使用OCP總線接口的3D圖形硬件IP

　　Khronos Group公司正在定義針對(duì)嵌入式領(lǐng)域的各種媒體API，目前已經(jīng)發(fā)布了一種圖形API，即OpenGL ES。該OpenGL ES共有1.x和2.x兩個(gè)版本，分別針對(duì)固定圖形管線和可編程圖形管線，這種方法與PC圖形中用的方法是一樣的。

DMP圖形內(nèi)核概述

　　DMP為嵌入式領(lǐng)域中的便攜式設(shè)備、移動(dòng)電話、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、娛樂(lè)游戲機(jī)和所有其它嵌入式圖形設(shè)備提供了可擴(kuò)展的高性能、低功耗3D圖形內(nèi)核。PICA200是最新的3D圖形IP內(nèi)核，涵蓋了前面提到的所有應(yīng)用領(lǐng)域。

　　該內(nèi)核由多個(gè)組件組成，包括OpenGL ES標(biāo)準(zhǔn)功能以及我們自己最初的圖形技術(shù)。這些組件是根據(jù)用戶要求以及帶有定制要素(如性能、存儲(chǔ)器帶寬和功耗)的目標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)建的。在選擇IP接口方案時(shí)，很難設(shè)定在這么寬的應(yīng)用范圍下用戶的具體要求。在采用開(kāi)放內(nèi)核協(xié)議(OCP)作為我們組件的標(biāo)準(zhǔn)總線接口方面DMP一直做得非常成功。

Maestro技術(shù)

　　通過(guò)采用OpenGL ES 1.1和我們自己的、被稱為Maestro的擴(kuò)展圖形API，圖形內(nèi)核已經(jīng)取得了很好的高性能低功耗效果。這些Maestro功能包括了各種目標(biāo)應(yīng)用中頻繁使用和實(shí)用的圖形功能，包括各種光照和明暗處理模型，例如Phong、Cook-Torrance和BRDF、陰影效應(yīng)、多邊形細(xì)分以及過(guò)程紋理。

1：Maestro功能、光照、陰影和微粒效果

　　Maestro功能利用我們改進(jìn)的最初算法以硬連線邏輯形式實(shí)現(xiàn)，從而解決了嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中低功耗與高性能的矛盾。Maestro功能可以實(shí)現(xiàn)非常豐富的內(nèi)容，比如PC和便攜式設(shè)備上的控制臺(tái)圖形(圖1)。

Maestro功能包括以下一些效果：

　　1. 光照Maestro-包括按照每個(gè)片斷的高性能光照功能，并支持各種明暗處理模型，如Phong、同向/異向 BRD以及下表面散射；

　　2. 陰影Maestro-支持實(shí)時(shí)的硬陰影和軟陰影處理；

　　3. 形狀Maestro-通過(guò)用硬件(例如NURBS和多邊形細(xì)分)產(chǎn)生精細(xì)的多邊形來(lái)減少存儲(chǔ)器帶寬，因此可以使輸入數(shù)據(jù)量實(shí)現(xiàn)最小化；

　　4. 映像Maestro-支持凹凸映像和過(guò)程紋理，并且過(guò)程紋理不需要任何存儲(chǔ)器讀取來(lái)生成紋理圖像，因?yàn)閳D像是根據(jù)算術(shù)等式產(chǎn)生的；

　　5. 微粒Maestro-用硬件產(chǎn)生霧化、云和氣體效果。

圖1：由Futuremark和DMP合作開(kāi)發(fā)的PICA200演示場(chǎng)景。

圖2：只使用OpenGL ES的渲染結(jié)果(左邊)以及用OpenGL ES 和我們的Maestro API后的渲染結(jié)果(右邊)

圖3：利用我們的陰影Maestro API實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)軟陰影渲染。

圖4：使用形狀Maestro的多邊形細(xì)分實(shí)例。左邊的圖形顯示了來(lái)自主CPU的輸入控制多邊形，右邊的圖形顯示了我們的圖形硬件實(shí)時(shí)產(chǎn)生的多邊形。

圖5：映像Maestro實(shí)例(左邊：針對(duì)每個(gè)片段光照的凹凸映像，右邊：利用沒(méi)有任何紋理存儲(chǔ)器訪問(wèn)的過(guò)程紋理硬件實(shí)現(xiàn)的木紋圖案)。

圖6：微粒 Maestro可以產(chǎn)生霧化、云和氣體效果。在我們的渲染算法中，清晰和模糊對(duì)象的組合沒(méi)有任何的瑕疵。