CN113643435B 使用三角形的递归再分的细分方法 （想象技术有限公司）

201610392316.92016.06.06本公开涉及使用三角形的递归再分的细分值线的补片的每个顶点定义的细分因数的细分边通过将边分成两个部分的新顶点的添加而被2括由边连接并在域空间中定义的左顶点和右顶点的初响应于确定所述左顶点和所述右顶点的顶点细分因数中有任一个超过或等于所述阈始补片以形成包括所述左顶点和所述新顶点的第一新补片以及包括所述右顶点和所述新3.根据权利要求1所述的硬件细分单元，其中所述硬件逻辑还配置成使用每个最新形4.根据权利要求3所述的硬件细分单元，其中所述硬件逻辑配置成对作为所述初始补5.根据权利要求1所述的硬件细分单元，其中配置成计算所述新顶点的顶点细分因数设置所述新顶点的顶点细分因数等于所计算6.根据权利要求5所述的硬件细分单元，其中所述左顶点和所述右顶点的顶点细分因AVG()是在括弧内的值的算术平均值，MIN()是在括弧内的值的列表中的最小值，以及7.根据权利要求1所述的硬件细分单元，其中配置成减小在每个最新形成的补片中的每个顶点的顶点细分因数的所述硬件逻辑包括将每个顶点细分因数减小预先定义的参数8.根据权利要求1所述的硬件细分单元，其中所述初始补片是由所述左顶点和所述右新顶点的上顶点、为所述父补片的左顶点的右顶点以及为所述父补片的上顶点的左顶点；312.根据权利要求11所述的硬件细分单元，其中所述输入补片是具有三个顶点的三角将所述三个顶点中的每个顶点的顶点细分因数与13.根据权利要求11所述的硬件细分单元，其中所述输入补片是具有四个顶点的四边分割所述输入补片以形成四个初始补片，每个初始补减小在每个最新形成的初始补片中的每个顶点14.根据权利要求11所述的硬件细分单元，其中所述输入补片是具有四个顶点和中心添加五个新顶点以将所述输入补片再分成四个子输入分割所述每个子输入四边形补片以形成四个初始补片，减小在每个最新形成的初始补片中的每个顶点15.根据权利要求11所述的硬件细分单元，其中所述输入补片是具有三个顶点和中心添加四个新顶点以将所述输入补片再分成三个子输入4分割所述每个子输入四边形补片以形成四个初始补片，减小在每个最新形成的初始补片中的每个顶点16.一种图形处理单元，所述图形处理单元包括根据权利要求1-15中的任一项所述的对于包括由边连接的并在域空间中定义的左顶点和右顶点的响应于确定所述左顶点和所述右顶点的顶点细分因数中有任一个超过或等于所述阈始补片以形成包括所述左顶点和所述新顶点的第一新补片以及包括所述右顶点和所述新5[0003]细分是在计算机图形中用于将表示在场景中的对象的一组表面分割成一般是三[0004]一般对补片执行再分成三角形基元，补片在形状上是正方形或三角形的(即四边和/或使位移映射被应用。然而，再分不对弯曲的补片执行而替代地在补片的域中被执行[0005]细分可提前被执行(例如以计算在不同的细节级别处和/或来自不同的视点的场景的多个不同的视图)或可在运行中被执行(例如以提供连续的或视图相关的细节级别)。[0009]描述了使用为补片的每个顶点定义的细分因数的细分方法，补片可以是四边形、初始补片以形成包括左顶点和新顶点的第一新补片以及包括右顶点和新顶点的第二新补6[0014]MEAN(LEFT.TF,RIGHT.TF)＝MIN(AVG(LEFT.TF,RIGHT.()是在括弧内的值的算术平均值，MIN()是在括弧内的值的列表中的最小值，以及[0016]减小在每个最新形成的补片中的每个顶点的顶点细分因数可包括将每个顶点细7[0025]其中AVG()是在括弧内的值的算术平均值，MIN()是在括弧内的值的列表中的最[0031]其中MID.TF是新顶点的顶点细分因数，TLEFT.TF是左上顶点的顶点细分因数，[0033]MEAN(TLEFT.TF,TRIGHT.TF,BLEFT.TF,BRIGHT.TF)＝MIN(AVG(TLEFT.TF,[0034]其中AVG()是在括弧内的值的算术平均值，MIN()是在括弧内的值的列表中的最[0035]减小在每个最新形成的初始补片中的每个顶点的顶点细分因数可包括将每个顶8始补片以形成包括左顶点和新顶点的第一新补片以及包括右顶点和新顶点的第二新补片，[0038]硬件逻辑还可以被配置为利用最新形成的补片作为初始补片来重复所述硬件逻[0040]配置成计算新顶点的顶点细分因数的硬件逻辑可包括配置成执行下列操作的硬[0042]MEAN(LEFT.TF,RIGHT.TF)＝MIN(AVG(LEFT.TF,RIGHT.