何形状深度值和最大几何形状深度值(而不是单个深度值)来考虑，然后用于基于相应最小深度值和最大深度值生成光源包围视锥体，然后可对其进行测试以确定两个光源可见性参数集合，一个用于不透明几何形状，一个用于半透明几何形状。
[0217]如果需要，还可确定半透明几何形状的多个层的深度，并相应地确定多个光源包围视锥体以用于标识在给定拼块采样位置处半透明几何形状的各个层是否遮挡光源以及哪些层遮挡光源。
[0218]多“层”光源可见性参数可用于确定光如何穿过半透明几何形状的层以及例如有多少光进入到对象中。
[0219]另外，尽管在上述实施方式中，画面空间可见性缓冲被本地存储到图形处理流水线(例如，寄存器中)，但是如果需要，可将那些缓冲写出到主存储器。在这种情况下，画面空间可见性缓冲可按照比期望的最终输出低的分辨率来写出，然后(例如)在将要使用画面空间可见性参数值时使用保留图像边缘处的对比度的方法(例如，双边滤波器)来上采样。
[0220]还可将光源可见性参数确定与使用该参数的最终着色操作整合(组合)，从而根本不再需要存储画面空间可见性缓冲。(在这种情况下，针对拼块采样位置将存在单个处理操作，该操作将(例如)确定采样位置的光源可见性参数，然后利用该光源可见性参数对采样位置进行着色。)
[0221]另外，尽管在拼贴延迟渲染器的环境中描述了上述实施方式，这不是必需的，本发明的实施方式(以及本发明)可用于其它形式的渲染器。通常，只要预先准备的帧的深度缓冲可用(或者可生成)，就可使用本发明。因此，例如，本发明的实施方式和本发明可用于其它拼贴方法，例如“拼贴前向渲染”(也称为“前向相加”)，并且还可用于非拼贴渲染器(在可生成帧的深度缓冲的情况下)。对于非拼贴渲染器，可使用拼贴方法来将光源可见性参数渲染到各个画面空间可见性缓冲，然后在单独的处理中执行最终渲染(着色)。
[0222]另外，尽管参照本发明的实施方式使用面光源描述了本发明的实施方式，如果需要，还可将本发明的实施方式的技术用于点(“点状”)光源。在这种情况下，例如，可使用点光源的单个光源采样位置。由于在这种情况下，对于“点”光源，在确定光源可见性参数时每拼块采样位置栅格化到Ixl渲染目标上可能不太有效，所以相反，栅格化可以就像从光源的视角一样进行(使得输出将是表示各个拼块采样位置并且指示点光源相对于该拼块采样位置是否可见的渲染目标)。然后可再使用该输出来推导拼块的采样位置的适当的光源可见性参数(例如，画面空间可见性缓冲)，例如基于其是否指示点光源相对于拼块采样位置可见。
[0223]还可使用本发明的技术来确定由移动对象投射的阴影效果(S卩，考虑“运动模糊”)。
[0224]例如，可针对(例如，在帧之间的时间周期期间)多个相应不同的时间实例中的每一个，确定帧区域(以及所涉及的光源)的多个光源可见性参数集合，其中帧中的几何形状的位置根据执行光源可见性参数确定的时间实例以及所涉及的对象的运动而变化，然后所确定的各个时间实例(几何形状位置)的相应光源可见性参数被组合(例如，取平均)以提供各个拼块采样位置的光源可见性参数，因此将更好地考虑在帧的时间间隔期间几何形状的运动。
[0225]可从上文看出，本发明(至少在其优选实施方式中)提供了一种方法和系统，其可在投射阴影的情况下提供对正确的着色结果的良好的令人视觉愉悦的近似，但是存储器和带宽效率显著更高。具体地讲，本发明的方法和系统使得“阴影”可见性数据能够被“本地”(例如，在寄存器中)生成并消耗，使得主存储器带宽不需要与阴影的“质量”成比例(而是仅需要与原始几何形状成比例)。这与现有阴影体和阴影映射图方法形成对比，现有方法将需要很多兆字节的存储器和带宽来提供相等质量的阴影。
[0226]这还意味着本发明的方法和系统尤其适合于对“困难”和更复杂的情况渲染阴影，例如高图像分辨率、面光源和“运动模糊”。本发明还可更准确地考虑透明度的效果。
[0227]这(至少在本发明的优选实施方式中)通过为渲染的帧区域的采样位置确定光源可见性参数来实现，然后在对帧区域执行着色处理时使用所述光源可见性参数来调整所涉及的光源的效果。
【主权项】
