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KR20150039495A - 이전 타일의 이미지를 이용하여 현재 프레임을 렌더링하는 방법 및 장치 - Google Patents

이전 타일의 이미지를 이용하여 현재 프레임을 렌더링하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20150039495A
KR20150039495A KR20130118131A KR20130118131A KR20150039495A KR 20150039495 A KR20150039495 A KR 20150039495A KR 20130118131 A KR20130118131 A KR 20130118131A KR 20130118131 A KR20130118131 A KR 20130118131A KR 20150039495 A KR20150039495 A KR 20150039495A
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KR
South Korea
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tile
previous
image
current
same
Prior art date
Application number
KR20130118131A
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KR102122454B1 (ko
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권권택
정석윤
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삼성전자주식회사
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Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Abstract

일 실시 예에 따른 렌더링 방법은 렌더링의 대상이 되는 현재 타일에 대한 기하 처리를 수행하여 프리미티브 리스트를 생성하는 단계; 렌더링된 이전 프레임에 포함된 이전 타일들 중에서 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일을 결정하는 단계; 및 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일이 있는 경우, 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 재사용하여 상기 현재 타일의 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

이전 타일의 이미지를 이용하여 현재 프레임을 렌더링하는 방법 및 장치{Apparatus and Method for rendering a current frame using an image of previous tile}
3차원 데이터를 렌더링하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
3D 그래픽스 API(Application Program Interface) 표준들로는 OpenGL, OpenGL ES 또는 Direct 3 등이 있다. API 표준들은 각 프레임에 대한 렌더링(rendering)을 수행하고, 영상을 표시하는 방법을 포함한다.
렌더링은 기하 처리(geometry processing) 단계와 픽셀 처리(pixel processing) 단계로 구분된다. 기하 처리는 3차원 공간에 포함된 오브젝트들을 복수의 프리미티브들로 분할하는 과정이고, 픽셀 처리는 분할된 프리미티브들의 색상을 결정하는 과정이다.
각 프레임에 대한 렌더링을 수행할 때, 많은 연산이 수행되며, 많은 전력이 소모된다. 따라서, 렌더링을 수행할 때, 연산량을 줄이고, 메모리에 접속(access)하는 횟수를 줄일 필요가 있다.
프레임간 움직임이 없는 오브젝트에 대한 렌더링을 수행할 때, 연산량을 줄이기 위한 렌더링 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다. 본 실시 예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 이하의 실시 예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
일 실시 예에 따른 렌더링 방법은 렌더링의 대상이 되는 현재 타일에 대한 기하 처리를 수행하여 프리미티브 리스트를 생성하는 단계; 렌더링된 이전 프레임에 포함된 이전 타일들 중에서 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일을 결정하는 단계; 및 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일이 있는 경우, 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 재사용하여 상기 현재 타일의 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일이 동일한 렌더 타겟(render target)에 포함되고, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일의 타일 속성이 동일하고, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일에 포함된 프리미티브 리스트가 동일한 경우, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일을 동일한 타일로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 타일의 속성은 타일의 좌표 및 타일의 크기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 현재 타일과 동일한 이전 타일이 없는 경우, 상기 현재 타일에 대한 픽셀 처리를 수행하여 상기 현재 타일의 이미지를 생성하고, 현재 프레임에 포함된 모든 타일에 대해 생성된 이미지들을 합성하여 최종 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지를 생성하는 단계는 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 상기 현재 타일의 이미지 영역에 복사하여 이전 타일의 이미지를 재사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지를 생성하는 단계는 상기 현재 타일의 이미지의 영역의 포인터가 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지의 영역을 가리키도록 수정하여 상기 이전 타일의 이미지를 재사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 이전 타일은 이미지, 타일의 속성을 나타내는 정보, 프리미티브 리스트들의 처리 순서 및 드로우 ID를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기하 처리를 수행하는 단계는 상기 현재 타일의 드로우 커맨드와 동일한 이전 드로우 커맨드가 있는 경우, 이전 드로우 커맨드의 기하 처리의 결과인 프리미티브 리스트를 이용하여 상기 현재 타일의 기하 처리를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시 예에 따른 렌더링 장치는 렌더링의 대상이 되는 현재 타일에 대한 기하 처리를 수행하여 프리미티브 리스트를 생성하는 기하 처리부; 및 렌더링된 이전 프레임에 포함된 이전 타일들 중에서 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일을 결정하고, 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일이 있는 경우, 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 재사용하여 상기 현재 타일의 이미지를 생성하는 픽셀 처리부를 포함한다.
현재 타일과 동일한 이전 타일의 픽셀 처리의 결과를 이용하여 렌더링을 수행함으로써, 현재 타일에 대한 기하 처리 과정에서 소요되는 연산량을 줄일 수 있다.
타일의 속성, 타일에 포함된 프리미티브 리스트들 및 타일이 속한 렌더 타겟을 비교하여, 현재 타일과 이전 타일의 동일성을 판단할 수 있다.
이전 타일의 결과 이미지를 복사하거나, 이전 타일의 결과 이미지가 저장된 저장 공간을 가리키는 포인터를 이용하여 이전 타일의 결과 이미지를 이용할 수 있다.
