KR100678968B1 - 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 디스플레이되는 그래픽 객체의 복잡도 및 표면 특성을 조절하고, 액정 표시 장치의 광원 투과율을 증가시켜 소모되는 전력을 감소시키는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치는 공급되는 전력의 잔량을 확인하는 전력 잔량 확인부와, 상기 전력의 잔량에 근거하여 그래픽 객체의 특성을 변환시키는 그래픽 관리부와, 상기 전력의 잔량에 근거하여 광원의 세기를 조절하는 광원 관리부 및 상기 조절된 광원의 세기로 상기 변환된 특성의 그래픽 객체를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
저전력, 그래픽 객체, 폴리곤 모델

Description

저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치 및 방법{Apparatus and method for displaying graphic object requiring minimum power}
도 1은 종래의 3차원 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그래픽 관리부를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 코드를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모서리 함몰을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 픽셀 정보 맵이 참조되어 그래픽 객체의 픽셀 특성이 결정되는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 과정을 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
210 : 입력부 220 : 전력 잔량 확인부
230 : 제어부 240 : 저장부
250 : 그래픽 관리부 260 : 광원 관리부
270 : 모델 최적화부 280 : 그래픽 연산부
290 : 그래픽 처리부 300 : 디스플레이부
본 발명은 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디스플레이되는 그래픽 객체의 복잡도 및 표면 특성을 조절하고, 액정 표시 장치의 광원 투과율을 증가시켜 소모되는 전력을 감소시키는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
윈도우의 보급 및 인터넷의 등장으로 그래픽 사용자 인터페이스(Graphical User Interface, 이하 GUI라 한다)는 더욱 발전하였으며, 다양한 환경에서 사용자에게 친숙하고 직관적인 정보를 제공하기 위한 GUI가 개발되어 사용되고 있다.
GUI 는 편리한 컴퓨터의 사용 및 빠르고 직관적인 정보의 전달을 위해서 사용된다. 사용자는 마우스를 이용하여 마우스 포인터를 움직이고, 마우스 포인터가 가리키는 아이콘을 클릭 또는 더블 클릭함으로써 자신이 원하는 동작을 컴퓨터에 명령할 수 있다. 또한, GUI는 파일 또는 기타 데이터의 정보를 표시하는데 사용될 수도 있는데, 이 경우 별도의 다이얼로그 창 및 풍선 도움말 등을 통하여 정보가 표시되도록 할 수 있다.
한편, 집적 기술의 발달로 인하여 다양한 휴대용 단말기들이 등장하게 되었 다. 근래의 테이프 재생 장치, CD 플레이어 등의 음향 재생 장치로 시작하여 무선 호출기가 등장하기도 하였으며, 현재는 휴대 전화 및 mp3 플레이어가 널리 보급되고 있고, 휴대용 게임기도 등장하게 되었다.
또한, 디지털 멀티미디어 방송(Digital Multimedia Broadcasting) 서비스가 개시되면서 이를 제공하는 휴대용 단말기의 수요가 증가할 것으로 기대되며, 조만간 에어티브이(AirTV) 서비스가 개시되면 휴대용 단말기의 보급은 더욱 확대될 것으로 기대된다.
이와 같이, 휴대용 단말기의 보급이 증가함에 따라 디스플레이되는 GUI에 대한 사용자의 관심도 증가하고 있으며 이에 따라, 다양한 종류의 GUI가 개발되어 제공되고 있다.
그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit)란, 단일 칩으로 구성된 프로세서로서, 본래 3차원 어플리케이션을 위해 사용되었는데, 광원 효과와 객체의 변형 등 매번 다시 그려지는 3차원 장면을 만들어준다. 3차원 장면 생성 및 디스플레이는 수학적 연산이 집약되어 있는 작업으로서, 만약 그래픽 처리 장치가 없다면 중앙 처리 장치(Central Processing Unit)에 많은 부담을 줄 수 있는 작업들이다. 그래픽 처리 장치는 이러한 부담으로부터 중앙 처리 장치를 자유롭게 하고, 중앙 처리 장치의 사이클들을 다른 작업을 위해 사용될 수 있게 한다.
이러한 그래픽 처리 장치는 2차원의 컴퓨터 화면에 3차원의 객체를 구현하기 위하여 쉐이더라는 기술을 사용한다.
쉐이더는 종래의 폴리곤(polygon)의 수를 늘림으로써 3차원 객체를 구현한 방법에 대해 발전된 형태의 3차원 그래픽 기술로서 꼭지점 쉐이더(vertex shader)와 화소 쉐이더(pixel shader)로 구분된다.
