KR20070008707A

KR20070008707A - 그래픽 파이프라인, 그래픽 렌더링 방법, 컴퓨터 및 그래픽디스플레이 디바이스

Info

Publication number: KR20070008707A
Application number: KR1020067024572A
Authority: KR
Inventors: 바트 지 비 바렌브루그
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2004-05-03
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2007-01-17
Also published as: WO2005106798A1; US8059133B2; US20090167776A1; CN1981306B; CN1981306A; DE602005006264D1; EP1745440A1; JP2007536668A; ATE393439T1; EP1745440B1; DE602005006264T2

Abstract

그래픽을 렌더링(rendering)하는 그래픽 파이프라인(20)이 텍스처 데이터(texture data)(22) 및 버텍스 데이터(vertex data)(23)를 수신한다. 상기 텍스처 데이터(22)는 텍스처 공간에서 축 정렬된 직사각형 텍스처 맵(24)들을 규정한다. 상기 버텍스 데이터(23)는 스크린 공간에서 출력 사각형(25)을 규정한다. 래스터라이저(27)가 입력 직사각형(24) 내에 어느 텍셀들이 있는지를 결정함으로써 입력 직사각형(24)을 래스터화한다. 맵퍼(28)는 상기 입력 직사각형들(24) 내의 텍셀들을 상기 출력 사각형들(25)로 맵핑한다. 상기 맵핑은 상기 텍셀들의 텍스처 공간 그리드 좌표로부터 스크린 공간 출력 좌표를 계산함으로써 수행된다. 이러한 계산을 위해서, 상기 입력 직사각형들(24) 내의 상기 텍셀들의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표들의 적어도 하나의 선형 결합 및 상기 입력 직사각형들(24) 내의 상기 텍셀들의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표들의 실수 멱(real power)들의 적어도 하나의 적(product)을 포함하는 등식이 사용된다.

Description

그래픽 파이프라인, 그래픽 렌더링 방법, 컴퓨터 및 그래픽 디스플레이 디바이스{GRAPHICS PIPELINE FOR RENDERING GRAPHICS}

본 발명은 그래픽을 렌더링(rendering)하는 그래픽 파이프라인에 관한 것으로, 이 그래픽 파이프라인은 텍스처 데이터(texture data) 및 버텍스 데이터(vertex data)를 수신하는 입력부━상기 텍스처 데이터는 텍스처 공간에서 텍스처 맵들(texture maps)을 규정하며, 상기 각 텍스처 맵은 텍스처 공간 그리드 좌표와 연관된 텍셀들(texels)을 포함하고, 상기 버텍스 데이터는 입력 다각형들(polygons)의 텍스처 공간 입력 좌표 및 출력 다각형들의 스크린 공간 입력 좌표를 포함하며, 상기 각 입력 다각형은 상기 대응하는 하나의 출력 다각형과 연관됨━와, 상기 입력 다각형들의 텍스처 공간 입력 좌표를 수신하고 상기 입력 다각형들 내의 상기 텍셀들의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표를 제공하는 래스터라이저(rasterizer)와, 상기 입력 다각형들 내의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표를 상기 출력 다각형들로 맵핑하는 맵퍼(mapper)━상기 맵핑은 상기 입력 다각형들 내의 텍셀들의 텍스처 공간 그리드 좌표로부터 스크린 공간 출력 좌표를 계산함으로써 수행됨━를 포함한다. 여기서, 텍셀은 텍스처를 구성하는 최소 구성 단위이다.

본 발명은 또한 디스플레이 상에 디스플레이될 그래픽을 렌더링하는 방법, 컴퓨터 및 그래픽을 디스플레이하는 디바이스에 관한 것이다.

