KR100215441B1 - 텔레비전의 온스크린그래픽(On Screen Graphic)기능을 위한 스프라이트(Sprite) 그래픽 구현장치 - Google Patents

텔레비전의 온스크린그래픽(On Screen Graphic)기능을 위한 스프라이트(Sprite) 그래픽 구현장치 Download PDF

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Abstract

텔레비젼의 온스프린그래픽을 위한 복수층의 스프라이트 그래픽구현장치는 복수층의 스프라이트 그래픽을 하드웨어로 구현시켜 줌으로써 매끄러운 그래픽을 구사할 수 있게 한다. 이러한 장치는 온스크린그래픽이 가능한 영상기기에서의 스프라이트그래픽을 구현하기 위한 장치에 있어서, 스캔어드레스데이터를 발생하는 컨트롤러, 컨트롤러에 의해 발생된 스캔어드레스데이타에 따라 저장하고 있던 영상데이터를 출력하는 프레임메모리, 컨트롤러에 의해 발생되는 스캔어드레스를 수신하며, 수신된 스캔어드레스데이타중에서 외부로부터의 데이터에 의해 결정되어 윈도우영역에 들게되는 스캔어드레스데이타를 가리키기 위한 윈도우펄스를 발생하는 윈도우펄스발생기, 윈도우펄스발생기로부터의 윈도우펄스에 따라 읽기어드레스데이타를 발생하는 어드레스발생부, 스프라이트 그래픽데이타를 저장하며 어드레스발생부로부터의 읽기어드레스데이타에 따라 저장된 데이터를 출력하는 스프라이트메모리, 및 스프라이트메모리의 출력데이타가 존재하는 지에 따라, 프레임메모리와 스프라이트메모리로부터 출력되는 데이터들 중 하나를 선택하여 출력하는 데이터선택출력부를 포함한다.

Description

텔레비젼의 온스크린그래픽(On Screen Graphic) 기능을 위한 스프라이트(Sprite) 그래픽 구현장치
제 1 도는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스프라이트 그래픽 구현장치의 블럭구성도,
제 2 도는 N개의 스프라이트 윈도우를 화면상에 띄운 예를 나타낸 도면,
제 3 도는 제 2 도의 화면에 대한 스프라이트 메모리의 저장데이타 및 어드레스값을 나타낸 도면,
제 4 (a)-(e)도는 제 2 도의 화면에 대한 제 1 도의 각 부 동작타이밍도.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 메모리컨트롤러 12 : 프레임메모리
16 : 윈도우펄스발생기 20 : 우선순위인코더
26 : 스프라이트메모리 30 : 데이타선택출력부
본 발명은 텔레비젼의 온스크린그래픽(On Screen Graphic) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복수층(multi-layer)으로 스프라이트(Sprite) 그래픽을 구현하는 장치에 관한 것이다.
현재까지 텔레비젼의 기본기능은 소비자들의 욕구를 어느정도 충분히 제공하고 있으며, 향후 텔레비젼 메이커들 사이에 사용자 인터페이스(User Interface)를 지원하기 위한 경쟁이 예상된다. 사용자 인터페이스에 대한 현 상황은 텔레비젼에 온스크린디스플레이(On Screen Display)기능이 등장한 이래로 정체되어 있으며, 최근들어 컴퓨터의 영향을 받아 텔레비젼에서 그래픽을 구사하는 온스크린그래픽(On Screen Graphic)이 시도되고 있다.
텔레비젼에서 에니메이션(Animation)을 자유롭게 구사하기 위한 기법중의 하나인 '스프라이트(Sprite)'는, 물체의 배경을 별도로 저장하여 모니터상에 영상이 표시될 때에는 물체에 가려지는 배경부분이 화면상에 디스플레이되지 않게 하는 처리기법이다.
종래에는 고속의 CPU를 이용하여 소프트웨어적으로 스프라이트버퍼를 할당하고, 이를 프레임버퍼에 저장되어 있는 배경화면에 대한 데이터와 비교하는 방식으로 스프라이트를 구현하였다.
