KR100238155B1 - Indoor apparatus having three dimensional graphics supporting function - Google Patents

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Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야:셋탑박스와 같은 댁내장치에 관한 것이다.end. TECHNICAL FIELD This invention relates to an indoor device, such as a set-top box.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제:주문형 비디오 서비스 시스템의 종단장치인 댁내장치에 3차원 그래픽스 지원기능을 부가하여 소비자의 소비욕구충족은 물론 댁내장치 자체의 기능을 향상시킬 수 있는 댁내장치를 제공함에 있다.I. The technical problem to be solved by the present invention is to provide an indoor device that can not only satisfy the consumer's consumption needs but also improve the function of the indoor device itself by adding a 3D graphics support function to the indoor device, which is an end device of the on-demand video service system. .

다. 그 발명의 해결방법의 요지:물리적 통신전송매체에 접속되어 데이타를 변복조하여 송수신하는 네트워크 인터페이스 유닛을 포함하는 주문형 비디오 서비스 시스템의 댁내장치에 있어서, 상기 네트워크 인터페이스 유닛을 통해 전송되는 엠펙데이터의 ID를 디코딩하여 3차원 그래픽스 본원데이터를 식별하는 ID 디코더와, 상기 네트워크 인터페이스 유닛을 통해 전송된 3차원 그래픽스 본원데이터가 저장되는 메모리와, 트랜스포메이션 모듈, 라이팅 모듈, 클리핑 모듈, 프로젝션 모듈로 구성되어 상기 메모리에 저장된 3차원 그래픽스 본원데이터를 순차적으로 프로세싱처리하여 소정의 단위로서 패킹하여 출력하는 지오메트리 엔진부와, 상기 지오메트리 엔진부로부터 입력되는 패킹데이터를 기본으로 각 폴리곤(Polygon)의 스팬(Span)을 보간처리하고, 보간처리실행에 의해 생성된 화소데이터들을 NTSC 인코더로 출력하는 라스터 엔진부를 포함함을 특징으로 한다.All. SUMMARY OF THE INVENTION A premises of an on-demand video service system comprising a network interface unit connected to a physical communication transmission medium for modulating and transmitting and receiving data, wherein the ID of the MPEG data transmitted through the network interface unit is determined. An ID decoder which decodes the 3D graphics data and identifies the 3D graphics data, a memory storing the 3D graphics data transmitted through the network interface unit, and a transformation module, a writing module, a clipping module, and a projection module. Interpolate the span of each polygon on the basis of the geometry engine unit for sequentially processing the 3D graphics application data stored in the data and packing it as a predetermined unit, and the packing data input from the geometry engine unit. Take care, look And a raster engine unit for outputting pixel data generated by the interprocess execution to an NTSC encoder.

라. 발명의 중요한 용도:VOD시스템의 댁내장치에 사용할 수 있다.la. Significant Use of the Invention: Can be used in premises equipment of VOD systems.

Description

3차원 그래픽스 지원기능을 갖는 댁내장치Indoor device with 3D graphics support

본 발명은 VOD(Video On Demand)서비스 시스템의 종단장치인 댁내장치에 관한 것으로, 특히 3차원 그래픽스 지원기능을 갖는 댁내장치에 관한 것이다.The present invention relates to an indoor device that is an end device of a video on demand (VOD) service system, and more particularly, to an indoor device having a 3D graphics support function.