도 1은 3차원 영상을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 렌더링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 렌더링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 이전 타일의 이미지를 이용하여 렌더링을 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 이전 프레임에 대한 데이터가 저장된 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 렌더링 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 1은 3차원 영상을 처리하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 단계 11 내지 단계 17을 통해 3차원 영상을 처리하는 과정을 나타낸다. 단계 11 내지 단계 13은 기하 처리 단계이고, 단계 14 내지 단계 17은 픽셀 처리 단계이다.
단계 11은 영상을 나타내는 정점(vertex)들을 생성하는 단계이다. 정점들은 영상에 포함된 오브젝트(object)들을 나타내기 위해 생성된다.
단계 12는 생성된 정점들을 쉐이딩(shading)하는 단계이다. 정점 쉐이더(vertex shader)는 단계 11에서 생성된 정점들의 색(color)를 지정하여, 정점들에 대한 쉐이딩을 수행할 수 있다.
단계 13은 프리미티브들(primitives)을 생성하는 단계이다. 프리미티브는 점, 선 또는 정점들로부터 형성되는 다각형(polygon)을 나타낸다. 일 예로서, 프리미티브들은 정점들을 연결하여 형성된 삼각형들을 나타낼 수도 있다.
단계 14는 프리미티브를 래스터화(rasterization)하는 단계이다. 프리미티브를 래스터화하는 것은 프리미티브를 복수의 프레그먼트들(fragments)로 분할하는 것을 나타낸다. 프레그먼트는 프리미티브를 구성하는 단위이며, 영상 처리를 수행하기 위한 기본 단위일 수 있다. 프리미티브는 정점에 대한 정보만을 포함한다. 따라서, 래스터화하는 단계에서 정점과 정점 사이의 프레그먼트들을 생성할 때 보간(interpolation)이 수행된다.
단계 15는 픽셀을 쉐이딩하는 단계를 나타낸다. 도 1에서는 픽셀 단위로 쉐이딩이 수행되는 것을 도시하고 있으나, 프레그먼트 단위로 쉐이딩이 수행될 수도 있다. 예를 들어, 픽셀 또는 프레그먼트를 쉐이딩하는 것은 픽셀 또는 프레그먼트의 색을 지정하는 것이다.
단계 16은 픽셀 또는 프레그먼트를 텍스쳐링(texturing)하는 단계는 나타낸다. 텍스쳐링은 픽셀 또는 프레그먼트의 색을 지정할 때, 미리 생성된 이미지를 이용하는 방법이다. 예를 들어, 쉐이딩은 프레그먼트에 어떤 색을 지정할지 계산을 통해서 수행하지만, 텍스쳐링은 미리 생성된 이미지와 대응되는 프레그먼트에 이미지의 색과 동일한 색을 지정하는 방법이다.
단계 15 또는 단계 16의 경우, 각각의 픽셀 또는 프레그먼트를 쉐이딩 또는 텍스쳐링하기 위하여 많은 연산이 요구된다. 따라서, 쉐이딩 또는 텍스쳐링하는 단계를 보다 효율적으로 수행하여 연산량을 줄일 필요가 있다. 쉐이딩 과정에서 연산량을 줄이는 대표적인 방법으로 은닉 표면 제거(Hidden Surface Removal, HSR)방법이 있다. 은닉 표면 제거 방법은 앞에 위치한 오브젝트에 의해 가려진 오브젝트는 쉐이딩을 수행하지 않는 방법이다.
단계 17은 테스트 및 믹싱(testing and mixing) 단계를 나타낸다.
단계 18은 프레임 버퍼에 저장된 프레임을 표시하는 단계를 나타낸다. 단계 11 내지 단계 17을 통해 생성된 프레임은 프레임 버퍼에 저장된다. 프레임 버퍼에 저장된 프레임은 디스플레이 장치를 통해 표시된다.
도 2는 일 실시 예에 따른 렌더링 장치를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 렌더링 장치(100)는 이전 프레임의 렌더링 결과를 이용하여 현재 프레임의 렌더링을 수행한다. 렌더링 장치(100)는 기하 처리부(110) 및 픽셀 처리부(120)를 포함한다.
일반적으로, 기하 처리부(110)는 드로우 커맨드를 수신하고, 수신된 드로우 커맨드에 대한 기하 처리를 수행한다. 기하 처리부(110)는 드로우 커맨드에 대한 결과로 프리미티브 리스트를 생성한다. 만약, 입력된 드로우 커맨드가 이전에 처리된 드로우 커맨드와 동일하다면, 기하 처리부(110)는 동일한 연산을 반복하여 수행할 필요가 없다.
기하 처리부(110)는 이전 프레임의 렌더링 결과를 이용하여 현재 프레임의 기하 처리를 수행한다. 즉, 기하 처리부(110)는 이전 드로우 커맨드의 기하 처리의 결과를 이용한다.
현재 드로우 커맨드가 입력되면, 기하 처리부(110)는 현재 드로우 커맨드와 동일한 이전 드로우 커맨드가 있는지를 결정한다. 기하 처리부(110)는 바인딩 정보를 비교하여 드로우 커맨드의 동일성을 결정할 수 있다. 다시 말하면, 기하 처리부(110)는 현재 드로우 커맨드의 바인딩 정보와 이전 드로우 커맨드들의 바인딩 정보를 비교한다. 비교 결과, 기하 처리부(110)는 현재 드로우 커맨드의 바인딩 정보와 일치하는 바인딩 정보를 갖는 이전 드로우 커맨드를 상기 현재 드로우 커맨드와 동일한 이전 드로우 커맨드로 결정한다.
