特許 7554915 深度バッファプレパス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】深度バッファプレパス

(51)【国際特許分類】

   G06T 15/40 20110101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

G06T15/40 500

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023515324

(86)(22)【出願日】2021-09-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-30

(86)【国際出願番号】 US2021051810

(87)【国際公開番号】W WO2022066948

(87)【国際公開日】2022-03-31

【審査請求日】2023-09-04

(31)【優先権主張番号】17/031,645

(32)【優先日】2020-09-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】591016172

【氏名又は名称】アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＭＩＣＲＯ ＤＥＶＩＣＥＳ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(73)【特許権者】

【識別番号】508301087

【氏名又は名称】エーティーアイ・テクノロジーズ・ユーエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＡＴＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＵＬＣ

【住所又は居所原語表記】Ｏｎｅ Ｃｏｍｍｅｒｃｅ Ｖａｌｌｅｙ Ｄｒｉｖｅ Ｅａｓｔ， Ｍａｒｋｈａｍ， Ｏｎｔａｒｉｏ， Ｌ３Ｔ ７Ｘ６ Ｃａｎａｄａ

(74)【代理人】

【識別番号】100108833

【弁理士】

【氏名又は名称】早川 裕司

(74)【代理人】

【識別番号】100111615

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 良太

(74)【代理人】

【識別番号】100162156

【弁理士】

【氏名又は名称】村雨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】ヤン ヘンリック アクレニウス

(72)【発明者】

【氏名】ミカ ツオミ

(72)【発明者】

【氏名】キーア カッリオ

(72)【発明者】

【氏名】パラニ ピライ

(72)【発明者】

【氏名】ローラン ルフェーブル

【審査官】益戸 宏

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２９５３１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１７－５３１２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１１８３４７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００７／０５２６８２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｔ １５／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置であって、
シーンの複数のプリミティブを記憶するキャッシュと、
前記キャッシュに結合された制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、
前記キャッシュに記憶された前記複数のプリミティブのうち選択されたプリミティブに対して、前記シーンのレンダリングに関連付けられた処理の第１の部分を実行することであって、前記処理の第１の部分は第１のテストを含む、ことと、
前記複数のプリミティブに対して、前記第１のテストの結果に基づいて処理の第２の部分を実行することであって、前記処理の第２の部分は前記シーンのレンダリングに関連付けられている、ことと、
前記処理の第２の部分の結果として、前記シーンのシェーディングされたピクセルを生成することと、
前記シェーディングされたピクセルをディスプレイに送ることと、
を行うように構成されている、
装置。

【請求項2】

前記第１のテストは深度バッファプレパステストであり、前記複数のプリミティブは前記シーンの所定のタイルに対応しており、
前記制御ユニットは、
前記深度バッファプレパステストに合格するピクセルサンプルの第１のサブセットを識別することと、
前記深度バッファプレパステストに不合格であるピクセルサンプルの第２のサブセットを識別することと、
を行うように更に構成されている、
請求項１の装置。

【請求項3】

前記処理の第２の部分はカラーシェーディングを含み、
前記制御ユニットは、
ピクセルサンプルの前記第１のサブセットに対してのみカラーシェーディングを実行して、ピクセルサンプルの前記第１のサブセットに対応するシェーディングされたピクセルを生成することと、
ピクセルサンプルの前記第２のサブセットに対するカラーシェーディングをスキップすることと、
を行うように更に構成されている、
請求項２の装置。

【請求項4】

前記制御ユニットは、
所定のピクセルサンプルに対して、第１の深度関数を用いて前記深度バッファプレパステストを実行することと、
前記所定のピクセルサンプルに対して、第２の深度関数を用いて第２の深度バッファテストを実行することと、
を行うように更に構成されており、
前記第２の深度関数は、前記第１の深度関数と異なる、
請求項３の装置。

【請求項5】

前記第１の深度関数は小なり関数であり、前記第２の深度関数は小なり等号関数である、
請求項４の装置。

【請求項6】

前記制御ユニットは、
前記ピクセルサンプルが前記深度バッファプレパステストに合格したことに応じて、前記所定のピクセルサンプルについて、プレパスバッファにおける対応するインジケータを第１の値に設定することと、
前記対応するインジケータが前記第１の値を有することに応じて、前記所定のピクセルサンプルについて前記第２の深度関数を用いて前記第２の深度バッファテストを実行することと、
前記所定のピクセルサンプルが前記第２の深度バッファテストに合格したことに応じて、前記所定のピクセルサンプルをシェーディングし、前記プレパスバッファにおける前記対応するインジケータを第２の値に設定することと、
を行うように更に構成されている、
請求項４のシステム。

【請求項7】

前記制御ユニットは、１つ以上のプリミティブが１つ以上の条件を満たすことに応じて、前記深度バッファプレパステストを実行する前に前記１つ以上のプリミティブを破棄するように更に構成されている、
請求項４の装置。

【請求項8】

方法であって、
キャッシュに記憶されたシーンの複数のプリミティブのうち選択されたプリミティブに対して、前記シーンのレンダリングに関連付けられた処理の第１の部分を実行することであって、前記処理の第１の部分は第１のテストを含む、ことと、
前記複数のプリミティブに対して、前記第１のテストの結果に基づいて処理の第２の部分を実行することであって、前記処理の第２の部分は前記シーンのレンダリングに関連付けられている、ことと、
前記処理の第２の部分の結果として、前記シーンのシェーディングされたピクセルを生成することと、
前記シェーディングされたピクセルをディスプレイに送ることと、を含む、
方法。

【請求項9】

前記第１のテストは深度バッファプレパステストであり、前記複数のプリミティブは前記シーンの所定のタイルに対応しており、
前記方法は、
前記深度バッファプレパステストに合格するピクセルサンプルの第１のサブセットを識別することと、
前記深度バッファプレパステストに不合格であるピクセルサンプルの第２のサブセットを識別することと、を更に含む、
請求項８の方法。

【請求項10】

前記処理の第２の部分はカラーシェーディングを含み、
前記方法は、
ピクセルサンプルの前記第１のサブセットについてのみカラーシェーディングを実行して、ピクセルサンプルの前記第１のサブセットに対応するシェーディングされたピクセルを生成することと、
ピクセルサンプルの前記第２のサブセットに対するカラーシェーディングをスキップすることと、を更に含む、
請求項９の方法。

【請求項11】

所定のピクセルサンプルに対して、第１の深度関数を用いて前記深度バッファプレパステストを実行することと、
前記所定のピクセルサンプルに対して、第２の深度関数を用いて第２の深度バッファテストを実行することと、を更に含み、
前記第２の深度関数は、前記第１の深度関数と異なる、
請求項１０の方法。

【請求項12】

前記第１の深度関数は大なり関数であり、前記第２の深度関数は大なり等号関数である、
請求項１１の方法。

【請求項13】

前記所定のピクセルサンプルが前記深度バッファプレパステストに合格したことに応じて、前記所定のピクセルサンプルについて、プレパスバッファにおける対応するインジケータを第１の値に設定することと、
前記対応するインジケータが前記第１の値を有することに応じて、前記所定のピクセルサンプルについて前記第２の深度関数を用いて前記第２の深度バッファテストを実行することと、
前記所定のピクセルサンプルが前記第２の深度バッファテストに合格したことに応じて、前記所定のピクセルサンプルをシェーディングし、前記プレパスバッファにおける前記対応するインジケータを第２の値に設定することと、を更に含む、
請求項１１の方法。

【請求項14】

１つ以上のプリミティブが１つ以上の条件を満たすことに応じて、前記深度バッファプレパステストを実行する前に前記１つ以上のプリミティブを破棄することを更に含む、
請求項１１の方法。

