KR100942783B1 - 통합 프레임 버퍼를 사용하는 디지털 멀티비전 시스템 - Google Patents

통합 프레임 버퍼를 사용하는 디지털 멀티비전 시스템 Download PDF

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Abstract

통합 프레임 버퍼 상의 단일 영상 데이터를 복수의 디스플레이 장치에 공간적으로 분할하여 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템이 개시된다. 디지털 멀티비전 시스템은 각각 고유의 해상도를 가지는 복수의 디스플레이 장치와, 복수의 디스플레이 장치 각각의 해상도의 총합의 해상도를 가지는 통합 프레임 버퍼와, 적어도 하나의 2D 표준 명령어 또는 3D 표준 명령어에 대응하여 렌더링을 수행하고, 통합 프레임 버퍼 상에 영상 데이터를 생성하는 렌더링부 및 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 복수의 디스플레이 장치에 분할하여 출력하는 출력부를 구비하며, 출력부는 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력한다. 따라서 멀티디스플레이 환경에서 실시간으로 변화하는 영상 데이터를 렌더링 하여 출력하는 데 있어 복수의 클라이언트에서 분산하여 영상 데이터를 렌더링 하는 부담을 제거할 수 있다.
Figure R1020080017991
멀티비전, 멀티디스플레이, 통합 프레임 버퍼, 프레임 버퍼, 영상 분할

Description

통합 프레임 버퍼를 사용하는 디지털 멀티비전 시스템{DIGITAL MULTIVISION SYSTEM USING INTEGRATED FRAME BUFFER}
본 발명은 디지털 멀티비전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 디스플레이 장치에 단일 영상 데이터를 공간적으로 분할하여 출력할 경우에 디스플레이 장치 간의 동기 문제를 해결하고 자연스러운 렌더링을 가능케 하는 디지털 멀티비전 시스템에 관한 것이다.
멀티비전(multivision)이란 복수의 디스플레이 장치 상에서 하나의 전체 영상 또는 각기 다른 영상을 만들어내는 장치이다. 멀티비전은 기술적 제약이나 비용의 한계를 넘는 크기의 영상을 표현하기 위해서, 상기 제약 및 한계를 넘지 않는 크기의 영상 표시 장치들을 모아서 배치하고 전체 영상의 각 부분들을 분할한 뒤 각각의 장치를 통해서 표시하는 방법을 사용한다.
멀티비전을 구현하기 위해서는 단일 영상 신호 발생 장치에서 나오는 전기적인 영상 신호를 하드웨어적으로 분배하여 여러 개의 개별 디스플레이를 위한 전기적인 영상 신호를 만드는 방법을 사용하거나, 개별 디스플레이마다 상호 독립적인 영상 신호 발생 장치를 직접 연결하고, 각각의 영상 신호 발생 장치의 제어를 담당 하는 시스템끼리 네트워크로 연결하여 연동 하는 방법을 사용할 수 있다.
전체 영상을 위한 단일한 전기적인 영상 신호를 하드웨어적으로 분배하여 개별 디스플레이의 전기적인 영상 신호를 만들어 내는 경우, 최종 표시장치의 기술적 제약은 극복할 수 있으나, 전기적 영상 신호를 만들어 내는 장치 및 이를 분배하는 하드웨어 장치의 성능에 의해 제약을 받아서 유효한 전체 화면 크기는 개별 표시 장치의 화면 크기의 십여 배 이내로 제한되게 된다.
개별 디스플레이마다 독립적인 영상 신호 발생기를 사용하고 그 제어 시스템 끼리 네트워크로 연동하는 경우에는 전체 영상 크기의 영상 신호를 만들거나 이 신호를 개별 표시장치를 위한 신호로 분배하는 하드웨어 장치를 만들 필요가 없기 때문에 백여 개 이상의 표시장치를 모아서 거대한 디스플레이를 구성하는 것이 가능해 진다.
그러나 상기와 같이 제어 시스템, 즉 클라이언트들 간에 네트워크로 연동하여 거대한 디스플레이를 구성하는 방법은 전체 영상 데이터의 단순한 재생만이 아니라 실시간으로 영상 데이터를 렌더링(rendering)하여 출력해야 하는 환경에서는 그 부담이 매우 크다. 상기 렌더링이란 물체의 모양을 그 형태나 위치, 광원 등의 외부 정보를 고려하면서 실감 나는 화상으로 표현하는 컴퓨터 도형 기법을 말하며, 통상적으로 2차원(2D) 그래픽 환경 또는 3차원(3D) 그래픽 환경에서 최종 단계로 컴퓨터 그래픽스(computer graphics : CG) 영상을 생성하는 것을 말한다.
