具有重要內插的圖形引擎的製作方法

2023-12-03 12:04:01

專利名稱：：具有重要內插的圖形引擎的製作方法
技術領域：
：本發明大體上涉及電子設備，且更特定來說涉及一種圖形引擎。
背景技術：
：圖形處理器廣泛用以渲染用於呈現於電子顯示器上的2維(2D)和3維(3D)圖像。3D圖像可經建模而具有表面，且每一表面可與三角形近似。表示3D圖像所需的三角形的數目視表面的複雜性和所要圖像解析度而定。用於3D圖像的三角形的總數目可能相當大(例如，數百萬)。圖形處理器試圖儘可能快地渲染3D圖像的三角形。每個三角形由三角形的三個頂點的(;c,;y)坐標來界定。每個三角形的每一頂點與例如顏色、紋理、深度等各種屬性相關聯。圖形處理器通過內插所述三角形的屬性中的每一者來渲染每個三角形。對於每個三角形的每一屬性來說，圖形處理器確定三角形內的每一像素位置處的所述屬性的適當值。圖形處理器通常通過使用為三角形的三個頂點處的屬性給定的值來執行線性內插而實現此目的。由於3D圖像可包括許多三角形且由於每個三角形可具有許多屬性，因此渲染過程通常計算量非常大。因此，此項技術中需要一種可重要地執行用於圖形渲染的內插的圖形引擎。
發明內容本文描述一種可使用較少位重要地執行內插且同時實現良好準確度的圖形引擎。所述圖形引擎包括設定單元和渲染單元。設定單元計算用於內插3D圖像的待渲染的三角形的屬性v(例如，如紅色、綠色或藍色等顏色分量)的一組係數丄S和C。係數丄5和C可具有大動態範圍且因此可以大量位來表示以實現內插結果的所要準確度。設定單元接著基於所述組係數A、￡和C導出一組"壓縮"係數^、》和^。壓縮係數具有在二進位小數點左側具有R個"整數"位且在二進位小數點右側具有T個"分數"位的固定點格式，其中R〉1、且R+T可遠小於用以表示係數A、fi和C的位的數目。可基於用於正內插的屬性v的位數目來選擇整數位的數目(R)。可進一步基於三角形上的屬性的值的範圍來選擇R。另外，R通常還取決於三角形大小。可基於用於渲染三角形的顯示屏的尺寸來選擇分數位的數目(T)。可進一步基於三角形大小來選擇T。下文描述關於內插過程和係數A、S和C以及壓縮係數A、》和^的導出的細節。渲染單元使用壓縮係數A、^和e來執行屬性v的內插。可以不飽和累加器來實施渲染單元，所述不飽和累加器可通過分別累加壓縮係數A或5來重要地執行顯示屏上的水平或垂直方向上的掃描的內插。藉此，大大簡化了三角形渲染。下文更詳細地描述本發明的各個方面和實施例。結合附圖考慮，從下文陳述的具體實施方式中將更加了解本發明的特徵和性質，附圖中相同參考標號始終相應地作出標示。圖1展示用以建模3D圖像的表面的三角形。圖2展示能夠渲染三角形的圖形引擎。圖3展示圖形引擎內的設定單元。圖4展示圖形引擎內的渲染單元。圖5說明用以減少係數的位數目的基本幾何學的使用。圖6展示產生用於內插的壓縮係數的設定單元。圖7展示使用用於內插的壓縮係數的渲染單元。圖8展示利用不飽和累加且不利用乘法來執行內插的渲染單元。圖9展示用於渲染三角形的過程的流程圖。圖IO展示無線裝置的框圖。具體實施例方式本文使用詞語"示範性"意指"充當實例、例子或說明"。本文中描述為"示範性"的任何實施例或設計均未必理解為與其它實施例或設計相比是優選或有利的。圖1展示用以建模3D圖像的表面的示範性三角形110。所述三角形將在顯示屏100上渲染。所述三角形由三角形的三個頂點的坐標"。'3^、"'，y"和""y"來界定。所述三角形還與一個或一個以上屬性相關聯。這些屬性可能關於散射顏色的紅色、綠色和藍色分量(三個屬性)；鏡面反射顏色的紅色、綠色和藍色分量(另外三個屬性)；Z深度、紋理坐標(兩個屬性)；反Z深度等。為了簡單起見，以下描述關於三角形的一個屬性。如圖1所示，此屬性指示為v且在三角形的三個頂點處具有三個值vo、w和力。在以下描述中，(A)二(義。，A'義2)、U)-(:vo,^,:M且k)-(Vo，v，v2)。圖2展示能夠渲染三角形110的圖形引擎200的框圖。設定單元210接收三角形的輸入參數(x,]、{力}和{^}且產生用於內插屬性v的係數。渲染單元220接收係數且產生在三角形內各個位置處的屬性v的內插值。設定單元210以每個三角形的方式執行，且渲染單元220以給定三角形的每個像素的方式執行。下文描述設定單元210和渲染單元220的示範性設計。圖形引擎200通常包括為了簡單起見在圖2中並未展示的其它處理單元。