텍스처 맵핑은 현재의 3D 그래픽 시스템의 핵심 기술이다. 이러한 그래픽 시스템은 닌텐도 게임 큐브, 소니 플레이스테이션 및 마이크로소프트 엑스박스와 같은 개인용 컴퓨터 또는 게임용 콘솔용 3D 게임과 같은 그래픽 애플리케이션에 사용된다. 텍스처 맵핑에 있어서, 3 차원 객체를 2 차원적으로 표현한 객체의 기하 구조에 텍스처가 제공된다. 이로써, 온-스크린 그래픽의 형상 및 색상이 3 차원 객체과 실제적으로 유사하게 된다. 텍스처 맵핑 기술로서 2 개의 기술이 존재하는데, 하나는 역방향 텍스처 맵핑 기술(ITM)이며, 다른 하나는 순방향 텍스처 맵핑 기술(FTM)이다. ITM의 경우에, 스크린 공간에서 픽셀들을 가로지르고 이이서 맵퍼가 픽셀 그리드 좌표를 텍셀 좌표로 맵핑한다. 맵핑된 텍셀 좌표의 밀도(intensity)는 텍스처 메모리 내에 저장되며 텍셀 좌표를 둘러싸는 텍셀 그리드 위치에서 발생하는 텍셀 밀도를 웨이팅(weighting)함으로써 결정된다. FTM의 경우에, 스크린 공간 위치가 텍스처 그리드 좌표로부터 계산된다. 스크린 공간 위치에서의 밀도는 주위의 스크린 공간 그리드 좌표에 걸쳐서 분포되어 있으며, 이 스크린 공간 그리드 위치에 분포된 밀도가 이미지 버퍼에 저장된다. 본 발명에 따른 그래픽 파이프라인은 FTM 기술을 기반으로 한다.

통상적인 3D FTM 그래픽 파이프라인은 텍스처 데이터 및 버텍스 데이터를 수신하는 입력부와, 텍스처 데이터를 저장하는 텍스처 메모리와, 텍스처 공간 내의 입력 다각형들을 래스터화하는 래스터라이저 및 텍스처를 스크린으로 맵핑하는 맵퍼를 포함한다. 텍스처 데이터는 텍스처 맵들을 규정하며, 각 텍스처 맵은 텍셀들의 어레이를 포함하고, 각 텍셀은 텍스처 공간 그리드 좌표와 텍스처 색상과 연관된다. 버텍스 데이터는 입력 다각형들의 버텍스들을 규정하는 텍스처 공간 입력 좌표 및 출력 다각형들의 버텍스들을 규정하는 스크린 공간 입력 좌표를 포함한다. 출력 다각형들은 3 차원적 객체를 2 차원적으로 표현한 객체의 기하 구조를 구성한다. 각 입력 다각형은 대응하는 출력 다각형과 연관된다. 2 차원적으로 표현된 객체는 디스플레이 스크린 상에 디스플레이되는데 사용되며 소정의 뷰잉 점에서 3 차원적 객체를 원근법적으로 표현한다. 텍스처 메모리는 텍스처 데이터를 저장한다. 래스터라이저는 입력 다각형들의 텍스처 공간 입력 좌표를 수신하고 입력 다각형들 내의 텍셀들의 텍스처 공간 그리드 좌표를 제공한다. 입력 다각형들의 버텍스들인 텍스처 공간 입력 좌표는 그리드 위치 상에 위치할 필요가 없다. 맵퍼는 텍셀 색상 및 좌표를 출력 다각형들로 맵핑한다. 이러한 맵핑은 텍스처 공간 그리드 좌표로부터 스크린 공간 출력 좌표를 계산함으로써 수행된다. 스크린 공간 출력 좌표는 일반적으로 스크린 공간에서 픽셀 그리드 위치 상에 존재하지 않는다. 종종 스크린 공간 리샘플러(resampler)가 사용되어 상기 맵핑된 텍스처 공간 그리드 좌표의 색상을 스크린 공간 출력 좌표들을 둘러싸는 픽셀 그리드 위치들 상으로 분포시킨다.