예를 들어 복수의 클라이언트들이 각기 하나 이상의 디스플레이 장치와 연결되어 있는 멀티비전 시스템을 가정해 보자. 이 경우 멀티비전 시스템이 전체 영상 데이터의 단순한 재생을 하는데 그친다면, 상기 복수의 클라이언트들 간의 전체 영상 데이터의 재생 동기를 조정하는 서버가 있어, 다운로드 방식으로서 미리 전체 영상 데이터를 분할하여 상기 복수의 클라이언트들에 저장시켜 두거나, 스트리밍 방식으로서 상기 서버 또는 별도의 스트리밍 서버로부터 상기 영상 데이터를 상기 복수의 클라이언트들로 스트리밍 하여, 상기 서버의 재생 동기에 따라 상기 복수의 클라이언트들이 전체 영상을 재생함으로써 멀티디스플레이 동작을 원활하게 수행할 수 있다.
그러나 멀티비전 시스템이 영상 데이터를 실시간 렌더링 하여 출력하여야 하는 경우에는 여러 가지 문제점이 발생하므로 이하에서 상세히 설명한다. 후술하는 설명에 있어 관련 기술분야의 통상적인 방법에 따라 영상 데이터의 렌더링에 있어 그 연산시간 및 연산부하 등의 부담을 덜기 위해 렌더링이 필요한 영상 데이터의 일부에 대해서만 실제로 렌더링 작업을 한다고 전제한다.
상기 다운로드 방식에 따르면, 복수의 디스플레이 장치의 화면에 걸치는 큰 렌더링 대상물(object)이 있는 경우, 우선 상기 서버가 렌더링 작업이 필요한 클라이언트를 지정하여 제어해야 하고, 렌더링 작업이 필요한 클라이언트들과 그러지 아니한 클라이언트들 간의 동기를 재조정하여야 하고, 이 경우 전체 영상의 재생이 상기 복수의 디스플레이 장치 상에서 서로 맞지 아니하는 현상이 발생할 수 있다.
상기 스트리밍 방식에 따르면, 복수의 디스플레이 장치의 화면에 걸치는 큰 렌더링 대상물이 있는 경우, 상기 서버 또는 상기 별도의 스트리밍 서버에서의 렌더링 작업에 따라 발생하는 지연시간을 고려하여 상기 복수의 클라이언트들에서의 영상 재생 동기를 재조정하여야 하고, 이 경우 전체 영상의 재생이 잠시 정지하는 등의 현상이 발생할 수 있다.
상기와 같이 디지털 멀티비전 시스템에서 영상 데이터의 실시간 렌더링은 시스템에 대해 큰 부담을 주게 되며, 이러한 부담은 디스플레이 장치를 추가로 장착하는 등의 시스템 확장에 따라 더욱 가중되게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 통합 프레임 버퍼 상의 단일 영상 데이터를 복수의 디스플레이 장치에 공간적으로 분할하여 출력할 수 있는 디지털 멀티비전 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 디지털 멀티비전 시스템은, 각각 고유의 해상도를 가지는 복수의 디스플레이 장치와, 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 해상도의 총합의 해상도를 가지는 통합 프레임 버퍼와, 적어도 하나의 2D 표준 명령어 또는 3D 표준 명령어에 대응하여 렌더링을 수행하고, 상기 통합 프레임 버퍼 상에 영상 데이터를 생성하는 렌더링부 및 상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치에 분할하여 출력하는 출력부를 구비하며, 상기 출력부는 상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력한다.
상기 통합 프레임 버퍼는 듀얼 포트 메모리를 이용하여 구성될 수 있다.
상기 출력부는 상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는, 적어도 하나의 RAM용 D/A 변환기(RAM Digital-to-Analog Converter, RAMDAC)를 구비할 수 있다. 이 경우 상기 디스플레이 장치는 상기 출력부의 RAM용 D/A 변환기로부터 분할된 영 상 데이터를 수신하여 이를 변환하는 A/D 변환기(Analog-to-Digital Converter, ADC)를 구비할 수 있다.