엠펙2의 표준화 작업이 절정을 넘긴 뒤 세계의 관심은 엠펙2의 응용 서비스를 실현하는 쪽으로 일제히 움직이기 시작하였다. 특해 엠펙2와 컴퓨터 네트워크를 조합해서 사용자가 요구하는 프로그램을 원하는 시간에 네트워크를 통해 볼 수 있는 주문형 비디오 서비스의 실용화 실험이 세계적으로 활발히 진행되고 있다. 이러한 주문형 비디오 서비스에는 영상정보의 생산자인 컨텐트 제공자와, 정보제공자, 그리고 그 정보의 소비자인 최종 사용자 및 정보 배급을 담당하는 네트워크 제공자를 필요로 한다. 그리고 제공되는 정보의 최종 사용자측에는 광대역 전송로의 종착역 역할을 하면서 응용 서버의 디지털정보를 해독하여 TV등에 표시하거나 여러 가지 응용을 실행하는 셋탑 유닛 혹은 셋탑 박스라 칭하는 댁내장치가 구비된다. 그러나 이러한 종래의 댁내장치는 정지화면 혹은 애니메이션(Animation)을 2차원 그래픽스 화면으로 서비스하였기 때문에 현재 보편화되어 가고 있는 3차원 게임등을 지원할 수 없어 최종 사용자의 소비욕구를 충족시키지 못하고 있다.After the peaking of MPEG 2's standardization work, the world's attention began to move toward realizing MPEG 2's application services. In particular, a combination of MPEG-2 and computer networks has been actively conducted in the world for the practical use of on-demand video services that can be viewed through the network at the desired time. These on-demand video services require a content provider, a producer of video information, an information provider, and an end user, a consumer of that information, and a network provider responsible for distributing the information. The end user side of the provided information is provided with an indoor device called a set-top unit or set-top box, which serves as a terminal of a broadband transmission path, decodes digital information of an application server, displays it on a TV, or executes various applications. However, these conventional indoor devices cannot support the 3D games, which are currently becoming common, because they serve still images or animations as 2D graphics screens, and thus do not satisfy end users' consumption needs.

따라서 본 발명의 목적은 주문형 비디오 서비스 시스템의 종단장치인 댁내장치에 3차원 그래픽스 지원기능을 부가하여 소비자의 소비욕구충족은 물론 댁내장치 자체의 기능을 향상시킬 수 있는 댁내장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an indoor device capable of satisfying consumer's consumption needs as well as improving the function of the indoor device itself by adding a 3D graphics support function to the indoor device which is an end device of the video service system on demand.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 물리적 통신전송매체에 접속되어 데이타를 변복조하여 송수신하는 네트워크 인터페이스 유닛을 포함하는 주문형 비디오 서비스 시스템의 댁내장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides an indoor device of an on-demand video service system including a network interface unit connected to a physical communication transmission medium to modulate and demodulate and transmit data.

상기 네트워크 인터페이스 유닛을 통해 전송되는 엠펙데이터의 ID를 디코딩하여 3차원 그래픽스 본원데이터를 식별하는 ID 디코더와,An ID decoder which decodes ID of MPEG data transmitted through the network interface unit to identify 3D graphics application data;

상기 네트워크 인터페이스 유닛을 통해 전송된 3차원 그래픽스 본원데이터가 저장되는 메모리와,A memory for storing three-dimensional graphics data transmitted through the network interface unit;

트랜스포메이션 모듈, 라이팅 모듈, 클리핑 모듈, 프로젝션 모듈로 구성되어 상기 메모리에 저장된 3차원 그래픽스 본원데이터를 순차적으로 프로세싱처리하여 소정의 단위로서 패킹하여 출력하는 지오메트리 엔진부와,A geometry engine unit which is composed of a transformation module, a lighting module, a clipping module, and a projection module, sequentially processes three-dimensional graphics data stored in the memory, and packs and outputs the data as a predetermined unit;