공지된 FTM 그래픽 시스템들은 텍스처 공간 내의 다각형들을 스크린 공간 내의 다각형들로 맵핑시키는 원근법적 맵핑(perspective mapping)을 사용한다. 이러 한 원근법적 맵핑의 실례가 도 1에 도시되어 있다. 스크린 공간(5)에서 피라미드의 원근법적 사영이 도시된다. 현실 세계에서는, 이 피라미드는 정방형 베이스 상의 4 개의 삼각형에 의해서 형성되며, 여기서 오직 3 개의 삼각형만이 스크린 공간(5)에서의 2 차원적 표현을 규정하는 뷰잉 점(viewpoint)에서 보여지게 된다. 텍스처 공간(4)은 스크린 공간(5)에서 보이게 되는 3 개의 삼각형(1,2,3)의 텍스처를 포함한다. 2 차원 텍스처 공간(4)에서의 3 개의 삼각형(1,2,3)은 이 삼각형들에 대한 법선 방향에서 보이게 되는 3 차원 현실 공간(도시되지 않음)에서의 삼각형들과 동일하다. 텍스처 공간(4)에서의 각 삼각형은 뷰잉 면(viewing plane)(스크린 공간)(5)에 대한 현실 공간에서의 자신의 배향에 따라서 상이한 변형을 경험한다. 이 경우에, 현실 공간에서 한 삼각형(2)의 형상은 뷰잉 면(5)과 평행하며, 이 삼각형(2)의 텍스처의 형상은 2 차원적 표현에 있어서 보존된다. 피라미드의 스크린 공간(5) 상으로의 원근법적 사영으로 인해서 2 개의 삼각형(1,3)이 상이한 형상을 갖는 삼각형으로 변형된다. 이 2 개의 삼각형(1,3)에 대한 텍스처도 변형되는데, 그 이유는 삼각형(1,2) 내의 모든 텍셀들이 삼각형(1,3) 자체와 함께 변형되었기 때문이다. 도 1에 도시된 이러한 원근법적 사영의 결과는 텍스처 공간에서의 다각형들이 뷰잉 면(5)에 대해 법선 방향이 아닌 뷰잉 방향에서 보이게 되는 바와 같이 동일한 삼각형들의 2 차원적 표현으로 변형되는 것이다.

3D 그래픽에서 사용되는 원근법적 맵핑의 일반적인 형태는 다음과 같다.

여기서, h는 이들이 실제 스크린 공간 출력 좌표 x_c 및 y_c에 도달하기 위해서 제 3 좌표(w_c ^h)에 의해 나누어져야 하는 동질의 좌표들임을 표시하며, u_g 및 v_g는 맵핑될 텍셀의 텍스처 공간 그리드 좌표를 나타낸다. 동질의 좌표들은 비선형 원근법적 사영들을 구현하기 쉬운 선형 연산 및 하나의 제산으로 분할하는데 사용된다. 맵퍼는 먼저 입력 다각형의 텍스처 공간 입력 좌표 및 출력 다각형의 스크린 공간 입력 좌표를 사용하여 맵핑 계수 A-I를 계산한다. 현실 공간에서는 모든 다각형들이 뷰잉 면(5)에 대해서 상이한 배향을 가지기 때문에, 맵핑 계수들은 상이한 다각형들 간에 서로 상이하다. 맵핑 계수가 알려지면, 다각형 내의 모든 텍셀들이 출력 다각형로 맵핑된다.

상술된 그래픽 시스템의 단점은 래스터라이저가 복잡하고 비용이 많이 든다는 것이다. 가령, 입력 다각형들은 그의 버텍스의 텍스처 공간 좌표들에 의해서 규정되는 삼각형, 사각형 또는 오각형일 수 있다. 어느 텍셀이 그 다각형 내에 존재하는지의 결정하기 위해서, 래스터라이저는 먼저 그 다각형의 에지들을 결정해야 한다. 이어서, 어느 텍셀이 그 다각형 내에 존재하는지가 결정되고 후속 처리가 수행된다. 이러한 에지 계산에 있어서 복잡하고 비용이 많이 드는 래스터라이저가 요구된다. 따라서, 이러한 래스터라이저는 저가의 그래픽 시스템에서는 적합하지 않다. 이러한 저가의 그래픽 시스템이 가령 텔레비전 및 셀 방식 전화에 3D 그래픽 기술을 부가하기 위해서 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 디스플레이 상에 디스플레이될 그래픽을 렌더링하되, 덜 복잡하고 비용이 저렴한 래스터라이저를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명은 독립 청구항들에 의해서 규정된다. 종속 청구항들은 유리한 실시예들을 규정한다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위해서, 축 정렬된 직사각형을 래스터하기만 하면 되는 래스터라이저가 제공된다. 축 정렬된 직사각형은 단지 2 개의 좌표 쌍에 의해서 규정될 수 있다. 어떠한 복잡한 에지 계산도 이러한 축 정렬된 직사각형을 래스터화기 위해서 필요하지 않게 된다. 축 정렬된 직사각형 내의 텍셀들은 가령 다음과 같은 샘플 코드에 의해서 매 라인마다 용이하게 처리될 수 있다.