바인딩 정보는 드로우 커맨드가 어떤 데이터들을 입력으로 사용하는지를 표시하는 정보이다. 예를 들어, 드로우 커맨드가 사용하는 입력 데이터로는 버텍스 속성 데이터(vertex attribute data), 인덱스 데이터(index data), 버텍스 쉐이더 바이너리(vertex shader binary), 유니폼 데이터(uniform data), 텍스쳐 데이터(texture data) 또는 설정 데이터(configuration data) 등이 있다.
기하 처리부(110)는 결정된 이전 드로우 커맨드에 의해 수행된 기하 처리의 결과를 나타내는 프리미티브 리스트를 씬 버퍼에 저장한다. 기하 처리부(110)는 현재 드로우 커맨드에 대한 기하 처리를 수행하여 프리미티브 리스트를 생성하여야 한다. 하지만, 기하 처리부(110)는 현재 드로우 커맨드에 대한 기하 처리를 수행하지 않고, 이전 드로우 커맨드에 대한 프리미티브 리스트를 이용하여 현재 드로우 커맨드에 대한 기하 처리의 결과를 출력한다. 즉, 현재 드로우 커맨드와 결정된 이전 드로우 커맨드는 동일하므로, 기하 처리부(110)는 현재 드로우 커맨드에 대한 기하 처리를 수행할 필요가 없고, 이전 드로우 커맨드의 기하 처리 결과를 현재 드로우 커맨드에 동일하게 적용한다. 따라서, 기하 처리부(110)는 이전 드로우 커맨드에 대한 프리미티브 리스트를 씬 버퍼에 저장함으로써, 현재 드로우 커맨드에 대한 기하 처리를 종료한다.
현재 드로우 커맨드와 동일한 이전 드로우 커맨드가 없는 경우, 기하 처리부(110)는 현재 드로우 커맨드에 대한 기하 처리 단계를 수행하고, 기하 처리의 결과로써 생성된 프리미티브 리스트를 씬 버퍼에 저장한다. 즉, 현재 드로우 커맨드와 동일한 이전 드로우 커맨드가 없으므로, 기하 처리부(110)는 이용할 이전 데이터가 없다. 따라서, 기하 처리부(110)는 현재 드로우 커맨드에 대한 기하 처리를 수행하여 프리미티브 리스트를 생성하고, 생성된 프리미티브 리스트는 씬 버퍼에 저장한다.
기하 처리부(110)는 입력된 모든 드로우 커맨드에 대하여 프리미티브 리스트들을 결정하고, 결정된 프리미티브 리스트들을 씬 버퍼에 저장한다. 기하 처리부(110)는 현재 프레임에 대한 모든 드로우 커맨드가 처리되면 현재 프레임에 대한 기하 처리를 종료한다.
기하 처리부(110) 및 픽셀 처리부(120)는 타일 기반 렌더링(tile-based rendering) 방식을 이용한다. 즉, 기하 처리부(110) 및 픽셀 처리부(120)는 한 프레임을 다수의 격자 모양의 영역으로 분할하여 각각의 영역을 독립적으로 렌더링한다. 각각의 영역을 타일이라고 한다.
픽셀 처리부(120)는 한 프레임이 다수의 타일들로 구성되어 있을 때, 이전 프레임과 현재 프레임에서 변화가 없는 타일에 대하여는 이전 프레임의 이미지를 재사용하고, 변화가 있는 타일은 기존 방식대로 렌더링하여 이미지를 생성할 수 있다.
픽셀 처리부(120)는 씬 버퍼에 저장된 프리미티브 리스트들을 이용하여 현재 프레임에 대한 픽셀 처리를 수행한다. 즉, 픽셀 처리부(120)는 이전 프레임의 픽셀 처리의 결과를 이용한다. 보다 상세히 설명하면, 픽셀 처리부(120)는 이전 프레임의 렌더링의 결과로 생성된 타일들을 재사용하여 현재 프레임을 렌더링한다.
픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 동일한 이전 타일이 있는지를 결정하고, 동일한 타일이 있는 경우와 없는 경우를 구분하여 현재 타일을 렌더링한다. 현재 타일과 동일한 이전 타일이 있는 경우, 픽셀 처리부(120)는 이전 타일의 이미지를 재사용한다. 이전 타일의 이미지는 이전 타일을 렌더링하여 생성된 결과 이미지를 나타낸다. 현재 타일과 동일한 이전 타일이 없는 경우, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일에 대하여 기존 방식대로 렌더링한다. 즉, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일에 포함된 각 픽셀마다 쉐이딩을 수행한다.