상기 지오메트리 엔진부로부터 입력되는 패킹데이터를 기본으로 각 폴리곤(Polygon)의 스팬(Span)을 보간처리하고, 보간처리실행에 의해 생성된 화소데이터들을 NTSC 인코더로 출력하는 라스터 엔진부를 포함함을 특징으로 한다.And a raster engine unit for interpolating the span of each polygon based on the packing data input from the geometry engine unit, and outputting pixel data generated by the interpolation process to the NTSC encoder. It is done.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 댁내장치의 블럭구성도.1 is a block diagram of an indoor device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1중 지오메트리 엔진(Geometry Engine)부의 구조도.FIG. 2 is a structural diagram of a geometry engine unit of FIG. 1. FIG.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 3차원 그래픽스 지원기능을 갖는 댁내장치의 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a configuration and an operation of an indoor device having a 3D graphics support function according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 댁내장치(이하 셋탑 박스라 명기하기로 함)의 블럭구성도를 도시한 것이다. 도 1에서, 일반적인 셋탑 박스는 전화라인 혹은 광케이블과 같은 물리적 통신전송매체를 통해 네트워크와 접속되어 있는 NIU(10)를 포함한다. 상기 NIU(10)는 네트워크로부터 입력되는 엠펙 데이터스트림을 CAP-16방식으로 복조하여 ID 디코더(12)로 출력하는 수신부와 업스트림(Upstream)시의 데이터를 QPSK방식으로 변조하여 출력하는 송신부로 구성된다. 즉 NIU(10)는 메인 CPU(30)의 제어하에 네트워크와 셋탑 박스 사이에 송수신되는 데이터를 변복조하여 출력한다. ID 디코더(12)는 상기 NIU(10)의 수신부로부터 입력되는 복조데이터의 헤더에 존재하는 ID를 식별하고 그에 따라 엠펙 디멀티플렉서(14)와 지오메트리 엔진부(20)로 각각 출력한다. 하기 설명에서는 정지화면과 그래픽스 본원데이터(Primitive Data)가 통신전송매체를 통해 정보제공자로부터 제공되는 것으로 가정한다. 이러한 경우 ID 디코더(12)는 동화상화면의 복조데이터를 엠펙 디멀티플렉서(14)로 출력하고 그래픽스 복원데이터를 지오메트리 엔진부(20)로 출력한다. 엠펙 디멀티플렉서(14)는 시스템버스를 통해 메인 CPU(30)에 의해 제어되며 엠펙 오디오데이터와 비디오데이터를 분리출력한다. A/V(Audio/Video)디코더(16)는 엠펙 디멀티플렉서(14)로부터 입력되는 엠펙 비디오 데이터와 오디오데이터를 각각 디코딩하여 오디오데이터와 비디오데이터로 출력한다. 오디오 DAC(Digita-to-Analog Converter)(18)는 A/V디코더(16)에서 분리출력되는 디지탈형태의 오디오데이터를 아나로그형태의 오디오신호로 변환출력한다. 한편 A/V디코더(16)에서 분리출력된 비디오데이터는 라스터 엔진부(Raster Engine Part)에서 R,G,B신호처리되어 NTSC 인코더(28)로 출력되며, NTSC인코더(28)는 R,G,B신호를 NTSC방식의 휘도신호와 색차신호로 인코딩하여 출력한다.1 is a block diagram of an indoor device (hereinafter, referred to as a set-top box) according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 1, a typical set top box includes an NIU 10 connected to a network via a physical communication transmission medium such as a telephone line or an optical cable. The NIU 10 includes a receiver for demodulating the MPEG data stream input from the network in the CAP-16 method and outputting the demodulated data to the ID decoder 12 and a transmitter for modulating and outputting the data at the upstream in the QPSK method. . That is, the NIU 10 modulates and outputs data transmitted and received between the network and the set-top box under the control of the main CPU 30. The ID decoder 12 identifies the ID present in the header of the demodulated data input from the receiver of the NIU 10 and outputs the ID to the MPEG demultiplexer 14 and the geometry engine 20, respectively. In the following description, it is assumed that still images and graphics primitive data are provided from an information provider through a communication transmission medium. In this case, the ID decoder 12 outputs demodulation data of the moving picture screen to the MPEG demultiplexer 14 and outputs the graphics reconstruction data to the geometry engine unit 20. The MPEG demultiplexer 14 is controlled by the main CPU 30 through the system bus and separately outputs MPEG audio data and video data. The A / V (Audio / Video) decoder 16 decodes MPEG video data and audio data input from the MPEG demultiplexer 14 and outputs them as audio data and video data. An audio DAC (Digita-to-Analog Converter) 18 converts and outputs digital audio data separated from the A / V decoder 16 into an analog audio signal. On the other hand, the video data separately output from the A / V decoder 16 is processed by R, G, and B signals in the raster engine part, and is output to the NTSC encoder 28, and the NTSC encoder 28 is R, The G and B signals are encoded into NTSC luminance signals and chrominance signals, and output.