꼭지점 쉐이더는 꼭지점의 좌표, 색상, 반사 값 등의 다양한 정보를 이용하여 3차원 그래픽 객체를 구현하는데, 꼭지점의 위치가 변하게 됨으로써 함께 달라지는 좌표 값을 비롯한 행렬, 광원 값 및 질감(texture) 등 수많은 데이터들에 대한 복잡한 연산 과정을 처리하는 기술인 것이다.
한편, 화소 쉐이더는 화소를 이용하여 3차원 그래픽 객체를 구현하는 기술로서, 꼭지점 쉐이더에 의해 구현될 수 있는 질감을 화소 단위로 표현함으로써 보다 사실적인 3차원 그래픽 객체를 구현한다.
도 1은 종래의 3차원 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치를 나타낸 블록도로서, 3차원 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치(이하, 디스플레이 장치라 한다)(10)는 모델 최적화부(11), 그래픽 연산부(12), 그래픽 처리부(13) 및 디스플레이부(14)를 포함하여 구성된다.
모델 최적화부(11)는 입력된 3차원 폴리곤 모델에 대한 최적화된 폴리곤 모델을 생성한다. 생성된 폴리곤 모델은 그래픽 연산부(12)로 전달되고, 그래픽 연산부(12)는 전달받은 폴리곤 모델에 따라 삼각형 정점의 좌표 및 색상을 계산한다. 그리고, 그래픽 처리부(13)는 삼각형 정점의 좌표 및 색상을 위하여 삼각형 내부 픽셀 정보를 생성하고, 이렇게 하여 생성된 3차원 그래픽 객체는 디스플레이부(14)를 통하여 디스플레이된다.
이와 같이, 3차원 그래픽 객체를 생성하는 데에는 많은 연산량을 필요로 하 므로 소모되는 전력량도 증가하는데 이에 따라, 디스플레이 장치(10)가 배터리를 주전원으로 사용하는 휴대용 단말기인 경우 사용자는 자신이 원하는 만큼 디스플레이 장치(10)를 이용할 수 없게 된다. 다시 말해, 디스플레이 장치(10)에 20분 정도의 전력 잔량이 있는 경우, 30분 정도 디스플레이 장치(10)를 사용하고자 하는 사용자는 10분 정도 자신의 작업을 수행할 수 없는 것이다.
한국 공개 특허 2005-015861호는 3차원 엔진을 탑재한 이동통신 단말기에 있어서, 3차원 어플리케이션을 작동시킬 때 전력 소모가 심한 텍스처 매핑 방식의 작동을 전력 소모가 약한 와이어 프레임 방식의 작동으로 전환시킴으로써 소모 전력을 절감할 수 있는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 이는 단지 전력 소모를 감소시키기 위한 방법만을 제시하고 있으므로 전력 소모를 감소시킬 수는 있으나, 사용자가 원하는 시간만큼 장치의 동작을 유지시키는 방법은 제시되어 있지 않다. 따라서, 사용자가 원하는 시간만큼 장치의 동작을 유지시킬 수 있도록 그래픽 객체의 특성을 변경시킬 수 있는 방법의 개발이 요구된다.
본 발명은 전력 공급 수단의 전력 잔량을 고려하여 디스플레이되는 그래픽 객체의 복잡도 및 표면 특성을 조절하고, 액정 표시 장치의 광원 투과율을 증가시키는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있 을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치는 공급되는 전력의 잔량을 확인하는 전력 잔량 확인부와, 상기 전력의 잔량에 근거하여 그래픽 객체의 특성을 변환시키는 그래픽 관리부와, 상기 전력의 잔량에 근거하여 광원의 세기를 조절하는 광원 관리부 및 상기 조절된 광원의 세기로 상기 변환된 특성의 그래픽 객체를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 방법은 (a) 공급되는 전력의 잔량을 확인하는 단계와, (b) 상기 전력의 잔량에 근거하여 그래픽 객체의 특성을 변환시키는 단계와, (c) 상기 전력의 잔량에 근거하여 광원의 세기를 조절하는 단계 및 (d) 상기 조절된 광원의 세기로 상기 변환된 특성의 그래픽 객체를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치를 나타낸 블록도로서, 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치(이하, 디스플레이 장치라 한다)(200)는 입력부(210), 전력 잔량 확인부(220), 제어부(230), 저장부(240), 그래픽 관리부(250), 광원 관리부(260), 모델 최적화부(270), 그래픽 연산부(280), 그래픽 처리부(290) 및 디스플레이부(300)를 포함하여 구성된다.