픽셀 처리부(120)는 현재 프레임에 포함된 타일들을 모두 렌더링하고, 렌더링된 타일들을 이용하여 최종 이미지를 생성한다. 각각의 타일은 동일한 이전 타일이 있는 경우와 없는 경우에 따라 생성되는 방법이 상이할 수 있다. 픽셀 처리부(120)는 이전 이미지를 재사용하여 생성된 이미지와 쉐이딩을 수행하여 생성된 이미지를 최종 이미지의 각 영역에 맵핑하여 최종 이미지를 생성한다.
픽셀 처리부(120)는 렌더링된 이전 프레임에 포함된 이전 타일들 중에서 현재 타일과 동일한 이전 타일을 결정한다. 이전 프레임은 이미 렌더링되어 이미지가 생성된 프레임을 나타내고, 이전 타일은 이전 프레임을 격자모양으로 분할하였을 때, 각각의 영역을 나타낸다. 현재 프레임은 현재 렌더링이 진행중인 프레임을 나타내고, 현재 타일은 현재 프레임을 격자모양으로 분할하였을 때, 각각의 영역을 나타낸다.
픽셀 처리부(120)는 다음의 조건들을 만족할 때, 현재 타일과 이전 타일이 동일하다고 결정한다. 현재 타일과 이전 타일이 동일한 렌더 타겟(render target)에 포함되고, 현재 타일과 이전 타일의 타일 속성이 동일하고, 현재 타일과 이전 타일에 포함된 프리미티브 리스트가 동일한 경우, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 이전 타일을 동일한 타일로 결정한다.
픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 이전 타일이 동일한 렌더 타겟에 포함되는지 결정한다. 픽셀 처리부(120)는 최종 이미지를 생성하기 전에 렌더 타겟의 이미지를 우선 생성하고, 이를 입력 텍스쳐로 사용하여 다시 렌더링하여 최종 이미지를 생성한다. 즉, 픽셀 처리부(120)는 하나의 프레임에 대한 최종 이미지를 생성하기 위해 다수의 중간 이미지(렌더 타겟)을 생성하여 사용할 수 있다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 이전 타일이 동일한 렌더 타겟에 포함되는 경우에만 두 타일들을 동일한 타일로 결정한다. 픽셀 처리부(120)는 어플리케이션이 그래픽스 API를 통해 동일한 프레임 버퍼 오브젝트(frame buffer object)를 속성을 변경하지 않고 사용하고 있다면, 두 타일들이 동일한 렌더 타겟에 포함된다고 결정할 수 있다.
픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 이전 타일의 타일 속성이 동일이 동일한지를 결정한다. 타일의 속성은 타일의 좌표 및 타일의 크기를 포함한다. 타일의 좌표는 프레임에서 타일의 위치를 나타낸다. 타일의 크기는 타일의 가로 및 세로의 길이를 나타낸다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일의 좌표 및 크기와 이전 타일의 좌표 및 크기가 동일한 경우에만 두 타일을 동일한 타일로 결정한다.
픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 이전 타일에 포함된 프리미티브 리스트가 동일한지를 결정한다. 프리미티브 리스트는 타일에 대한 기하 처리의 결과를 나타낸다. 즉, 기하 처리부(110)가 이전 타일의 기하 처리를 수행하고, 이전 타일에 대한 프리미티브 리스트를 생성한다. 또한, 기하 처리부(110)는 현재 타일의 기하 처리를 수행하고, 현재 타일에 대한 프리미티브 리스트를 생성한다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일의 프리미티브 리스트와 이전 타일의 프리미티브 리스트를 비교하여 동일한 경우에만 두 타일을 동일한 타일로 결정한다.
픽셀 처리부(120)는 프리미티브 리스트들이 갖는 드로우 ID(draw ID)를 비교하여, 프리미티브 리스트들이 동일한 드로우 ID를 갖는 경우 두 타일의 프리미티브 리스트가 동일하다고 판단한다. 기하 처리 과정에서, 기하 처리부(110)는 입력된 드로우 커맨드들을 드로우 커맨드 히스토리 버퍼(draw command history buffer)에 저장하고, 드로우 커맨드들에 ID를 부여한다. 중복된 드로우 커맨드들은 한번만 저장되고, 하나의 ID를 갖는다. 즉, 동일한 드로우 커맨드는 하나의 ID를 갖는다. 기하 처리부(110)는 입력된 드로우 커맨드에 따라 기하 처리를 수행하고, 그 결과로서 프리미티브 리스트를 생성하는데, 생성된 프리미티브 리스트는 입력된 드로우 커맨드의 ID를 갖는다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 프리미티브 리스트들이 갖는 드로우 ID만을 비교함으로써, 프리미티브 리스트들의 동일성을 판단할 수 있다.
픽셀 처리부(120)는 이전 타일의 이미지를 이용하여 현재 타일을 렌더링한다. 예를 들어, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 현재 타일의 이미지 영역에 복사하여 이전 타일의 이미지를 재사용할 수 있다. 즉, 픽셀 처리부(120)는 저장 공간에 이미 저장되어 있는 이전 타일의 이미지를 저장 공간의 영역 중에서 현재 타일에 대한 영역에 복사할 수 있다. 이전 타일의 이미지는 프레임 히스토리 버퍼(frame history buffer)에 저장되어 있을 수 있고, 현재 타일에 대한 이미지는 프레임 버퍼(frame buffer)에 저장될 수 있다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 프레임 히스토리 버퍼에 저장된 이전 타일의 이미지를 프레임 버퍼에 복사하여 저장할 수 있다.