圖形引擎200通過以屬性v的內插值填充三角形的內部來渲染三角形110。對於直接估算方法，可基於以下內插等式來導出三角形內任何"，y)位置處的屬性值v-A'x+S'y+C等式(1)其中A、S和C是可如下所述產生的內插係數。圖形引擎200使用等式(1)來計算三角形內所有位置的內插值。在以下描述中，術語"變量"可一般意指輸入參數(例如，{x,}、(y,)和(v,P、坐標(例如，；c和)O、係數(例如，A、fi和C)、中間值和最終結果(例如，v)。可從以下一組三個等式中獲得用於屬性v的係數A、S和C:v0=AXo+B■;y。+C，v,=A.jq+B'h+C，禾B等式(2)v2=Ax2+fi.y2+C。通過將給定頂點(其中!'=0，L2)的輸入參數值；c,、》和v,應用到等式(1)來獲得等式組(2)中的每一等式。等式組(2)指示每一屬性與一組不同係數相關聯。等式組(2)可以矩陣形式表達如下formulaseeoriginaldocumentpage8接著可計算係數A、s和c如下.-formulaseeoriginaldocumentpage9等式(4)可界定矩陣m如下:formulaseeoriginaldocumentpage9等式(5)可計算矩陣M的倒數或M—\如下:formulaseeoriginaldocumentpage9(M)等式(6)其中det(M)是矩陣M的行列式，Mc是矩陣M的伴隨矩陣，D是等於一除以行列式的變量(即，行列式的倒數)，且"T"指示轉置。矩陣M的行列式等於三角形的面積且可計算如下formulaseeoriginaldocumentpage9伴隨矩陣Mc可表達如下等式(7)formulaseeoriginaldocumentpage9等式(9)每一變量可表示為固定點數或偽浮點數。固定點數具有以下格式pp…ppqq…qq等式(IO)其中每一"p"表示二進位小數點"."左側的一個二進位"整數"位且每一"q"表示二進位小數點右側的一個二進位"分數"位。每一整數位表示1或大於1的值，其中由固定點數內的所述整數位的位置來確定精確值。每一分數位表示小於1的值，其中由固定點數內的所述分數位的位置來確定精確值。固定點數具有預定數目的位，且二進位小數點固定在特定位位置處。偽浮點數具有以下格式tableseeoriginaldocumentpage10。係數A、》和^分別為係數A、￡和C的經壓縮表示形式，且下文對其進行詳細描述。矩陣M的行列式等於三角形的面積且可由具有2P.Qu格式(或2P+Q個位)的固定點數來表示。變量D等於一除以行列式且可由具有Q.Ku格式的固定點數來表示，其中K》2P。如果x,和乂.具有10.6u格式，那麼變量D可由6.Ku格式來表示，其中K220。可使用偽浮點表示形式來更重要地表示變量D。可導出變量D且最初以固定點格式(例如，以6.(2P+M)u格式)來表示變量Z)，其中K二2P+M。接著可通過以下方式來確定變量D的偽浮點表示形式取得變量的固定點表示形式，從固定點表示形式的最左端位掃描直到遇到第一"1"位，保留此第一個遇到的"1"位和接下來的M-1個位且捨去所有其它位。尾數等於從變量Z)的固定點表示形式保留的M個位。對於偽浮點表示形式來說，尾數包括M個整數位且具有lmm…mm的格式，其中每一"m"可具有"0"或"1"的值。浮點F是此第一"l"從LSB移到MSB的位置。如果變量￡>具有6.(2P+M)u格式，那麼指數值F從M-6變化到M+2P-1。圖3展示由設定單元210a執行以導出使用變量Z)的偽浮點表示形式的係數A、fi和C的計算。設定單元210a是圖2中的圖形引擎200中的設定單元210的實施例。為了導出係數A，首先在區塊312a到312c中基於輸入參數值^,]來計算伴隨矩陣Mc中的變量("J-(fl。,fl,，fld，如等式(8)所示。接著在區塊314a到314c中將變量^,]與屬性值(v,.)相乘。在區塊316中組合區塊314a到314c的輸出，且在區塊318中將所述輸出與變量D的尾數進一步相乘(如等式(9)所指示)以產生係數A。可以與係數/l類似的方式(儘管使用輸入參數值b,]和屬性值(v,))導出係數￡。首先在區塊322a到322c中基於輸入參數值{x,}來計算伴隨矩陣Mc中的變量(&J-(Zv^&2)，如等式(8)所示。接著在區塊324a到324c中將變量(&,)與屬性值(v。相乘。在區塊326中組合區塊324a到324c的輸出，且在區塊328中將所述輸出與變量D的尾數進一步相乘以產生係數5。