상기 출력부는 상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는, 적어도 하나의 디지털 비주얼 인터페이스(Digital Visual Interface, DVI) 송신모듈을 구비하고, 상기 디스플레이 장치는 상기 출력부의 상기 디지털 비주얼 인터페이스 송신모듈로부터 분할된 영상 데이터를 수신하는 디지털 비주얼 인터페이스 수신모듈을 구비할 수 있다.
상기 출력부는 상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는, 적어도 하나의 고화질 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface, HDMI) 송신모듈을 구비하고, 상기 디스플레이 장치는 상기 출력부의 상기 고화질 멀티미디어 인터페이스 송신모듈로부터 분할된 영상 데이터를 수신하는 고화질 멀티미디어 인터페이스 수신모듈을 구비할 수 있다.
상기 출력부는 상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는, 적어도 하나의 디스플레이포트(DisplayPort) 송신모듈을 구비하고, 상기 디스플레이 장치는 상기 출력부의 상기 디스플레이포트 송신모듈로부터 분할된 영상 데이터를 수신하는 디스플레이포트 수신모듈을 구비할 수 있다.
상기 디지털 멀티비전 시스템은 상기 복수의 디스플레이 장치의 적어도 하나 는 대응되는 터치스크린을 추가로 구비할 수 있다. 이 경우 상기 디지털 멀티비전 시스템은 상기 디스플레이 장치의 상기 터치스크린으로부터 좌표값을 수신하는 좌표값 입력부 및 상기 좌표값 입력부로부터 전달되는 좌표값을 전체 영상에 대응되는 좌표로 변환하는 좌표값 변환부를 추가로 구비할 수 있다.
상기와 같은 디지털 멀티비전 시스템에 따르면, 멀티디스플레이 환경에서 실시간으로 변화하는 영상 데이터를 렌더링 하여 출력하는 데 있어 복수의 클라이언트에서 분산하여 영상 데이터를 렌더링 하는 부담을 제거할 수 있다.
또한, 다수 클라이언트 상의 재생 동기를 맞추는 부담 없이 멀티디스플레이 환경에서 전체 영상이 어긋남이 없이 정확하게 재생되도록 할 수 있다.
나아가, 전체 영상이 어긋남이 없이 정확한 영상을 표시하도록 유지하면서 멀티디스플레이 시스템 상의 디스플레이 장치를 추가함에 있어 클라이언트를 추가하는 설치 상의 곤란이나 시스템의 가격 상승을 방지할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어”있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어”있다거나 “직접 접속되어”있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 디지털 멀티비전은 크게 렌더링부(110), 통합 프레임 버퍼(120), 출력부(130) 및 복수의 디스플레이 장치(140)를 포함한다.
구체적으로 상기 렌더링부(110)는 애플리케이션(application) 또는 소프트웨어 코드(software code)로부터 다이렉트드로우(DirectDraw) 등의 2차원(2D) 표준 명령어, 다이렉트X(DirectX) 또는 오픈GL(OpenGL) 형태의 3차원(3D) 표준 명령어 등의 형태를 가지는 명령어를 입력으로 받아, 상기 명령어에 따른 렌더링을 통하여 영상 데이터를 생성하여, 상기 생성된 영상 데이터를 상기 통합 프레임 버퍼(120)에 저장하는 장치이고, 상기 렌더링부(110)는 중앙 처리 장치(central processing unit : CPU) 및 버스 인터페이스(bus interface)의 결합 또는 CPU, 버스 인터페이스 및 상기 2D 및/또는 3D 표준 명령어 등을 처리할 수 있는 그래픽 처리 장치(graphic processing unit : GPU)의 결합으로 구성될 수 있다.
상기 렌더링부(110)는 상기 복수의 디스플레이 장치(140)에서 재생되는 각각의 영상에 대응하는 메모리양의 총합의 양을 가지는 영상 데이터에 대해 렌더링 작업을 수행하며, 이러한 렌더링 작업은 실시간 렌더링의 경우 렌더링 대상물의 변경 이 있는 부분에 대해서만 일어날 수 있다.