한편 상기 ID디코더(12)로부터 입력된 그래픽스 본원데이터는 시스템 메모리(22)에 저장되며 지오메트리 엔진부(20)에 의해 1차로 프로세싱된후 패킷데이터로 라스터 엔진부(24)로 전송된다. 라스터 엔진부(24)는 상기 지오메트리 엔진부(20)에서 1차로 프로세싱된 패킷데이터를 기본으로 각 폴리곤(Polygon)의 스팬(Span)을 보간(Interpolation)하고 보간실행에 의해 생성된 각종 화소데이터(R,G,B,Z)를 프레임 버퍼(26)에 저장한다. 그리고 라스터 엔진(24)은 프레임 버퍼(26)에 저장된 화소데이터가 1프레임을 형성할때 이를 리드하여 NTSC 인코더(28)로 출력하여 3차원 그래픽스 화면을 제공한다. 한편 메인 CPU(30)는 시스템 메모리에 저장된 제어프로그램에 따라 시스템 버스를 통해 셋탑 박스의 전반적인 동작을 제어한다. 사용자 인터페이스 제어부(32)는 리모콘(36), 키 입력부(34)와 메인 CPU(30) 사이에 송수신되는 신호를 인터페이싱 제어한다. 키 입력부(34)는 다수개의 기능키를 구비하여 키 누름시 그에 따른 키데이타를 발생하는 동시에 현재 셋탑 박스의 제어동작상태를 외부로 표시하기 위한 디스플레이부를 포함한다. 그리고 리모콘(36)은 다수의 기능키를 구비하며 키누름시 그에 따른 적외선신호를 발생하여 출력한다.On the other hand, the graphics data input from the ID decoder 12 is stored in the system memory 22 and is first processed by the geometry engine unit 20 and then transmitted to the raster engine unit 24 as packet data. The raster engine unit 24 interpolates the span of each polygon based on the packet data processed first by the geometry engine unit 20 and generates various pixel data by interpolation. (R, G, B, Z) are stored in the frame buffer 26. The raster engine 24 reads the pixel data stored in the frame buffer 26 to form one frame and outputs the same to the NTSC encoder 28 to provide a three-dimensional graphics screen. Meanwhile, the main CPU 30 controls the overall operation of the set top box through the system bus according to a control program stored in the system memory. The user interface controller 32 interfaces and controls signals transmitted and received between the remote controller 36, the key input unit 34, and the main CPU 30. The key input unit 34 includes a display unit having a plurality of function keys for generating key data according to key presses and simultaneously displaying a control operation state of the current set-top box to the outside. The remote controller 36 includes a plurality of function keys and generates and outputs an infrared signal according to key presses.

이하 셋탑 박스에서 3차원 그래픽스 화면을 지원하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 우선 정보제공자가 3차원 그래픽스 본원데이터(Parameter, Vertex Posion, Color, Matrix)를 전송하면 상기 3차원 그래픽스 본원데이터는 ID 디코더(12)를 통해 시스템 메모리(22)에 저장된다. 시스템 메모리(22)에 저장된 3차원 그래픽스 본원데이터는 지오메트리 엔진부(20)에 의해 1차적으로 프로세싱된후 라스터 엔진부(24)로 전송된다. 이하 지오메트리 엔진부(20)의 구조를 보인 도 2를 참조하여 상기 3차원 그래픽스 본원데이터가 프로세싱되는 과정을 설명하면, 우선 지오메트리 엔진부(20)는 트랜스포메이션 모듈(Transformation Module)(A), 라이팅 모듈(Lighting Module)(B), 클리핑 모듈(Clipping Module)(C), 프로젝션 모듈(Projection Module)(D)로 구성된다. 트랜스포메이션 모듈(A)은 모델 좌표를 뷰잉(Viewing)좌표로 변환하고 백페이스 컬링(Backface Culling)을 수행하여 눈뒤의 위치에 있는 프라이머티브(Primitive)들을 제거하여 라이팅 모듈(B)과 클리핑 모듈(C), 프로젝션 모듈(D)의 프로세싱 오버헤드를 감소시킨다. 한편 라이팅 모듈(B)은 주어진 일루미네이션(Illumination) 조건에 따라 정점(Vertex)들을 일루미네이션 하며, 클리핑 모듈(C)은 필요에 따라 뷰 볼륨(View Volume) 경계면에 존재하는 프라이머티브들을 클리핑한다. 또한 프로젝션 모듈(D)은 뷰잉좌표에 존재하는 코디네이트(Coordinate)들을 스크린좌표로 변환한다. 이와 같이 각각의 모듈에서 1차적으로 프로세싱된 3차원 그래픽스 데이터는 패킷형태로 라스터 엔진부(24)로 전송된다. 이후 라스터 엔진부(24)에서는 입력된 각 폴리곤(Polygon)의 스팬을 보간처리하고 보간처리 실행에 의해 생성된 각종 화소데이터들을 프레임 버퍼(26)에 저장한다. 이후 프레임 버퍼(26)에 저장되는 화소데이터가 1프레임을 형성하면 라스터 엔진부(24)는 1프레임의 화소데이터를 리드하여 NTSC 인코더(28)로 출력함으로서 3차원 그래픽스 화면을 지원할 수 있게 된다.Hereinafter, a process of supporting a 3D graphics screen in a set top box will be described. First, when the information provider transmits the 3D graphics application data (Parameter, Vertex Posion, Color, Matrix), the 3D graphics application data is stored in the system memory 22 through the ID decoder 12. The three-dimensional graphics data stored in the system memory 22 are first processed by the geometry engine unit 20 and then transmitted to the raster engine unit 24. Hereinafter, referring to FIG. 2, which shows the structure of the geometry engine unit 20, a process of processing the 3D graphics application data is described. First, the geometry engine unit 20 is a transformation module A, and lighting. It consists of a module (Lighting Module) B, a clipping module (C), and a projection module (D). Transformation module (A) converts model coordinates to viewing coordinates and performs backface culling to remove primitives located behind the eyes, thereby writing lighting module (B) and clipping module ( C), reducing the processing overhead of the projection module (D). Meanwhile, the lighting module B illuminates vertices according to a given illumination condition, and the clipping module C clips primitives existing at a view volume boundary as necessary. In addition, the projection module D converts coordinates existing in the viewing coordinates into screen coordinates. In this way, the three-dimensional graphics data processed in each module is transmitted to the raster engine unit 24 in the form of a packet. Thereafter, the raster engine unit 24 interpolates the input span of each polygon, and stores various pixel data generated by the interpolation process in the frame buffer 26. Then, when the pixel data stored in the frame buffer 26 forms one frame, the raster engine unit 24 reads the pixel data of one frame and outputs the pixel data to the NTSC encoder 28 to support a three-dimensional graphics screen. .

