KR20060108069A - 임베디드 시스템의 씨 기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바플랫폼용 모바일 3차원 그래픽 엔진 및 그를 이용한 3차원그래픽 구현방법 - Google Patents

임베디드 시스템의 씨 기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바플랫폼용 모바일 3차원 그래픽 엔진 및 그를 이용한 3차원그래픽 구현방법 Download PDF

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KR20060108069A KR1020050030174A KR20050030174A KR20060108069A KR 20060108069 A KR20060108069 A KR 20060108069A KR 1020050030174 A KR1020050030174 A KR 1020050030174A KR 20050030174 A KR20050030174 A KR 20050030174A KR 20060108069 A KR20060108069 A KR 20060108069A
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Abstract

본 발명은 기본적인 그래픽 표현을 위해 사용되는 데이터에 대해서는 C-플랫폼 기반의 그래픽 렌더러에서 구현하고, 모바일용 자바 플랫폼 기반의 그래픽 API중에서 상위레벨의 부가적인 기능 및 C-플랫폼 기반의 3D 그래픽 API에서 제공하지 않는 부분의 그래픽에 대해서는 자바 언어로 구현하도록 함으로써, 종래 모바일용 자바 플랫폼 기반의 모바일 기기에서 자바 언어로만 3차원 그래픽을 처리하거나, 또는 모바일용 자바 플랫폼 기반의 3D 그래픽 API를 C언어 기반으로 하여 3차원 그래픽을 처리하는 것에 비하여, 모바일용 기기에서 효율적인 3차원 그래픽을 구현할 수 있도록 하는 임베디드 시스템의 C-기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진 및 그를 이용한 3차원 그래픽 구현방법에 관한 것이다.
자바 플랫폼, C 플랫폼, 3D 그래픽 API, JSR-184, OpenGL-ES.

Description

임베디드 시스템의 씨 기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3차원 그래픽 엔진 및 그를 이용한 3차원 그래픽 구현방법{J2ME Type mobile 3D graphic engine used C-platform based graphic renderer of Embeded system and the 3D graphic embodiment method}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진을 보인 블록구성도,
도 2는 본 발명에 따라 3차원 그래픽 구현방법을 보인 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110 : 자바플랫폼, 112 : J2ME,
114 : KVM, 116 : 하드웨어계층,
120 : JSR-184, 130 : KNI,
140 : OpenGL-ES 렌더러.
본 발명은 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진구조 및 3차원 그래픽 구현 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모바일 기기에서 자바 플랫폼 기반이 이용된 3차원 그래픽 구현과 C-플랫폼 기반의 표준 3D 그래픽 API(application programming interface) 엔진인 'OpenGL-ES 렌더러'가 이용된 3차원 그래픽 구현이 상호 연동되어 처리되도록 한 임베디드 시스템의 C-기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진 및 그를 이용한 3차원 그래픽 구현방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 휴대용 이동통신단말기(모바일 기기)는 음성 통화호 처리에 만족하지 않고, 단문메시지 전송, 폰북(Phone book), 일정관리, 계산기 뿐만 아니라 게임 등의 부가 기능과 인터넷 브라우징 하는 기능 등이 지속적으로 추가됨으로써 그 기능이 다양하게 발전되고 있으며, 이는 상기 이동통신단말기 사용자들의 기대에 충족되는 형태로 나아가고 있다.
더욱이, 자사의 제품을 차별화하여 이동통신단말기 시장에서의 시장 점유 확대를 모색하기 위한 일환으로 현실감 있는 3차원 그래픽을 표현할 수 있는 기술 개발에 매진하고 있는 추세이다.
이에, 이동통신단말기 등 임베디드 시스템(Embeded system)에서의 3차원 그래픽 기능을 제공하는 방법으로는 상기 이동통신단말의 시스템에 탑재된 그래픽 API 환경에 따라 서로 다른 플랫폼 기반의 3D 그래픽 API가 적용되고 있다.