전력 잔량 확인부(220)는 공급되는 전력의 잔량을 확인한다. 전력의 잔량을 확인하기 전에 전력 잔량 확인부(220)는 공급되는 전력이 상용 전원(Commercial Power)인지 배터리에 의한 전원인지를 확인한다. 그리하여, 공급되는 전력이 상용 전원인 경우 전력의 잔량을 확인하지 않을 수도 있다.
한편, 공급되는 전력이 배터리에 의한 전력인 경우 전력 잔량 확인부(220)는 배터리에 의해 공급될 수 있는 전력의 잔량을 확인하는데, 이는 배터리의 전압을 이용하여 확인될 수 있다.
전력 잔량 확인부(220)는 그래픽 객체가 디스플레이되는 동안에도 지속적으로 전력의 잔량을 확인하여 제어부(230)로 전달한다.
입력부(210)는 사용자로부터 디스플레이 장치(200)의 지속 요청 시간을 입력 받는다. 지속 요청 시간은 사용자가 자신이 원하는 그래픽 객체가 디스플레이될 수 있도록 하기 위하여 필요한 시간으로서, 사용자는 시 또는 분 단위의 지속 요청 시간을 입력할 수 있다. 사용자로부터 지속 요청 시간을 입력 받기 위하여 입력부(210)는 버튼, 휠, 키패드 또는 터치 패드 등으로 구성될 수 있다.
제어부(230)는 전력의 잔량을 이용하여 사용자로부터 요청된 지속 시간 동안 그래픽 객체가 디스플레이될 수 있도록 그래픽 관리부(250) 및 광원 관리부(260) 중 적어도 하나를 동작시키는 역할을 한다. 예를 들어, 공급되는 전력이 상용 전원인 경우 그래픽 관리부(250)로 하여금 최고의 화질로 그래픽 객체가 디스플레이될 수 있도록 하고, 광원 관리부(260)로 하여금 광원이 강하게 발산될 수 있도록 하는 반면, 공급되는 전력이 배터리에 의한 전원인 경우 그래픽 관리부(250)로 하여금 폴리곤 모델을 변환시키고, 연산량을 감소시키고, 그리고 픽셀 정보를 변환시키며, 광원 관리부(260)로 하여금 광원이 약하게 발산될 수 있도록 하는 것이다.
제어부(230)는 그래픽 관리부(250) 및 광원 관리부(260) 중 하나를 동작시키거나 모두를 동작시킬 수 있다. 여기서, 전력의 잔량은 그래픽 객체가 디스플레이됨에 따라 달라지는데, 제어부(230)는 전달 받은 전력의 잔량을 실시간으로 참조하여 동작시킬 대상을 선택할 수도 있다. 즉, 제어부(230)는 전력의 잔량이 많은 경우 그래픽 관리부(250)만을 동작시키거나 전력의 잔량이 적은 경우 광원 관리부(260)만을 동작시킬 수 있으며, 전력의 잔량이 매우 부족한 경우 그래픽 관리부(250) 및 광원 관리부(260) 모두를 동작시킬 수 있는 것이다.
제어부(230)는 제어 코드를 그래픽 관리부(250) 및 광원 관리부(260)에 전달 함으로써 그래픽 관리부(250) 및 광원 관리부(260)의 동작을 제어하는데, 제어 코드는 해당 동작을 나타내는 동작 코드(410) 및 전력 감소율을 나타내는 전력 코드(420)를 포함한다. 제어 코드에 대한 자세한 설명은 도 4를 통하여 후술하기로 한다.
또한, 제어부(230)는 입력부(210), 전력 잔량 확인부(220), 저장부(240), 그래픽 관리부(250), 광원 관리부(260), 모델 최적화부(270), 그래픽 연산부(280), 그래픽 처리부(290), 디스플레이부(300) 및 디스플레이 장치(200)의 전반적인 제어를 수행한다.
저장부(240)는 픽셀 정보 맵을 저장하는 역할을 한다. 픽셀 정보 맵은 그래픽 객체를 구성하는 삼각형의 재질을 표현하기 위한 정보로서, 동일한 재질이라도 저해상도 및 고해상도의 픽셀 정보가 포함될 수 있다. 이에 따라, 공급되는 전력이 충분한 경우 고해상도의 픽셀 정보가 추출되고, 공급되는 전력이 충분하지 못한 경우 저해상도의 픽셀 정보가 추출될 수 있다.
저장부(240)는 하드 디스크, 플래시 메모리, CF 카드(Compact Flash Card), SD 카드(Secure Digital Card), SM 카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multimedia Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 디스플레이 장치(200)의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.
