图元裁剪系统、方法、图形处理器、电子组件及电子设备与流程

本公开涉及几何处理领域，尤其涉及一种图元裁剪系统、方法、图形处理器、电子组件及电子设备。

背景技术：

1、在gpu(graphics processing unit，图形处理器)的几何处理阶段，一般先由图元裁剪系统(顶点管线)对图元的顶点进行裁剪，然后再将裁剪结果送入到顶点着色器进行处理。

2、顶点管线在工作时，可能会涉及到两次透视转化处理，具体为先通过透视转化模块对当前顶点组内的所有顶点进行透视转化，并将透视转化结果送到裁剪模块；然后裁剪模块对所有顶点进行视锥检测，以对视锥以外的顶点进行裁剪处理，在裁剪处理过程中，裁剪模块需对裁剪处理过程生成的新顶点做第二次透视转化。

3、一般而言，一组顶点对应一个图元(primitive)，且图元和顶点之间存在保序需求，因此，在上述过程中，当裁剪模块对当前顶点组内的顶点进行处理时，为了实现保序，透视转化模块需要暂停工作，且直至裁剪模块处理完当前组内的顶点后，透视转化模块才能对下一组顶点进行透视转化。如此，将会导致透视转化模块内用于执行透视转化处理的硬件计算资源(主要是乘法器以及加法器)经常处于空闲(idle)状态。此外，因为只有超出视锥范围的图元才需要进行裁剪处理，因此，裁剪模块也经常处于空闲状态，相应的，裁剪模块内用于执行透视转化处理的硬件计算资源(主要是乘法器以及加法器)的利用率也较低。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种图元裁剪系统、方法、图形处理器、电子组件及电子设备，在减少图元裁剪系统的硬件面积的同时，还可提升图元裁剪系统内硬件资源的利用率。

2、根据本公开的一个方面，提供一种图元裁剪系统，包括图元模块及裁剪模块，所述裁剪模块包括可执行透视转化处理的后处理单元；

3、所述图元模块，被配置为：向所述裁剪模块发送原始顶点的顶点信息；所述裁剪模块，被配置为：在所述后处理单元处于特殊状态下，根据所述图元模块发送的顶点信息，通过所述后处理单元对所述原始顶点执行所述透视转化处理；基于透视转化结果进行视锥检测，并在检测结果表示存在超出视锥范围的目标顶点的情况下，将所述后处理单元切换为常规状态，且对所述目标顶点执行裁剪处理；在所述裁剪处理中，包括通过处于所述常规状态的后处理单元对新顶点执行所述透视转化处理，所述新顶点由所述裁剪处理过程生成。

4、本公开一种可行的实现方式中，所述裁剪模块还包括检测单元；

5、所述裁剪模块，具体被配置为：通过所述检测单元对所述透视转化结果进行视锥检测，并在所述检测结果表示存在所述目标顶点的情况下，通过所述检测单元向所述后处理单元发送状态切换信号；所述后处理单元，被配置为：接收并响应所述状态切换信号，对自身当前状态进行切换。

6、本公开一种可行的实现方式中，所述后处理单元包括第一缓存单元；

7、所述后处理单元，具体被配置为：若在针对当前接收到的原始顶点未执行完所述透视转化处理的情况下接收到所述状态切换信号，待执行完所述透视转化处理，并将所述透视转化结果存储到所述第一缓存单元后，再响应所述状态切换信号，对自身当前状态进行切换；

8、相应的，所述检测单元，具体被配置为：从所述第一缓存单元获取所述透视转化结果，并根据所述透视转化结果进行视锥检测。

9、本公开一种可行的实现方式中，所述后处理单元，还被配置为：在处于预设条件下取消所述状态切换信号，并切换回所述特殊状态；

10、所述预设条件包括以下至少一项：在预设时长内未获取到下一个新顶点的顶点信息、对属于同一顶点组的新顶点均执行完所述透视转化处理。

11、本公开一种可行的实现方式中，所述后处理单元包括第二缓存单元；所述图元模块，具体被配置为：向所述后处理单元的所述第二缓存单元发送所述原始顶点的顶点信息；

12、相应的，所述后处理单元，具体被配置为：在处于所述特殊状态下，从所述第二缓存单元获取所述原始顶点的顶点信息，并根据所述原始顶点的顶点信息对所述原始顶点执行所述透视转化处理。

13、本公开一种可行的实现方式中，所述图元模块包括存储单元，用于存放与顶点的顶点标识对应的透视系数；

14、所述图元模块，具体被配置为：接收所述原始顶点的属性信息，所述属性信息包括所述原始顶点的标识信息、坐标信息、颜色信息以及纹理信息；根据所述原始顶点的顶点标识，从所述存储单元中提取所述原始顶点的透视系数；向所述裁剪模块发送所述原始顶点的顶点信息，所述所述原始顶点的顶点信息包括：所述原始顶点的透视系数以及所述原始顶点的属性信息。

15、本公开一种可行的实现方式中，所述裁剪模块还包括检前处理单元；在所述裁剪模块对所述目标顶点执行裁剪处理的情况下，

16、所述前处理单元，被配置为：根据所述目标顶点的透视转化结果，计算所述目标顶点到各个视锥面的距离；基于所述目标顶点到各个视锥面的距离，计算所述目标顶点与各个视锥面的相交点的重心坐标；基于所述重心坐标，计算所述相交点到各个视锥面的距离；根据所述重心坐标，计算所述新顶点的坐标信息、颜色信息以及纹理信息，并将所述目标顶点的顶点标识、所述新顶点的坐标信息、颜色信息以及纹理信息发送给所述后处理单元；