件逻辑包括将每个顶点细分因数减小预先定义的参数IN补片产生一个或多个初始补片；以及对于多个初始补片中的每个重复所述硬件逻辑的操9始补片的硬件逻辑可包括执行下列操作的硬件逻辑：形成在四边形补片的中心处的新顶[0053]另外的方面提供了其上存储有在被执行时使至少一个处理器执行如在上面阐述算机可读程序代码的计算机可读存储介质以及具有在其上编码的定义配置成执行如在上面阐述的方法的硬件细分单元的计算机可读程序代码的计算机可读存[0058]图2是示出使用具有边细分因数的现有技术方法和使用顶点细分因数的本文所述[0065]图9是将算法递归地应用于由预处理阶段输出的三个或四个三角形补片中的每个[0070]图14示出使用本文所述的改进的细分方法和已知的细分方法得到的结果之间的[0076]图20示出可被实现为任何形式的计算和/或电子设备的并可配置成实现本文所述[0080]存在多种已知的使用边细分因数(TF)的细分方法，边细分因数对(例如四边形或想要的视觉伪像(例如下面解释的)非常可能出现在再分级别改变的且三角形不是很小的的(长细)三角形更快地渲染暗示最小周长与面积比的给定屏幕面积(即屏幕像素)的“等[0093]另一考虑因素是用于产生三角形的模式的算法的复杂度。如果算法可保持简单顺时针顺序ABCD给出的顶点并使用适当的细分因数定义的四边形补片产生与具有被列为此与输入控制点或形成最终三角形的因而产生的N维顶点添加时，这些将边再分成两个部分(其中在各种例子中，这两个部分可相等，使得边被平[0098]本文所述的改进的细分方法处理在已知的细分方法中产生的一个或多个(和在各[0101]·漂浮——根据顶点的细分因数在域空间中移动顶点的位置导致当位移的量改角形的渲染成本不仅取决于它的屏幕像素面积而且在某种程度上取决于它在屏幕像素中的相同补片通常更有效，尤其是在细三角形随着LOD改变而消失且基本上多余的时候。因此，下面所述的方法目的在于最大化最小的面积与周长比的平方根(RootAreato[0105]指定在补片的角处的TF导致在细分的补片内的因而产生的三角形的尺寸和形状[0106]在图3和图4中示出具有四边形和三角形补片的各种整数和分数细分因数的另外方案中近似同等地采用因数的以2为底的对数。在每个例子之下的正文显示以下列顺序的以及顶点放置在域空间中的其最终位置处且当LOD增加时不移动(它们只在域空间中的固[0110]如果输入补片是三角形补片602，则预处理阶段(块504)输出一个三角形补片602可以可选地被写为它的实际全值，且在这种情况下，下面阐述的顶点TF的计算以及参数可在实现本文所述的改进的细分方法之前转换角形的中心处(例如在质量中心处)形成(块704)，且新MID顶点的顶点TF被计算(在块706RIGHT.TF和MID.TF)然后减小了参数INTERVAL(即通过减去INTERVAL，其中以2为底的对数[0121]三个三角形补片(MID,RIGHT,LEFT)610、(MID,LEFT,TOP)609和(MID,TOP,RIGHT)608然后形成(块710)，且正是这些三角形补片使用如下所述的细分算法被细分(在块506[0124]如图8所述，当四边形补片(TLEFT,TRIGHT,BLEFT,BRIGHT)604被馈送到细分器内[0127]四个三角形补片(MID,TLEFT,TRIGHT)612、(MID,TRIGHT,BRIGHT