또 다른 예로서, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일의 이미지의 영역의 포인터가 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지의 영역을 가리키도록 수정하여 이전 타일의 이미지를 재사용할 수 있다. 즉, 픽셀 처리부(120)는 이전 타일의 이미지를 복사하는 과정을 생략하고, 이전 타일의 이미지가 저장된 주소를 지정하는 방식으로 이전 타일의 이미지를 재사용할 수 있다. 이전 타일의 이미지는 프레임 히스토리 버퍼(frame history buffer)에 저장되어 있고, 현재 타일에 대한 이미지는 프레임 버퍼(frame buffer)에 저장되어 있는 경우, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일에 대한 프레임 버퍼의 영역에 프레임 히스토리 버퍼에 저장된 이전 타일의 이미지의 주소를 나타내는 포인터를 저장한다. 포인터를 이용하여 메모리에 저장된 이미지를 재사용함으로써, 메모리를 읽고 쓰는 과정이 생략된다(메모리 대역폭이 절감). 따라서, 픽셀 처리부(120)는 프레임 버퍼에 저장된 포인터가 가리키는 주소에 저장된 이미지를 이용하여 최종 이미지를 생성할 수 있다.
픽셀 처리부(120)는 렌더링이 완료된 타일을 프레임 히스토리 버퍼에 저장한다. 이때, 픽셀 처리부(120)는 타일의 이미지, 타일의 속성을 나타내는 정보, 프리미티브 리스트들의 처리 순서 및 드로우 ID를 함께 저장한다. 타일의 이미지는 타일을 렌더링하여 생성된 이미지를 나타낸다. 타일의 속성을 나타내는 정보는 타일의 위치 및 크기를 포함한다. 프리미티브 리스트들의 처리 순서는 타일에 포함된 프리미티브 리스트들 중에서 어느 프리미티브 리스트를 우선적으로 처리할 것인지를 나타낸다. 드로우 ID는 타일을 생성할 때 사용된 드로우 커맨드의 ID를 나타낸다. 타일이 저장될 때, 픽셀 처리부(120)는 타일의 이미지와 함께 추가 정보를 저장하여 타일의 이미지를 재사용할 때 추가 정보를 사용한다.
픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 동일한 이전 타일이 없는 경우, 현재 타일에 대한 픽셀 처리를 수행하여 현재 타일의 이미지를 생성한다. 현재 타일과 동일한 이전 타일이 없으므로, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일에 대하여 기존 방식을 이용하여 새로운 이미지를 생성한다.
픽셀 처리부(120)는 현재 프레임에 포함된 모든 타일들에 대해 생성된 이미지들을 합성하여 최종 이미지를 생성한다. 즉, 픽셀 처리부(120)는 현재 프레임을 분할하여 생성된 타일들의 이미지를 생성하고, 생성된 이미지들을 최종 이미지의 각 영역에 맵핑하여 최종 이미지를 생성한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 렌더링 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다. 따라서, 도 2에서 기술된 내용은 이하 생략된 내용이라 하더라도 렌더링 장치(100)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 3의 실시 예에 따른 렌더링 장치(100)에도 적용된다.
도 3을 참조하면, 렌더링 장치(100)는 드로우 커맨드 히스토리 버퍼(130), 프리미티브 히스토리 버퍼(140), 씬 버퍼(150), 프레임 히스토리 버퍼(160) 및 프레임 버퍼(179)를 더 포함한다. 버퍼들(130 내지 170)은 메모리 또는 캐쉬를 나타낸다.
드로우 커맨드 히스토리 버퍼(130)는 입력된 드로우 커맨드에 대한 정보를 저장한다. 예를 들어, 드로우 커맨드 히스토리 버퍼(130)는 이전 n개의 프레임에 대한 드로우 커맨드들에 대한 바인딩 정보를 저장할 수 있다. 따라서, 기하 처리부(110)는 드로우 커맨드들을 비교할 때, 드로우 커맨드 히스토리 버퍼(130)에 저장된 바인딩 정보를 이용한다.
프리미티브 히스토리 버퍼(140)는 드로우 커맨드에 의해 수행된 기하 처리의 결과를 저장한다. 즉, 프리미티브 히스토리 버퍼(140)는 기하 처리의 결과로서, 프리미티브 리스트를 저장한다. 따라서, 기하 처리부(110)는 프리미티브 히스토리 버퍼(140)에 저장된 프리미티브 리스트를 씬 버퍼(150)로 로딩할 수 있다.
드로우 커맨드 히스토리 버퍼(130)에 저장된 바인딩 정보와 프리미티브 히스토리 버퍼(140)에 저장된 프리미티브 리스트는 대응된다. 즉, 드로우 커맨드 히스토리 버퍼(130)의 바인딩 정보는 프리미티브 리스트에 대한 포인터를 포함한다. 따라서, 현재 드로우 커맨드의 바인딩 정보와 동일한 드로우 커맨드의 바인딩 정보가 드로우 커맨드 히스토리 버퍼(130)에 있으면, 기하 처리부(110)는 드로우 커맨드 히스토리 버퍼(130)에 있는 바인딩 정보가 포함하는 포인터가 지시하는 프리미티브 리스트를 씬 버퍼(150)에 로딩한다.