상기 렌더링부(110)와 상기 통합 프레임 버퍼(120)는 통상 메모리 버스(memory bus)라고도 불리는 메모리 인터페이스(memory interface)를 통해 연결되고, 상기 메모리 인터페이스의 대역폭은 64 bits, 128 bits, 256 bits 등일 수 있다. 상기 렌더링부(110)는 상기 메모리 인터페이스를 통한 상기 렌더링부(110)와 상기 통합 프레임 버퍼(120) 사이의 데이터 전송을 제어하는 메모리 컨트롤러(memory controller)를 추가로 구비할 수 있다.
상기 통합 프레임 버퍼(120)는 상기 렌더링부(110)로부터 영상 데이터를 입력을 받아 저장하고, 상기 저장된 영상 데이터를 상기 출력부(130)로 출력하는 장치이고, GDDR SDRAM 또는 DDR SDRAM 등으로 구성된 적어도 하나의 프레임 버퍼(frame buffer)를 포함하며, 그래픽 메모리(graphic memory)의 일 구성요소의 형태로 상기 디지털 멀티비전에 포함될 수 있다.
상기 그래픽 메모리는 화면에 영상으로 출력되는 정보를 저장하기 위한 메모리이고, 상기 정보는 해상도(resolution)와 색상(colors)에 관한 정보를 의미한다. 2D 그래픽 환경에서는 화면에 출력하기 위한 정보를 저장하기 위하여 상기 그래픽 메모리를 사용하지만, 3D 그래픽 환경에서는 화면의 출력과 더불어 3D 그래픽 처리를 위한 부가적인 메모리를 사용하게 된다. 특히 그래픽 메모리 중에서 화면에 영상을 나타내기 위하여 사용하는 메모리를 프레임 버퍼라 한다.
예를 들어 3D 그래픽 환경의 그래픽 메모리는 화면에 출력하는 영상 데이터를 저장하는 온 스크린 버퍼(on screen buffer)와 화면에 출력하지 않고 그래픽 처 리에 이용하는 오프 스크린 버퍼(off screen buffer)로 분리되어 있는 프레임 버퍼와, Z/스텐실 정보를 저장하는 깊이 버퍼(z buffer, w buffer), 그리고 텍스처를 저장하기 위한 텍스처 버퍼(texture buffer)로 구성될 수 있다.
상기 통합 프레임 버퍼(120)는 비디오램(VRAM) 등의 듀얼 포트 메모리를 이용하여 구성되는 것일 수 있고, 이 경우 상기 렌더링부(110)가 상기 통합 프레임 버퍼(120)에 저장된 정보에 접근하는 동작과 상기 출력부(130)가 상기 통합 프레임 버퍼(120)에 저장된 정보에 접근하는 동작은 동시에 일어날 수 있다.
상기 듀얼 포트 메모리는 메모리 접근에 있어 두 개의 채널(channel)을 가지고 있어서 두 개의 독립적이고 동시적인 메모리 접근이 가능한 메모리를 말한다. 특히 대표적인 듀얼 포트 메모리인 VRAM은 이중 포트를 이용해 읽기나 쓰기를 동시에 할 수 있어, 보통의 DRAM보다 거의 두 배 가량 빠르다.
상기 통합 프레임 버퍼(120)는 적어도 상기 복수의 디스플레이 장치(140)에서 재생되는 각각의 영상에 대응하는 메모리양의 총합의 저장 공간을 가진다. 상기 각각의 영상에 대응하는 메모리양은 해상도와 색상 수(color depth, bits-per-pixel : bpp)에 의하여 결정되고, 상기 색상 수(color depth)는 각 픽셀(pixel)이 나타내는 색깔의 수를 말한다. 8 bpp는 픽셀 당 256(2의 8 제곱)가지 색상을 표현하고 16 bpp는 65,536(2의 16 제곱)가지 색상을 나타낼 수 있다. 따라서 상기 메모리양은 “메모리 양 = 가로 해상도 x 세로 해상도 x 색상 수 / 8”의 공식으로 계산될 수 있다.
예를 들어 1024 x 768 해상도와 24 bit 색상 수를 가지는 영상에 대응하는 메모리양은 2,359,296 Byte(= 1,024 x 768 x 24 / 8), 즉 약 2.25 MB가 필요하다. 3D 그래픽 환경은 2D 그래픽 환경에 비하여 대략 3~4 배의 메모리를 더 필요로 하므로, 3D 그래픽 환경이라면 적어도 8 MB의 메모리가 필요하다. 전체 영상에 대한 각 분할 영상 모두가 상기와 동일한 조건을 만족한다고 할 때, 상기 통합 프레임 버퍼(120)는 적어도 8 MB와 상기 분할 영상의 수의 곱만큼의 메모리양을 저장 공간으로서 필요로 한다.
