KR20040011525A - 드로잉 방법 - Google Patents

Abstract

픽셀 이내에 다각형에 의해 점유된 영역의 비율을 표현하는 값 및 픽셀의 투명도의 정도를 표현하는 값이 각각의 픽셀에 대해 함께 곱해진다. 곱해진 값은 다각형을 구성하는 각각의 픽셀에 대해 미리 설정된 색이 다각형을 구성하는 픽셀들에 대한 것과 실질적으로 같은 것인 2차원 좌표 상에 표현된 다른 픽셀들의 색들과 혼합되는, 각각의 픽셀에 대한 투명도의 정도로서 재설정된다. 이것은 불투명한 다각형들로 변경되는 것 없이 반투명한 다각형들이 안티알리아싱에 의해 처리되는 것을 허용한다.

Description

드로잉 방법{Drawing method}

최근의 텔레비전 게임 콘솔 기계들 및 개인 컴퓨터들 내의 프로세서들 및 메모리들의 더 높은 집적화 및 더 빠른 처리 속도의 가속화하는 경향들이 있고, 그러한 게임 콘솔 기계 또는 개인 컴퓨터로 구성된 영상 렌더링 처리 장치는 3차원 영상들로부터 실시간 방식으로 미세하고, 고화질의, 다양한 2차원 영상들을 실감나게 생성할 수 있고, 그리고 그것들을 2차원 모니터 스크린들 상에 표시할 수 있다.

3차원 영상 데이터가 2차원 모니터 스크린 상에 표현될 때, 영상 렌더링 처리 장치는 좌표 변환, 클리핑 및 라이팅(lighting)과 같은 다양한 기하 처리를 3차원 다각형 데이터로 적용하고, 그리고 게다가 가시적 투영 변환을 기하 처리 이후에 얻어진 결과 데이터로 적용한다. 영상 렌더링 처리 장치는 요망된 색들 및 패턴들을 객체들로 주기 위해 다양한 색들 및 패턴들을 갖는 텍스쳐들을 다각형 표면들에 또한 붙인다.

여기서, 3차원 다각형들은 2차원 스크린 상에 제한된 개수의 픽셀들을 이용하여 표현될 예정이다. 이 경우에, 2차원 스크린 상에 표현된 영상은 일반적으로 알리아싱(aliasing)이라고 하는 다양한 현상들을 명확히 가질 것이다. 특히, 영상의 모서리 부분이 2차원 스크린 상에 비스듬하게 가로지를 때, 모서리 부분의 영상은 픽셀 형상들에 대응하는 계단 같은 모양(소위 계단형(jaggedness))을 가질 것이다.

그러므로, 통상의 영상 렌더링 처리 장치는 계단형 같은 알리아싱을 제거하거나 또는 금지하는 처리인 소위 안티알리아싱(anti-aliasing)을 이용한다.

계단형을 제거하는 통상의 영상 렌더링 처리 장치에 의해 이용된 전형적인 안티알리아싱 처리는 다음과 같다.

영상 렌더링 처리 장치는 첫째로 픽셀 커버리지(coverage)를 판별하고, 그리고 그 다음에 그러한 픽셀 커버리지에 대응하는 α값을 설정한다. 영상 렌더링 처리 장치는 그 다음에 그러한 α값에 따라 배경으로서 사용되는 픽셀 색 및 전경으로서 사용되는 픽셀 색을 혼합하고, 계단형을 성공적으로 인식할 수 없게 한다. 이 기술은 단지 1회의 처리가 성공적으로 효과적인 안티알리아싱을 산출할 것이기 때문에 극도로 큰 개수의 영상 렌더링 처리 장치들에 의해 채택된다. 여기서 픽셀 커버리지는 하나의 픽셀 이내에 다각형에 의해 점유된 영역의 비율을 표현하는 값을 칭하고, 그리고 "0"부터 "1"까지 분포하는 실수에 의해 주어진다. 예를 들어, 모서리 부분을 포함하지 않는 픽셀은 픽셀 커버리지에 대한 "1"의 값을 가질 것이다. α값은 각각의 픽셀들의 렌더링 처리에서 사용된 투명도(반투명도)의 비율을 칭하고, 그리고 "0"부터 "1"까지 분포하는 실수에 의해 주어진다. 예를 들어, α값에대해 "1"의 값을 갖는 픽셀이 불투명한 픽셀이다. 전경 픽셀들이 불투명한 경우에 대해, 그러한 전경 픽셀들의 색은 배경 픽셀들의 색과 결코 혼합되지 않을 것이다.

