使用OCP总线接口的3D图形硬件IP
Khronos Group公司正在定义针对嵌入式领域的各种媒体API,目前已经发布了一种图形API,即OpenGL ES。该OpenGL ES共有1.x和2.x两个版本,分别针对固定图形管线和可编程图形管线,这种方法与PC图形中用的方法是一样的。
DMP图形内核概述
DMP为嵌入式领域中的便携式设备、移动电话、汽车导航系统、娱乐游戏机和所有其它嵌入式图形设备提供了可扩展的高性能、低功耗3D图形内核。PICA200是最新的3D图形IP内核,涵盖了前面提到的所有应用领域。
该内核由多个组件组成,包括OpenGL ES标准功能以及我们自己最初的图形技术。这些组件是根据用户要求以及带有定制要素(如性能、存储器带宽和功耗)的目标系统构建的。在选择IP接口方案时,很难设定在这么宽的应用范围下用户的具体要求。在采用开放内核协议(OCP)作为我们组件的标准总线接口方面DMP一直做得非常成功。
Maestro技术
通过采用OpenGL ES 1.1和我们自己的、被称为Maestro的扩展图形API,图形内核已经取得了很好的高性能低功耗效果。这些Maestro功能包括了各种目标应用中频繁使用和实用的图形功能,包括各种光照和明暗处理模型,例如Phong、Cook-Torrance和BRDF、阴影效应、多边形细分以及过程纹理。
1:Maestro功能、光照、阴影和微粒效果
Maestro功能利用我们改进的最初算法以硬连线逻辑形式实现,从而解决了嵌入式系统设计中低功耗与高性能的矛盾。Maestro功能可以实现非常丰富的内容,比如PC和便携式设备上的控制台图形(图1)。
Maestro功能包括以下一些效果:
1. 光照Maestro-包括按照每个片断的高性能光照功能,并支持各种明暗处理模型,如Phong、同向/异向 BRD以及下表面散射;
2. 阴影Maestro-支持实时的硬阴影和软阴影处理;
3. 形状Maestro-通过用硬件(例如NURBS和多边形细分)产生精细的多边形来减少存储器带宽,因此可以使输入数据量实现最小化;
4. 映像Maestro-支持凹凸映像和过程纹理,并且过程纹理不需要任何存储器读取来生成纹理图像,因为图像是根据算术等式产生的;
5. 微粒Maestro-用硬件产生雾化、云和气体效果。
图1:由Futuremark和DMP合作开发的PICA200演示场景。
图2:只使用OpenGL ES的渲染结果(左边)以及用OpenGL ES 和我们的Maestro API后的渲染结果(右边)
图3:利用我们的阴影Maestro API实现的实时软阴影渲染。
图4:使用形状Maestro的多边形细分实例。左边的图形显示了来自主CPU的输入控制多边形,右边的图形显示了我们的图形硬件实时产生的多边形。
图5:映像Maestro实例(左边:针对每个片段光照的凹凸映像,右边:利用没有任何纹理存储器访问的过程纹理硬件实现的木纹图案)。
图6:微粒 Maestro可以产生雾化、云和气体效果。在我们的渲染算法中,清晰和模糊对象的组合没有任何的瑕疵。
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