그래픽 관리부(250)는 전력의 잔량을 참조하여 그래픽 객체의 특성을 변환시키는 역할을 한다. 여기서, 그래픽 객체의 특성은 폴리곤 모델, 연산량 및 픽셀 정 보 중 적어도 하나를 포함한다. 그래픽 관리부(250)는 저장부(240)에 저장된 픽셀 정보 맵을 참조하여 그래픽 객체의 특성을 변환시킬 수 있는데, 그래픽 관리부(250)에 대한 자세한 설명은 도 3을 통하여 후술하기로 한다.
광원 관리부(260)는 전력의 잔량을 참조하여 광원의 세기를 조절하는 역할을 한다. 여기서, 디스플레이부(300)는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display)인 것을 가정한다. 즉, 광원 관리부(260)는 액정 표시 장치의 백라이트의 세기를 조절하는 것으로서, 공급되는 전력이 적은 경우 광원 관리부(260)는 백라이트의 세기를 약하게 하고, 디스플레이부(300)에 포함된 액정의 배열을 조절하여 빛의 투과량을 높이는 역할을 한다.
모델 최적화부(270)는 입력된 3차원 폴리곤 모델에 대한 최적화된 폴리곤 모델을 생성한다. 즉, 3차원 폴리곤 모델을 삼각형의 폴리곤 메쉬(Polygon Mesh)로 표현하기 위하여 시점(Viewpoint)에 대응되는 각 정점(Vertex)의 위치, 색상, 표면 재질 및 법선 벡터(Normal Direction Vector) 등을 결정하는 것이다. 여기서, 모델 최적화부(270)는 복잡한 3차원 폴리곤 모델을 표현하기 위하여 정점의 수 또는 모서리의 수를 감소시킨 단순화된 폴리곤 모델을 생성할 수 있다.
그래픽 연산부(280)는 모델 최적화부(270)에 의하여 생성된 폴리곤 모델에 따라 삼각형 정점의 좌표 및 색상을 계산한다. 즉, 디스플레이부(300)를 통하여 디스플레이되는 삼각형 정점의 좌표 및 색상을 계산하는 것으로서, 보이지 않는 면 또는 정점을 제거하고, 화면 모서리에 의하여 잘린 삼각형을 재구성하는 역할을 한다. 또한, 그래픽 연산부(280)는 그래픽 객체에 광원이 사용되는 경우, 각 면의 법 선 벡터에 대한 광원의 효과를 계산하여 각 정점의 색상을 계산한다.
그래픽 처리부(290)는 삼각형 정점의 좌표 및 색상을 위하여 삼각형 내부 픽셀 정보를 생성한다. 즉, 삼각형 정점들의 색상과 화면상의 좌표를 사용하여 실제 그림이 출력되는 화면 픽셀의 색상을 계산하여 픽셀 버퍼(Pixel Buffer)에 저장하는 역할을 수행하는 것으로서, 그래픽 처리부(290)는 화면 위에 출력되는 모든 픽셀에 대한 계산을 적어도 한번은 수행한다. 여기서, 전체 화면을 그래픽 객체가 덮고 있고, 그 그래픽 객체 뒤쪽으로 다른 면이 없는 경우라면, 전체 화면을 계산하기 위하여 필요한 시간은 한 픽셀의 색상 값을 계산하는데 걸리는 시간 곱하기 전체 화면 크기만큼이 된다.
디스플레이부(300)는 광원 관리부(260)에 의하여 조절된 광원의 세기로 그래픽 관리부(250)에 의하여 변환된 특성의 그래픽 객체를 디스플레이하는 역할을 한다. 전술한 바와 같이, 디스플레이부(300)는 액정 표시 장치에 의하여 그래픽 객체를 디스플레이하는 것을 가정하는데, 광원 관리부(260)에 의하여 백라이트의 세기가 약해지는 경우 액정을 재배치하여 빛의 투과량을 높인다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 그래픽 관리부를 나타낸 블록도로서, 그래픽 관리부(250)는 모델 변환부(251), 연산량 관리부(252) 및 픽셀 정보 변환부(253)를 포함하여 구성된다.
모델 변환부(251)는 그래픽 객체의 폴리곤 모델을 변환시키는 역할을 한다. 즉, 시점에 대응되어 디스플레이되는 폴리곤의 개수를 조절하는 것으로서 이에 따라, 정점의 위치, 색상, 표면 재질 및 법선 벡터 등이 조절될 수 있다. 모델 변환 부(251)는 전력의 잔량을 참조하여 폴리곤 모델을 변환시키는데, 전력의 잔량이 부족할수록 더욱 더 많은 수의 폴리곤을 제거하고, 전력의 잔량이 충분하면 폴리곤을 제거하지 않을 수도 있다. 폴리곤의 제거는 모서리 함몰(Edge Collapse)를 통해 수행될 수 있는데, 모서리 함몰에 대한 자세한 설명은 도 5를 통하여 후술하기로 한다.