그러나, 상술한 안티알리아싱 기술은 처음부터 반투명인 다각형들에 적용될 수 없다.

즉, 상술한 안티알리아싱 기술은 모서리 부분에 위치된 것들과 다른 모든 픽셀들에 대해 "1"의 픽셀 커버리지 값을 주고, 그러한 픽셀들에 대한 α값들은 반드시 "1"로 설정된다. 그러므로, 상술한 안티알리아싱 기술이 이용되는 경우에, 본질적으로 반투명이어야 하는 다각형들은 바람직하지 않게 불투명한 것들로 변경된다. 이것은 상술한 안티알리아싱 기술이 처음부터 반투명한 다각형들로 적용될 수 없는 이유이다.

본 발명은 상술한 문제점들을 발언하기 위해 제안되었고, 그리고 본 발명의 목적은 반투명한 다각형들을 안티알리아싱되게 할 수 있는 영상 렌더링 처리 방법 및 장치, 영상 렌더링 처리 프로그램을 기록한 기록 매체, 및 그러한 영상 렌더링 처리 프로그램을 제공하는 것이다.

본 발명은 텔레비전 모니터와 같은, 2차원 스크린 상에 3차원 영상 데이터를 표시하는 영상 렌더링 처리 방법 및 장치,영상 렌더링 처리 프로그램을 기록한 기록 매체 및 그러한 영상 렌더링 처리 프로그램에 관한 것이다.

도 1은 불투명한 다각형 및 배경을 가로질러 놓여진 대로 표현된 반투명한 다각형의 도이고;

도 2는 불투명한 다각형 상에 표현된 반투명한 다각형의 모서리 부분의 확대된 도이고;

도 3은 안티알리아싱을 포함하는 영상 렌더링 처리를 이행하는 장치의 예시적 특정 구성을 도시하는 블록 다이어그램이고;

도 4는 영상 렌더링 처리를 이행하는 컴퓨터의 개요 구성을 도시하는 블록 다이어그램이고; 그리고

도 5는 컴퓨터에 의해 영상 렌더링 처리를 이행하는 경우의 처리 순서도이다.

본 발명에 따르면, 픽셀 이내에 다각형에 의해 점유된 영역의 비율을 표현하는 값 및 픽셀의 투명도의 비율을 표현하는 값은 각각의 픽셀에 대해 서로 곱해진다. 그 다음에, 각각의 픽셀에 대해 얻어진 곱해진 값에 따라, 각각의 픽셀로 지정된 미리 설정된 색은 각각의 픽셀에 대한 2차원 좌표와 실질적으로 같은 2차원 좌표 상에 표현된 또 다른 픽셀의 색과 혼합된다.

즉, 본 발명에 따르면, 반투명한 다각형들의 소스 α에 픽셀 커버리지를 곱하는 것에 의해 얻어진 값을 사용하여, 알파블렌딩(α-blending)이 실시된다. 이것은 반투명한 다각형들이 불투명한 다각형들로 변경되는 것 없이 안티알리아싱에 의해 처리되게 한다.

본 발명의 영상 렌더링 처리 장치에 의해 실행된 안티알리아싱의 개요는 도 1 및 2를 참조하여 설명되어질 것이다.