상기 출력부(130)는 상기 통합 프레임 버퍼(120) 상의 영상 데이터를 입력으로 받아 상기 복수의 디스플레이 장치(140) 각각의 고유의 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는 장치이다.
상기 복수의 디스플레이 장치(140)는 각각 고유의 해상도를 가지고 디지털 멀티비전 시스템이 최종적으로 출력하고자 하는 전체 영상에 있어 일정 부분을 출력하는 장치이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템에 있어 통합 프레임 버퍼와 출력부의 구성을 나타내는 블록도이다.
상기 도 2에 도시된 디지털 멀티비전 시스템의 구성요소 중에서 통합 프레임 버퍼(120), 출력부(130), 디스플레이 장치(140)는 도 1에 도시한 동일한 참조부호를 사용하며, 상기 도 1에 개시된 바와 그 기능 및 작용이 동일하다. 따라서 용이한 이해와 중복된 내용의 혼동을 회피하기 위해 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략키로 한다.
상기 출력부(130)는 상기 적어도 하나의 송신모듈(131)과, 상기 송신모 듈(131)에 연결되는 상기 적어도 하나의 출력포트(133)를 포함한다.
구체적으로 상기 송신모듈(131)은 상기 통합 프레임 버퍼(120)로부터 상기 통합 프레임 버퍼(120) 상의 영상 데이터 중 공간적으로 분할된 일정 영역의 영상 데이터를 입력으로 받아, 이를 영상 데이터 전송 방식에 따른 영상 신호로 변환하여, 자신에 연결된 상기 적어도 하나의 출력포트(133)로 출력하는 장치이다.
상기 출력포트(133)는 상기 송신모듈(131)의 영상 데이터 전송 방식에 대응하여 상기 송신모듈(131)로부터 영상 신호를 입력으로 받아, 이를 자신에 연결된 상기 적어도 하나의 디스플레이 장치(140)로 출력하는 장치이다.
예를 들어 디지털 멀티비전 시스템이 5120 x 4096 해상도와 24 bit 색상 수의 영상을 렌더링 하여 재생한다고 가정하고, 1280 x 1024 해상도와 24 bit 색상 수를 지원하는 디스플레이 장치만으로 시스템을 구성한다고 하면 16대의 디스플레이 장치가 4 x 4 형태로 배열된다. 이 경우 통합 프레임 버퍼는 5120 x 4096 해상도와 24 bit 색상 수에 대응되는 메모리 양 이상의 저장 공간을 가진다. 출력부가 4개의 송신모듈을 구비하고, 각 송신모듈이 4개의 출력포트를 지원한다면, 출력부는 상기 16대의 디스플레이 장치와 연결 가능하다. 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터는 4 묶음의 5120 x 1024 해상도와 24 bit 색상 수의 영상 데이터로 분할되며, 이 묶음은 상기 각각의 송신모듈에 대응된다. 각각의 송신모듈은 5120 x 1024 해상도와 24 bit 색상 수의 영상 데이터를 받아 영상 신호로 변환하고, 이를 다시 4 묶음의 1280 x 1024 해상도와 24 bit 색상 수의 영상 신호로 분할하여, 각 묶음을 자신에 연결된 4개의 출력포트로 출력한다. 각각의 출력포트는 16대의 디스플레이 장 치 각각과 연결되며, 영상 신호를 자신에 연결된 디스플레이 장치로 출력한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템에 있어 출력부와 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
상기 도 3에 도시된 디지털 멀티비전 시스템의 구성요소 중에서 출력부(130), 디스플레이 장치(140)는 도 1 및 도 2에 도시한 동일한 참조부호를 사용하며, 상기 도 1 및 도 2에 개시된 바와 그 기능 및 작용이 동일하다. 따라서 용이한 이해와 중복된 내용의 혼동을 회피하기 위해 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략키로 한다.