그러나, 고속의 CPU를 사용하더라도 이와 같이 소프트웨어적인 방법으로 버퍼를 할당하게 되면 속도가 느려지기 때문에 매끄러운 스프라이트를 구현하는데 한계가 있었다. 또한, 스프라이트버퍼는 일반적으로 단일갯수를 할당하기 때문에 스프라이트그래픽을 단일층(Mono-Layer)으로만 구현할 수 있었다. 그러므로 복수개의 스프라이트 그래픽을 구현하고자 하는 경우, 스프라이트 그래픽데이타가 겹치는 부분에서 블럭 복사(Block Copy)와 같은 또 다른 기법을 사용해야 하는 번거로움이 있었다.
이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 스프라이트그래픽을 하드웨어로 구현하여 물체의 움직임을 빠르게 표현할 수 있도록 하는 스프라이트 그래픽 구현장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 복수층(Multi-Layer)으로 스프라이트 그래픽을 구현할 수 있도록 하는 스프라이트 그래픽 구현장치를 제공함에 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 온스크린그래픽(On Screen Graphic) 기능을 갖는 텔레비젼에서 스프라이트(Sprite) 그래픽을 구현하기 위한 장치에 있어서, 스캔어드레스데이타를 발생하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러에 의해 발생된 스캔어드레스데이타에 따라 저장하고 있던 그래픽데이타를 출력하는 프레임메모리; 상기 컨트롤러에 의해 발생된 스캔어드레스데이터를 수신하며, 윈도우영역내에 들어 가도록 수신된 스캔어드레스데이터 중 외부로부터의 데이터에 의해 결정되는 소정의 스캔어드레스데이터를 가리키는 윈도우펄스를 발생하는 윈도우펄스발생기; 상기 윈도우펄스발생기로부터의 윈도우펄스에 따라 읽기어드레스 데이터를 발생하는 어드레스발생부; 스프라이트 그래픽데이타를 저장하며, 상기 어드레스발생부로부터의 읽기어드레스 데이타에 따라 저장된 데이터를 출력하는 스프라이트메모리; 및, 상기 스프라이트메모리의 출력데이타 존재여부에 따라, 상기 프레임메모리와 스프라이트메모리로부터 출력되는 데이터들 중 하나를 선택하여 출력하는 데이터선택출력부를 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
제 1 도는 복수층의 스프라이트를 구현하기 위한 본 발명에 의한 스프라이트 그래픽 구현장치를 보여준다. 제 1 도에서, 메모리컨트롤러(10)는 미도시한 CRT컨트롤러와 MPU로부터 데이타 입,출력에 관련된 신호를 입력받는다. 메모리컨트롤러(10)는 입력되는 신호들을 이용하여 프레임메모리(12)에 데이터를 기록하거나 읽어내기 위한 제어신호(ctrl), 및 스캔어드레스(scan addr)를 발생하여 프레임메모리(12)로 공급한다. 프레임메모리(12)는 메모리컨트롤러(10)으로부터 공급되는 제어신호 및 어드레스에 따라 제 1버퍼(14)를 통해 입력되는 데이터를 저장하거나 저장된 데이터를 제 1버퍼(14)로 출력한다. 한편, 메모리컨트롤러(10)에서 발생되는 스캔어드레스(scanaddr)는 윈도우 펄스발생기(16)으로도 공급된다.
윈도우펄스발생기(16)는 입력되는 스캔어드레스(scan addr)와 외부로부터 공급되는 윈도우영역(window range)의 어드레스를 비교하여 윈도우펄스(window pulse)를 발생하며, 윈도우펄스를 어드레스발생기(18)와, 우선순위 인코더(20)로 출력한다. 어드레스발생기(18)는 입력되는 윈도우펄스에 대응되는 스프라이트메모리(26)의 어드레스를 발생하여 제 1멀티플렉서(22)의 신호입력단으로 입력시킨다. 우선순위 인코더(20)는 입력되는 윈도우펄스가 복수개일 때, 기설정된 우선순위정보에 따라 그 들 사이의 우선순위값을 발생하여 제 1멀티플렉서(22)의 선택단(sel)으로 공급한다. 제 1멀티플렉서(22)는 선택단(sel)으로 입력되는 값에 따라 입력되는 어드레스들 중 하나를 선택하여 제 2멀티플렉서(24)로 출력한다. 제 2멀티플렉서(24)는 미도시된 MPU로부터 공급되는 쓰기어드레스(MPU addr)를 스프라이트메모리(26)로 공급하며, 어드레스발생기(18)로부터 발생되는 어드레스를 스프라이트메모리(26)의 읽기어드레스로 공급한다.