다음의 기술은 도 1에서 도시되는 것처럼 불투명한 다각형(PGa)이 배경(BGc) 상에 위치되고, 그리고 반투명한 다각형(PGb)은 그러한 불투명한 다각형(PGa) 및배경(BGc)을 가로질러 놓여지기 위해 배경(BGc) 상에 더 위치된 경우를 취급한다.

다음의 기술에서, 반투명한 다각형(PGb)을 구성하는 각각의 픽셀들의 소스 α값들은 αb로 표기되고, 불투명한 다각형(PGa)을 구성하는 각각의 픽셀들의 색은 Ca로 표기되고, 반투명한 다각형(PGb)을 구성하는 각각의 픽셀들의 색은 Cb로 표기되고, 그리고 배경(BGc)을 구성하는 각각의 픽셀들의 색은 Cc로 표기되는 것이 주목된다.

반투명한 다각형(PGb)이 알파블렌딩에 의해 표현될 때, 불투명한 다각형(PGa)의 픽셀 색 Ca 및 배경(BGc)의 픽셀 색 Cc는 목적지 색들로서 사용되고, 그리고 그러한 목적지 색들(Ca, Cc)은 반투명한 다각형(PGb)의 픽셀 색 Cb를 이용하여 알파블렌딩된다. 알파블렌딩은, 다른 다각형들을 구성하는 픽셀들이 α값들에 따라 하나의 픽셀 색을 다른 픽셀 색과 혼합하는 것에 의해 같은 2차원 좌표들 상에 표현되는 렌더링 기술을 참조하는 것에 주목한다.

도 1에서 도시된 것처럼, 알파블렌딩 이후에 얻어진 반투명한 다각형(PGb) 및 불투명한 다각형(PGa)의 오버랩된 영역 내의 픽셀 색은 CTa로 표기되고, 그리고 알파블렌딩 이후에 얻어진 반투명한 다각형(PGb) 및 배경(BGc)의 오버랩된 영역 내의 픽셀 색이 CTc로 표기된다고 가정하면, 오버랩된 영역들 내의 그러한 픽셀 색들 CTa 및 CTc는 다음 수학식 1 및 2에 의해 표현될 수 있다:

다음에, 영상 렌더링 처리 장치는 반투명한 다각형(PGb)의 소스 α값 αb를 고려하여 픽셀 커버리지의 정보를 생성하고, 그리고 그러한 픽셀 커버리지를 알파블렌딩 내의 α값으로서 사용하고, 그것에 의해 반투명한 다각형(PGb)에 대한 안티알리아싱을 실현한다. 본 발명의 영상 렌더링 처리 장치는 다음 과정에 따라 반투명한 다각형(PGb)의 소스 α값 αb를 고려하여 픽셀 커버리지의 그러한 정보를 생성한다.

반투명한 다각형(PGb)을 구성하는 각각의 픽셀들의 픽셀 커버리지가 Cov이고, 안티알리아싱 이후의 반투명한 다각형(PGb) 및 불투명한 다각형(PGa)의 오버랩된 영역 내의 픽셀 색이 CTAa이고, 그리고 반투명한 다각형(PGb) 및 배경(BGc)의 오버랩된 영역 내의 픽셀 색은 CTAc라고 가정하면, 그러한 픽셀 색들 CTAa 및 CTAc는 다음 수학식 3 및 4에 의해 표현될 수 있다:

여기서 픽셀이 완전히 (100%만큼) 반투명한 다각형(PGb)을 이용하여 덮어질 때 픽셀 커버리지 값 Cov는 "1"이 되고, 그리고 픽셀이 전혀 덮어지지 않을 때 "0"이 된다.