為了導出係數C，首先在區塊352a-352f、354a-354f和356a-356c中基於輸入參數值",f和bJ來計算伴隨矩陣Mc中的變量(c,Hk。，q，C2)，如等式(8)所示。接著在區塊358a到358c中將變量(c^與屬性值(v,]相乘。在區塊360中組合區塊358a到358c的輸出，且在區塊362中將所述輸出與變量Z)的尾數進一步相乘以產生係數C。圖3還展示用於表1所示的示範性設計的各個變量的位寬度。對於此設計來說，輸入參數(;c,l和b,)具有10.6u格式，且輸入參數(v,)具有16.0u格式。以下基本規則用於確定在計算係數A、S和C的過程中的中間結果和最終結果的位寬度。1.兩個數的加法或減法產生具有額外位的輸出；2.兩個數的乘法產生具有等於兩個輸入數中的位總和的位數目的輸出；3.舍位運算(指示為">>")捨棄一定數目的最低重要位(LSB);和4.飽和運算(指示為"SAT")執行最大值(MAX)和/或最小值(MIN)運算以限制最高重要位(MSB)的數目。圖3指示可以35+M個位來表示係數a和b中的每一者，且可以45+M個位來表示係數C。大體來說，由於下述原因，係數C比係數A和S多需要P個位。可使用最大值M來指定係數4、5和C的最壞狀況(或最大)位寬度。圖4展示由渲染單元220a執行以產生屬性v的內插值的計算。渲染單元220a是圖2中的圖形引擎200中的渲染單元220的實施例。渲染單元220a從圖3中的設定單元210a接收係數A、S和C。在區塊412a和412b中，將三角形內待內插的位置的變量x和y分別與係數A和S相乘，以分別產生中間值夂和^。在區塊414中，將中間值^和A與係數C求和，以產生初步結果v'。在區塊416中，將初步結果,右移F+6個位位置以考慮變量D的偽浮點表示形式。接著在區塊418中，將經移位的值飽和為R個位，其為屬性v的整數位的數目。圖4還展示用於表1所示的示範性設計的各種變量的位寬度。將上述基本規則應用於每一運算。圖4指示可用45+M個位來表示中間值A和^中的每一者，45+M是用於係數C的位數目。屏幕坐標的變量x和y將IO個額外位供應到係數A和使得中間值A和^與係數C的位寬度匹配。初步結果v'具有47+M個位，且屬性v的最終結果具有16個位。在圖4中，依據用於變量D的尾數的位數目M，給出係數A、fi和C、中間值^和By以及初步結果v'的所有位寬度。較大尾數大小M提供變量Z)和屬性v的內插值的較高準確度，但也需要較多位用於內插。可在尾數的位寬度與性能之間進行折衷。可估算(例如，使用計算機模擬)不同尾數大小，以確定隨每一不同尾數大小產生的誤差範圍。接著可選擇使用具有所要性能的最小尾數大小。示範性計算機模擬展示用於尾數的M二12個位產生良好結果。然而，也可使用其它尾數大小。返回參看圖4，對於M:12來說，可使用(41-F).(F+6)u格式以47個位來表示係數A和B中的每一者，且可使用(51-F).(F+6)u格式以57個位來表示係數C。可使用(51-F).(F+6)u格式以57個位來表示中間值夂和By中的每一者。可使用(53-F).(F+6)u格式以59個位來表示初步結果v'。在初步結果"的59個位中，F+6個LSB用於分數部分且被舍位，且53-F-16個MSB用於整數部分且飽和以獲得屬性v的最終16個位。對於表1所示的示範性設計，指數值F可在從6到31範圍內，或F二[631]。在此情況下，12到37個位被舍位且31到6個位飽和以獲得屬性v的最終結果。待舍位的位的特定數目和待飽和的位的特定數目視矩陣M的行列式(即，待渲染的三角形的大小)而定。通常以具有與係數C一樣大小的累加器來實施實際內插。對於高速渲染來說，通常實施許多(例如，數打)此類累加器，每一累加器用於所渲染的許多屬性中的每一者，這耗費硬體。時常，並行運行所述累加器，這耗費功率。本文所述的創新式圖形引擎可在硬體與功率方面提供實質性節省。通過利用以下觀察可實現用於內插的位數目的大量減少，且因此複雜性顯著減小1.由於輸入參數x和y歸因於固定屏幕大小而受到限制，因此固定數目的分數位可用於係數A、B和C。2.由於待內插的屬性v受限於值的一範圍內，因此固定數目的整數位可用於係數A、S和C。係數A、S和C的固定和較小位寬度減小了內插過程中中間結果的位寬度且進一步簡化計算。可基於屏幕尺寸來減少係數A、fi和C的分數位的數目，且基於用於所渲染的屬性的內插值的所要解析度/準確度來進一步選擇係數A、B和C的分數位的數目。