씬 버퍼(150)는 프리미티브 리스트들을 저장한다. 씬 버퍼(150)에 저장된 프리미티브 리스트들은 렌더링의 대상이 되는 현재 프레임에 대한 프리미티브 리스트들이다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 씬 버퍼(150)에 저장된 프리미티브 리스트들을 이용하여 렌더링을 수행하여 현재 프레임에 대한 영상을 생성한다.
프레임 히스토리 버퍼(160)는 이전 프레임에 대한 픽셀 처리의 결과를 저장한다. 즉, 프레임 히스토리 버퍼(160)는 이전 프레임의 이미지를 저장한다. 프레임 히스토리 버퍼(160)에는 렌더 타겟 별로 이미지가 저장될 수 있다.
프레임 히스토리 버퍼(160)는 타일에 대한 정보들을 저장한다. 프레임 히스토리 버퍼(160)는 타일의 결과 이미지 및 타일의 속성 정보를 저장한다. 또한, 프레임 히스토리 버퍼(160)는 타일의 이미지를 생성하는데 사용된 프리미티브 리스트들의 처리 순서와 드로우 ID를 저장한다.
픽셀 처리부(120)는 하나의 렌더 타겟에 대한 픽셀 처리가 완료되면, 렌더 타겟에 포함된 타일들과 타일에 대한 정보들을 프레임 히스토리 버퍼(160)에 저장한다.
프레임 버퍼(170)는 현재 렌더 타겟에 포함된 타일들의 이미지를 저장한다. 또한, 프레임 버퍼(170)는 타일의 이미지가 저장된 주소를 나타내는 포인터를 저장할 수 있다. 픽셀 처리부(120)는 프레임 버퍼(170)에 저장된 타일들의 이미지를 이용하여 최종 이미지를 생성한다.
도 4는 이전 타일의 이미지를 이용하여 렌더링을 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서는 2개의 타일들(411, 412)에 대한 픽셀 처리를 수행하는 경우를 도시하고 있으나, 더 많은 타일들이 픽셀 처리부(120)에 입력될 수 있다.
도 4를 참조하면, 픽셀 처리부(120)는 입력된 타일과 동일한 이전 타일의 존재 여부에 따라 구분하여 픽셀 처리를 수행한다.
타일(411)과 타일(412)는 픽셀 처리부(120)에 입력된다. 타일(411)의 프리미티브 리스트는 드로우 ID 정보로써 C를 갖는다. 타일(412)의 프리미티브 리스트는 드로우 ID 정보로써 D를 갖는다.
420단계에서, 픽셀 처리부(120)는 입력된 타일들(411, 412)과 프레임 히스토리 버퍼(160)에 저장된 이전 타일들(413, 414)을 비교한다. 픽셀 처리부(120)는 타일들에 포함된 드로우 커맨드 ID를 비교하여 타일들의 동일성을 판단할 수 있다.
타일(411)은 프레임 히스토리 버퍼(160)에 저장된 타일 (414)와 동일한 드로우 커맨드 ID 인 C를 갖는다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 타일(411)의 경우, 430단계로 진행하지 않고, 타일(414)의 이미지C를 프레임 버퍼(170)에 저장한다. 또는 픽셀 처리부(120)는 타일(414)의 이미지C가 저장된 주소를 나타내는 포인터를 프레임 버퍼(170)에 저장할 수 있다.
타일(412)은 프레임 히스토리 버퍼(160)에 저장된 타일들과 동일한 드로우 커맨드 ID를 갖지 않는다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 타일(412)의 경우, 430단계로 진행하여 타일(412)에 대해 픽셀 처리를 수행한다.
440단계에서, 픽셀 처리부(120)는 타일(412)에 대한 픽셀 처리의 결과로 새로운 이미지를 생성한다. 픽셀 처리부(120)는 타일(412)의 이미지D를 프레임 버퍼(170)에 저장한다.
픽셀 처리부(120)는 추가로 입력되는 타일이 있는 경우, 위와 같은 단계들을 거쳐 이미지를 생성하고, 타일마다 생성된 이미지를 이용하여 최종 이미지를 생성한다. 즉, 픽셀 처리부(120)는 프레임 버퍼(170)에 저장된 이미지들을 이용하여 현재 프레임의 최종 이미지를 생성한다.
픽셀 처리부(120)는 타일(412)에 대하여 새로운 이미지D를 생성하였으므로, 타일(412)에 대한 속성 정보와 함께 이미지D를 프레임 히스토리 버퍼(160)에 저장한다.
도 5는 이전 프레임에 대한 데이터가 저장된 형태를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 프레임I의 렌더 타겟K(510)은 프레임I의 일부 렌더 타겟을 나타내고, 프레임J의 렌더 타겟K(520)는 프레임J의 일부 렌더 타겟을 나타낸다.
프레임 I는 이미 렌더링이 완료된 프레임이다. 프레임I는 A타일 내지 N타일을 포함한다. A타일은 프리미티브 리스트들을 포함하고, 각각의 프리미티브 리스트는 드로우 ID를 갖는다. 예를 들어, A타일에 포함된 프리미티브 리스트들은 a1, a2, a3의 드로우 ID를 갖는다. B타일에 포함된 프리미티브 리스트들은 b1, b2의 드로우 ID를 갖는다. N타일에 포함된 프리미티브 리스트들은 n1, n2의 드로우 ID를 갖는다.