모델 최적화부(270)는 모델 변환부(251)에 의하여 변환된 폴리곤 모델에 따른 폴리곤 모델을 생성하게 된다.
연산량 관리부(252)는 폴리곤 모델의 꼭지점 좌표 및 색상에 대한 연산량을 조절하는 역할을 한다. 이를 위하여, 연산량 관리부(252)는 그래픽 연산부(280)에 공급되는 전압 및 주파수를 조절할 수 있다. 즉, 그래픽 연산부(280)로 하여금 많은 연산이 수행될 수 있도록 하기 위하여 연산량 관리부(252)는 높은 전압 및 주파수를 그래픽 연산부(280)로 공급할 수 있고, 그래픽 연산부(280)로 하여금 적은 연산이 수행될 수 있도록 하기 위하여 연산량 관리부(252)는 낮은 전압 및 주파수를 그래픽 연산부(280)로 공급할 수 있는 것이다.
연산량 관리부(252) 또한 전력의 잔량에 따라 동작하는데, 전력의 잔량이 부족하면 그래픽 연산부(280)로 낮은 전압 및 주파수를 공급하고, 전력의 잔량이 충분하면 그래픽 연산부(280)로 높은 전압 및 주파수를 공급한다.
픽셀 정보 변환부(253)는 꼭지점 좌표 및 색상에 따라 결정된 그래픽 객체의 소정 영역에 적용되는 픽셀 정보를 변환하는 역할을 한다. 즉, 픽셀 정보 변환부(253)는 그래픽 객체의 소정 영역에 적용되는 픽셀 정보의 해상도를 변환시키는 것 으로서, 기 생성된 픽셀 정보 맵을 참조하여 픽셀 정보를 변환할 수 있다.
픽셀 정보 맵에는 특정 재질에 대한 픽셀 정보가 해상도에 따라 포함되는데, 전력의 잔량이 부족하면 낮은 해상도의 픽셀 정보가 추출되고 전력의 잔량이 충분하면 높은 해상도의 픽셀 정보가 추출되어 그래픽 처리부(290)에 의하여 그래픽 객체의 영역에 적용된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 코드를 나타낸 도면으로서, 제어 코드(400)는 동작 코드(410) 및 전력 코드(420)를 포함하여 구성된다.
동작 코드(410)는 해당 동작을 나타내는 코드로서, 해당 동작에는 모델 변환, 연산량 조절, 픽셀 정보 변환 및 광원 제어가 포함되는데, 동작에 대한 코드는 각각 1, 2, 3 및 4의 플래그가 대응될 수 있다.
또한, 전력 코드(420)는 전력의 잔량을 참조하여 제어부(230)에 의하여 부여되는 코드로서, 0~10의 플래그가 대응될 수 있다. 즉, 전력의 잔량이 충분하면 0의 플래그가 삽입되고, 전력의 잔량이 부족하면 10의 플래그가 삽입되는 것으로서, 제어부(230)는 그래픽 관리부(250) 및 광원 관리부(260)에 의한 전력 소모를 제어할 수 있게 된다.
예를 들어, 동작 코드(410)에 1이 삽입되고, 전력 코드(420)에 5가 삽입된 제어 코드(400)가 그래픽 관리부(250)로 전달되면, 그래픽 관리부(250)는 중간 정도의 전력을 소모할 정도로 폴리곤 모델을 변환한다. 또한, 동작 코드(410)에 4가 삽입되고 전력 코드(420)에 10이 삽입된 제어 코드(400)가 광원 관리부(260)로 전달되면, 광원 관리부(260)는 최소한의 전력을 소모할 정도로 광원을 제어한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모서리 함몰을 나타낸 도면이다. 전술한 바와 같이, 모델 변환부(251)는 폴리곤의 개수를 감소시키기 위하여 모서리 함몰을 수행할 수 있는데, 함몰되는 모서리는 보다 상위에 위치한 모서리인 것이 바람직하다.
510은 그래픽 객체가 복수 개의 삼각형으로 구성된 것을 나타내며, v1(511) 및 v2(512) 사이에 위치한 e(525)가 최상위 모서리인 것을 나타내고 있다. 이 때, 전력의 잔량이 부족한 경우 모델 변환부(251)는 e(525)를 제거하는데 이에 따라, v1(511) 및 v2(512)는 v3(521)로 통합되어 520과 같이 된다.