返回參看內插等式(1)，係數A可視作屬性v沿;c軸(例如，水平方向)的增量變化，且係數S可視作屬性v沿y軸(例如，垂直方向)的增量變化。對於在水平方向上有P個位的屏幕大小來說，變量;c可取0到2P-l的值。為了俘獲i值的整個範圍上屬性v中的一個LSB的最小變化，係數A應具有至少P個分數位。同樣，對於在垂直方向上有P個位的屏幕大小來說，係數fi應具有至少P個分數位以便俘獲y值的整個範圍上屬性v中的一個LSB的最小變化。此外，由於可以P個分數位來表示中間值^-A.x和A=B'y，因此也可以P個分數位來表示係數C。舉例來說，對於1024x768的屏幕大小來說，P-10個位用於;c與y，且係數yi和萬應具有至少十個分數位。十個分數位接著可用於所有三個係數A、fi和C。或者，12個分數位可用於這些係數以實現較高準確度。大體來說，視屬性v的最終內插結果的所要準確度而定，任何數目的分數位可用於係數A、B和C。不同數目的分數位也可用於對誤差具有不同等級的敏感性的不同屬性。舉例來說，較多分數位可用於其中誤差引起視覺上較明顯的假象的屬性，且較少分數位可用於其中誤差相對良性的屬性。可通過利用屬性的三角形渲染的基本幾何學來減少係數A、￡和C的整數位的數目。將屬性的內插值的最終結果限制在由用於屬性的位數目(R)所規定的範圍內。舉例來說，如果屬性具有16.0u格式，那麼屬性的每一內插值為正且限於16個整數位內。這意味著即使等式(1)右側的三項A^、^和C可為負且甚至可具有多於16個整數位，但基本幾何學確保在將所有這三項相加之後，左側的最終結果將為正且將僅具有16個整數位。圖5說明用以減少係數A、S和C的整數位的數目的基本幾何學的使用。為了簡化起見，圖5並未展示二進位小數點右側的分數位。對於此實例來說，M=12，F=6,中間值A和^中的每一者具有45個整數位，這兩個中間值的和具有46個整數位，且係數C具有45個整數位。當在直線上的兩個點之間內插時，內插值將具有與被內插的兩個端點處的兩個值相同的位寬度。因此，即使中間值A和A以及係數C中的每一者具有45個位，但16位屬性的內插產生16位內插值。2的補數(其為通常用於表示硬體中的數目的格式)的二進位加法從右向左進行。為了產生屬性v的內插值的較低16個位，僅需要量A、A和C的較低16個位。並不需要且可捨去量A^+A的較高30個位和係數C的較高29個位。通過捨去這些較高位對最終結果的精確度並不存在損失。圖6展示由設定單元210b執行以導出具有固定數目(R)的整數位和固定數目(T)的分數位的壓縮係數^、S和e的計算。設定單元210b是圖2中的圖形引擎200中的設定單元210的另一實施例。分別基於上文在圖3中所述的區塊310、320和350中的輸入參數(;c,.)和b,]來計算中間係數i、S'和C'。在區塊612a到612c中將中間係數^'、5'和C'與變量"的尾數相乘以分別產生係數丄￡和C。在區塊614a到614c中對係數A、S和C的最右端F+6-T個位進行舍位以分別產生具有T個分數位的係數A'、S"和C"。可通過將係數A、fi和C中的每一者向右移位F+6一T個位且捨去移出的所有F+6-T個二進位位來執行舍位。舍位之後，係數A"、^和(T中的每一者具有T個分數位。接著在區塊616a到616c中遮蔽係數^"、S'和C"以保留R個較低整數位和T個分數位。可通過以由用於R+T個最右端位位置的R+T個一和用於所有其它位位置的零構成的掩碼對係數A'、5'和C"中的每一者執行邏輯AND(與)運算來實現遮蔽。保留對應於掩碼中的一的係數位且捨去對應於掩碼中的零的係數位。對係數A'、B"和C"的掩碼運算分別產生壓縮係數^、^和^。壓縮係數中的每一者具有R.T格式。圖6還展示用於表1所示的具有R=16且1=12的示範性設計的各個變量的位寬度。係數A和S中的每一者總共具有47個位，其中F+6個為分數位，且係數C總共具有57個位，其中f+6個為分數位。對於t-12來說，係數a、b和c的f+6-12個最右端位被舍位。所得係數A'和S"中的每一者總共具有53-F個位，其中12個為分數位，且係數C"總共具有63-F個位，其中12個為分數位。掩碼運算保留係數A'、^和C"的16個較低整數位，捨去所有較高整數位且提供具有16個整數位和12個分數位的壓縮係數A、S禾口^。圖7展示由渲染單元220b執行以使用由圖6中的設定單元210b導出的壓縮係數2、》和e來產生屬性v的內插值的計算。