1.一种在渲染包括能够投射阴影的光源的用于输出的帧时操作图形处理系统的方法，该方法包括以下步骤: 对于渲染的所述帧的至少一个区域: 针对渲染的所述帧的所述区域，确定针对所述帧待处理的几何形状的集合，该几何形状的集合能够从针对所述帧待考虑的光源投射阴影；以及 针对渲染的所述帧的所述区域的采样位置的集合中的各个采样位置，利用所确定的几何形状的集合来确定光源可见性参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图形处理系统是基于拼块的系统，并且渲染的所述帧的所述区域是拼块。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对渲染的所述帧的所述区域的采样位置的集合中的各个采样位置利用所确定的几何形状的集合来确定光源可见性参数的步骤包括以下步骤: 针对渲染的所述帧的所述区域的各个画面空间采样位置确定光源可见性参数。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，渲染的所述帧被分割成多个区域，并且所述方法包括以下步骤: 确定所述帧所分割成的哪些区域可被所考虑的光源照亮；以及 对于渲染的所述帧的被确定为能够被所述光源照亮的各个区域: 确定在所述帧的所述区域中能够从所述光源投射阴影的针对所述帧待处理的所述几何形状的集合；并且 针对所述帧的所述区域的采样位置的集合中的各个采样位置，利用所确定的几何形状的集合来确定光源可见性参数。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，确定能够从所述光源投射阴影的所述区域的所述几何形状的集合的步骤包括以下步骤: 确定包含帧区域中可见的几何形状以及所考虑的光源的一个或更多个光源包围视锥体；以及 针对所述帧的几何形状对象，确定这些几何形状对象是否与所述帧区域的所述光源包围视锥体中的至少一个相交。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，针对帧区域采样位置确定光源可见性参数的步骤包括以下步骤: 针对表示所述光源的位置的一个或更多个采样位置中的每一个，利用所述帧区域的所确定的能够投射阴影的几何形状的集合来确定所述光源采样位置是否将相对于所述帧区域采样位置可见。7.根据权利要求6所述的方法，其中，确定所述光源采样位置是否将相对于帧区域采样位置可见的步骤是利用栅格化操作来完成的。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，帧区域采样位置的所述光源可见性参数是基于被确定为在所述帧区域采样位置处可见的光源采样位置的数量的。9.根据权利要求6、7或8所述的方法，其中，帧区域采样位置的所述光源可见性参数是基于将从各个可见光源采样位置落在所述帧区域采样位置上的光量的度量的。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，针对帧区域采样位置确定光源可见性参数的步骤考虑与所述帧区域的所确定的能够投射阴影的几何形状的集合中的几何形状关联的任何透明度值。11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤: 在渲染所述帧区域的输出版本时，利用针对渲染的所述帧的所述区域的所确定的光源可见性参数来调整所述帧区域的所述输出版本的各个采样位置处的所涉及的光源的效果。12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤: 在不将针对渲染的所述帧的所述区域的所确定的光源可见性参数写出到主存储器的情况下，在渲染所述帧区域的输出版本时使用所确定的光源可见性参数。13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，该方法还包括以下步骤: 基于在所述帧的时间间隔期间所述帧中的几何形状的运动，针对所述几何形状的多个不同的位置针对光源来确定帧区域的光源可见性参数。14.一种图形处理系统，该图形处理系统包括: 多个处理级，该多个处理级至少包括栅格化器和渲染器，所述栅格化器将输入图元栅格化以生成待处理的图形片段，各个图形片段具有与其关联的一个或更多个采样点，所述渲染器对由所述栅格化器生成的片段进行处理以生成输出片段数据； 并且其中，所述图形处理系统被配置为，在渲染包括能够投射阴影的光源的用于输出的帧时: 对于渲染的所述帧的至少一个区域: 针对渲染的所述帧的所述区域，确定针对所述帧待处理的几何形状的集合，该几何形状的集合能够从针对所述帧待考虑的光源投射阴影；并且 针对渲染的所述帧的所述区域的采样位置的集合中的各个采样位置，利用所确定的几何形状的集合来确定光源可见性参数。