예컨대, C 기반의 플랫폼 기반의 단말기에서는 'OpenGL-ES(OpenGL-ES: OpenGL for Mobile Devices, 2D/3D 그래픽 API)'를 표준 3D그래픽 API를 채택하고 있으며, 모바일용 자바 플랫폼(J2ME:Java 2 Platform, Micro Edition)기반의 단말 기에서는 JSR(Java Specification Request)-184를 표준으로 채택하고 있는 것이다.
그 중, 자바플랫폼 환경에 최적화된 단말기에서는 3D 그래픽 기능을 제공하기 위해서 상기 JSR-184 스펙을 만족하는 3D 그래픽 엔진을 자바로 구현하는 경우가 있지만, 자바가 기본적으로 인터프리티트(Interpreted) 언어이기 때문에 각각의 명령어가 가상 머신(VM, Virtyal Machine)이라는 인터프리터를 거쳐야 하므로 연산속도가 느려져 엔진 성능이 저하되어 모바일용으로는 적합하지 않다는 문제가 있었다.
또한, 상기 JSR-184 스펙을 만족하는 C-언어 기반의 3D 그래픽 엔진을 새로 만드는 경우에도 많은 시간과 노력이 필요하며, 효율적인 그래픽 처리를 위해 3D 그래픽 엔진을 ASIC화 된 하드웨어 칩으로 만드는 경우에는 더 많은 시간이 필요할 뿐더러, C-언어로 자바의 객체 지향적인 구조를 만족시키긴 힘들기 때문에 모바일용 기기에 제공되는 3차원 그래픽을 적절하게 제공하지 못하는 문제가 발생되었다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자바 플랫폼 기반의 표준 3D 그래픽 API인 JSR-184의 구성 기능중 C-플랫폼 기반의 그래픽 엔진에서 제공하지 않는 부가적인 기능 및 상위 레벨 API에 해당하는 3차원 그래픽에 대한 처리는 자바 언어로 추가 구현하고, 기본적인 3차원 그래픽 처리에 대해서는 상기 JSR-184로부터 3D 관련 데이터를 제공받아 재조합한 후 C-플랫폼 기반의 표준 3D그래픽 API인 OpenGL-ES 용 그래픽 엔진에서 처리하도록 하는, 임베디드 시 스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진 및 그를 이용한 3차원 그래픽 구현방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 임베디드 시스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진은; 자바 환경을 기반으로 하는 모바일용 임베디드 시스템에 적용되는 자바 플랫폼(JAVA Platform)인 J2ME(Java 2 Standard Edition)부와 상기 자바플랫폼 구조에서의 자바응용프로그램을 실행하는 자바용 킬로바이트 가상머신(KVM)과 상기 자바응용프로그램 구동에 따라 3차원 그래픽을 표시하는 하드웨어 계층으로 이루어진 자바 플랫폼과; 상기 자바 플랫폼을 기반으로 3차원 그래픽을 처리하기 위한 제 1그래픽 응용 프로그래밍 인터페이부(API:application programming interface)(JSR-184)와; 상기 제 1그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부로부터 기본적인 3차원 그래픽 표현을 위해 사용되는 3D 데이터를 제공받고 C-기반의 그래픽 렌더러의 처리 순서와 구조에 맞춰 재조합 및 재배열을 행한 후 상기 하드웨어 계층에게로 전달하는 C-플랫폼 기반의 제 2그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부(OpenGL-ES); 및 상기 제 1그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부의 자바 언어와 상기 제 2그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부의 C 기반 언어 상호간의 데이터 변환 및 전달을 위한 인터페이스부(KNI)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 임베디드 시스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진에서의 3차원 그래픽 구현방법은; 모바일용 자바 플랫폼(J2ME)과, 상기 모바일용 자바 플랫폼 기반의 그 래픽 API(JSR-184) 및 C-플랫폼 기반의 그래픽 API(OpenGL-ES)와, 상기 JSR-184의 자바 기반의 언어와 상기 OpneGL-ES의 C 기반 언어 상호간의 데이터 변환 및 전달을 위한 인터페이스가 구비되어 3차원 그래픽 데이터를 표현하는 방법에 있어서, 상기 JSR-184에 해당되는 신 그래프 구조(Scene Graph Architecture)와 애니매이션으로부터 제공되는 상위 레벨의 부가적인 기능 및 상기 OpenGL-ES에서 제공되지 않는 기능에 포함되는 3차원 그래픽 데이터가 자바 응용프로그램에 의하여 특정 디스플레이부에 표시되며, 상기 자바 응용프로그램에 의해 표시되는 3차원 그래픽 이외의 데이터는 상기 C-언어를 기반으로 하는 그래픽 API(OpenGL-ES) 렌더러가 상기 JSR-184의 하위레벨 API인 3D 코어 렌더링으로부터 3차원 데이터를 제공받고 상기 디스플레이부에 표시되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진을 보인 블록구성도이다.