渲染單元220b是圖2中的圖形引擎200中的渲染單元220的另一實施例。在區塊712a和712b中將待內插的位置的變量x和y分別與壓縮係數2和S相乘。在區塊714a和714b中遮蔽中間值^和》以僅保留R個較低整數位和T個分數位。接著在區塊716中將經遮蔽的值與壓縮係數5求和以產生具有R+2個整數位和T個分數位的初步結果v'，其中兩個額外整數位來自三個數的相加。在區塊718中遮蔽初步結果,以僅保留R個較低整數位和T個分數位。在區塊720中對T個分數位進行舍位以獲得屬性v的最終內插結果。圖7還展示用於具有R-16且T二12的示範性設計的各個變量的位寬度。可將具有壓縮係數的內插等式表達為v={[(A.x)AND掩碼]+[(反;y)AND掩碼]+5}AND掩碼等式(12)其中掩碼是具有(R+T)個一的掩碼，且等式(12)中的三個AND運算反映不飽和加法器。內插等式(12)中的所有變量和係數是固定點格式的。等式(12)提議需要兩次乘法以產生每一內插值。由於乘法比加法複雜，因此如果可能，希望避免或最小化乘法的使用。圖8展示可在並無任何乘法的情況下執行內插的渲染單元220c。渲染單元220c是圖2中的圖形引擎200中的渲染單元220的另一實施例。如上所述產生壓縮係數2、》和^且將其提供到還接收Mux—Ctrl信號的多路復用器812。渲染單元220c可通過從三角形的底部開始且轉向三角形的頂部一次掃描一行，來渲染三角形。在開始掃描每一行時，由重設(Reset)信號將(R+T)位不飽和累加器814重設為零，多路復用器812提供壓縮係數^且累加器814存儲所述壓縮係數^。對於第一行的掃描來說，多路復用器812提供係數A。對於此行上的每一像素位置來說，累加器814累加係數A且提供具有R個整數位和T個分數位的輸出。單元816對累加器輸出中的T個分數位進行舍位且提供屬性v的最終內插值。累加器814提供此行上的每一像素位置的輸出，且單元816提供每一像素位置的最終內插值。通過以x-O且y-行數來估算等式(12),可針對每一行初始化累加器814。多路復用器812提供壓縮係數》且累加器814在垂直方向上累加以到達所渲染的行。多路復用器812接著提供壓縮係數^。對於所渲染的行上的每一像素位置來說，累加器814累加壓縮係數2且將其輸出提供到單元816。單元816對累加器輸出進行舍位且提供最終內插值。大體來說，可操作多路復用器812和累加器814以在x方向、y方向上或兩個方向的組合上進行掃描。累加器814累加來自多路復用器812的輸出且忽略任何溢出(因此命名為"不飽和"累加器)。由不飽和累加器來執行圖7中的區塊718的掩碼運算。圖9展示用於渲染三角形的過程900的流程圖。最初，基於三角形頂點的"，yJ坐標形成伴隨矩陣Mc(區塊912)。計算三角形面積的倒數的變量Z)(區塊914)。接著使用具有最左端位的值為"1"的M位尾數的偽浮點格式來表示變量D(區塊916)。接著基於伴隨矩陣Mc、變量Z)的尾數和待內插的屬性v的三角形頂點處的值{1;'}來計算內插等式的係數A、S和C(區塊918)。接著分別基於係數A、S和C導出壓縮係數A、^和5(區塊920)。壓縮係數2、》和5具有擁有R個整數位和T個分數位的固定點格式。接著用壓縮係數^、^和^來執行屬性v的內插(區塊922)。區塊912到920表示三角形的設定階段，且區塊922表示三角形的渲染階段。在以上描述中，用T個分數位計算壓縮係數^、》和5以處理顯示屏的最大可能三角形，且用R個整數位計算壓縮係數^、^和5以處理所內插的屬性的整個動態範圍。在大多數情況下，待渲染的三角形相對較小，且待內插的屬性具有遠小於所述屬性的完全動態範圍的值範圍。此外，通過當三角形和待內插的屬性並不需要時用較少分數位和/或較少整數位來計算係數2、》和5可實現顯著的功率節省。可基於待渲染的三角形的大小來選擇壓縮係數的分數位的數目(Tx),且所述數目可小於P。可基於待內插的屬性的值範圍來選擇壓縮係數的二進位位的數目(Rx)，且所述數目可小於R。可用R個二進位位和T個分數位來實施圖形引擎，其中可基於屏幕大小來選擇T且可基於具有最大動態範圍的屬性的完全動態範圍(即，最大數目的二進位位)來選擇R。當待渲染的三角形的Tx小於T時，可將(T-Tx)個最右端(或較不重要)分數位設定為零。同樣，當待內插的屬性的Rx小於R時，可將(R-Rx)個最左端(或較重要)二進位位設定為零。在硬體中，通常當切換位時消耗功率。通過將並不需要的位設定為零，這些位不消耗功率。