)613、(MID,BRIGHT,BLEFT)614和(MID,BLEFT,TLEFT)615然后形成(块810)，且正是这些三角形补片使[0128]图9是将算法递归地应用于由预处理阶段输出的三个或四个三角形补片中的每个[0135]在很多例子中，新顶点MID作为在域空间中的边LEFT->RIGHT的二等分线被添然而，在其它例子中，新顶点MID可被添加在一个位置处，该位置在域空间中的边LEFT->[0136]两个子三角形补片(MID,LEFT,TOP)1006和(MID,TOP,RIGHT)1008形成(块908和数(在所有三角形补片中)将至多是THRES且该[0140]如可在图10中看到的，最新添加的MID顶点是在被形成(在块908和910中)的这两[0142]如果等值线补片(LEFT,RIGHT)606被馈送到细分器(作为初始补片900)，则如果法然后在这些子等值线中的每个上递归并在所有顶点细分因数是至多THRES的函数将常常导致T结出现和因而针对顶点TF的某些值而破坏(例如在整个补片上的顶点[0148]其中AVG()是在括弧内的值的列表的算术平均值(例如在上面的例子中的顶点[0159]情况2.1(TOP是如在图10中的补片1000中所示[0172]通过使用以2为底的对数标记以及如图12所示的THRES＝0.0和INTERVAL＝0.5以段(块504和图8)中，添加具有细分因数1.25(在块806中计算的算术平均值)的中间顶点每个TF减小了0.5(在块808中，这可在块810之前或之后被执行)，如在图12中的第二例子[0173]在每个三角形补片(块506和图9)上的第一递归中，每个下边因为0.5高于阈值THRES＝0.0)，且四个新顶点(具有新顶点TF)和八个新补片形成(在块中的第四例子1210中所示的INTERV顶点TF并形成如在图12中的第五例子1212中所示的16个新补片来再分(在块902中，因为[0175]因为上面所述的改进的细分方法独立地处理每个补片，它可以以高并行程度实[0178]所提出的方法所需的额外顶点成员是每个输入顶点的固定点细分因数。M是输出[0179]如上所述，当渲染等边三角形或具有高的面积与周长比[0180]图14示出在使用本文所述的改进的细分方法和已知的细分方法——奇数分数分用在改进的细分方法中的算法的细分(在块506中)通过将两个补片分成类似的三角形而开新的细三角形并接着添加多得多的三角形来开始，所有新的细三角形都几乎是冗余的(因意味着这些细三角形在移位之后不将任何细节添加到域的大部分)，如在比较1403中所示[0182]如在随后的比较1403-1408中所示的，改进的细分方法继续添加一半面积的相似[0183]允许用户规定补片的中心TF有时可能是合乎需要的，该中心TF在LOD上不同于补快速的跳跃。图15示出添加另一可选的预处理阶段(块1502)的对图5(如上所述)的方法的处理阶段(在块1502中)在上面所述的预处理阶段(在块504中)之前实现，并分割输入补片且最新添加的中间顶点被分配中心TF。再分然后如上所述在两个子等值线(例如LEFT-MID[0184]可参考图16和17描述额外的预处理阶段(块1502)。图16示出对四边形输入补片[0185]如图16所示，额外的预处理阶段将四边形输入补片1602分成四个四边形补片四边形输入补片1602需要添加五个新顶点(块1702)：具有中心TF的中心顶点1614(由所有通过采用最新添加的顶点的相邻角TF的MEAN()对每个最新添加的顶点计算(在块1706中)新添加的顶点的相邻角TF的MEAN()对每个最新添加的顶点给出(如在块1706中计算的)它[0187]额外的预处理阶段的最后一个阶段(块1708)减小每个细分因数，且在各种例子在补片的每条边界边上做出正确数量的再分并[0188]在将原始输入补片再分成三个或四个四边形补片后，在额外的预处理阶段(块1502)中，这三个或四个四边形补片(具有如在块1708中计算