도시된 바와 같이, 자바 환경을 기반으로 하는 이동통신단말기나 PDA 등의 모바일용 임베디드 시스템에 적용되는 모바일용 자바 플랫폼(JAVA Platform)인 J2ME(Java 2 Standard Edition)부(112), 상기 자바 플랫폼 기반의 모바일 기기에서 3차원 그래픽을 처리하기 위한 그래픽 API(application programming interface)인 JSR-184부(120), 상기 JSR-184부(120)로부터 기본적인 3차원 그래픽 표현을 위해 사용되는 3D 데이터를 제공받고 C-기반의 그래픽 렌더러에서 처리하는 C-플랫폼 기반의 3차원 그래픽 API인 OpneGL-ES(140), 상기 JSR-184의 자바 기반의 언어와 상기 OpneGL-ES의 C 기반 언어 상호간의 데이터 변환 및 전달을 위한 KNI(130), 3차원 그래픽을 디스플레이시키는데 필요한 CPU, GPU, 카메라칩 등이 구비된 모바일용 하드웨어계층(116)으로 이루어진다.
상기 J2ME부(112)는, 사운드, 네트워킹 등을 담당하는 계층과, 2D그래픽을 처리하는 계층이 포함된다.
상기 JSR-184(120)는, 신 그래프구조(scene graph architecture)(122)와 애니메이션 부분(124)을 담당하는 상위레벨 API와, 직접 화면상에 3차원 그래픽을 표시하는 3D core 렌더링(126)과 관련된 하위레벨 API 형태로 구분된다.
상기 KVM(Kilobyte Virtual Machine)(114)은 자바플랫폼 구조에서의 자바응용프로그램을 실행하는 킬로바이트 가상머신이다.
또한, 상기 KNI(130)는 상기 킬로바이트 가상머신에서 제공하는 API이다.
그리고, 본 발명에 따른 자바플랫폼 구조는 상기 J2ME(112), KVM(114), 하드웨어계층(116)을 포함하는 구조이다.
이어, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따라 3차원 그래픽의 구현방법을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
우선, 본 발명은 JSR-184 스펙을 만족하는 자바 플랫폼 기반의 모바일 3D 그래픽 엔진을 기존의 OpenGL-ES용 엔진을 재사용하여 구현하기 때문에, 전술한 바와 같이 모바일용 자바 플랫폼(J2ME)(110)과, 상기 모바일용 자바 플랫폼(110) 기반의 그래픽 API(JSR-184)(120) 및 C-플랫폼 기반의 그래픽 API(140)과, 상기 JSR-184의 자바 기반의 언어와 상기 OpenGL-ES의 C 기반 언어 상호간의 데이터 변환 및 전달을 위한 KNI(130)가 모바일용 이동통신 단말기에 제공되어야 한다.
그와 같은 상태에서, 3차원 그래픽은 자바플랫폼(110)의 킬로바이트가상머신(KVM)(114)를 통해 자바언어로 구현되는 것과 OpenGL-ES 렌더러(140)을 통해 C-기반 언어로 구현되는 것이 상호 연계되어 이동통신단말기상에 표현되는 바, 이를 설명하기로 한다.
먼저, 상기 모바일용 자바플랫폼(110)의 킬로바이트가상머신(KVM)(114)을 통해 표현되는 것은 JSR-184(124)에 해당되는 신 그래프 구조(122)와 애니매이션(124)으로부터 제공되는 상위 레벨의 부가적인 기능 및 후술하는 OpenGL-ES 렌더러(140)에서 제공되지 않는 기능에 포함되는 3차원 그래픽 데이터를 자바 응용프로그램을 실행하는 상기 킬로바이트가상머신(KVM)(114)에게로 제공한다.