For i= v_r1 to v_r2

For j= u_r1 to u_r2

Process(j,i)

j=j+1

End For

i=i+1

End For

여기서, u_r1 및 v_r1은 축 정렬된 직사각형을 규정하는 제 1 좌표 쌍의 좌표들이며, u_r2 및 v_r2은 축 정렬된 직사각형을 규정하는 제 2 좌표 쌍의 좌표들이다.

본 발명에 따른 그래픽 파이프라인에서, 맵퍼는 입력 직사각형들 내의 텍셀들을 이 텍셀들의 텍스처 공간 그리드 좌표로부터 스크린 공간 출력 좌표를 계산함으로써 출력 사각형들로 맵핑한다. 상기 스크린 공간 출력 좌표는 입력 직사각형들 내의 텍셀들의 텍스처 공간 그리드 좌표들의 적어도 하나의 선형 결합 및 입력 직사각형들 내의 텍셀들의 텍스처 공간 그리드 좌표들의 실수 멱(real power)들의 적어도 하나의 적(product)을 포함하는 맵핑 함수를 사용하여 계산된다.

본 발명에 따른 그래픽 파이프라인 내의 맵퍼에 의해 사용되는 맵핑 함수는 상수 항 또는 입력 좌표들 중 하나에 오직 선형으로 의존하는 항뿐만 아니라 비선형 항 또는 쌍일차 항(bilinear term)도 포함한다. 이렇게 비선형 항 또는 쌍일차 항을 도입함으로써 축 정렬된 입력 직사각형 및 그 내부의 텍셀들을 스크린 공간(5)에서 현실적으로 변형된 텍셀을 갖는 임의적으로 형상화된 출력 사각형으로 변형할 수 있다. 원근법적 맵핑에 있어서, 텍스처 공간(4)에서의 축 정렬된 직사각형들은 다른 각도로 직사각형을 뷰잉할 때에 관찰되는 사각형들로만 변형될 수 있다. 모든 3D 객체들을 오직 직사각형만을 사용하여서 모델링하는 것은 불가능하다. 본 발명에 따른 그래픽 파이프라인을 통해서 복잡하고 비용이 많이 드는 래스터라이저 없이도 텍스처 공간(4) 내의 축 정렬된 직사각형들을 스크린 공간(5)에서 임의적으로 선택된 뷰잉 각도로부터 관찰된 임의적으로 형상화된 사각형으로 변형할 수 있다.

추가 항을 도입하기 위해서, 등식 (1)의 맵핑이 확장될 수 있다. 행렬의 형태로, 확장된 맵핑은 가령 다음과 같다.

여기서, n,m은 실수이다. 스크린 공간 좌표를 계산하는 함수는 텍스처 공간 그리드 좌표의 실수 멱들의 적어도 하나의 적을 포함할 때에, 계수 C, G 및 K 중 적어도 하나는 제로가 아니다. 또한, n 및 m은 동시에 제로가 될 수 없으며, n 또는 m이 제로가 되는 경우에 나머지 하나는 동시에 1이 될 수 없다.

현대의 대부분의 텔레비전은 비디오 이미지를 가령 4:3 및 16:9와 같은 상이한 비디오 포맷으로 변환하는 비디오 스케일러를 포함하고 있다. 본 발명에 따른 그래픽 파이프라인의 래스터라이저와 같이, 이러한 비디오 스케일러는 직사각형 입력(통상적으로 전체 이미지)만을 취하여 이 직사각형 입력을 스크린 공간으로 맵핑한다. 이러한 비디오 스케일러는 다음과 같은 형태의 맵핑을 수행한다.