由於三角形大小與屬性範圍通常均較小，因此可將許多分數位和二進位位設定為零，且可實現顯著的功率節省。此外，可使用相同圖形引擎來渲染具有不同大小和不同範圍的屬性的三角形(而並非優化多個圖形引擎以用於不同三角形大小和/或屬性範圍)。本文所述的圖形引擎還可較高程度地重新配置。可通過簡單地改變(R+T)個一的掩碼來基於每個三角形的尺寸在運行中導出壓縮係數。本文所述的圖形引擎和三角形渲染技術可用於各種裝置、設備和電子單元。三角形渲染技術執行使用固定點格式的內插，其比使用浮點格式的內插在複雜性、功率、晶粒面積和成本方面更為重要。因此，本文所述的圖形引擎和三角形渲染技術可有利地用於無線和移動平臺。此類平臺的實例包括無線通信裝置(例如，蜂窩式電話)、個人數字助理(PDA)、可攜式視頻遊戲單元等。圖10展示用於無線通信系統的無線裝置1000的框圖。無線裝置1000可為蜂窩式電話、終端、手機、PDA或某一其它設備。無線通信系統可為碼分多址(CDMA)系統、全球移動通信系統(GSM)系統等。無線裝置1000能夠經由接收路徑和傳輸路徑來提供雙向通信。對於接收路徑來說，由系統中的基站傳輸的信號被天線1012接收、經由雙工器(D)1014路由且被提供到接收器單元(RCVR)1016。接收器單元1016調節且數位化所接收的信號且將輸入樣值提供到數據機處理器1020以用於進一步處理。對於傳輸路徑來說，發射器單元(TMTR)1018接收待從數據機處理器1020傳輸的數據、處理並調節所述數據，且產生經調製信號，所述經調製信號經由雙工器1014路由且經由天線1012傳輸到基站。數據機處理器1020執行用於數據傳輸和接收的處理(例如，編碼、調製、解調製、解碼等)。圖形處理器1022執行用於圖形應用(例如，視頻遊戲、3D化身等)的處理。圖形處理器1022可實施上述圖形引擎和三角形渲染技術。顯示器接口單元1024執行某些後處理任務以便於視頻、圖形、文本等的顯示，且進一步與顯示器單元1040介接。顯示器單元1040可以是任何類型的電子顯示器(例如，薄膜電晶體(TFT)、有機發光二極體(OLED)、陰極射線管(CRT)等)。應用處理器1026執行用於例如多路呼叫、網頁瀏覽、電話撥號應用、媒體播放器、遊戲、用戶接口等各種應用的處理。控制器1030指導無線裝置1000內的各個處理單元的操作。存儲器單元1032存儲由控制器1030和其它處理單元使用的程序代碼和數據。各個處理單元可經由一個或一個以上總線1034進行通信。無線裝置1000還可包括不同和/或額外的處理器。舉例來說，無線裝置1000可包括視頻處理器以處理用於視頻應用(例如，攝像機、視頻回放、視頻會議等)的視頻內容(例如，靜止圖像、移動視頻、移動文本等)。本文所述的圖形引擎和三角形渲染技術可提供具有降低的複雜性的良好內插結果。可使用具有固定數目的整數位(歸因於基本幾何學)和固定數目的分數位(歸因於固定大小的屏幕上的內插)的經壓縮的R.T固定點格式來表示內插係數。此壓縮格式尤其在渲染階段減小圖形引擎中使用的硬體元件(例如，加法器、累加器、多路復用器等)的大小。固定數目的分數位重要地將可變舍位運算從渲染階段(例如，圖4中的區塊416)移動到設定階段(例如，圖6中的區塊614)。可變舍位通常實施為"桶移位器(barrelshifter)",其一次移一個位。因此，當在設定階段(其以每個三角形的方式執行)而並非渲染階段(其以每個像素的方式執行)中實施可變舍位時，可變舍位可消耗顯著更少的功率。可在硬體中重要地實施渲染階段的固定舍位。固定數目的整數位還降低計算複雜性且進一步允許用簡單的不飽和累加器實施渲染階段，如圖8所示。本文所述的技術還可用於渲染除三角形以外的其它多邊形。大體來說，可如上所述計算係數和內插值。圖形引擎內的檢査單元確定每一像素是否在待渲染的三角形或多邊形內。圖形引擎提供屬於三角形或多邊形內的像素的最終內插值。可由各種裝置來實施本文所述的三角形渲染技術。舉例來說，可以硬體、軟體或其組合來實施這些技術。對於硬體實施方案來說，用以渲染三角形的處理單元可實施於一個或一個以上專用集成電路(ASIC)、數位訊號處理器(DSP)、數位訊號處理裝置(DSPD)、可編程邏輯裝置(PLD)、場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、經設計以執行本文所述功能的其它電子單元或其組合內。對於軟體實施方案來說，可以執行本文所述功能的模塊(例如，程序、函數等)實施三角形渲染。