그러면, 상기 킬로바이트가상머신(KVM)(114)는 상기 하드웨어계층(116)과의 통신에 따라 상기 3차원 그래픽 데이터를 제공하고, 상기 하드웨어계층(116)은 CPU 등의 제어동작에 따라 자바 언어를 기반으로 하여 3차원 그래픽을 표시한다.
한편, 상기 킬로바이트가상머신(KVM)(114)에 의해 표현되는 3차원 그래픽 이외의 데이터에 해당되는 3차원 그래픽 데이터는, 상기 JSR-184(120)의 하위레벨 API인 3D 코어 렌더링(126)에서 렌더링된 이후에 상기 렌더링과 관련된 각종 3차원 그래픽 데이터가 상기 KNI(130)에게로 전달된다.
상기 KNI(130)는 상기 3D 코어 렌더링(126)으로부터 제공받은 자바 언어 기반의 데이터를 C-플랫폼 기반의 그래픽 엔진에서 구현될 수 있도록 C-기반 언어로 상기 데이터를 변환하여 조합하고, 상기 조합된 데이터는 C-플랫폼 기반의 3D 그래픽 API인 OpenGL-ES 렌더러(140)에게로 제공된다.
이때, C-언어 기반의 데이터와 자바 언어 기반의 데이터 상호간의 구조가 서로 상이하므로 상기 KNI(130)에 의해 상기 두개의 플랫폼 상호간의 데이터가 서로 변환되도록 한다.
그러면, 상기 OpenGL-ES 렌더러(140)는 상기 변환된 3차원 그래픽 데이터를 제공받고 상기 하드웨어계층(116)에게로 전달하여 3차원 그래픽이 표시되도록 한다.
그러나, 상기 OpenGL-ES 렌더러(140)는 상기 변환된 3차원 그래픽을 가지고 있지만, 이는 객체지향적 언어인 자바의 특성을 이어받아 객체(Object)의 재사용과 공유가 가능하도록 자바의 특성상 각 해당 클래스 별로 나뉘어지는 3차원 그래픽 데이터이기 때문에, 상기 OpenGL-ES 렌더러(140)는 C-플랫폼 기반에 따라 렌더링이 이루어질 수 있도록 그 OpenGL-ES 렌더러(140)가 수행하는 렌더링에 대한 처리 순서와 구조에 맞춰 상기 데이터를 재조합하고 재배열하는 과정이 선행되어야 한다.
그와 같이 재조합과 재배열이 이루어져 상기 OpenGL-ES 렌더러(140)에 의하여 데이터가 처리가능한 구조로 변경이 이루어지면, 상기 OpenGL-ES 렌더러(140)는 3차원 그래픽 렌더링 공정을 행하고, 최종적으로 상기 하드웨어계층(116)에게로 제공하여 디스플레이부에 표시하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 임베디드 시스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진 및 그를 이용한 3차원 그래픽 구현방법에 따르면, 자바 플랫폼 기반의 모바일 3D 그래픽 엔진(JSR-184)과 C-플랫폼 기반의 모바일 3D 그래픽엔진(OpenGL-ES)을 상호 연계하여 3차원 그래픽을 구현하기 때문에, 종래 자바플랫폼 기반에서의 3D 그래픽 엔진을 순수 자바로 구현하는 것에 비하여 엔진속도를 향상시킬 수 있으며, C-언어 기반으로 만들어진 기존의 모바일용 그래픽 엔진을 활용함으로써 새로운 엔진을 설계하여 제작하는 것에 비해 효율적인 방법으로 자바 플랫폼 기반의 모바일 기기에서 3차원 그래픽을 구현할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 자바 환경을 기반으로 하는 모바일용 임베디드 시스템에 적용되는 자바 플랫폼(JAVA Platform)인 J2ME(Java 2 Standard Edition)부와 상기 자바플랫폼 구조에서의 자바응용프로그램을 실행하는 자바용 킬로바이트 가상머신(KVM)과 상기 자바응용프로그램 구동에 따라 3차원 그래픽을 표시하는 하드웨어 계층으로 이루어진 자바 플랫폼과;
    상기 자바 플랫폼을 기반으로 3차원 그래픽을 처리하기 위한 제 1그래픽 응용 프로그래밍 인터페이부(API:application programming interface)(JSR-184)와;
    상기 제 1그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부로부터 기본적인 3차원 그래픽 표현을 위해 사용되는 3D 데이터를 제공받고 C-기반의 그래픽 렌더러의 처리 순서와 구조에 맞춰 재조합 및 재배열을 행한 후 상기 하드웨어 계층에게로 전달하는 C-플랫폼 기반의 제 2그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부(OpenGL-ES); 및
    상기 제 1그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부의 자바 언어와 상기 제 2그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부의 C 기반 언어 상호간의 데이터 변환 및 전달을 위한 인터페이스부(KNI)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1그래픽 응용 프로그래밍 인터페이스부는 신 그래프구조(scene graph architecture)와 애니메이션 부분을 담당하는 상위레벨 API와, 직접 화면상에 3차원 그래픽을 표시하는 3D core 렌더링과 관련된 하위레벨 API로 구분되는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 인터페이스부(KNI)는 상기 킬로바이트 가상머신에서 제공하는 응용 프로그래밍 인터페이스인 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진.