이 등식 (2)는 D 가 제로가 아닌 경우에는 파노라마 모드를 위해서 사용되며 D가 제로인 경우에는 수평 확대 또는 축소를 위해서 사용된다. 이러한 공지된 비디오 스케일러는 3D 그래픽을 랜더링하는데 적합하지 않는데, 그 이유는 이러한 비디오 스케일러는 입력 직사각형을 임의적으로 형상화된 사각형으로 맵핑하지 못하기 때문이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 현실 공간에서 텍스처 공간으로의 맵핑은 다음 형태의 쌍일차 맵핑(n = m = 1)이다.

구(sphere)와 같은 몇몇 객체들은 직사각형만을 사용하여서 모델링될 수 없지만, 이러한 객체들은 임의적으로 형상화된 사각형 또는 사다리꼴을 사용하여 모델링될 수 있다. 쌍일차 맵핑의 경우에, 텍스처 공간에서의 평면 직사각형 및 이에 대응하는 텍스처는 스크린 공간에서 임의적으로 형상화된 사각형으로 변형될 수 있다. 이로써, 쌍일차 맵핑은 구 형상의 3D 객체를 현실적으로 모델링하는데 사용될 수 있다.

쌍일차 맵핑을 사용함으로써 발생하는 추가적인 이점은 텍스처 공간 내의 직사각형 및 이에 대응하는 텍스처가 스크린 공간에서는 비 평면 사각형으로 변형될 수 있으며 이로써 비 평면 3D 객체가 매우 현실적으로 모델링될 수 있다는 것이다.

도 1은 종래 기술 3D 그래픽 파이프라인에서 텍스처 공간에서 스크린 공간으로의 원근법적 맵핑을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 그래픽 파이프라인의 실시예의 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 그래픽 파이프파인이 유리하게 사용될 수 있는 그래픽 시스템의 실시예의 블록도,

도 4a 내지 도 4c는 텍스처 공간 내의 입력 직사각형을 래스터화하는 방법과 그의 텍스처를 스크린 공간으로 맵핑하는 방법을 개략적으로 도시한 도면,

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 3D 그래픽 파이프라인에서 텍스처 공간을 스크린 공간으로 맵핑하는 방법을 도시한 도면,

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 그래픽 파이프라인에 의해서 획득된 구의 2 차원적 표현을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 그래픽 파이프라인(20)의 일 실시예의 블록도이다. 이 파이프라인(20)은 텍스처 데이터(22) 및 버텍스 데이터(23)를 수신하는 입력부(21)를 포함한다. 상기 버텍스 데이터(23)는 입력 직사각형들의 텍스처 공간 입력 좌표(u_r,v_r)(24) 및 출력 사각형들의 스크린 공간 입력 좌표(x^h _r,y^h _r,w^h _r)(25)를 포함한다. 이러한 좌표들 및 다른 좌표들이 도 4를 참조하여 이후에 자세하게 설명될 것이다. 텍스처 데이터(22)는 텍스처 메모리(26) 내에 저장된다. 래스터라이저(27)가 상기 입력 직사각형들의 상기 텍스처 공간 입력 좌표(u_r,v_r)(24)를 수신하고 상기 입력 직사각형들 내의 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g)를 제공한다. 이 래스터라이저(27)의 동작은 도 4를 참조하여 이후에 자세하게 설명될 것이다. 맵퍼(28)가 상기 입력 직사각형들 내의 텍셀들을 상기 출력 사각형들로 맵핑한다. 상기 맵핑은 상기 텍셀들의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g)로부터 스크린 공간 출력 좌표(x_c,y_c)(29)를 계산함으로써 수행된다. 이러한 맵퍼의 동작은 도 5를 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