구체적으로 상기 송신모듈(131)은 영상 데이터 전송 방식에 따라 RAM용 D/A 변환기(RAM Digital-to-Analog Converter : RAMDAC) 송신모듈, 디지털 비주얼 인터페이스(Digital Visual Interface : DVI) 송신모듈, 고화질 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface : HDMI) 송신모듈 또는 디스플레이포트(DisplayPort) 송신모듈 중 적어도 하나를 구비할 수 있고, 상기 RAMDAC 송신모듈, DVI 송신모듈, HDMI 송신모듈 또는 DisplayPort 송신모듈은 각각 대응되는 적어도 하나의 RAMDAC, DVI 칩(chip), HDMI 칩 또는 DisplayPort 칩을 구비할 수 있다. 여기서 상기 RAMDAC은 상기 출력포트(133)를 통해 상기 디스플레이 장치(140)로 전송되는 영상 신호를 생성한다는 점에서 상기 송신모듈(131)의 범주에 포함되는 것으로 본다.
상기 HDMI는 HDMI LLC 등에서 주관하여 개발한 디지털 영상 소스 및 음성 소스를 전달하는 인터페이스 규격으로서, 10.2 Gbps 고속 데이터 전송, 1440p 해상도 와 60 Hz 출력의 영상 및 8채널, 192 kbps, 24 bits 사운드를 지원하고, 블루레이(Blue-Ray), HD-DVD 등을 차세대 포맷을 지원한다.
상기 DisplayPort는 VESA 등에서 주관하여 개발한 디지털 영상 소스 및 음성 소스를 전달하는 인터페이스 규격으로서, 10.8 Gbps 고속 데이터 전송, WQXGA 2560 x 1600 해상도의 영상 및 6 Mbps 음성 전송을 지원한다.
상기 출력포트(133)는 상기 송신모듈(131)의 영상 데이터의 전송 방식에 대응하여, D-SUB 출력포트, DVI 출력포트, HDMI 출력포트 또는 DisplayPort 출력포트 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.
예를 들어 상기 출력포트(133)가 상기 DVI 출력포트를 구비하는 경우, 상기 DVI 출력포트는 총 29개의 신호를 출력하는데 이 중 10개는 아날로그 신호에 관한 것이며, 나머지 19개가 디지털 신호에 관한 것이다. 상기 출력포트(133)가 상기 D-SUB 출력포트를 구비하는 경우, 상기 D-SUB 출력포트는 총 15개의 신호를 출력하는데 이들 모두는 RGB 아날로그 신호 및 동기신호, DDC 신호 등에 관한 것이다.
상기 입력포트(141)는 상기 출력부(130)로부터 영상 신호를 입력으로 받아, 상기 수신모듈(143)의 영상 데이터의 전송 방식에 대응하여 상기 영상 신호를 상기 수신모듈(143)로 출력하는 장치이다. 상기 입력포트(141)는 D-SUB 입력포트, DVI 입력포트, HDMI 입력포트 또는 DisplayPort 입력포트 중 적어도 하나를 구비할 수 있고, 일반적으로 상기 출력포트(133)와 동일한 타입이다.
상기 수신모듈(143)은 상기 입력포트(141)로부터 영상 신호를 입력으로 받아, 이를 상기 영상처리부(145)가 처리할 수 있는 형태의 영상 신호로 변환하여, 이를 상기 영상처리부(145)로 출력하는 장치이며, 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter, ADC) 수신모듈, DVI 수신모듈, HDMI 수신모듈 또는 DisplayPort 수신모듈 중 적어도 하나를 구비할 수 있고, 상기 ADC 수신모듈, DVI 수신모듈, HDMI 수신모듈 또는 DisplayPort 수신모듈은 각각 대응되는 적어도 하나의 ADC, DVI 칩(chip), HDMI 칩 또는 DisplayPort 칩을 구비할 수 있다. 여기서 상기 ADC는 상기 영상처리부(145)를 통해 상기 디스플레이부(147)로 전송되는 영상 신호를 생성한다는 점에서 상기 수신모듈(143)의 범주에 포함되는 것으로 본다.
상기 입력포트(141) 중 D-SUB 입력포트를 통해 입력되는 아날로그 영상 신호는 상기 별도의 수신모듈(143)을 거치지 아니하고 아날로그 영상처리부로 전달되거나, 또는 ADC에서 디지털 영상 신호로 변환된 후 디지털 영상처리부로 전달될 수 있다.