각 타일에 포함된 프리미티브 리스트들은 처리 순서대로 저장된다. 예를 들어, A타일에서 a1의 드로우 ID를 갖는 프리미티브 리스트가 저장되고, a2의 드로우 ID를 갖는 프리미티브 리스트가 저장되었으므로, a1의 드로우 ID를 갖는 프리미티브 리스트가 a2의 드로우 ID를 갖는 프리미티브 리스트보다 먼저 처리되었다.
프레임I는 프레임 히스토리 버퍼(160)에 저장되고, 프레임J는 프레임 버퍼(170)에 저장된다. 즉, 프레임I는 이미 렌더링된 프레임을 나타내고, 프레임J는 현재 렌더링이 진행 중인 프레임을 나타낸다. 도 5에서는 프레임I의 렌더 타겟K(510) 및 프레임J의 렌더 타겟K(520)만을 도시하였으나, 프레임I에 대한 복수의 렌더 타겟들이 프레임 히스토리 버퍼(160)에 렌더 타겟 별로 저장되고, 프레임J에 대한 복수의 렌더 타겟들이 프레임 버퍼(170)에 저장된다.
픽셀 처리부(120)는 현재 타일이 N타일과 동일한 경우 N타일의 이미지 및 추가 정보를 프레임 버퍼(170)에 저장한다. 픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 프레임 히스토리 버퍼(160)에 저장된 타일들을 비교한다. 현재 타일이 렌더 타겟K에 포함되는 경우, N타일도 렌더 타겟K(510)에 포함되므로, 현재 타일과 N타일은 동일한 렌더 타겟에 포함된다. 또한, 현재 타일이 n1 및 n2의 드로우 ID를 갖는 경우, N타일도 n1 및 n2의 드로우 ID를 갖기 때문에, 현재 타일과 N타일은 동일한 드로우 ID들을 갖는다. 현재 타일과 N타일은 동일한 드로우 ID들을 갖기 때문에, 현재 타일과 N타일은 동일한 프리미티브 리스트들을 갖는다. 마지막으로, 현재 타일과 N타일이 동일한 타일 속성을 갖는다면, 픽셀 처리부(120)는 현재 타일과 N타일은 동일하다고 결정한다. 따라서, 픽셀 처리부(120)는 N타일을 프레임J의 렌더 타겟K(520)로 복사한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 렌더링 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 2에 도시된 렌더링 장치(100)의 또 다른 예를 도시한 도면이다. 따라서, 이하 생략된 내용이라 하더라도 렌더링 장치(100)에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 6의 실시 예에 따른 렌더링 방법에도 적용된다.
610단계에서, 렌더링 장치(100)는 현재 프레임을 렌더링하기 위한 드로우 커맨드를 수신하고, 수신된 드로우 커맨드에 따라 기하 처리를 수행한다. 렌더링 장치(100)는 타일 단위로 기하 처리를 수행한다.
620단계에서, 렌더링 장치(100)는 렌더링될 타일을 결정한다. 렌더링 장치(100)는 현재 프레임에 포함된 타일들을 순차적으로 렌더링할 수 있다.
630단계에서, 렌더링 장치(100)는 렌더링된 이전 프레임에 포함된 이전 타일들 중에서 현재 타일과 동일한 이전 타일이 있는지 결정한다. 만약, 동일한 이전 타일이 있는 경우 640단계로 진행하고, 그렇지 않으면 650단계로 진행한다.
640단계에서, 렌더링 장치(100)는 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 재사용하여 현재 타일의 이미지를 생성한다. 즉, 렌더링 장치(100)는 이전 타일의 이미지를 복사하여 현재 타일의 이미지로 사용한다. 동일한 이전 타일이 존재하므로, 렌더링 장치(100)는 현재 타일에 대한 픽셀 처리를 생략하고, 이전 타일의 이미지를 재사용하여, 픽셀 처리로 인한 연산량을 줄일 수 있다.
650단계에서, 렌더링 장치(100)는 현재 타일의 이미지를 렌더링한다. 동일한 이전 타일이 없으므로, 렌더링 장치(100)는 현재 타일에 대한 렌더링을 별도로 수행한다.
660단계에서, 렌더링 장치(100)는 현재 타일의 이미지를 프레임 버퍼(170)에 저장한다. 또한, 렌더링 장치(100)는 현재 타일의 이미지 및 추가 정보를 프레임 히스토리 버퍼(160)에 저장한다. 저장된 현재 타일의 이미지 및 추가 정보는 다음 프레임에 대한 렌더링에 재사용될 수 있다.
670단계에서, 렌더링 장치(100)는 현재 렌더 타겟을 위한 추가 타일이 있는지를 결정한다. 렌더링 장치(100)는 추가 타일이 있으면 610단계로 진행하여 추가 타일에 대한 기하 처리를 수행한다. 그렇지 않으면 680단계로 진행한다.