그래픽 파이프라인의 모든 구성 요소들은 가령 그래픽 프로세서 유닛(GPU)의 일부로서 또는 PC용 비디오 그래픽 카드 상의 별도의 구성 요소로서 하드웨어적으로 구현될 수 있다. 이 그래픽 파이프라인은 또한 비디오 그래픽 카드를 위한 드라이버 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 이와 달리, 그래픽 파이프라인은 컴퓨터 디스플레이, 텔레비전, 휴대 전화, PDA 또는 디스플레이를 포함하는 다른 소비제 전자 제품의 하드웨어 구성 요소 또는 소프트웨어 구성 요소로서 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 그래픽 파이프라인(20)이 유리하게 사용될 수 있는 그래픽 시스템의 실례의 블록도이다. 이 그래픽 시스템은 그래픽 파이프라인(20), 스크린 공간 리샘플러(31), 프레임 버퍼(32) 및 디스플레이 스크린(33)을 포함한다. 리샘플러(31)는 텍셀들 각각의 색상을 텍셀들 중 해당 텍셀의 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g)로부터 계산된 스크린 공간 출력 좌표(x_c,y_c)(29)를 둘러싸는 픽셀 위치들 상으로 분포시킨다. 맵퍼에 의해서 계산되지 않은 스크린 공간 출력 좌표(x_c,y_c)(29)는 스크린 공간 내의 픽셀 위치와 일치할 필요가 없다. 각 텍셀에 대해서 스크린 공간 리샘플러(31)는 스크린 공간(5) 내의 픽셀 위치들의 색상 값에 대한 기여도를 스크린 공간 출력 좌표(x_c,y_c) 및 이에 대응하는 색상으로부터 계산한다. 전체적인 이미지에 대한 색상 값들이 프레임 버퍼(32) 내에 저장된다. 이미지 내의 모든 픽셀들에 대한 색상 값들이 프레임 버퍼(32) 내에 저장되면, 이 이미지는 가령 디스플레이 스크린(33) 또는 디스플레이용 빔 발생기로 전송될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 텍스처 공간(4) 내의 입력 직사각형(41)의 래스터화 및 그의 텍스처의 스크린 공간(5)으로의 맵핑을 개략적으로 도시하고 있다. 도 4a에서, 그래픽 파이프라인(20)의 입력부(21)에서 수신된, 텍스처 공간(4) 내의 축 정렬된 직사각형(41)이 도시되어 있다. 축 정렬된 직사각형은 오직 2 개의 좌표 쌍들((u_r1,v_r1),(u_r2,v_r2))에 의해서 규정될 수 있다. 도 4b에서, 축 정렬된 직사각형(41)의 래스터화가 도시되어 있다. 직사각형(41)은 그리드가 보이도록 그리드 상에 중첩되어 있다. 각 그리드 위치(43)는 텍스처 메모리(26) 내에 저장된, 텍스처 데이터(22)의 일부인 텍스처의 구성 단위인 텍셀을 포함한다. 각 텍셀은 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g) 및 텍스처 색상과 연관된다. 그리드 위치(43)의 일부분은 직사각형(41) 외부에 존재한다. 다른 그리드 위치들은 직사각형(41) 내에 존재하며 맵핑될 텍셀(44)을 포함한다. 래스터라이저가 어느 텍셀(44)이 직사각형(41) 내에 있는지를 결정한다.

래스터화 이후에, 직사각형(41)이 맵퍼(28)에 의해서 스크린 공간(5) 내의 출력 사각형으로 맵핑된다. 도 4c는 스크린 공간(5) 내의 맵핑된 사각형(51)을 도시한다. 맵퍼(28)는 먼저 입력 직사각형(41)의 텍스처 공간 입력 좌표(u_r,v_r)(42) 및 출력 사각형들(45)의 상기 스크린 공간 입력 좌표(x^h _r,y^h _r,w^h _r)(47)를 사용하여 맵핑 계수 A-L(등식 (3) 참조)를 계산한다. 상기 맵핑 계수가 알려지면, 입력 직사각형(41) 내의 모든 텍셀들(44)이 출력 사각형(45)으로 맵핑된다. 맵핑된 텍 셀(46)의 스크린 공간 출력 좌표(x_c,y_c)가 등식 (3)의 맵핑 함수와 같은 맵핑 함수를 사용하여 계산된다. 먼저, 동질의 좌표 x^h _c 가 계산되고 제 3 좌표 (w_c ^h)에 의해 나누어져서 실제 스크린 공간 출력 좌표 x_c 가 획득된다. y_c 는 계산된 출력 좌표 x_c 및 입력 좌표 v_g 로부터 계산된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 텍스처 공간에서 스크린 공간으로의 맵핑은 쌍일차 맵핑(m=n=1)이다. 맵핑이 쌍일차이면, x_c 및 y_c 는 다음과 같은 등식들에 의해서 계산된다.