그리고, 프레임메모리(12) 및 스프라이트메모리(26)로부터 출력되는 데이터들은 제 1 및 제 2버퍼(14,28)를 통해 데이터선택출력부(30)의 멀티플렉서(MUX,34)의 신호입력단들(1,0)로 각각 입력된다. 제 2버퍼(28)를 통해 출력되는 데이터를 구성하는 이진비트값들은 데이터선택부(30)의 노아게이트(NOR,32)로 입력된다. 노아게이트(32)는 입력값들을 부정논리합 연산하며, 연산결과를 멀티플렉서(34)의 선택단(sel)으로 공급한다. 멀티플렉서(34)는 선택단(sel)으로 입력되는 값에 따라 입력데이타들 중 하나를 선택하여 출력한다.
제 2 도는 n개의 스프라이트 윈도우(Sprite window)를 화면상에 띄워 스프라이트 그래픽을 구현한 예시도이다. 이하, 제 2 도 화면의 예를 통해 제 1 도의 동작을 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 제 1도 장치에서 제 1버퍼(14)는 데이터버스를 통해 전송되는 프레임단위의 일반그래픽데이타를 입력받으며, 제 2버퍼(28)는 스프라이트 그래픽데이타를 입력받는다. 메모리컨트롤러(10)는 미도시한 MPU로부터 프레임데이타의 변경을 요구하는 신호가 입력될 때, 프레임메모리(12)를 쓰기인 에이블 상태로 하는 제어신호(ctrl), 및 스캔어드레스(scan addr)를 발생하여 프레임 메모리(12)로 인가한다. 메모리 컨트롤러(l0)로부터 공급되는 제어신호및 스캔어드레스에 따라, 프레임메모리(12)에는 제 1버퍼(14)를 통해 입력되는 데이터가 기록된다. 제 2멀티플렉서(24)는 MPU로부터 쓰기어드레스 (MPU addr)가 입력될 때, 입력되는 MPU 어드레스를 스프라이트메모리(26)로 공급한다. 이 때 스프라이트메모리(26)는 제 2버퍼(28)로부터 출력되는 한 프레임에 대한 스프라이트 그래픽데이타를 써 넣는다. 제 2도의 화면을 생성하기 위하여, 스프라이트메모리(26)에 저장되는 스프라이트 그래픽데이타들을 제 3도에 나타내었다.
한편, 미도시한 CRT컨트롤러로부터 화면 리프레쉬(refresh) 신호가 입력되면, 메모리컨트롤러(10)는 프레임메모리(12)에 저장된 데이터를 스캐닝하기 위한 제어신호 및 스캔어드레스를 발생한다. 프레임메모리(12)는 메모리컨트롤러(10)로부터의 스캔어드레스가 지정하는 데이터를 제 1버퍼(14)로 출력한다. 제 1버퍼(14)에서 출력된 일반 그래픽데이타는 데이터선택출력부(30)의 멀티플렉서(34)의 입력단(1)으로 입력된다.
한편, 프레임메모리(12)에 저장된 데이터를 읽기 위해 메모리컨트롤러(10)로부터 발생된 스캔어드레스는 윈도우펄스발생기(16)로도 입력된다. 윈도우펄스발생기(16)는 입력되는 스캔어드레스와 외부로부터 공급되는 윈도우영역(window range) 어드레스를 비교하여, 입력된 스캔어드레스에 대응하는 영상의 화소가 스프라이트 윈도우영역에 속할 때, 윈도우펄스를 발생한다. 제 4(b∼(d)도에 제 2 도의 첫 번째(#1), 두 번째(#2), 및 n번째(#n) 스프라이트 윈도우에 대한 윈도우펄스들을 나타내었다.