【請求項15】

システムであって、
シーンの複数のプリミティブを記憶するメモリと、
前記メモリに結合されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記メモリに記憶された前記複数のプリミティブのうち選択されたプリミティブに対して、前記シーンのレンダリングに関連付けられた処理の第１の部分を実行することであって、前記処理の第１の部分は第１のテストを含む、ことと、
前記複数のプリミティブに対して、前記第１のテストの結果に基づいて処理の第２の部分を実行することであって、前記処理の第２の部分は前記シーンのレンダリングに関連付けられている、ことと、
前記処理の第２の部分の結果として、前記シーンのシェーディングされたピクセルを生成することと、
前記シェーディングされたピクセルをディスプレイに送ることと、
を行うように構成されている、
システム。

【請求項16】

前記第１のテストは深度バッファプレパステストであり、前記複数のプリミティブは前記シーンの所定のタイルに対応しており、
前記プロセッサは、
前記深度バッファプレパステストに合格するピクセルサンプルの第１のサブセットを識別することと、
前記深度バッファプレパステストに不合格であるピクセルサンプルの第２のサブセットを識別することと、
を行うように更に構成されている、
請求項１５のシステム。

【請求項17】

前記処理の第２の部分はカラーシェーディングを含み、
前記プロセッサは、
ピクセルサンプルの前記第１のサブセットに対してのみカラーシェーディングを実行して、ピクセルサンプルの前記第１のサブセットに対応するシェーディングされたピクセルを生成することと、
ピクセルサンプルの前記第２のサブセットに対するカラーシェーディングをスキップすることと、
を行うように更に構成されている、
請求項１６のシステム。

【請求項18】

前記プロセッサは、
所定のピクセルサンプルに対して、第１の深度関数を用いて前記深度バッファプレパステストを実行することと、
前記所定のピクセルサンプルに対して、第２の深度関数を用いて第２の深度バッファテストを実行することと、
を行うように更に構成されており、
前記第２の深度関数は、前記第１の深度関数と異なる、
請求項１７のシステム。

【請求項19】

前記第１の深度関数は小なり関数であり、前記第２の深度関数は小なり等号関数である、
請求項１８のシステム。

【請求項20】

前記プロセッサは、
前記所定のピクセルサンプルが前記深度バッファプレパステストに合格したことに応じて、前記所定のピクセルサンプルについて、プレパスバッファにおける対応するインジケータを第１の値に設定することと、
前記対応するインジケータが前記第１の値を有することに応じて、前記所定のピクセルサンプルについて前記第２の深度関数を用いて前記第２の深度バッファテストを実行することと、
前記所定のピクセルサンプルが前記第２の深度バッファテストに合格したことに応じて、前記所定のピクセルサンプルをシェーディングし、前記プレパスバッファにおける前記対応するインジケータを第２の値に設定することと、
を行うように更に構成されている、
請求項１８のシステム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

（関連技術の説明）
グラフィックスプロセッサは、しばしば、幾何学的モデルからコンピュータ生成画像を生成するために、コンピュータグラフィックス処理システム内で使用される。幾何学的モデルは、仮想シーンの様々なオブジェクト、詳細、光源及び他の要素を定義する。コンピューティングシステムは、幾何学的モデル及びソフトウェアアプリケーションからの他の入力に基づいて、所定のシーンをどのようにレンダリングするかを決定する。これらの入力は、点、線、多角形、三次元固体物及び他のオブジェクト等の図形オブジェクトを含む。これらのオブジェクトは、より一般的には「プリミティブ」と呼ばれ得る。

【0002】

グラフィックス処理ユニット（graphics processing unit、ＧＰＵ）又は他のタイプのプロセッサは、入力及び幾何学的モデルを処理して、所望の画像又はビデオフレームを表すピクセルの色値の二次元又は三次元配列を生成する。フレームのそれぞれのピクセルは、色及びテクスチャを含む、それに関連付けられた複数の属性を有する。典型的に、シェーダは、ピクセルを表す最終値を達成するために、それぞれのピクセルの属性に対して算術演算及び論理演算を実行するために使用される。最終値は、フレームバッファに入れられ、ピクセルがディスプレデバイスに送られる場合に使用される。

【0003】

複数のプリミティブがレンダリングされ、スクリーン上の同じピクセルに投影される場合、レンダリングエンジンは、何れのプリミティブが可視であり、何れのプリミティブが隠されているかを決定する必要がある。オクルージョン問題（occlusion issues）を解決するための１つの技術は、ピクセルシェーダが深度バッファを用いて深度テストを実行することを伴う。スクリーン上のそれぞれのピクセルについて、視点から最も近いオブジェクトまでの距離が深度バッファに記憶される。プリミティブがスクリーン空間の所定のピクセルに投影される場合に、レンダリングされたプリミティブが、以前にレンダリングされた最も近いプリミティブよりもスクリーン（すなわち、視点）に近いかどうかを決定するために、深度テストが実行される。プリミティブが以前にレンダリングされたプリミティブよりも視点に近い場合、プリミティブはテストに合格する。そうではなく、プリミティブが以前にレンダリングされたプリミティブよりも視点から遠く離れている場合、プリミティブはテストに不合格となる。視点は、ユーザの視点又は遠近感を表す仮想カメラによって定義される。

【0004】

第１の手法では、アプリケーションは、視点から遠く離れた距離に１．０の値を割り当て、視点の位置又は視点に非常に近い位置に０．０の値を割り当てる。第１の手法では、新しいプリミティブがレンダリングされる場合に、プリミティブの深度値は、プリミティブによってカバーされる各ピクセルについて、深度バッファ内の現在の値と比較される。プリミティブの深度値が、所定のピクセルに対する深度バッファ内の現在の値未満の場合、プリミティブはテストに合格し、プリミティブの深度値は、所定のピクセルに対する深度バッファに書き込まれる。そうではなく、プリミティブの深度値が、所定のピクセルに対する深度バッファ内の現在の値よりも大きい場合、プリミティブはテストに不合格であり、深度バッファ値は同じままである。第２の手法では、アプリケーションは、視点から遠く離れた距離に０．０の値を割り当て、視点の位置又は視点に非常に近い位置に１．０の値を割り当てる。第２の手法では、合格又は不合格の結果を構成するものについての判定が、第１の手法と比較すると逆になる。他の手法では、０．０～１．０以外の範囲を使用して、視点から遠く離れた距離及び視点に近接した距離に他の値を割り当てることができる。

【0005】

本明細書に記載の方法及びメカニズムの利点は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによってよりよく理解され得る。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】コンピューティングシステムの一実施形態のブロック図である。

【図2】グラフィックスをレンダリングするシステムの別の実施形態の論理ブロック図である。

【図3】コンピューティングシステムの一実施形態のブロック図である。

【図4】深度バッファプレパス（depth buffer pre-pass）を実行するための擬似コードの一例を示す図である。

【図5】深度バッファプレパスを実行するための方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【図6】シェーダパイプラインを通る異なるパスにおいてタイルごとに別々の作業部分を実行するための方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【図7】深度プレパスを通して何れのプリミティブを送信すべきかを決定するための方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【図8】パス間で深度テスト関数を変更する方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【図9】パス間で深度テスト関数を変更する方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【図10】深度プレパスを実行するための方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【図11】カラーパスを実行するための方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【図12】カラーパス深度テストによって使用される深度関数を変更するための方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【図13】深度プレパスによる処理のためのプリミティブを選択する方法の一実施形態を示す一般化されたフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下の説明では、本明細書に提示される方法及びメカニズムの十分な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。しかしながら、当業者は、これらの具体的な詳細なしに様々な実施形態が実施され得ることを認識すべきである。いくつかの例では、本明細書に記載のアプローチを不明瞭にすることを避けるために、周知の構造、構成要素、信号、コンピュータプログラム命令及び手法が詳細に示されていない。説明を簡単且つ明確にするために、図に示される要素は必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではないことが理解されよう。例えば、いくつかの要素の寸法は、他の要素に対して誇張されている場合がある。