15.根据权利要求14所述的图形处理系统，其中，所述图形处理系统是基于拼块的系统，并且渲染的所述帧的所述区域是拼块。16.根据权利要求14或15所述的图形处理系统，其中，所述图形处理系统被配置为针对渲染的所述帧的所述区域的各个画面空间采样位置确定光源可见性参数。17.根据权利要求14至16中的任一项所述的图形处理系统，其中，渲染的所述帧被分割成多个区域，并且所述图形处理系统被配置为: 确定所述帧所分割成的哪些区域能够被所考虑的光源照亮；并且 对于渲染的所述帧的被确定为能够被所述光源照亮的各个区域: 确定在所述帧的所述区域中能够从所述光源投射阴影的针对所述帧待处理的所述几何形状的集合；并且 针对所述帧的所述区域的采样位置的集合中的各个采样位置，利用所确定的几何形状的集合来确定光源可见性参数。18.根据权利要求14至17中的任一项所述的图形处理系统，其中，确定能够从所述光源投射阴影的所述区域的所述几何形状的集合包括: 确定包含帧区域中可见的几何形状以及所考虑的光源的一个或更多个光源包围视锥体；以及 针对所述帧的几何形状对象，确定这些几何形状对象是否与所述帧区域的所述光源包围视锥体中的至少一个相交。19.根据权利要求14至18中的任一项所述的图形处理系统，其中，针对帧区域采样位置确定光源可见性参数包括: 针对表示所述光源的位置的一个或更多个采样位置中的每一个，利用所述帧区域的所确定的能够投射阴影的几何形状的集合来确定所述光源采样位置是否将相对于所述帧区域采样位置可见。20.根据权利要求19所述的图形处理系统，其中，确定所述光源采样位置是否将相对于帧区域采样位置可见是利用栅格化操作来完成的。21.根据权利要求19或20所述的图形处理系统，其中，帧区域采样位置的所述光源可见性参数是基于被确定为在所述帧区域采样位置处可见的光源采样位置的数量的。22.根据权利要求19、20或21所述的图形处理系统，其中，帧区域采样位置的所述光源可见性参数是基于将从各个可见光源采样位置落在所述帧区域采样位置上的光量的度量的。23.根据权利要求14至22中的任一项所述的图形处理系统，其中，所述图形处理系统被配置为在针对帧区域采样位置确定光源可见性参数时，考虑与所述帧区域的所确定的能够投射阴影的几何形状的集合中的几何形状关联的任何透明度值。24.根据权利要求14至23中的任一项所述的图形处理系统，其中，所述图形处理系统还被配置为: 在渲染所述帧区域的输出版本时，利用针对渲染的所述帧的所述区域的所确定的光源可见性参数来调整所述帧区域的所述输出版本的各个采样位置处的所涉及的光源的效果。25.根据权利要求14至24中的任一项所述的图形处理系统，其中，所述图形处理系统被配置为: 在不将针对渲染的所述帧的所述区域的所确定的光源可见性参数写出到主存储器的情况下，在渲染所述帧区域的输出版本时使用所确定的光源可见性参数。26.根据权利要求14至25中的任一项所述的图形处理系统，该图形处理系统被配置为: 基于在所述帧的时间间隔期间所述帧中的几何形状的运动，针对所述几何形状的多个不同的位置针对光源来确定帧区域的光源可见性参数。27.—种包括软件代码的计算机程序，该软件代码被设置为当所述计算机程序在数据处理系统上运行时，执行根据权利要求1至13中的任一项所述的方法。
【专利摘要】图形处理系统。在基于拼块的图形处理系统中，为了模拟渲染的图像中的阴影效果，针对光源为拼块生成光源包围视锥体34，并使用光源包围视锥体34来确定可在拼块中投射阴影的拼块的几何形状的集合37。然后使用所确定的几何形状的集合37通过针对各个拼块画面空间采样位置确定在拼块采样位置与表示光源的采样位置的集合之间投射的光线是否将与遮挡几何形状相交，来确定拼块中的各个采样位置的光源可见性参数。使用各个拼块采样位置的所确定的可见光源采样位置的数量来确定各个拼块采样位置的光源可见性参数值，然后在对拼块中的几何形状进行着色时使用确定的光源可见性参数调整光源，以生成拼块的经渲染的输出图像51。
【IPC分类】G06T15/60
【公开号】CN105046736
【申请号】CN201510217545
【发明人】G·黑兹尔
【申请人】吉奥梅里斯有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月30日
【公告号】US20150317825