상술한 바와 같이 본 발명은 주문형 비디오 서비스 시스템의 종단장치인 댁내장치에 3차원 그래픽스 정보를 식별할 수 있는 ID 디코더와 지오메트리 엔진부 및 라스터 엔진부를 추가함으로서 전용 게임 하드웨어장치의 구비없이 3차원 그래픽스 화면을 제공할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention adds an ID decoder capable of identifying 3D graphics information, a geometry engine unit, and a raster engine unit to an indoor device which is an end device of an on-demand video service system, thereby providing 3D graphics without providing a dedicated game hardware device. It has the advantage of providing a screen.

Claims (2)

물리적 통신전송매체에 접속되어 데이타를 변복조하여 송수신하는 네트워크 인터페이스 유닛을 포함하는 주문형 비디오 서비스 시스템의 댁내장치에 있어서,An indoor device of an on-demand video service system comprising a network interface unit connected to a physical communication transmission medium for modulating and transmitting and receiving data. 상기 네트워크 인터페이스 유닛을 통해 전송되는 엠펙데이터의 ID를 디코딩하여 3차원 그래픽스 본원데이터를 식별하는 ID 디코더와,An ID decoder which decodes ID of MPEG data transmitted through the network interface unit to identify 3D graphics application data; 상기 네트워크 인터페이스 유닛을 통해 전송된 3차원 그래픽스 본원데이터가 저장되는 메모리와,A memory for storing three-dimensional graphics data transmitted through the network interface unit; 트랜스포메이션 모듈, 라이팅 모듈, 클리핑 모듈, 프로젝션 모듈로 구성되어 상기 메모리에 저장된 3차원 그래픽스 본원데이터를 순차적으로 프로세싱처리하여 소정의 단위로서 패킹하여 출력하는 지오메트리 엔진부와,A geometry engine unit which is composed of a transformation module, a lighting module, a clipping module, and a projection module, sequentially processes three-dimensional graphics data stored in the memory, and packs and outputs the data as a predetermined unit; 상기 지오메트리 엔진부로부터 입력되는 패킹데이터를 기본으로 각 폴리곤(Polygon)의 스팬(Span)을 보간처리하고, 보간처리실행에 의해 생성된 화소데이터들을 NTSC 인코더로 출력하는 라스터 엔진부를 포함함을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 지원기능을 갖는 댁내장치.And a raster engine unit for interpolating the span of each polygon based on the packing data input from the geometry engine unit, and outputting pixel data generated by the interpolation process to the NTSC encoder. Indoor device with 3D graphics support function. 제1항에 있어서, 상기 보간처리실행에 의해 생성된 화소데이터들을 프레임단위로 출력하기 위해 프레임 버퍼를 더 구비함을 특징으로 하는 3차원 그래픽스 지원기능을 갖는 댁내장치.The indoor device of claim 1, further comprising a frame buffer for outputting pixel data generated by the interpolation processing in units of frames.
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