的其顶点TF)被输入到原始预的方法或图15的方法，且没有使用图5的方法的一些输入补片和使用图15的方法的其它输[0190]本文所述的改进的细分方法处理在已知的细分方法中产生的上面所述的一个或在四边形上的t的平均顶点细分因数大致相应于22t个顶点和多达两倍的基元(其为最小[0200]虽然上面的例子(例如在图5中)示出改进的细分方法是针对三角形、四边形和等[0201]虽然图5示出包括预处理阶段(块504)和细分算法的递归应用(在块506和508中)的改进的细分方法，将认识到，图9所示的方法可以可选地独立地实现而没有预处理阶段[0202]在上面所述的改进的细分方法的另外的变形中，顶点细分因数可以不同地被表[0204]在这个例子中，测试条件(而不是由上面的方程(3)给出的条件)将是TF’>F地用作可以是对称或非对称的MEAN()函数(虽然这将导致方位独立性的[0210]虽然上面的例子使用THRES和INTERVAL中的每个的单个值以及单个MEAN()函数(例如算术平均和由方程(6)给出的MEAN()函数)，另外的例子可使用THRES和/或MEAN的多个值和/或多个MEAN()函数。顶点(以及在“或”被使用的场合，例如在方程(3)中，在其标准含义中，如果LEFT.TF和以只在LEFT.TF和RIGHT.TF都超过TH[0215]被输入到改进的细分方法的顶点TF可由单独的应用产生(例如基于观看者离每个[0216]本文所述的改进的细分方法可用于在运行中执行细分(例如，当视点在3D场景中着色器1902不知道网拓扑且只知道被馈[0218]在顶点着色器1902和硬件细分单元(或细分器)1904之间(或在顶点着色器和图19器1902和细分器1904之间的一个或多个可选外壳着色器)，补片(即顶点的有序集合)是使用拓扑(其中这可以是存储在用户在引出调用之前选择的细分器中的预先构建的选择)来[0219]硬件细分单元(或细分器)1904包括使用所接收的顶点TF来实现上面所述的改进细分单元1904可配置成并行地执行上面描述的方法的方面(例如在块506和608中在不同的[0220]域着色器1906充当由细分器1904产生的顶点的第二顶点着色器，并且每顶点(其顶点结构。域着色器使用补片控制点和域空间坐标来构建新顶点并应用任何位移映射(例[0222]图19的GPU管线1900仅作为例子被示出，且本文所述的使用顶点TF的改进的细分20示出可被实现为计算和/或电子设备的任何形式且可配置成实现上面所述的细分方法的用于处理计算机可执行指令以控制设备的操作以便执行上面描述的改进的细分方法的任包括在硬件(而不是软件或固件)中实现改进的细分方法的一部分的一个或多个固定功能它适当的平台软件以使应用软件2006能够在设备上执行，且应用软件可包括细分模块的预处理模块(其实现图15的块1502)和递归细分模块(其实现图5或图15的块506和/或[0225]可使用由基于计算的设备2000访问的任何计算机可读介质提供计算机可执行指解的是，存储器可远程地被分布或定位并经由网络或其它通信链路(例如使用通信接口[0226]基于计算的设备2000还可包括布置成向可与基于计算的设备2000分离或合并成出控制器也可布置成接收并处理来自一个或多个设备例如用户输入设备(例如鼠标或键入/输出控制器也可向除了显示设备以外的设备例如本地连接的打印设备输[0228]本领域中的技术人员将认识到，用于存储程序指令的存储设备可分布在网络当序代码的计算机程序的形式或以包括适合于当程序在计算机上运行时执行本文所述的任成执行本文所述的任何方法的处理单元或用于产生包括本文所述的任何装置的处理单元生如在本文的例子中所述的接收机的处理器的表现形式或产生配置成执行如在本文的例[0232]存储在实现所公开的方面时使用的机器可执行数据的存储器可以是非临时介[0235]将理解的是，上面描述的益处和优点可涉及一个实施方式或可涉及几个实施方上面描述的任何例子的方面可与所描述的其它例子中的任一