여기서,

맵핑된 텍셀(46)에 대한 색상 값들은 텍스처 메모리(26)로부터 검색된다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 3D 그래픽 파이프라인에서의 텍스처 공간에서 스크린 공간으로의 맵핑을 도시한다. 도 5a는 텍스처 공간(4)에서의 객체를 도시한다. 이 객체의 텍스처는 3 개의 축 정렬된 직사각형(51,52,53)으로 구성된다. 맵퍼는 직사각형(51,52,53)을 스크린 공간(5)에서 임의적으로 형상화된 사각형(54,55,56)으로 맵핑한다(도 5b 참조). 도 5b에 도시된 3D 객체는 비틀어진 입 방체이다. 사각형(54,55,56)은 소정의 뷰잉 점으로부터 관찰된 3 차원적 공간에서의 직사각형이 아닌 사각형의 2 차원적 표현이다. 각 사각형은 상이한 뷰잉 각도로부터 관찰되는데, 그 이유는 각 사각형이 뷰잉 점에 대해서 상이한 배향을 갖기 때문이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 그래픽 파이프라인에 의해서 획득된 3 차원적 구의 2 차원적 표현을 도시하고 있다. 도 6a에서, 스크린 공간에서의 2 차원적 표현(61)이 도시되어 있다. 스크린 공간에서의 출력 사각형은 텍스처 공간에서의 축 정렬된 입력 직사각형을 맵핑함으로써 획득된다. 도 6b에서, 출력 사각형들은 개별 사각형들 간을 구별할 수 있게 하는 백색 경계 라인을 갖는다.

상술된 실시예들은 본 발명을 한정하기보다는 예시적으로 설명하고 있으며, 본 기술 분야의 당업자들은 다음의 첨부된 청구범위를 일탈하지 않는 수많은 다른 실시예들을 설계할 수 있다. 청구 범위에서, 괄호 안의 임의의 참조 부호들은 해당 청구항을 한정하는 것으로 해석되지 말아야 한다. 동사 "포함한다" 및 이의 활용어는 그 청구항에서 열거된 단계 또는 구성 요소 이외의 단계 또는 구성 요소의 존재를 배제하지 않는다. 구성 요소의 단수형은 그 구성 요소가 복수 개로 존재하는 것을 배제하지 않는다. 본 발명은 몇 개의 개별 구성 요소들을 포함하는 하드웨어 및 적합하게 프로그램된 컴퓨터에 의해서 구현될 수 있다. 몇 개의 수단을 열거하는 장치 청구항에 있어서, 이들 다수의 구성 요소들은 하나의 하드웨어 및 동일한 하드웨어로 구현될 수 있다. 소정의 수단들이 서로 상이한 종속항에서 인용되었다는 사실은 이들 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내지 않 는다.

Claims

그래픽을 렌더링(rendering)하는 그래픽 파이프라인(20)으로서,

텍스처 데이터(texture data)(22) 및 버텍스 데이터(vertex data)(23)를 수신하는 입력부(21)━상기 텍스처 데이터(22)는 텍스처 공간(4)에서 텍스처 맵들(texture maps)(51,52,53)을 규정하며, 상기 각 텍스처 맵(51,52,53)은 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g)와 연관된 텍셀들(texels)(44)을 포함하고, 상기 버텍스 데이터(23)는 입력 직사각형들(41)의 텍스처 공간 입력 좌표(u_r,v_r)(24,42) 및 출력 사각형들(45)의 스크린 공간 입력 좌표(x^h _r,y^h _r,w^h _r)(25,47)를 포함하며, 상기 입력 직사각형(41)은 상기 텍스처 공간(4)에서 축 정렬되고, 상기 입력 직사각형들(41) 각각은 상기 출력 사각형들(45) 중 대응하는 하나와 연관됨━와,

상기 입력 직사각형들(41)의 상기 텍스처 공간 입력 좌표(u_r,v_r)(24,42)를 수신하고 상기 입력 직사각형들 내의 상기 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g)를 제공하는 래스터라이저(rasterizer)(27)와,