軟體程序代碼可存儲於存儲器單元(例如，圖IO中的存儲器單元1032)中且由處理器(例如，控制器1030)來執行。存儲器單元可實施於處理器內或處理器外部，在後一種情況下存儲器單元可經由此項技術中已知的各種方法以通信方式耦合到處理器。對於硬體和軟體實施方案來說，可以軟體執行設定階段，且可以硬體執行渲染階段。提供對所揭示實施例的以上描述以使所屬領域的技術人員能夠製造或使用本發明。所屬領域的技術人員將容易了解對這些實施例的各種修改，且在並不偏離本發明的精神或範圍的情況下可將本文界定的一般原理應用於其它實施例。因此，本發明並不希望限於本文所示的實施例，而是應符合與本文揭示的原理和新穎特徵一致的最廣泛範圍。權利要求1.一種圖形處理器，其包含設定單元，其操作以計算用以執行內插來渲染多邊形的第一組係數，且基於所述第一組係數導出第二組係數，所述第二組中的每一係數是基於所述第一組中的相應係數而導出且具有比所述第一組中的所述相應係數少的位，所述第二組中的每一係數具有在二進位小數點左側具有R個整數位且在所述二進位小數點右側具有T個分數位的固定點格式，其中R大於1且T為零或大於零；以及渲染單元，其可操作以用所述第二組係數來執行內插，以渲染所述多邊形。2.根據權利要求1所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以基於所述多邊形的頂點的坐標形成矩陣Mc，導出指示所述多邊形的面積的倒數的變量D;以及基於所述矩陣Mc、所述變量D和待內插的屬性的所述多邊形的所述頂點處的值來計算所述第一組係數。3.根據權利要求2所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以用固定點格式來表示所述矩陣Mc的元素且用偽浮點格式來表示所述變量D。4.根據權利要求3所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以用M個位來表示所述變量D的尾數，其中M大於1且所述尾數的最左端位的值為1。5.根據權利要求4所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以基於所要的內插結果準確度來選擇M。6.根據權利要求4所述的圖形處理器，其中M為12或大於12。7.根據權利要求1所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以針對待內插的屬性計算所述第一組係數。8.根據權利要求1所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以進一步基於待渲染的所述多邊形的尺寸來導出所述第二組係數。9.根據權利要求7所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以基於用於所述屬性的整數位的數目來確定R。10.根據權利要求7所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以基於所述多邊形上的所述屬性的值的範圍來確定R。11.根據權利要求IO所述的圖形處理器，其中由所述圖形處理器支持但並不用於所述屬性的較高較重要二進位位被設定為零。12.根據權利要求1所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以基於用於為其渲染所述多邊形的顯示屏的水平和垂直尺寸的位的數目來確定T。13.根據權利要求1所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以基於所述多邊形的大小來確定T，其中T小於用於為其渲染所述多邊形的顯示屏的水平和垂直尺寸的所述位數目。14.根據權利要求13所述的圖形處理器，其中由所述圖形處理器支持但並不用於所述多邊形的較低較不重要分數位被設定為零。15.根據權利要求1所述的圖形處理器，其中所述設定單元可操作以進一步基於所述渲染單元使用二補數加法執行線性內插來導出所述第二組係數。16.根據權利要求1所述的圖形處理器，其中所述渲染單元可操作以基於以下等式來執行內插v-([(l;c)AND掩碼]+[(》'力AND掩碼]+5}AND掩碼，其中，2、》和^是所述第二組中的所述係數；jc和y是所述多邊形內的一位置的坐標；掩碼是具有預定數目的1的掩碼；且v是所述(義，y)坐標處的內插值。