  4. 모바일용 자바 플랫폼(J2ME)과, 상기 모바일용 자바 플랫폼 기반의 그래픽 API(JSR-184) 및 C-플랫폼 기반의 그래픽 API(OpenGL-ES)과, 상기 JSR-184의 자바 기반의 언어와 상기 OpneGL-ES의 C 기반 언어 상호간의 데이터 변환 및 전달을 위한 인터페이스가 구비되어 3차원 그래픽 데이터를 표현하는 방법에 있어서,
    상기 JSR-184에 해당되는 신 그래프 구조와 애니매이션으로부터 제공되는 상위 레벨의 부가적인 기능 및 상기 OpenGL-ES에서 제공되지 않는 기능에 포함되는 3차원 그래픽 데이터가 자바 응용프로그램에 의하여 특정 디스플레이부에 표시되며,
    상기 자바 응용프로그램에 의해 표시되는 3차원 그래픽 이외의 데이터는 상기 C-언어를 기반으로 하는 그래픽 API(OpenGL-ES) 렌더러가 상기 JSR-184의 하위레벨 API인 3D 코어 렌더링으로부터 3차원 데이터를 제공받고 상기 디스플레이부에 표시되는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진을 이용한 3차원 그래픽 구현방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 C-언어를 기반으로 하는 그래픽 렌더러에 의한 3차원 그래픽 표시 방법은,
    상기 3D 코어 렌더링으로부터 제공받은 3차원 렌더링과 관련된 각종 3차원 데이터가 상기 인터페이스(KNI)에게로 전달되는 단계;
    상기 인터페이스(KNI)에 의하여 상기 3D 코어 렌더링으로부터 제공받은 자바 언어 기반의 데이터가 C-플랫폼 기반의 그래픽 엔진에서 구현될 수 있도록 C-기반 언어의 데이터로 변환 및 조합되는 단계;
    상기 조합된 데이터가 상기 OpenGL-ES 렌더러에게로 제공되는 단계;
    상기 OpenGL-ES 렌더러에 의하여 상기 제공된 데이터가 상기 OpenGL-ES 렌더러의 처리순서와 구조에 맞춰 재조합 및 재배열되는 단계;
    상기 재조합과 재배열된 데이터가 디스플레이부에 표시되는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임베디드 시스템의 C기반 그래픽 렌더러가 이용된 자바 플랫폼용 모바일 3D 그래픽 엔진을 이용한 3차원 그래픽 구현방법.
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KR (1) KR20060108069A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101019688B1 (ko) * 2008-04-24 2011-03-07 (주)아이엠시티 고레벨 언어 기반 임베디드 시스템
KR101355443B1 (ko) * 2010-02-26 2014-01-28 에스케이플래닛 주식회사 모바일 그래픽 처리 장치 및 방법, 그를 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
KR20150067165A (ko) * 2012-10-09 2015-06-17 알리바바 그룹 홀딩 리미티드 그래픽 렌더링

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