680단계에서, 렌더링 장치(100)는 현재 프레임을 위한 추가 렌더 타겟이 있는지를 결정한다. 렌더링 장치(100)는 추가 렌더 타겟이 있으면 620단계로 진행하여 추가 렌더 타겟에 대한 픽셀 처리를 수행한다. 그렇지 않으면, 렌더링 장치(100)는 다음 프레임에 대한 렌더링을 수행한다.
렌더링 장치(100)는 결과 이미지를 디스플레이장치로 출력할 수 있다. 디스플레이장치는 수신된 결과 영상을 디스플레이한다. 디스플레이장치는 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 유기 전계 발광 표시 장치(Organic electroluminescence panel) 등의 형태로 구현될 수 있다.
렌더링 장치(100)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 렌더링 장치(100)에 포함된 기하 처리부(110) 및 픽셀 처리부(130)는 프로세서의 일부 영역에 구현된 논리 회로 또는 프로그램일 수 있다. 또는, 기하 처리부(110) 및 픽셀 처리부(120)는 각각 별도의 프로세서에 의해 구현될 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)를 포함한다.
100: 렌더링 장치
110: 기하 처리부
120: 픽셀 처리부

Claims (17)

  1. 렌더링의 대상이 되는 현재 타일에 대한 기하 처리를 수행하여 프리미티브 리스트를 생성하는 단계;
    렌더링된 이전 프레임에 포함된 이전 타일들 중에서 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일을 결정하는 단계; 및
    상기 현재 타일과 동일한 이전 타일이 있는 경우, 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 재사용하여 상기 현재 타일의 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 렌더링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 현재 타일과 상기 이전 타일이 동일한 렌더 타겟(render target)에 포함되고, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일의 타일 속성이 동일하고, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일에 포함된 프리미티브 리스트가 동일한 경우, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일을 동일한 타일로 결정하는 것을 특징으로 하는 렌더링 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 타일의 속성은 타일의 좌표 및 타일의 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 타일과 동일한 이전 타일이 없는 경우, 상기 현재 타일에 대한 픽셀 처리를 수행하여 상기 현재 타일의 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    현재 프레임에 포함된 모든 타일에 대해 생성된 이미지들을 합성하여 최종 이미지를 생성하는 단계를 더 포함하는 렌더링 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 상기 현재 타일의 이미지 영역에 복사하여 이전 타일의 이미지를 재사용하는 것을 특징으로 하는 렌더링 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 이미지를 생성하는 단계는,
    상기 현재 타일의 이미지의 영역의 포인터가 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지의 영역을 가리키도록 수정하여 상기 이전 타일의 이미지를 재사용하는 것을 특징으로 하는 렌더링 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 이전 타일은 이미지, 타일의 속성을 나타내는 정보, 프리미티브 리스트들의 처리 순서 및 드로우 ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 기하 처리를 수행하는 단계는,
    상기 현재 타일의 드로우 커맨드와 동일한 이전 드로우 커맨드가 있는 경우, 이전 드로우 커맨드의 기하 처리의 결과인 프리미티브 리스트를 이용하여 상기 현재 타일의 기하 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 렌더링 방법.
  9. 렌더링의 대상이 되는 현재 타일에 대한 기하 처리를 수행하여 프리미티브 리스트를 생성하는 기하 처리부; 및
    렌더링된 이전 프레임에 포함된 이전 타일들 중에서 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일을 결정하고, 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일이 있는 경우, 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 재사용하여 상기 현재 타일의 이미지를 생성하는 픽셀 처리부를 포함하는 렌더링 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 픽셀 처리부는 상기 현재 타일과 상기 이전 타일이 동일한 렌더 타겟(render target)에 포함되고, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일의 타일 속성이 동일하고, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일에 포함된 프리미티브 리스트가 동일한 경우, 상기 현재 타일과 상기 이전 타일을 동일한 타일로 결정하는 것을 특징으로 하는 렌더링 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 타일의 속성은 타일의 좌표 및 타일의 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 픽셀 처리부는 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일이 없는 경우, 상기 현재 타일에 대한 픽셀 처리를 수행하여 상기 현재 타일의 이미지를 생성하고, 현재 프레임에 포함된 모든 타일에 대해 생성된 이미지들을 합성하여 최종 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 렌더링 장치.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 픽셀 처리부는 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지를 상기 현재 타일의 이미지 영역에 복사하여 이전 타일의 이미지를 재사용하는 것을 특징으로 하는 렌더링 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 픽셀 처리부는 상기 현재 타일의 이미지의 영역의 포인터가 상기 현재 타일과 동일한 이전 타일의 이미지의 영역을 가리키도록 수정하여 상기 이전 타일의 이미지를 재사용하는 것을 특징으로 하는 렌더링 장치.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 이전 타일은 이미지, 타일의 속성을 나타내는 정보, 프리미티브 리스트들의 처리 순서 및 드로우 ID를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌더링 장치.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 기하 처리부는 상기 현재 타일의 드로우 커맨드와 동일한 이전 드로우 커맨드가 있는 경우, 이전 드로우 커맨드의 기하 처리의 결과인 프리미티브 리스트를 이용하여 상기 현재 타일의 기하 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 렌더링 장치.
  17. 상기 제 1 항 내지 제 8 항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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