17.根據權利要求16所述的圖形處理器，其中所述渲染單元包含不飽和累加器，其可操作以累加所述係數^以在水平方向上內插且累加所述係數S以在垂直方向上內插。18.—種執行內插來渲染多邊形的方法，其包含計算用以執行內插的第一組係數；基於所述第一組係數導出第二組係數，所述第二組中的每一係數是基於所述第一組中的相應係數而導出且具有比所述第一組中的所述相應係數少的位，所述第二組中的每一係數具有在二進位小數點左側具有R個整數位且在所述二進位小數點右側具有T個分數位的固定點格式，其中R大於1且T為零或大於零；以及用所述第二組係數來執行內插，以渲染所述多邊形。19.根據權利要求8所述的方法，其中針對待內插的屬性計算所述第一組係數，且其中基於用於所述屬性的整數位的數目來確定R。20.根據權利要求18所述的方法，其中基於用於為其渲染所述多邊形的顯示屏的水平和垂直尺寸的位的數目來確定T。21.根據權利要求18所述的方法，其中基於以下等式來執行所述內插v={[(A.;c)AND掩碼]+AND掩碼]+5}AND掩碼，其中，3、》和5是所述第二組中的所述係數；x和y是所述多邊形內的一位置的坐標；掩碼是具有預定數目的1的掩碼；且v是所述(jc，y)坐標處的內插值。22.根據權利要求21所述的方法，其中所述執行內插包含執行所述係數^的不飽和累加以在水平方向上內插，以及執行所述係數》的不飽和累加以在垂直方向上內插。23.—種設備，其包含用於計算用以執行內插以渲染多邊形的第一組係數的裝置；用於基於所述第一組係數導出第二組係數的裝置，所述第二組中的每一係數是基於所述第一組中的相應係數而導出且具有比所述第一組中的所述相應係數少的位，所述第二組中的每一係數具有在二進位小數點左側具有R個整數位且在所述二進位小數點右側具有T個分數位的固定點格式，其中R大於1且T為零或大於零；以及用於用所述第二組係數來執行內插以渲染所述多邊形的裝置。24.根據權利要求23所述的設備，其中針對待內插的屬性計算所述第一組係數，且其中R是基於用於所述屬性的整數位的數目來確定的。25.根據權利要求23所述的設備，其中T是基於用於為其渲染所述多邊形的顯示屏的水平和垂直尺寸的位的數目來確定的。26.根據權利要求23所述的設備，其中所述內插基於以下等式來執行v={[(S';c)AND掩碼]+[(》-力AND掩碼]+5}AND掩碼，其中，A、》和5是所述第二組中的所述係數；義和y是所述多邊形內的一位置的坐標；掩碼是具有預定數目的1的掩碼；且v是所述(Jc，y)坐標處的內插值。27.根據權利要求26所述的設備，其中所述用於執行內插的裝置包含用於執行所述係數A的不飽和累加以在水平方向上內插的裝置，以及用於執行所述係數》的不飽和累加以在垂直方向上內插的裝置。28.—種可攜式裝置，其包含圖形處理器，其包含設定單元，其操作以計算用以執行內插來渲染多邊形的第一組係數，且基於所述第一組係數導出第二組係數，所述第二組中的每一係數是基於所述第一組中的相應係數而導出且具有比所述第一組中的所述相應係數少的位，所述第二組中的每一係數具有在二進位小數點左側具有R個整數位且在所述二進位小數點右側具有T個分數位的固定點格式，其中R大於1且T為零或大於零，以及渲染單元，其操作以用所述第二組係數來執行內插以渲染所述多邊形；以及控制器，其操作以指導所述圖形處理器的操作。29.根據權利要求28所述的可攜式裝置，且可操作以經由無線通信系統來提供通信。全文摘要一種圖形引擎包括設定單元和渲染(rendering)單元。所述設定單元計算用於內插圖形圖像的待渲染的三角形的屬性v的係數A、B和C。所述設定單元接著基於所述係數A、B和C導出壓縮係數A、～B和～C。所述壓縮係數具有在二進位小數點(binarypoint)左側具有R個整數位(integerbit)且在所述二進位小數點右側具有T個分數位(fractionalbit)的固定點(fixed-point)格式，其中R＞1且T≥0。R是基於用於屬性v的位的數目來選擇的，T是基於屏幕尺寸來選擇的，且R+T遠小於用以表示所述係數A、B和C的位的數目。所述渲染單元使用所述壓縮係數A、～B和～C來執行所述屬性v的內插，且可用簡單的(R+T)位不飽和累加器來實施。文檔編號G06T15/00GK101292271SQ200680039069公開日2008年10月22日申請日期2006年8月24日優先權日2005年8月24日發明者拉古·沙拉申請人:高通股份有限公司