윈도우펄스발생기(16)로부터 발생되는 윈도우펄스들(window pu1se #1, #2, …#n)은 어드레스발생기(18)와, 우선순위 인코더(20)에 입력된다. 어드레스발생기(18)는 입력되는 윈도우펄스의 개수만큼, 각각의 윈도우펄스에 대응되는 스프라이트메모리(26)의 읽기어드레스를 발생한다. 어드레스발생기(18)는 첫번째 윈도우펄스가 입력될 때 제 3 도에 보인 것처럼, 첫번째 스프라이트 윈도우(Sprite window #1)의 시작어드레스인 0을 발생한다. 어드레스발생기(18)는 윈도우펄스가 하이레벨인 동안 화소클럭(pixelclock)에 맞춰 어드레스를 증가시킨다. 어드레스발생기(18)에서 발생되는 어드레스는 제 1 및 제 2멀티플렉서(22,24)를 거쳐 스프라이트메모리(26)로 공급된다. 스프라이트메모리(26)는 입력되는 어드레스가 지정하는 데이터 X를 읽어내며, 읽어낸 데이터를 제 2버퍼(28)로 출력한다.
한편, 윈도우펄스발생기(16)는 제 4 도(c)와 같은 두번째 윈도우펄스(window pu1se #2)를 발생한다. 두번째 윈도우펄스(window pu1se #2)가 발생될 때, 첫번째 스프라이트 윈도우펄스(window pulse #1) 역시 하이레벨 상태이다. 이것은 대응되는 화소가 첫 번째 스프라이트 윈도우와 두 번째 스프라이트 윈도우에 동시에 속함을 나타낸다. 여기서, 어드레스발생기(18)로부터 발생되는 각각의 윈도우에 대한 어드레스들이 스프라이트메모리(26)에 저장된 서로 다른 스프라이트 그래픽데이터를 지정하면, 지정된 데이터들이 출력될 때 서로 충돌이 발생할 수 있다. 이러한 데이터들의 충돌을 방지하기 위하여, 어드레스발생기(18)로부터 발생되는 첫 번째와 두 번째 스프라이트 윈도우에 대한 어드레스들이 우선순위인코더(20)에 모두 입력된다. 여기서, 우선순위인코더(20)는 기설정된 우선순위정보에 따라 두 번째 스프라이트 윈도우에 우선순위가 있음을 나타내는 우선순위값을 발생하여 제 1멀티플렉서(22)의 선택단(sel)으로 공급한다. 제 1멀티플렉서(22)는 입력되는 어드레스들 중 두 번째 스프라이트 윈도우의 시작어드레스인 4를 선택하여 출력한다. 이때, 스프라이트메모리(26)는 입력되는 어드레스에 따라 데이터 0를 출력한다.
데이터선택출력부(30)의 노아게이트(32)는 제 2버퍼(28)를 통해 입력되는 스프라이트메모리(26)의 출력데이타의 이진비트값들을 부정논리합 연산한다. 노아게이트(32)는 입력값들 중 적어도 하나가 1일 때, 즉 스프라이트그래픽데이터가 존재할 때 이진값 0을 출력한다. 노아게이트(32)의 출력값이 0인 경우는, 해당 화소가 스프라이트 그래픽데이타가 현시되는 위치임을 나타낸다. 따라서, 이진값 0이 선택단(sel)으로 입력될 때, 멀티플렉서(34)는 입력단(0)으로 입력되는 스프라이트 그래픽데이타를 선택하여 해당화소의 데이터(pixel data)로 출력한다. 반면에 영상의 임의 화소가 윈도우영역에 속하지 않을 때에는 스프라이트 그래픽데이타가 존재하지 않으므로, 이때 노아게이트(32)는 이진값 1을 발생한다. 멀티플렉서(34)는 노아게이트(32)의 출력값 1이 선택단(sel)으로 공급될 때, 입력단(1)으로 입력되는 일반 그래픽데이타를 선택하여 출력한다.