【0008】

深度バッファプレパス（depth buffer pre-pass）を実装するための様々なシステム、装置及び方法が本明細書で開示される。プロセッサは、アプリケーションを実行して仮想シーンをレンダリングする。一実施形態では、プロセッサ上で実行されるアプリケーションは、ピクセルシェーダが呼び出される前に深度プレパスを実行させる。深度プレパスの間、仮想シーンの深度部分のみがレンダリングされ、何れのプリミティブが可視であり、何れのプリミティブが隠されているかを判定する。次いで、当該シーンが再描画されるが、隠れたプリミティブはピクセルシェーダに送信されない。比較的大きな割合のプリミティブが重なる場合、この技術は、隠れたプリミティブについてピクセルシェーディングを回避することができるので、レンダリングアプリケーションの効率を高める。

【0009】

一実施形態では、上記の手法はビニング（binning）と併せて採用され、この場合、スクリーンの小さい領域のみが一度に描画される。一実施形態では、システムはバッチビナ（batch binner）を含み、バッチビナでは、特定の数のプリミティブが蓄積され、次いで、スクリーンの小部分（すなわち、タイル）がレンダリングされる。一実施形態では、バッチのためのプリミティブは、プリミティブをフェッチすることを伴うアクセスレイテンシを低減させるためにキャッシュに記憶される。一実施形態では、バッチ内のプリミティブの数は、キャッシュのサイズに基づいて決定される。この実施形態では、キャッシュは、レンダリングされている色表面及び／又は深度表面に従ってサイズ決定される。

【0010】

一実施形態では、仮想シーンの所定のフレームがタイルに分割され、シーンがタイルごとにレンダリングされる。各タイル（すなわち、ビン）は任意の数のプリミティブを含み、プリミティブは複数のタイルにまたがることができ、これらのプリミティブは複数回再生され得る。システムがタイルを処理している間、タイル内の各プリミティブの深度部分が最初にレンダリングされ、次いで、プレパス深度テスト（pre-pass depth test）に合格した各プリミティブに関連付けられた色情報についてタイルが再び処理される。カラーパスの間、ピクセルシェーダは、仮想シーンを表すためにピクセルをシェーディングする。次いで、ピクセルは、ディスプレイに送られるようにディスプレイコントローラに提供され得る。このプロセスは、ビデオゲーム、映画又は他のアプリケーションの各フレームに対して繰り返すことができる。

【0011】

図１を参照すると、コンピューティングシステム１００の一実施形態のブロック図が示されている。一実施形態では、コンピューティングシステム１００は、少なくともプロセッサ１０５Ａ～１０５Ｎと、入力／出力（input/output、Ｉ／Ｏ）インターフェース１２０と、バス１２５と、メモリコントローラ１３０と、ネットワークインターフェース１３５と、メモリデバイス１４０と、ディスプレイコントローラ１５０と、ディスプレイ１５５と、を含む。他の実施形態では、コンピューティングシステム１００は、他の構成要素を含み、及び／又は、コンピューティングシステム１００は、別の態様で構成される。プロセッサ１０５Ａ～１０５Ｎは、システム１００に含まれる任意の数のプロセッサを表す。

【0012】

一実施形態では、プロセッサ１０５Ａは、中央処理ユニット（central processing unit、ＣＰＵ）等の汎用プロセッサである。この実施形態では、プロセッサ１０５Ａは、システム１００内の他のプロセッサと通信するため、及び／又は、それらのプロセッサのうち１つ以上の演算を制御するためのドライバ１１０（例えば、グラフィックドライバ）を実行する。実施形態に応じて、ドライバ１１０は、ハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアの任意の好適な組み合わせを使用して実装することができることに留意されたい。一実施形態では、プロセッサ１０５Ｎは、高度に並列アーキテクチャを有するデータ並列プロセッサである。データ並列プロセッサは、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（application specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）等を含む。いくつかの実施形態では、プロセッサ１０５Ａ～１０５Ｎは、複数のデータ並列プロセッサを含む。一実施形態では、プロセッサ１０５Ｎは、ディスプレイ１５５に送られるようにディスプレイコントローラ１５０にピクセルを提供するＧＰＵである。

【0013】

メモリコントローラ１３０は、プロセッサ１０５Ａ～１０５Ｎによってアクセス可能な任意の数及びタイプのメモリコントローラを表す。メモリコントローラ１３０は、プロセッサ１０５Ａ～１０５Ｎから分離されているものとして示されているが、これは単に１つの可能な実施形態を表すことを理解されたい。他の実施形態では、メモリコントローラ１３０は、プロセッサ１０５Ａ～１０５Ｎのうち１つ以上の内部に埋め込むことができ、及び／又は、メモリコントローラ１３０は、プロセッサ１０５Ａ～１０５Ｎのうち１つ以上と同じ半導体ダイに位置することができる。メモリコントローラ１３０は、任意の数及びタイプのメモリデバイス１４０に結合される。メモリデバイス１４０は、任意の数及びタイプのメモリデバイスを表す。例えば、メモリデバイス１４０内のメモリのタイプは、ダイナミックランダムアクセスメモリ（Dynamic Random Access Memory、ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（Static Random Access Memory、ＳＲＡＭ）、ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＮＯＲフラッシュメモリ、強誘電体ランダムアクセスメモリ（Ferroelectric Random Access Memory、ＦｅＲＡＭ）等を含む。

【0014】

Ｉ／Ｏインターフェース１２０は、任意の数及びタイプのＩ／Ｏインターフェース（例えば、ペリフェラルコンポーネントインターコネクト（peripheral component interconnect、ＰＣＩ）バス、ＰＣＩ－Ｅｘｔｅｎｄｅｄ（ＰＣＩ－Ｘ）、ＰＣＩＥ（ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ）バス、ギガビットイーサネット（登録商標）（gigabit Ethernet、ＧＢＥ）バス、ユニバーサルシリアルバス（universal serial bus、ＵＳＢ））を表す。様々なタイプの周辺デバイス（図示省略）がＩ／Ｏインターフェース１２０に結合される。そのような周辺デバイスには、ディスプレイ、キーボード、マウス、プリンタ、スキャナ、ジョイスティック、他のタイプのゲームコントローラ、メディア記録デバイス、外部記憶デバイス、ネットワークインターフェースカード等が含まれるが、これらに限定されない。ネットワークインターフェース１３５は、ネットワークを介してネットワークメッセージを受信及び送信することができる。

【0015】

様々な実施形態において、コンピューティングシステム１００は、コンピュータ、ラップトップ、モバイルデバイス、ゲームコンソール、サーバ、ストリーミングデバイス、ウェアラブルデバイス、又は、様々な他のタイプのコンピューティングシステム若しくはデバイスのうち何れかである。コンピューティングシステム１００の構成要素の数は、実施形態ごとに変化することに留意されたい。例えば、他の実施形態では、図１に示される数よりも多い又は少ない各構成要素が存在する。また、他の実施形態では、コンピューティングシステム１００は、図１に示されていない他の構成要素を含むことにも留意されたい。加えて、他の実施形態では、コンピューティングシステム１００は、図１に示される以外の方法で構築される。