이와 같은 모서리 함몰은 전력의 잔량에 따라 수행되는데, 전력의 잔량이 부족한 경우 더욱 더 많은 수의 모서리가 함몰될 수 있고 이에 따라, 삼각형 메쉬의 개수가 감소하게 되어 전력의 소비를 감소시킬 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 픽셀 정보 맵이 참조되어 그래픽 객체의 픽셀 특성이 결정되는 것을 나타낸 도면이다.
저장부(240)에는 픽셀 정보 맵이 저장되어 있는데, 픽셀 정보 맵은 그래픽 객체의 표면 재질을 표현하기 위한 다양한 종류의 픽셀 정보를 포함하고 있다. 또한, 본 발명의 픽셀 정보 맵은 동일한 종류의 재질을 표현하기 위한 픽셀 정보도 해상도별로 구분되어 저장되어 있는데, 전력의 잔량이 충분한 경우 고해상도의 픽셀 정보가 추출되고, 전력의 잔량이 충분하지 못한 경우 저해상도의 픽셀 정보가 추출되어 그래픽 객체의 영역에 적용된다.
도 6은 2x2, 4x4 및 8x8의 픽셀 정보(610, 620, 630)를 나타내고 있는데, 전력의 잔량이 충분한 경우 8x8의 픽셀 정보(630)가 그래픽 객체의 영역(600)에 적용되고, 전력의 잔량이 충분하지 못한 경우 2x2의 픽셀 정보(610)가 그래픽 객체의 영역(600)에 적용되는 것을 나타낸다.
또한, 전력의 잔량이 매우 부족한 경우에는 픽셀 정보가 그래픽 객체의 영역(600)에 적용되지 않을 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 액정 표시 장치의 분해 사시도로서, 액정 표시 장치(700)는 액정 패널 어셈블리(7001), 백라이트 유닛(7002), 상부 수납용기(750) 및 하부 수납용기(790)를 포함한다.
액정 패널 어셈블리(7001)는 박막 트랜지스터 표시판(731), 공통 전극 표시판(732)을 포함하는 액정 패널(730), 액정(미도시), 구동 IC(710) 및 연성 인쇄회로기판(720)을 포함하여 구성된다.
액정 패널(730)은 인가되는 전압의 세기에 따라 액정층(미도시)을 통과하는 광의 투과율을 조절하여 문자, 숫자, 임의의 아이콘 등의 영상 정보를 표시하는 장치로서, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)가 형성된 박막 트랜지스터 표시판(731), 컬러 필터(Color Filter)가 형성된 공통 전극 표시판(732) 및 박막 트랜지스터 표시판(731)과 공통 전극 표시판(732) 사이에 채워져 있는 액정층(미도시)으로 구성된다.
박막 트랜지스터 표시판(731)은 다수 개의 게이트 라인, 데이터 라인, 화소 전극을 포함한다. 게이트 라인은 행 방향으로 뻗어있어 게이트 신호를 전달하고, 데이터 라인은 열 방향으로 뻗어 있고 데이터 신호를 전달한다. 화소는 게이트 라인과 데이터 라인에 연결되며, 스위칭 소자와 유지 커패시터를 포함한다.
공통 전극 표시판(732)은 박막 트랜지스터 표시판(731) 상에 위치하며 각 화소마다 색상이 표시될 수 있도록 화소 전극에 대응하는 영역에 적색, 녹색 또는 청색의 컬러 필터를 구비한다. 여기서, 컬러 필터는 화소 전극의 상부 또는 하부에 형성될 수 있다. 또한, 컬러 필터 상에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
액정층(미도시)은 공통 전극 표시판(732)과 박막 트랜지스터 표시판(731) 사이에 채워지며, 유전율 이방성을 가진다. 액정층(미도시)의 두께는 5㎛ 정도이며 TN(Twisted Nematic) 배열을 한다. 액정층은 외부에서 인가되는 전압에 의해 배열 방향이 변화되는데, 이러한 방법으로 액정층을 통과하는 광의 투과율이 조절된다.
백라이트 유닛(Back Light Unit)은 광학 시트들(740), 램프 어셈블리(760), 도광판(770) 및 반사 시트(780)를 포함한다. 여기서, 도광판(770)은 램프 어셈블로부터 발산되는 빛을 안내하는 역할을 한다. 도광판(770)은 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질의 패널로 형성되어 램프 어셈블리(760)로부터 발생한 광을 도광판(770) 상부에 안착되는 액정 패널(730) 쪽으로 진행되도록 한다. 따라서, 도광판(770)의 배면에는 도광판(770) 내부로 입사한 광의 진행 방향을 액정 패널(730) 쪽으로 변환시키기 위한 각종 패턴이 인쇄되어 형성될 수 있다.