일반적으로 스프라이트 윈도우내에 스프라이트 그래픽데이타가 존재하지 않는 부분이 있다. 윈도우영역에 속하는 화소이지만 스프라이트 그래픽데이터가 존재하지 않는 경우에, 데이터선택출력부(30)의 멀티플렉서(34)는 입력단(1)으로 입력되는 일반 그래픽데이터를 선택하여 출력한다. 데이터선택출력부(30)는 이와 같이, 윈도우내에 스프라이트 그래픽데이터가 존재하지 않는 부분을 투명처리한다.
n번째 스프라이트 윈도우(Sprite Window #n)의 경우 다른 윈도우들과 겹치지 않으므로, 우선순위에 상관없이 윈도우펄스가 발생되는 동안 스프라이트 메모리(26)에 저장되어 있는 데이터 △가 출력된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 복수층의 스프라이트 그래픽을 구현할수 있는 장치를 제공하며, 이러한 장치를 이용하여 애니메이션을 자유롭게 구현할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (5)

  1. 온스크린그래픽(On Screen Graphic) 기능을 갖는 텔레비젼에서 스프라이트(Sprite) 그래픽을 구현하기 위한 장치에 있어서, 스캔어드레스데이타를 발생하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러에 의해 발생된 스캔어드레스데이타에 따라 저장하고 있던 그래픽데이타를 출력하는 프레임메모리; 상기 컨트롤러에 의해 발생된 스캔어드레스데이터를 수신하며, 윈도우 영역내에 들어 가도록 수신된 스캔어드레스데이터 중 외부로부터의 데이터에 의해 결정되는 소정의 스캔어드레스데이터를 가리키는 윈도우펄스를 발생하는 윈도우펄스발생기; 상기 윈도우펄스발생기로부터의 윈도우펄스에 따라 읽기어드레스 데이터를 발생하는 어드레스발생부; 스프라이트 그래픽데이타를 저장하며, 상기 어드레스발생부로부터의 읽기어드레스 데이타에 따라 저장된 데이터를 출력하는 스프라이트메모리; 및 상기 스프라이트메모리의 출력데이타 존재여부에 따라, 상기 프레임메모리와 스프라이트메모리로부터 출력되는 데이터들 중 하나를 선택하여 출력하는 데이터선택출력부를 포함하는, 텔레비젼의 온스크린그래픽 기능을, 위한 스프라이트 그래픽 구현장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 어드레스발생부는 상기 윈도우펄스발생기로부터 출력되는 복수개의 읽기어드레스데이터들에 대한 기설정된 우선순위정보를 발생하는 우선순위인코더; 및 상기 우선순위인코더의 우선순위정보에 따라 상기 어드레스발생부로부터 출력되는 읽기어드레스데이터들 중 하나를 상기 스프라이트메모리로 공급하는 멀티플렉서를 더 포함하는, 텔레비젼의 온스크린그래픽 기능을 위한 스프라이트 그래픽 구현장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 데이타 선택출력부는 상기 스프라이트메모리로부터 데이터가 출력되는 동안 상기 스프라이트메모리로부터 데이터를 선택하며, 상기 스프라이트메모리로부터 데이터가 출력되지 않는 동안 상기 프레임메모리로부터 출력되는 영상데이타를 선택하는, 텔레비젼의 온스크린그래픽 기능을 위한 스프라이트 그래픽 구현장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 데이타 선택출력부는 상기 스프라이트메모리로부터 출력되는 데이터를 부정논리합하며, 연산결과를 출력하는 NOR게이트 ; 및 상기 NOR게이트로부터의 연산결과에 따라 상기 스프라이트메모리의 출력데이타와 상기 프레임메모리의 출력데이타 중의 하나를 선택하여 출력하는 멀티플렉서를 포함하는, 텔레비젼의 온스크린그래픽 기능을 위한 스프라이트 그래픽 구현장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스프라이트메모리는 복수개 스프라이트 그래픽들의 데이터를 저장하며, 상기 어드레스발생부의 읽기어드레스데이타에 따라 복수개 스프라이트그래픽데이터를 출력하는, 텔레비젼의 온스크린그래픽 기능을 위한 스프라이트 그래픽 구현장치.
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