【0016】

図２を参照すると、グラフィックスをレンダリングするためのシステム２００の一実施形態の論理ブロック図が示されている。一実施形態では、システム２００は、処理要素２０２、アプリケーション２０５及びメモリ２２５等の構成要素を含む。処理要素２０２は、少なくともシェーダ２１０Ａ～２１０Ｎ及び制御ユニット２２０を含む。シェーダ２１０Ａ～２１０Ｎは、任意の数及びタイプのシェーダ（例えば、ジオメトリシェーダ、ライトシェーダ、ピクセルシェーダ）を表す。処理要素２０２は、１つ以上のＣＰＵ、ＧＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＤＳＰ及び／又は他の処理リソースを含む。また、システム２００は、任意の数及びタイプの他の構成要素を含むことができ、他の構成要素は実装ごとに異なることに留意されたい。一実施形態では、アプリケーション２０５は、ビデオゲーム、映画又は他のアプリケーションのシーンを表すためにピクセルをレンダリングするためのグラフィックスアプリケーションである。一実施形態では、アプリケーション２０５は、メモリ２２５に記憶され、処理要素２０２上で実行されるプログラム命令を含む。アプリケーション２０５は、汎用プロセッサ上で、又は、ＦＰＧＡ若しくはＡＳＩＣ等の固定ハードウェア上で実行することができる。同様に、シェーダ２１０Ａ～２１０Ｎは、ソフトウェア及び／又はハードウェアの任意の好適な組み合わせを使用して実装され得る。

【0017】

様々な実施形態では、シェーダ２１０Ａ～２１０Ｎは、投影面上に投影される所定のシーンのシーンジオメトリについて深度値を生成するジオメトリシェーダを含む。深度バッファプレパス中に、プリミティブ２１７のジオメトリが生成され、深度バッファ２４０を使用してプリミティブ２１７に対して深度バッファテストが実行される。一実施形態では、プリミティブ２１７は、スクリーンの単一のタイルに対応する。この実施形態では、アプリケーション２０５は、タイルごとにフレームをレンダリングする。深度バッファプレパス中に、プリミティブは、ピクセルサンプル（すなわち、フラグメント）にラスタライズされ、可視のピクセルサンプルが識別され、対応するインジケータがプレパスバッファ２３５に記憶される。本明細書で使用される場合、「ピクセルサンプル」は、プリミティブの一部を生成するのに必要なデータとして定義され、その部分は、スクリーン空間の単一ピクセルに投影される。「ピクセルサンプル」、「サンプル」及び「フラグメント」という用語は、本明細書では互換的に使用され得ることに留意されたい。

【0018】

深度バッファプレパスの後、カラーパス（color pass）が可視ピクセルサンプルに対して実行されて、ピクセルサンプルの色値をレンダリングする。次に、色値は、カラーバッファ２４５に記憶される。隠れたピクセルサンプルは、カラーパスにおいてレンダリングされず、これは、ピクセルシェーダによって実行される作業の量を低減するのに役立つ。ピクセルシェーダは、レンダリングされたオブジェクトの各ピクセルに適用される色及び追加の外観属性を生成する。最終的に、シェーディングされたピクセルは、ディスプレイ（例えば、図１のディスプレイ１５５）に送られるようにフレームバッファ２５０に書き込まれる。

【0019】

図３を参照すると、コンピューティングシステム３００の一実施形態のブロック図が示されている。一実施形態では、コンピューティングシステム３００は、少なくとも、ジオメトリバッファ３０５、制御ユニット３１０、プレパスバッファ３１５及びシェーダパイプライン３２０を含む。制御ユニット３１０は、ソフトウェア及び／又はハードウェアの任意の好適な組み合わせを使用して実装され得る。制御ユニット３１０は、制御ロジック３１０とも呼ばれ得ることに留意されたい。コンピューティングシステム３００は、図を不明瞭にすることを避けるために示されていない任意の数の他の構成要素（例えば、メモリデバイス、フレームバッファ、ディスプレイ）を含み得る。

【0020】

一実施形態では、制御ユニット３１０は、ジオメトリバッファ３０５のピクセルを、深度バッファプレパスにおいてシェーダパイプライン３２０によって処理させる。深度バッファプレパスは、スパース（すなわち、選択されたプリミティブがテストされ書き込まれる）であってもよく、又は、深度バッファプレパスは、フル（すなわち、全てのプリミティブがテストされ書き込まれる）であってもよい。深度バッファプレパスの間、可視のピクセルサンプルが識別され、この情報がプレパスバッファ３１５に記録される。例えば、一実施形態では、プリミティブによってカバーされる各ピクセルサンプルは、プレパスバッファ３１５内に対応するインジケータを有する。この実施形態では、プリミティブが所定のピクセルロケーションにおいて可視である場合、所定のピクセルロケーションに対応するインジケータは、深度バッファプレパス中に第１の値（例えば、１）に設定される。プリミティブは、ピクセルサンプルごとに処理することができ、各ピクセルサンプルは個別に処理することができることに留意されたい。

【0021】

深度バッファプレパスの後、シェーダパイプライン３２０を通して、カラーパスが、レンダリングされたプリミティブに対して起動される。フル深度バッファプレパス（full depth buffer pre-pass）が実行された場合、カラーパスによって処理されているプリミティブの所定のピクセルサンプルについて、プレパスバッファ３１５内の対応するインジケータが第２の値（例えば、０）に設定されている場合、カラーパスは、所定のピクセルサンプルについてスキップされる。これにより、カラーパス中に処理されるピクセルサンプルの数が少なくなるので、カラーパスがより効率的になる。スパース深度バッファプレパス（sparse depth buffer pre-pass）が実行された場合であって、所定のプリミティブがスパース深度バッファプレパス中に処理されなかった場合、所定のプリミティブの全てのピクセルサンプルは、プレパスバッファ３１５における対応するインジケータの値にかかわらず、カラーパス中に処理される。

【0022】

フル深度バッファプレパスが実行される場合、各可視ピクセルサンプルは、プレパスバッファ３１５に設定されたビットを有する。フル深度バッファプレパスの後、深度バッファは、等号深度関数（EQUAL depth function）が可視サンプルに対して真であるような最終深度値を含む。この場合、深度関数が小なり又は大なり（LESS or GREATER）である場合、深度関数は、可視サンプル（すなわち、プレパスバッファ３１５に設定された対応するインジケータを有するサンプル）に対して変更されることになる。この場合、小なり深度関数（LESS depth function）は小なり等号（LESS_OR_EQUAL）に変更され、大なり深度関数（GREATER depth function）は大なり等号（GREATER_OR_EQUAL）に変更される。一実施形態では、レンダリングされたピクセルサンプルは、プレパスインジケータを消費する。これは、小なり又は大なり深度関数が使用される場合、ピクセルサンプルごとに１つのプリミティブのみがレンダリングされることを意味する。しかしながら、小なり等号又は大なり等号深度関数を既に有するプリミティブの場合、同じ深度でレンダリングされた複数のプリミティブが存在し得る。複数のプリミティブが同じ深度でレンダリングされる場合、レンダリングされる最後のプリミティブは可視のままである。

【0023】

スパース深度バッファプレパスが実行される場合、深度バッファは、カラーパスの開始時にその最終状態にない。スパース深度バッファプレパス中に処理されなかった任意のプリミティブは、プレパスバッファコンテンツのみに基づいて可視性を決定することができない。むしろ、スパース深度バッファプレパス中に処理されなかったプリミティブのピクセルサンプルは、対応するプレパスバッファ値が第２の値（例えば、０）である場合、スキップされないことになる。また、一実施形態では、深度バッファは、スパース深度バッファプレパス中に処理されなかったプリミティブの可視ピクセルサンプルについて、カラーパス中に更新される。

【0024】

シェーダパイプライン３２０は、１～Ｎの任意の数のシェーダユニット３２５Ａ～３２５Ｎを含み、Ｎは１より大きい正の整数である。シェーダユニット３２５Ａ～３２５Ｎは、シェーダステージ３２５Ａ～３２５Ｎとも呼ばれ得ることに留意されたい。シェーダユニット３２５Ａ～３２５Ｎは、頂点シェーダ、ライトシェーダ、ラスタライザステージ、ピクセルシェーダ、ジオメトリシェーダ、フラグメントシェーダ、計算シェーダ等の任意の数及びタイプのシェーダを含み得る。一実施形態では、シェーダパイプライン３２０を通るカラーパスの出力は、シーンを表す複数のピクセルを含む。第２のパスの出力は、更なる処理を受けることができ、記憶されることができ、及び／又は、ディスプレイに送られ得る。