상기 입력 직사각형들(41) 내의 텍셀들(44)을 상기 출력 사각형들(45) 상으로 맵핑하는 맵퍼(mapper)(28)━상기 맵핑은 맵핑 함수를 사용하여 상기 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g) 및 상기 출력 사각형들(45)의 상기 스크린 공간 입력 좌표(x^h _r,y^h _r,w^h _r)(25,47)로부터 스크린 공간 출력 좌표(x_c,y_c)(46)를 계산함으로써 수행됨━를 포함하며,

상기 맵핑 함수는,

상기 입력 직사각형들(41) 내의 상기 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표들(u_g,v_g)의 적어도 하나의 선형 결합(linear combination)과,

상기 입력 직사각형들(41) 내의 상기 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표들(u_g,v_g)의 실수 멱(real power)들(u_g ⁿv_g ^m, n,m ∈ R)의 적어도 하나의 적(product)을 포함하는

그래픽 파이프라인.
제 1 항에 있어서,

상기 실수 멱들은 자연수 멱들(u_g ⁿv_g ^m, n,m ∈ N)인

그래픽 파이프라인.
제 2 항에 있어서,

상기 자연수 멱들은 1(u_gv_g)인

그래픽 파이프라인.
제 1 항에 있어서,

상기 텍셀들(44) 각각의 색상을 상기 텍셀들(44)의 해당 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g)로부터 계산된 상기 스크린 공간 출력 좌표들(x_c,y_c)(46)을 둘러싸는 픽셀 위치들 상으로 분포시키는 스크린 공간 리샘플러(31)를 더 포함하는

그래픽 파이프라인.
디스플레이(33) 상에 디스플레이될 그래픽을 렌더링하는 방법으로서,

텍스처 데이터(22) 및 버텍스 데이터(23)를 수신하는 단계━상기 텍스처 데이터(22)는 텍스처 공간(4)에서 텍스처 맵들(texture maps)(51,52,53)을 규정하며, 상기 각 텍스처 맵(51,52,53)은 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g)와 연관된 텍셀들(texels)(44)을 포함하고, 상기 버텍스 데이터(23)는 입력 직사각형들(41)의 텍스처 공간 입력 좌표(u_r,v_r)(42) 및 출력 사각형들(45)의 스크린 공간 입력 좌표(x^h _r,y^h _r,w^h _r)(25,47)를 포함하며, 상기 입력 직사각형(41)은 상기 텍스처 공간(4) 에서 축 정렬되고, 상기 입력 직사각형들(41) 각각은 상기 출력 사각형들(45) 중 대응하는 하나와 연관됨━와,

상기 입력 직사각형들(41)의 상기 텍스처 공간 입력 좌표(u_r,v_r)(24,42)로부터 상기 입력 직사각형들 내의 상기 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g)를 제공하는 단계와,

상기 입력 직사각형들(41) 내의 텍셀들(44)을 상기 출력 사각형들(45) 상으로 맵핑하는 맵핑하는 단계━상기 맵핑 단계는 맵핑 함수를 사용하여 상기 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표(u_g,v_g) 및 상기 출력 사각형들(45)의 상기 스크린 공간 입력 좌표(x^h _r,y^h _r,w^h _r)(25,47)로부터 스크린 공간 출력 좌표(x_c,y_c)(46)를 계산함으로써 수행됨━를 포함하며,

상기 맵핑 함수는,

상기 입력 직사각형들(41) 내의 상기 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표들(u_g,v_g)의 적어도 하나의 선형 결합과,

상기 입력 직사각형들(41) 내의 상기 텍셀들(44)의 상기 텍스처 공간 그리드 좌표들(u_g,v_g)의 실수 멱들(u_g ⁿv_g ^m, n,m ∈ R)의 적어도 하나의 적을 포함하는

그래픽 렌더링 방법.
제 1 항에 따른 그래픽 파이프라인을 포함하는 컴퓨터.
그래픽을 디스플레이하는 디바이스로서,

제 1 항에 따른 그래픽 파이프라인과,

상기 그래픽 파이프라인에 의해서 렌더링된 그래픽을 디스플레이하는 디스플레이(33)를 포함하는

그래픽 디스플레이 디바이스.