램프 어셈블리(760)는 상부 수납용기(750) 내의 도광판(770)의 일측에 삽입된다. 램프 어셈블리(760)에 사용되는 램프로는 LED(Light Emitted Diode), CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 광원 관리부(260)는 램프 어셈블리(760)에서 발산되는 빛의 세기를 감소시키고, 액정층을 통과하는 광의 투과율을 증가시키는데 이에 따라, 그래픽 객체는 그 밝기가 감소되지 않은 상태로 디스플레이될 수 있다. 한편, 전력의 잔량이 매우 부족한 경우, 광원 관리부(260)는 액정층을 통과하는 광의 투과율을 증가시키지 않을 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 과정을 나타낸 도면이다.
저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하기 위하여 디스플레이 장치(200)의 입력부(210)는 우선 사용자로부터 디스플레이 장치(200)의 지속 요청 시간을 입력받는다(S810). 사용자는 버튼, 휠, 키패드 또는 터치 패드 등으로 구성된 입력부(210)를 통하여 시 또는 분 단위의 지속 요청 시간을 입력할 수 있다. 사용자로부터 지속 요청 시간이 입력되지 않는 경우 디스플레이 장치(200)는 작업을 중단할 수도 있다.
한편, 지속 요청 시간이 입력된 경우, 전력 잔량 확인부(220)는 공급되는 전력의 잔량을 확인한다(S820). 전력 잔량 확인부(220)는 디스플레이 장치(200)에 구비된 배터리의 전압을 이용하여 전력의 잔량을 확인하는데 이에 따라, 공급되는 전력이 상용 전원인 경우 전력 잔량 확인부(220)는 전력의 잔량을 확인하지 않을 수도 있다.
입력된 지속 요청 시간 및 확인된 전력의 잔량은 제어부(230)로 전달되고, 제어부(230)는 전력의 잔량을 이용하여 지속 요청 시간 동안 그래픽 객체가 디스플레이될 수 있도록 그래픽 관리부(250) 및 광원 관리부(260) 중 적어도 하나를 동작시키는 역할을 한다.
제어부(230)의 제어에 따라 그래픽 관리부(250)는 전력의 잔량을 참조하여 그래픽 객체의 특성을 변환시킨다(S830). 즉, 그래픽 관리부(250)는 그래픽 객체의 폴리곤 모델을 변환시키거나, 폴리곤 모델의 꼭지점 좌표 및 색상에 대한 연산량을 조절하거나, 꼭지점 좌표 및 색상에 따라 결정된 그래픽 객체의 소정 영역에 적용되는 픽셀 정보를 변환하는 것이다.
제어부(230)는 전술한 제어 코드(400)를 그래픽 관리부(250) 및 광원 관리부(260)로 전달함으로써 전력 소모를 제어할 수 있는데, 제어 코드(400)를 전달받은 그래픽 관리부(250)는 전력의 잔량을 참조하여 그래픽 객체의 특성을 변환시킨다. 즉, 제어 코드(400)에 포함된 동작 코드(410) 및 전력 코드(420)를 참조하여 폴리곤 모델의 변환, 연산량 조절 및 픽셀 정보의 변환 중 적어도 하나를 수행하는 것이다. 픽셀 정보의 변환을 수행함에 있어서, 그래픽 관리부(250)는 저장부(240)에 저장된 픽셀 정보 맵을 참조할 수 있다.
또한, 제어 코드(400)를 전달받은 그래픽 관리부(250)는 전력의 잔량을 참조하여 광원의 세기를 조절한다(S840).
그래픽 관리부(250)에 의하여 변환된 특성에 따라 모델 최적화부(270)는 3차원 폴리곤 모델에 대한 최적화된 폴리곤 모델을 생성한다(S850). 생성된 폴리곤 모 델은 그래픽 연산부(280)로 전달되고, 그래픽 연산부(280)는 전달받은 폴리곤 모델에 따라 삼각형 정점의 좌표 및 색상을 계산한다(S860). 이 때, 그래픽 연산부(280)는 그래픽 관리부(250)에 의하여 제어된 전압 및 주파수로 연산을 수행하므로, 그래픽 연산부(280)의 연산량이 제어될 수 있다.