【0025】

図４を参照すると、深度バッファプレパスを実行するための擬似コード４００の一実施形態が示されている。擬似コード４００の場合、Ｑは、深度プレパス４０５について選択されたプリミティブＰのサブセットである。ＱがプリミティブＰの全てを含む場合、これは、フル深度プレパスが実行されていることを意味する。ＱがプリミティブＰのサブセットを含む場合、これはスパース深度プレパスである。Ｑ内の各プリミティブｐについて、各サンプル［ｘ，ｙ］は、深度値（すなわち、ｚ）が深度バッファ（すなわち、ｚ＿ｂｕｆｆｅｒ）内に記憶された値未満であるかどうかを判定するために処理される。座標［ｘ，ｙ］は、スクリーン空間内の［ｘ，ｙ］ピクセルロケーションを指すことに留意されたい。この説明の目的のために、小なり関数（LESS THAN function）が擬似コード４００に使用されると仮定する。別の実施形態では、大なり関数（GREATER THAN function）が、深度プレパスのために使用され得る。この実施形態では、擬似コード４００に類似した擬似コードを使用することができ、ステップに対応する変更を加えて、小なり関数ではなく大なり関数を使用する。

【0026】

サンプルの深度値が特定のピクセルロケーションの深度バッファ値未満の場合、これは、サンプルが、このピクセルロケーションについて以前にレンダリングされた任意のサンプルよりも近く、サンプルが可視であることを意味する。したがって、サンプルの深度値が所定のピクセルロケーションの深度バッファ値未満の場合、その所定のピクセルロケーションにプレパスインジケータが設定される。プレパスインジケータは、擬似コード４００において「ｐ＿ｂｕｆｆｅｒ［ｘ，ｙ］」として指定される。また、深度バッファは、サンプルの深度値を記憶するように更新される。

【0027】

深度プレパス４０５がＱ内のプリミティブｐについて終了した後、カラーパス４１０が起動される。プリミティブｐがＱ内にあり（すなわち、プリミティブｐが深度プレパス４０５内に含まれていた）、プレパスバッファ値が「０」であり、深度関数が小なり（LESS THAN）である場合、ピクセルサンプルは、カラーパス４１０中にオプションでスキップされる。そうでない場合、Ｐ内の各プリミティブｐに対して及びｐ内の各サンプル［ｘ，ｙ］に対して、条件付きステップが実行される。条件付きステップの第１の部分は、サンプルの深度値（すなわち、ｐ．ｚ［ｘ，ｙ］）がピクセルロケーションの深度バッファ値（すなわち、ｚ＿ｂｕｆｆｅｒ［ｘ，ｙ］）未満であるかどうかを判定する。条件付きステップの第２の部分は、プレパスバッファインジケータ（すなわち、ｐ＿ｂｕｆｆｅｒ［ｘ，ｙ］）が設定されているかどうか、サンプルの深度値がピクセルロケーションの深度バッファ値に等しいかどうかを判定する。条件付きステップの第１の部分又は第２の部分の何れかが真である場合、ピクセルがシェーディングされ（すなわち、ｓｈａｄｅ（ｐ，ｘ，ｙ））、プレパスバッファインジケータがクリアされ、ｐがＱ内にない（すなわち、プリミティブが深度プレパス内に含まれなかった）場合、ピクセルロケーションの深度バッファがサンプルの深度値で更新される。擬似コード４００は、特定の実装において実行され得る擬似コードの一例であることに留意されたい。他の実施形態では、他のステップを有する他の擬似コード例が実行され得る。

【0028】

小なり深度関数（LESS THAN depth function）の場合、深度バッファプレパスがプリミティブの全てを含む場合に、深度バッファプレパス中に設定されたそのプレパスバッファインジケータを有する任意のピクセルサンプルは、カラーパス中に正確に１回シェーディングされることに留意されたい。深度バッファプレパスに含まれないプリミティブは、カラーパス中にこれらのピクセルサンプルを追加の回数でレンダリングし得る。同様に、大なり深度関数（GREATER THAN depth function）が深度バッファプレパスに使用される場合であって、深度バッファプレパスがプリミティブの全てを含む場合に、深度バッファプレパス中に設定されたそのプレパスバッファインジケータを有する任意のピクセルサンプルは、カラーパス中に正確に１回シェーディングされる。

【0029】

図５を参照すると、深度バッファプレパスを実行するための方法５００の一実施形態が示されている。説明のために、この実施形態におけるステップ及び図６～図１３のステップが順番に示されている。しかしながら、記載された方法の様々な実施形態において、記載された要素のうち１つ以上は、図示されたものとは異なる順序で同時に実行されてもよいし、完全に省略されてもよいことに留意されたい。必要に応じて、他の追加の要素も実行される。本明細書に記載の様々なシステム又は装置の何れも、方法５００を実施するように構成されている。

【0030】

制御ユニットは、複数のプリミティブに対して、第１の深度関数を用いて第１の深度バッファテストを実行する（ブロック５０５）。一実施形態では、複数のプリミティブはキャッシュに記憶され、複数のプリミティブはスクリーンの所定のタイルに対応する。一実施形態では、第１の深度関数は、小なり比較（LESS THAN comparison）である。別の実施形態では、第１の深度関数は、大なり比較（GREATER THAN comparison）である。次に、制御ユニットは、第１の深度バッファテストに合格した各ピクセルサンプルに対して、インジケータを設定する（ブロック５１０）。言い換えれば、制御ユニットは、同じスクリーンピクセルに投影される他のプリミティブの他のピクセルサンプルよりも視点に近いプリミティブの各ピクセルサンプルの指標を記憶する。ピクセルサンプルは、第１の深度バッファテストの結果としてシェーディングされていないことに留意されたい。

【0031】

次いで、制御ユニットは、複数のプリミティブに対して第２の深度バッファテストを実行する（ブロック５１５）。ブロック５１５において、インジケータがクリアされたピクセルサンプルについて、第１の深度関数を用いて第２の深度バッファテストが実行される。それらのインジケータのセットを有するピクセルサンプルについて、第２の深度バッファテストは、第２の深度関数を用いて実行され、ここで、第２の深度関数は、第１の深度関数とは異なる。一実施形態では、第１の深度関数が大なり（GREATER THAN）である場合、第２の深度関数は大なり等号（GREATER THAN OR EQUAL TO）である。別の実施形態では、第１の深度関数が小なり（LESS THAN）である場合、第２の深度関数は小なり等号（LESS THAN OR EQUAL TO）である。次に、ピクセルシェーダは、第２の深度バッファテストに合格したピクセルサンプルのみをシェーディングする。また、ピクセルシェーダは、シェーディングされたピクセルのインジケータをクリアする（ブロック５２０）。次に、制御ユニットは、シェーディングされたピクセルをディスプレイに送る（ブロック５２５）。ブロック５２５の後、方法５００は終了する。