상기 입력포트(141) 중 DVI 입력포트를 통해 입력되는 디지털 영상 신호는 DVI 수신모듈에서 상기 디지털 영상처리부가 처리할 수 있는 형태의 영상 신호로 변환된 후, 저전압 차등 시그널링(low voltage differential signaling, LVDS) 전송모듈을 통해 상기 디지털 영상 처리부로 전달된다.
상기 입력포트(141) 중 HDMI 입력포트 또는 DisplayPort 입력포트를 통해 입력되는 디지털 영상 신호는 HDMI 수신모듈 또는 DisplayPort 수신모듈에서 상기 디지털 영상처리부가 처리할 수 있는 형태의 영상 신호로 변환된 후 상기 디지털 영상 처리부로 전달된다.
상기 영상처리부(145)는 상기 수신모듈(143)로부터 전달되는 영상 신호를 입 력으로 받아, 상기 디스플레이부(147)가 화면 표시할 수 있는 형태의 영상 출력 신호로 변환하여, 이를 상기 디스플레이부(147)로 출력하는 장치이다. 상기 영상처리부(145)는 아날로그 영상처리부 및/또는 디지털 영상처리부를 구비한다.
상기 디스플레이부(147)는 상기 영상처리부(145)로부터 상기 영상 출력 신호를 입력으로 받아 이를 화면 표시하는 장치이며, 브라운관(cathode ray tube, braun tube, CRT), 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 플라스마 표시 패널(plasma display panel, PDP) 등일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템에 있어 디스플레이 장치와 터치스크린의 구성을 나타내는 블록도이다.
상기 도 4에 도시된 디지털 멀티비전 시스템의 구성요소 중에서 렌더링부(110) 및 디스플레이 장치(140)는 도 1 내지 도 3에 도시한 동일한 참조부호를 사용하며, 상기 도 1 내지 도 3에 개시된 바와 그 기능 및 작용이 동일하다. 따라서 용이한 이해와 중복된 내용의 혼동을 회피하기 위해 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략키로 한다.
도 4를 참조하면, 상기 터치스크린(150)은 상기 디스플레이 장치(140)에 장착되어 사용자로부터 펜 입력을 받는 장치이다.
상기 좌표값 입력부(160)는 상기 디스플레이 장치(140)의 상기 터치스크린(150)으로부터 전기적 신호값 등의 형태로 펜 터치를 입력으로 받아, 이를 (X, Y) 등의 좌표값 형태로 변환하여, 상기 좌표값을 출력하는 장치이다. 상기 좌표값 입력부(160)는 상기 펜 입력이 발생한 터치스크린의 위치 정보를 상기 디스플레이 장치(140) 또는 상기 터치스크린(150)으로부터 별도의 입력으로 받아들일 수 있다.
상기 좌표값 변환부(170)는 상기 좌표값 입력부(160)로부터 좌표값을 입력으로 받아, 상기 펜 입력이 발생한 터치스크린의 위치 정보를 고려하여 상기 좌표값을 전체 영상에 대응되는 좌표값으로 변환하여, 상기 변환된 좌표값을 애플리케이션 또는 소프트웨어로 출력하는 장치이다. 상기 좌표값 변환부(170)는 상기 좌표값 입력부(160)로부터 상기 펜 입력이 발생한 터치스크린의 위치 정보를 입력으로 받을 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템에 있어 전체 영상에 대응되는 좌표값으로 변환하는 과정을 나타내는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 디지털 멀티비전 시스템이 5120 x 4096 해상도의 영상을 렌더링 하여 재생하고, 1280 x 1024 해상도의 디스플레이 장치 16대가 4 x 4 형태로 배열되며, 상기 디스플레이 장치 전부에 터치스크린이 구비되어 있다고 가정한다.
사용자가 4 x 4 형태로 배열된 16대의 디스플레이 장치들 중 위에서 두 번째, 왼쪽에서 두 번째인 디스플레이 장치의 터치스크린 상의 (100, 100) 좌표를 펜 입력하였다면, 상기 (100, 100) 좌표값이 좌표값 입력부로 입력된다. 좌표값 입력부는 상기 펜 입력이 발생한 터치스크린의 위치를 별도의 입력 등을 이용하여 판별하고, 상기 (100, 100) 좌표값 및 펜 입력이 발생한 터치스크린의 위치 정보를 좌표값 변환부로 출력한다.