17、所述后处理单元，被配置为：根据所述新顶点的顶点信息，对所述新顶点执行所述透视转化处理；所述新顶点的顶点信息包括与所述目标顶点的顶点标识对应的透视系数、所述新顶点的坐标信息、颜色信息以及纹理信息。

18、根据本公开的另一方面，还提供一种gpu，包括上述任一实现方式中的图元裁剪系统。

19、根据本公开的另一方面，还提供一种电子组件，该电子组件包括上述任一实施例中所述的gpu。在一些使用场景下，该电子组件的产品形式体现为显卡；在另一些使用场景下，该电子组件的产品形式体现为cpu(cpu，central processing unit，中央处理器)主板。

20、根据本公开的另一方面，还提供一种电子设备，包括上述的电子组件。在一些使用场景下，该电子设备的产品形式是便携式电子设备，例如智能手机、平板电脑、vr设备等；在一些使用场景下，该电子设备的产品形式是个人电脑、游戏主机等。

21、根据本公开的另一方面，还提供一种图元裁剪方法，应用于包括图元模块及裁剪模块的图元裁剪系统，所述裁剪模块包括后处理单元；所述方法包括：

22、所述图元模块向所述裁剪模块发送原始顶点的顶点信息；

23、所述裁剪模块在所述后处理单元处于特殊状态下，根据所述图元模块发送的顶点信息，通过所述后处理单元对所述原始顶点执行透视转化处理；基于透视转化结果进行视锥检测，并在检测结果表示存在超出视锥范围的目标顶点的情况下，将所述后处理单元切换为常规状态，且对所述目标顶点执行裁剪处理；

24、在所述裁剪处理中，包括通过处于所述常规状态的后处理单元对新顶点执行所述透视转化处理，所述新顶点由所述裁剪处理过程生成。

25、在一种可行的实现方式中，所述裁剪模块还包括检测单元；所述基于透视转化结果进行视锥检测，并在检测结果表示存在超出视锥范围的目标顶点的情况下，将所述后处理单元切换为常规状态，包括：

26、所述裁剪模块通过所述检测单元对所述透视转化结果进行视锥检测，并在所述检测结果表示存在所述目标顶点的情况下，通过所述检测单元向所述后处理单元发送状态切换信号；

27、所述后处理单元接收并响应所述状态切换信号，对自身当前状态进行切换。

28、在一种可行的实现方式中，所述后处理单元包括第一缓存单元；所述响应所述状态切换信号，包括：

29、所述后处理单元若在针对当前接收到的原始顶点未执行完所述透视转化处理的情况下接收到所述状态切换信号，则待执行完所述透视转化处理并将所述透视转化结果存储到所述第一缓存单元后，再响应所述状态切换信号；

30、相应的，所述基于透视转化结果进行视锥检测，包括：

31、所述检测单元从所述第一缓存单元获取所述透视转化结果，并根据所述透视转化结果进行视锥检测。

32、在一种可行的实现方式中，所述方法还包括：

33、所述后处理单元在处于预设条件下取消所述状态切换信号，并切换回所述特殊状态；所述预设条件包括以下至少一项：在预设时长内未获取到下一个新顶点的顶点信息、对属于同一顶点组的新顶点均执行完所述透视转化处理。

34、在一种可行的实现方式中，所述后处理单元包括第二缓存单元；所述向所述裁剪模块发送原始顶点的顶点信息，包括：

35、所述图元模块向所述后处理单元的所述第二缓存单元发送所述原始顶点的顶点信息；

36、相应的，所述在所述后处理单元处于特殊状态下，根据所述图元模块发送的顶点信息，通过所述后处理单元对所述原始顶点执行所述透视转化处理，包括：

37、所述后处理单元在处于所述特殊状态下，从所述第二缓存单元获取所述原始顶点的顶点信息，并根据所述原始顶点的顶点信息对所述原始顶点执行所述透视转化处理。

38、在一种可行的实现方式中，所述图元模块包括存储单元，用于存放与顶点的顶点标识对应的透视系数；

39、所述向所述裁剪模块发送原始顶点的顶点信息，包括：

40、所述图元模块接收所述原始顶点的属性信息，所述属性信息包括所述原始顶点的标识信息、坐标信息、颜色信息以及纹理信息；根据所述原始顶点的顶点标识，从所述存储单元中提取所述原始顶点的透视系数；向所述裁剪模块发送所述原始顶点的顶点信息，所述所述原始顶点的顶点信息包括：所述原始顶点的透视系数以及所述原始顶点的属性信息。

41、在一种可行的实现方式中，所述裁剪模块还包括检前处理单元；所述对所述目标顶点执行裁剪处理，包括：

42、所述前处理单元根据所述目标顶点的透视转化结果，计算所述目标顶点到各个视锥面的距离；基于所述目标顶点到各个视锥面的距离，计算所述目标顶点与各个视锥面的相交点的重心坐标；基于所述重心坐标，计算所述相交点到各个视锥面的距离；根据所述重心坐标，计算所述新顶点的坐标信息、颜色信息以及纹理信息，并将所述目标顶点的顶点标识、所述新顶点的坐标信息、颜色信息以及纹理信息发送给所述后处理单元；

43、所述后处理单元根据所述新顶点的顶点信息，对所述新顶点执行所述透视转化处理；所述新顶点的顶点信息包括与所述目标顶点的顶点标识对应的透视系数、所述新顶点的坐标信息、颜色信息以及纹理信息。