【0032】

図６を参照すると、シェーダパイプラインを通る異なるパスにおいてタイルごとに別々の作業部分を実行するための方法６００の一実施形態が示されている。アプリケーションは、シーンの所定のタイルをレンダリングすることに関連付けられた処理の第１の部分のために、シェーダパイプラインを通して複数のプリミティブを起動する（ブロック６０５）。一実施形態では、処理の第１の部分は、複数のプリミティブの深度部分をレンダリングするための深度バッファプレパスを含む。例えば、一実施形態では、ブロック６０５は、（図１０の）方法１０００を実行することによって実施される。処理の第１の部分の間に、第１のテストが、複数のプリミティブのピクセルサンプルに対して実行される（ブロック６１０）。一実施形態では、第１のテストは深度バッファテストである。他の実施形態では、第１のテストは他のタイプのテストであり得る。次に、アプリケーションは、シーンの所定のタイルをレンダリングすることに関連付けられた処理の第２の部分のために、シェーダパイプラインを通して第１のテストに合格したピクセルサンプルを起動する（ブロック６１５）。一実施形態では、処理の第２の部分は、第１のテストに合格したそれらのプリミティブのカラーシェーディングを実行することを含む。例えば、一実施形態では、ブロック６１５は、（図１１の）方法１１００を実行することによって実施される。次いで、シェーダパイプラインは、処理の第２の部分の結果として所定のタイルについてシェーディングされたピクセルを生成する（ブロック６２０）。レンダリングするシーンのタイルが更にある場合（条件分岐ブロック６２５、「はい」）、方法６００はブロック６０５に戻る。そうではなく、シーンの全てのタイルがレンダリングされた場合（条件分岐ブロック６２５、「いいえ」）、方法６００は終了する。

【0033】

図７を参照すると、深度バッファプレパスを通して何れのプリミティブを送信するかを決定するための方法７００の一実施形態が示されている。制御ユニットは、プリミティブのタイルが処理される準備ができているという指標を受信する（ブロック７０５）。これに応じて、制御ユニットは、タイルからの何れのプリミティブに対して深度バッファプレパスを実行すべきかを決定する（ブロック７１０）。タイル内にプリミティブの単一のレイヤのみが存在する場合（条件分岐ブロック７１５、「はい」）、制御ユニットは、タイルに対する深度バッファプレパスをスキップする（ブロック７２０）。ブロック７２０の後、制御ユニットは、タイルについてピクセルシェーダを通るカラーパスを開始する（ブロック７２５）。ブロック７２５の後、方法７００は終了する。

【0034】

そうではなく、タイル内にプリミティブの２つ以上のレイヤが存在する場合（条件分岐ブロック７１５、「いいえ」）、制御ユニットは、同じレイヤの一部であるプリミティブについてレイヤごとにプリミティブを分析する（ブロック７３０）。別の実施形態では、制御ユニットは、ブロック７３０において、プリミティブごとにプリミティブを分析する。各プリミティブについて、プリミティブのレイヤの面積が閾値未満である場合（条件分岐ブロック７３５、「はい」）、制御ユニットは、プリミティブに対する深度バッファプレパスをスキップする（ブロック７４０）。そうではなく、プリミティブのレイヤの面積が閾値以上の場合（条件分岐ブロック７３５、「いいえ」）、制御ユニットは、深度バッファプレパスを通してプリミティブを送信する（ブロック７４５）。ブロック７４０及びブロック７４５の後、分析するプリミティブが更に存在する場合（条件分岐ブロック７５０、「はい」）、方法７００は条件分岐ブロック７３５に戻る。そうではなく、分析するプリミティブがそれ以上存在しない場合（条件分岐ブロック７５０、「いいえ」）、方法７００はブロック７２５にジャンプする。他の実施形態では、他の条件がチェックされて、深度バッファプレパスを通してプリミティブを送信するかどうかが決定され得ることに留意されたい。

【0035】

図８を参照すると、パス間で深度テスト関数を変更するための方法の一実施形態が示されている。制御ユニットは、深度バッファプレパス中にタイルを処理する場合に小なり深度テスト（LESS THAN depth test）を使用する（ブロック８０５）。タイルのプリミティブによってカバーされる各ピクセルサンプルについて、ピクセルサンプルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値未満である場合（条件分岐ブロック８１０、「はい」）、制御ユニットは、プレパスバッファに対応するインジケータを設定し、深度バッファ値を、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度値で更新する（ブロック８１５）。ピクセルサンプルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値以上の場合、（条件分岐ブロック８１０、「いいえ」）、制御ユニットは、プレパスバッファにおける対応するインジケータを変更（修正）しない（ブロック８２０）。次いで、深度バッファプレパスが終了した後、制御ユニットは、タイルのプリミティブに対してカラーパスを開始する（ブロック８２５）。

【0036】

プリミティブによってカバーされる各ピクセルサンプルについて、制御ユニットは、プリミティブが深度プレパスを通過したかどうか、サンプルについてのプレパスバッファインジケータがクリア（すなわち、０）されているかどうか、及び、プリミティブについての深度関数が小なり（LESS THAN）であるかどうかを判定する（条件分岐ブロック８３０）。プリミティブが深度プレパスを通過した場合であって、サンプルについてのプレパスバッファインジケータがクリアされている場合であって、プリミティブのための深度関数が小なりである場合（条件分岐ブロック８３０、「はい」）、制御ユニットは、サンプルに対してカラーパスをスキップする（ブロック８３５）。そうではなく、プリミティブが深度プレパスによって処理されなかった場合、サンプルに対するプレパスバッファインジケータが設定されている場合（すなわち、１）、又は、プリミティブのための深度関数が小なり等号（LESS THAN OR EQUAL TO）である場合（条件分岐ブロック８３０、「いいえ」）、制御ユニットは、ピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度がそのピクセルロケーションの深度バッファ値未満であるかどうかを判定する（条件分岐ブロック８４０）。

【0037】

ピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値未満の場合（条件分岐ブロック８４０、「はい」）、制御ユニットは、そのピクセルロケーションのプリミティブをシェーディングさせる（ブロック８５０）。また、そのピクセルロケーションのプレパスバッファインジケータがクリアされる（ブロック８５５）。プリミティブが深度プレパスによって処理されなかった場合（条件分岐ブロック８６０、「いいえ」）、そのピクセルロケーションの深度バッファ値は、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度値で更新される（ブロック８６５）。そうではなく、プリミティブが深度プレパスによって処理された場合（条件分岐ブロック８６０、「はい」）、深度バッファ値は変更されないままである（ブロック８７０）。

【0038】

ピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値以上の場合（条件分岐ブロック８４０、「いいえ」）、制御ユニットは、そのピクセルロケーションにプレパスバッファインジケータが設定されているかどうか、及び、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度値が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値に等しいかどうかを判定する（条件分岐ブロック８４５）。そのピクセルロケーションにプレパスバッファインジケータが設定されており、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度値がそのピクセルロケーションの深度バッファ値に等しい場合（条件分岐ブロック８４５、「はい」）、制御ユニットは、そのピクセルロケーションのプリミティブをシェーディングさせる（ブロック８５０）。そうではなく、そのピクセルロケーションのプレパスバッファインジケータがクリアされている場合、又は、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブに対する深度値が、そのピクセルロケーションに対する深度バッファ値よりも大きい場合（条件分岐ブロック８４５、「いいえ」）、制御ユニットは、そのサンプルに対してカラーパスをスキップする（ブロック８３５）。

【0039】

図９を参照すると、パス間で深度テスト関数を変更するための方法の一実施形態が示されている。制御ユニットは、深度バッファプレパス中にタイルを処理する場合に大なり深度テスト（GREATER THAN depth test）を使用する（ブロック９０５）。タイルのプリミティブによってカバーされる各ピクセルサンプルに対して、ピクセルサンプルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値よりも大きい場合（条件分岐ブロック９１０、「はい」）、制御ユニットは、プレパスバッファにおける対応するインジケータを設定し、深度バッファ値を、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度値で更新する（ブロック９１５）。ピクセルサンプルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値以下である場合、（条件分岐ブロック９１０、「いいえ」）、制御ユニットは、プレパスバッファにおける対応するインジケータを変更（修正）しない（ブロック９２０）。次いで、深度バッファプレパスが終了した後、制御ユニットは、タイルのプリミティブに対してカラーパスを開始する（ブロック９２５）。