좌표값 변환부는 상기 펜 입력이 발생한 터치스크린의 위치 정보를 고려하여 상기 (100, 100) 좌표값을 5120 x 4096 해상도의 전체 영상에 대응되는 좌표인 (1280 * 1 + 100, 1024 * 1 + 100) = (1380, 1124) 좌표값으로 변환한다. 상기 좌표값 변환부는 상기 (1380, 1124) 좌표값을 애플리케이션(application) 또는 CPU로 전달하고, 애플리케이션 또는 CPU는 상기 펜 입력을 반영한 영상 데이터 렌더링이 수행될 수 있도록 버스 인터페이스를 통하여 렌더링부에 명령을 내린다.
마찬가지로 사용자가 4 x 4 형태로 배열된 16대의 디스플레이 장치들 중 위에서 세 번째, 왼쪽에서 세 번째인 디스플레이 장치의 터치스크린 상의 (100, 800) 좌표를 펜 입력하였다면, 상술한 바와 같은 과정을 거쳐 최종적으로 전체 영상에 대응되는 좌표인 (1280 * 2 + 100, 1024 * 2 + 800) = (2660, 2848) 좌표값으로 변환된다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템에 있어 통합 프레임 버퍼와 출력부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템에 있어 출력부와 디스플레이 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템에 있어 디스플레이 장치와 터치스크린의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 멀티비전 시스템에 있어 전체 영상에 대응되는 좌표값으로 변환하는 과정을 나타내는 개념도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 렌더링부 120 : 통합 프레임 버퍼
130 : 출력부 140 : 디스플레이 장치
150 : 터치스크린 160 : 좌표값 입력부
170 : 좌표값 변환부

Claims (9)

  1. 각각 고유의 해상도를 가지는 복수의 디스플레이 장치;
    상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 해상도의 총합의 해상도에 대응하는 메모리양을 가지는 통합 프레임 버퍼;
    적어도 하나의 2D 표준 명령어 또는 3D 표준 명령어에 대응하여 상기 복수의 디스플레이 장치에서 재생되는 각각의 영상에 대응하는 메모리양의 총합의 양을 가지는 영상 데이터에 대해 렌더링을 수행함으로써, 상기 통합 프레임 버퍼 상에 영상 데이터를 생성하는 렌더링부 및
    상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치에 분할하여 출력하는 출력부를 구비하며,
    상기 출력부는 상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통합 프레임 버퍼는 듀얼 포트 메모리를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는
    상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각 각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는, 적어도 하나의 RAM용 D/A 변환기(RAM Digital-to-Analog Converter, RAMDAC)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 상기 출력부의 RAM용 D/A 변환기로부터 분할된 영상 데이터를 수신하여 이를 변환하는 A/D 변환기(Analog-to-Digital Converter, ADC)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는
    상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는, 적어도 하나의 디지털 비주얼 인터페이스(Digital Visual Interface, DVI) 송신모듈을 구비하고,
    상기 디스플레이 장치는
    상기 출력부의 상기 디지털 비주얼 인터페이스 송신모듈로부터 분할된 영상 데이터를 수신하는 디지털 비주얼 인터페이스 수신모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는
    상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는, 적어도 하나의 고화질 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface, HDMI) 송신모듈을 구비하고,
    상기 디스플레이 장치는
    상기 출력부의 상기 고화질 멀티미디어 인터페이스 송신모듈로부터 분할된 영상 데이터를 수신하는 고화질 멀티미디어 인터페이스 수신모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 출력부는
    상기 통합 프레임 버퍼 상의 영상 데이터를 상기 복수의 디스플레이 장치 각각의 고유 해상도로 공간적으로 분할하여 출력하는, 적어도 하나의 디스플레이포트(DisplayPort) 송신모듈을 구비하고,
    상기 디스플레이 장치는
    상기 출력부의 상기 디스플레이포트 송신모듈로부터 분할된 영상 데이터를 수신하는 디스플레이포트 수신모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 디스플레이 장치의 적어도 하나는 대응되는 터치스크린을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치의 상기 터치스크린으로부터 좌표값을 수신하는 좌표값 입력부 및
    상기 좌표값 입력부로부터 전달되는 좌표값을 전체 영상에 대응되는 좌표로 변환하는 좌표값 변환부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 디지털 멀티비전 시스템.
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