(1)定義邊界方程E (x, y) = (x-x0) · dy- (y-y0) · dx(2)將線段擴(kuò)展四邊形按逆時(shí)針排列分成兩個(gè)三角形；(3)對(duì)每一個(gè)三角形(以下假設(shè)一個(gè)逆時(shí)針順序的ΔABC)，只需要判斷塊的左下角坐標(biāo)是否滿足以下公式即可
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于分塊渲染的GPU中線段分塊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，它包括線段的四邊形擴(kuò)展；包圍盒坐標(biāo)生成；線段所在塊號(hào)預(yù)生成；線段確切所在塊號(hào)的生成四個(gè)步驟，在實(shí)現(xiàn)中采用流水線方式處理，可以快速準(zhǔn)確地確定線段在哪些塊中，減少渲染的訪存頻率，加快渲染的運(yùn)行速度。
文檔編號(hào)G06T1/60GK102270351SQ20111006517
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者余圣發(fā), 焦勇, 胡亞華 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙景嘉微電子有限公司