【0040】

プリミティブによってカバーされる各ピクセルサンプルについて、制御ユニットは、プリミティブが深度プレパスを通過したかどうか、サンプルについてのプレパスバッファインジケータがクリアされているかどうか、及び、プリミティブについての深度関数が大なり（GREATER THAN）であるかどうかを判定する（条件分岐ブロック９３０）。プリミティブが深度プレパスを通過した場合であって、サンプルに対するプレパスバッファインジケータがクリアされている場合であって、プリミティブのための深度関数が大なりである場合（条件分岐ブロック９３０、「はい」）、制御ユニットは、サンプルに対してカラーパスをスキップする（ブロック９３５）。そうではなく、プリミティブが深度プレパスによって処理されなかった場合、サンプルにプレパスバッファインジケータが設定されている場合、又は、プリミティブについての深度関数が大なり等号（GREATER THAN OR EQUAL TO）である場合（条件分岐ブロック９３０、「いいえ」）、制御ユニットは、ピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値よりも大きいかどうかを判定する（条件分岐ブロック９４０）。

【0041】

ピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値よりも大きい場合（条件分岐ブロック９４０、「はい」）、制御ユニットは、そのピクセルロケーションについてプリミティブをシェーディングさせる（ブロック９５０）。また、そのピクセルロケーションのプレパスバッファインジケータがクリアされる（ブロック９５５）。プリミティブが深度プレパスによって処理されなかった場合（条件分岐ブロック９６０、「いいえ」）、そのピクセルロケーションの深度バッファ値は、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度値で更新される（ブロック９６５）。そうではなく、プリミティブが深度プレパスによって処理された場合（条件分岐ブロック９６０、「はい」）、深度バッファ値は変更されないままである（ブロック９７０）。

【0042】

ピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値以下である場合（条件分岐ブロック９４０、「いいえ」）、制御ユニットは、そのピクセルロケーションにプレパスバッファインジケータが設定されているかどうか、及び、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブに対する深度値が、そのピクセルロケーションに対する深度バッファ値に等しいかどうかを判定する（条件分岐ブロック９４５）。そのピクセルロケーションに対するプレパスバッファインジケータが設定されており、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度値が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値に等しい場合（条件分岐ブロック９４５、「はい」）、制御ユニットは、そのピクセルロケーションのプリミティブをシェーディングさせる（ブロック９５０）。そうではなく、そのピクセルロケーションのプレパスバッファインジケータがクリアされている場合、又は、そのピクセルロケーションにおけるプリミティブの深度値が、そのピクセルロケーションの深度バッファ値未満である場合（条件分岐ブロック９４５、「いいえ」）、制御ユニットは、そのサンプルに対してカラーパスをスキップする（ブロック９３５）。

【0043】

図１０を参照すると、深度プレパスを実行するための方法１０００の一実施形態が示されている。タイル内の選択されたプリミティブに対して、深度プレパスが起動される（ブロック１００５）。次に、プリミティブは、何れのスクリーンピクセルが各プリミティブによってカバーされるかを判定し、カバーされたピクセルサンプルごとにフラグメントを出力するために、ラスタライザに提供される（ブロック１０１０）。次に、初期深度テスト（early depth test）が、選択されたプリミティブについてラスタライザによって生成された各フラグメントに対して実行される（条件分岐ブロック１０１５）。初期深度テストは、フラグメントが可視であるかどうかを判定するために各フラグメントに対して実行される。プリミティブのフラグメントが初期深度テストに不合格である場合（条件分岐ブロック１０１５、「不合格」）、深度バッファ及びプレパスバッファは変更（修正）されないままである（ブロック１０２０）。サンプルは、深度バッファ解像度における要素であることに留意されたい。言い換えれば、深度バッファの解像度は、サンプルのレベルである。「サンプル」及び「フラグメント」という用語は、本明細書において互換的に使用することができることにも留意されたい。

【0044】

そうではなく、プリミティブのフラグメントが初期深度テストに合格した場合（条件分岐ブロック１０１５、「合格」）、対応するピクセルサンプルの深度バッファ値が更新され、サンプルロケーションにおけるプレパスバッファにおける対応するインジケータが更新される（ブロック１０２５）。また、シェーディングが、フラグメントに対してスキップされる（ブロック１０３０）。プレパスバッファインジケータの各々は、対応する深度バッファ値を有することに留意されたい。ブロック１０３０の後、方法１０００は終了する。

【0045】

図１１を参照すると、カラーパスを実行するための方法１１００の一実施形態が示されている。タイル内の全てのプリミティブに対してカラーパスが起動される（ブロック１１０５）。次に、プリミティブは、何れのスクリーンピクセルが各プリミティブによってカバーされるかを判定し、カバーされたピクセルサンプルごとにフラグメントを出力するために、ラスタライザに提供される（ブロック１１１０）。次に、各プリミティブフラグメントによってカバーされた各サンプルについて、プレパスバッファインジケータが読み取られる（条件分岐ブロック１１１５）。プレパスバッファインジケータが所定のピクセルサンプルに設定されている場合（条件分岐ブロック１１１５、「はい」）、変更（修正）された深度関数が使用される（ブロック１１２５）。例えば、元の深度関数が小なりであった場合、修正された深度関数は小なり等号になる。代替的に、元の深度関数が大なりであった場合、修正された深度関数は大なり等号になる。

【0046】

プレパスバッファインジケータが設定されていない場合（条件分岐ブロック１１１５、「いいえ」）、制御ユニットは、プリミティブが深度プレパスに含まれていたかどうか、及び、深度関数が小なり又は大なりであるかをオプションで判定する（条件分岐ブロック１１２０）。プリミティブが深度プレパスに含まれていた場合であって、深度関数が小なり又は大なりである場合（条件分岐ブロック１１２０、「はい」）、深度バッファ及びプレパスバッファは変更（修正）されないままである（ブロック１１４０）。ブロック１１４０の後、方法１１００は、所定のサンプルについて終了する。プリミティブが深度プレパスに含まれていない場合、又は、深度関数が小なり等号又は大なり等号である場合（条件分岐ブロック１１２０、「いいえ」）の何れかにおいて、元の深度関数が使用される（ブロック１１３０）。条件分岐ブロック１１２０はオプションであり、実行される必要がないことに留意されたい。条件分岐ブロック１１２０が実施されていない場合、方法１１００は、条件分岐ブロック１１１５の「いいえ」行程からブロック１１３０に直接進む。ブロック１１３０の後、初期深度テストが実行される（条件分岐ブロック１１３５）。

【0047】

フラグメントが初期深度テストに不合格である場合（条件分岐ブロック１１３５、「不合格」）、深度バッファ及びプレパスバッファは変更（修正）されないままである（ブロック１１４０）。そうではなく、フラグメントが初期深度テストに合格した場合（条件分岐ブロック１１３５、「合格」）、制御ユニットは、プリミティブが深度プレパスに含まれていたかどうかを判定する（条件分岐ブロック１１４５）。プリミティブが深度プレパスに含まれていた場合（条件分岐ブロック１１４５、「はい」）、これは、深度値が等しいことが既知であることを意味し、制御ユニットは、サンプルロケーションにおいてプレパスバッファにおける対応するインジケータをクリアする（ブロック１１５５）。次に、制御ユニットは、フラグメントに対するシェーディングに進む（ブロック１１６０）。ブロック１１６０の後、方法１１００は、フラグメントについて終了する。プリミティブがプレパスに含まれていなかった場合（条件分岐ブロック１１４５、「いいえ」）、深度バッファ値が更新され（ブロック１１５０）、制御ユニットは、サンプルロケーションでプレパスバッファにおける対応するインジケータをクリアする（ブロック１１５５）。別の実施形態では、条件分岐ブロック１１４５は強制的に「いいえ」にされ、方法１１００は、この場合、条件分岐ブロック１１３５の「合格」行程から直接ブロック１１５０に進む。ブロック１１５５の後、制御ユニットは、フラグメントに対するシェーディングに進む（ブロック１１６０）。