그리고, 그래픽 처리부(290)는 삼각형 정점의 좌표 및 색상을 위하여 삼각형 내부 픽셀 정보를 생성하는데(S870), 이는 그래픽 관리부(250)에 의하여 변환된 픽셀 정보일 수 있고, 이는 저장부(240)에 저장된 픽셀 정보 맵이 참조될 것일 수 있다.
이렇게 해서 생성된 그래픽 객체는 디스플레이부(300)로 전달되고, 디스플레이부(300)는 광원 관리부(260)에 의하여 조절된 광원의 세기로 변환된 특성의 그래픽 객체를 디스플레이한다(S880).
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치 및 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 디스플레이되는 그래픽 객체의 복잡도 및 표면 특성을 조절하고, 액정 표시 장치의 광원 투과율을 증가시킴으로써 전력 소모를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
둘째, 전력 공급 수단의 전력 잔량을 고려하여 그래픽 객체를 디스플레이하므로 사용자가 원하는 시간만큼 장치의 동작을 지속시킬 수 있는 장점도 있다.

Claims (14)

  1. 공급되는 전력의 잔량을 확인하는 전력 잔량 확인부;
    상기 전력의 잔량에 근거하여 그래픽 객체의 특성을 변환시키는 그래픽 관리부;
    상기 전력의 잔량에 근거하여 광원의 세기를 조절하는 광원 관리부; 및
    상기 조절된 광원의 세기로 상기 변환된 특성의 그래픽 객체를 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 그래픽 관리부는 상기 그래픽 객체의 폴리곤 모델을 변환시키는 모델 변환부;
    상기 폴리곤 모델의 꼭지점 좌표 및 색상에 대한 연산량을 조절하는 연산량 관리부; 및
    상기 꼭지점 좌표 및 색상에 따라 결정된 상기 그래픽 객체의 소정 영역에 적용되는 픽셀 정보를 변환하는 픽셀 정보 변환부를 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 변환된 폴리곤 모델에 따라 3차원 폴리곤 모델에 대한 최적화된 폴리곤 모델을 생성하는 모델 최적화부;
    상기 조절된 연산량으로 상기 생성된 폴리곤 모델의 꼭지점 좌표 및 색상에 대한 연산을 수행하는 그래픽 연산부; 및
    상기 변환된 픽셀 정보를 상기 영역에 적용하는 그래픽 처리부를 더 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 픽셀 정보 변환부는 기 생성된 픽셀 정보 맵을 참조하여 상기 픽셀 정보를 변환하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 픽셀 정보 맵을 저장하는 저장부를 더 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광원은 액정 표시 장치의 백라이트를 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전력의 잔량을 이용하여 사용자로부터 요청된 지속 시간 동안 상기 그 래픽 객체가 디스플레이될 수 있도록 상기 그래픽 관리부 및 상기 광원 관리부 중 적어도 하나를 동작시키는 제어부를 더 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 장치.
  8. (a) 공급되는 전력의 잔량을 확인하는 단계;
    (b) 상기 전력의 잔량에 근거하여 그래픽 객체의 특성을 변환시키는 단계;
    (c) 상기 전력의 잔량에 근거하여 광원의 세기를 조절하는 단계; 및
    (d) 상기 조절된 광원의 세기로 상기 변환된 특성의 그래픽 객체를 디스플레이하는 단계를 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 (b) 단계는 상기 그래픽 객체의 폴리곤 모델을 변환시키는 단계;
    상기 폴리곤 모델의 꼭지점 좌표 및 색상에 대한 연산량을 조절하는 단계; 및
    상기 꼭지점 좌표 및 색상에 따라 결정된 상기 그래픽 객체의 소정 영역에 적용되는 픽셀 정보를 변환하는 단계를 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 변환된 폴리곤 모델에 따라 3차원 폴리곤 모델에 대한 최적화된 폴리곤 모델을 생성하는 단계;
    상기 조절된 연산량으로 상기 생성된 폴리곤 모델의 꼭지점 좌표 및 색상에 대한 연산을 수행하는 단계; 및
    상기 변환된 픽셀 정보를 상기 영역에 적용하는 단계를 더 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 픽셀 정보를 변환하는 단계는 기 생성된 픽셀 정보 맵을 참조하여 상기 픽셀 정보를 변환하는 단계를 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 픽셀 정보 맵을 저장하는 단계를 더 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 광원은 액정 표시 장치의 백라이트를 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 방법.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 전력의 잔량을 이용하여 사용자로부터 요청된 지속 시간 동안 상기 그래픽 객체가 디스플레이될 수 있도록 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계 중 적어도 하나를 수행시키는 단계를 더 포함하는 저전력으로 그래픽 객체를 디스플레이하는 방법.
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