【0048】

図１２を参照すると、カラーパス深度テストによって使用される深度関数を変更（修正）するための方法１２００の一実施形態が示されている。制御ユニットは、複数のプリミティブのうち選択されたプリミティブに対して、小なり深度関数又は大なり深度関数の何れかを用いて第１の深度バッファテストを実行する（ブロック１２０５）。一実施形態では、複数のプリミティブがキャッシュに記憶され、複数のプリミティブはスクリーンの所定のタイルに対応する。次に、制御ユニットは、第１の深度バッファテストの結果に基づいて深度バッファ値を更新する（ブロック１２１０）。次に、制御ユニットは、複数のプリミティブに対して、小なり等号深度関数又は大なり等号深度関数の何れかを用いて第２の深度バッファテストを実行する（ブロック１２１５）。例えば、第１の深度バッファテストが小なり関数を使用した場合、第２の深度テストは小なり等号深度関数を使用する。代替的に、第１の深度バッファテストが大なり関数を使用した場合、第２の深度テストは大なり等号深度関数を使用する。

【0049】

次に、ピクセルシェーダは、第２の深度バッファテストに合格したそれらのプリミティブのみをシェーディングする（ブロック１２２０）。次に、制御ユニットは、シェーディングされたピクセルをディスプレイに送る（ブロック１２２５）。ブロック１２２５の後、方法１２００は終了する。方法１２００を実施する場合、プレパスバッファが使用されないので、等しい深度値を有する複数のサンプルがある場合、Ｚ個の等しいサンプルの全てがシェーディングされ、最後のサンプルが表示されることになる。対照的に、プレパスバッファが使用され、プレパスインジケータがプレパスによって処理されたサンプルのために記憶される場合、単一パスシステムの場合のように、第１のＺ個の等しいサンプルのみがシェーディングされる。

【0050】

図１３を参照すると、深度プレパスによって処理するためのプリミティブを選択するための方法１３００の一実施形態が示されている。制御ユニットは、処理される準備ができているプリミティブのシーケンスを受信する（ブロック１３０５）。一実施形態では、制御ユニットは、ジオメトリ処理ステップによって生成されたプリミティブの完全なセットのサブセットのみを受信する。この実施形態では、プリミティブの面方向に基づいていくつかのプリミティブを除去することによって、プリミティブが予めフィルタリングされる。例えば、１つのシナリオでは、背面向きのプリミティブが除去される。また、一実施形態では、プリミティブは、視錐台内のそれらのプリミティブのみが制御ユニットによって受信されるように、視錐台に基づいて予めフィルタリングされる。一実施形態では、視錐台境界と交差するプリミティブは、錐台にクリッピングされる。また、一実施形態では、プリミティブの入力シーケンスは、プリミティブのスクリーンポジションに基づいて予めフィルタリングされる。例えば、処理が複数のタイルに対して並列に同時に実行される場合、タイルは複数の処理ユニットにわたって分散され得る。

【0051】

次に、制御ユニットは、受信したプリミティブのシーケンスから分析するプリミティブを選択する（ブロック１３１０）。次いで、制御ユニットは、選択されたプリミティブが任意の以前の入力プリミティブと連続レイヤを形成するかどうかを判定する（ブロック１３１５）。一実施形態では、制御ユニットは、プリミティブが共有頂点を有するかどうかをチェックすることによって、プリミティブが以前のプリミティブと連続レイヤを形成するかどうかを判定する。一実施形態では、頂点チェックは、完全な頂点座標を使用する必要はないが、各頂点は、チェック及び記憶するより少ない数のビットを有するハッシュに縮小され得ることに留意されたい。選択されたプリミティブが以前のプリミティブとともに連続レイヤを形成する場合（条件分岐ブロック１３２０、「はい」）、制御ユニットは、連続レイヤのプリミティブの累積面積を計算する（ブロック１３２５）。一実施形態では、制御ユニットは、プリミティブの個別のレイヤごとに個別の累積面積和を維持する。選択された第１のプリミティブに対して、デフォルトでは、条件分岐ブロック１３２０において「はい」行程が選択されるべきであり、次いで、制御ユニットは、単一のプリミティブの面積を計算することになる。選択されたプリミティブが以前のプリミティブと連続レイヤを形成しない場合（条件分岐ブロック１３２０、「いいえ」）、制御ユニットは、タイルがプリミティブの複数のレイヤを含むことを示すマルチレイヤフラグを設定する（ブロック１３３０）。マルチレイヤフラグが以前に設定されていた場合、ブロック１３３０はスキップされ得る。代替的に、別の実施形態では、制御ユニットは、個別のレイヤの総数を追跡するためのカウンタを維持する。ブロック１３３０の後に（又は同時に）、制御ユニットは、プリミティブの面積を計算する（ブロック１３３５）。

【0052】

ブロック１３２５及びブロック１３３５の後、未だ分析されていないタイルのプリミティブが更に存在する場合（条件分岐ブロック１３４０、「はい」）、方法１３００はブロック１３１０に戻る。そうではなく、タイルの全てのプリミティブが分析された場合（条件分岐ブロック１３４０、「いいえ」）、マルチレイヤフラグが設定されていない場合（条件分岐ブロック１３４５、「いいえ」）、制御ユニットは、深度バッファプレパスを通してタイルのプリミティブを送信しない（ブロック１３５０）。ブロック１３５０の後、方法１３００は終了する。別の実施形態では、制御ユニットがレイヤの総数を追跡するカウンタを維持する場合、条件分岐ブロック１３４５において、カウンタを閾値と比較することができる。マルチレイヤフラグが設定されている場合（条件分岐ブロック１３４５、「はい」）、各プリミティブについて、プリミティブのレイヤの対応する累積面積が閾値よりも大きい場合（条件分岐ブロック１３５５、「はい」）、制御ユニットは、深度バッファプレパスを通じてプリミティブを送信する（ブロック１３６０）。そうではなく、プリミティブのレイヤの対応する累積面積が閾値以下である場合（条件分岐ブロック１３５５、「いいえ」）、制御ユニットは、プリミティブに対する深度バッファプレパスをスキップする（ブロック１３６５）。ブロック１３６０及びブロック１３６５の後、方法１３００は終了する。一実施形態では、方法１３００において選択されたプリミティブに対して深度バッファプレパスが実行された後、タイルのプリミティブの全てがカラーパスにおいて処理される。

【0053】

様々な実施形態では、ソフトウェアアプリケーションのプログラム命令を使用して、本明細書に記載の方法及び／又はメカニズムを実施する。例えば、汎用又は専用プロセッサによって実行可能なプログラム命令が企図される。様々な実施形態では、そのようなプログラム命令は、高レベルプログラミング言語によって表される。他の実施形態では、プログラム命令は、高レベルプログラミング言語からバイナリ、中間又は他の形式にコンパイルされる。あるいは、ハードウェアの動作又は設計を説明するプログラム命令が書かれる。そのようなプログラム命令は、Ｃ等の高レベルプログラミング言語によって表される。あるいは、Ｖｅｒｉｌｏｇ等のハードウェア設計言語（hardware design language、ＨＤＬ）が使用される。様々な実施形態では、プログラム命令は、様々な非一時的なコンピュータ可読記憶媒体の何れかに記憶される。記憶媒体は、プログラム実行のためにプログラム命令をコンピューティングシステムに提供するために、使用中にコンピューティングシステムによってアクセス可能である。一般的に言えば、そのようなコンピューティングシステムは、少なくとも１つ以上のメモリと、プログラム命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサと、を含む。

【0054】

上記の実施形態は、実施形態の非限定的な例にすぎないことを強調しておきたい。上記の開示が十分に理解されると、多数の変形及び修正が当業者に明らかになるであろう。以下の特許請求の範囲は、全てのそのような変形及び修正を包含すると解釈されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】