수학식 3 내에 수학식 1의 대입은 수학식 5를 산출하고, 그리고 수학식 4 내에 수학식 2의 대입은 이하에서 수학식 6을 산출한다:

여기서 수학식 5 내의 항 (Cov*αb)*Cb는 수학식 1 내의 항 αb*Cb와 대응하고, 그리고 수학식 6 내의 항 (Cov*αb)*Cb는 수학식 2 내의 항 αb*Cb와 대응한다. 유사하게, 수학식 5 내의 항 (1 - (Cov*αb))*Ca는 수학식 1 내의 항 (1 - αb)*Ca와 대응하고, 그리고 수학식 6 내의 항 (1 - (Cov*αb))*Cc는 수학식 2 내의 항 (1 - αb)*Cc와 대응한다. 즉, 이 수학식들 5 및 6은 그것들이 새로운 α값으로서 픽셀 커버리지 Cov에 의해 곱해진 반투명한 다각형(PGb)의 소스 α값 αb를 사용한다는 것을 제외하면 일반적인 알파블렌딩과 등가인 처리를 표현한다.

수학식들 5 및 6의 계산 결과들은 도 2를 참조하여 명확하게 설명되어질 것이다. 도 2는 도 1에서 도시된 반투명한 다각형(PGb) 및 불투명한 다각형(PGa)의경계 부분의 확대된 도이다. 도 2의 참조 심벌 Eb는 반투명한 다각형(PGb)의 모서리 부분을 표기한다. 그러므로 수학식 5는 이 경우에 알파블렌딩에 채택된다. 참조 심벌들 p1 내지 p6, p11 내지 p16 및 p21 내지 p25는 각각 픽셀들을 표현한다. 픽셀 커버리지 값 Cov는 이제 픽셀들 p1 내지 p6에 대해 0.2, 픽셀들 p11 내지 p16에 대해 0.8, 그리고 픽셀들 p21 내지 p25에 대해 1로 정의된다. 반투명한 다각형(PGb)의 소스 α값 αb(미리 설정된 α값)는 이제 0.5로 정의된다. 도 2에서 픽셀 색은 Cb로 표현되고 그리고 불투명한 다각형(PGa)의 픽셀 색은 Ca로 표현된다.

도 2에서 도시된 예시적 경우에서, 수학식 5에 근거한 안티알리아싱 이후의 픽셀들 p1 내지 p6의 픽셀 색(CTAa)은 이하에서 수학식 7에 의해 표현된다:

수학식 7은 픽셀 색들 Cb 및 Ca가 (0.1*Cb + 0.9*Ca)의 비율로 혼합된다는 것을 가리킨다. 또한, 픽셀들 p11 내지 p16의 안티알리아싱 이후의 픽셀 색 CTAa는 이하에서 수학식 8에 의해 표현된다:

수학식 8은 픽셀 색들 Cb 및 Ca가 (0.4*Cb + 0.6*Ca)의 비율로 혼합된다는 것을 가리킨다. 같은 방법으로, 픽셀들 p21 내지 p26의 안티알리아싱 이후의 픽셀 색 CTAa는 이하에서 수학식 9에 의해 표현된다:

수학식 9는 픽셀 색들 Cb 및 Ca가 (0.5*Cb + 0.5*Ca)의 비율로 혼합되는 것을 가리킨다.

이상으로부터 도 2에서 도시된 모서리 부분(Eb)을 포함하는 픽셀들 p1 내지 p6 및 p11 내지 p16은 픽셀 커버리지에 의존하여 안티알리아싱될 것이라는 것이 공지된다. 다른 한편으로는, 모서리 부분(Eb)을 포함하지 않는 픽셀들 p21 내지 p25는 안티알리아싱 이후에도 결코 불투명하게 되지 않을 것이고, 불투명한 다각형(PGa)은 반투명한 다각형(PGb)을 통해 보여질 수 있다.

이상에서 기술된 것처럼, 본 실시형태에 따른 영상 렌더링 처리 장치는 반투명한 다각형의 소스 α값에 픽셀 커버리지를 곱하고, 그리고 알파블렌딩에 대한 새로운 α값으로서 그렇게 얻어진 곱해진 값을 사용하고, 그에 따라 단 1회의 처리로 그러한 반투명한 다각형의 안티알리아싱을 기능하게 한다.

도 3은 상술한 안티알리아싱을 이행하는 영상 렌더링 처리 장치의 예시적 특정 구성을 도시한다. 도 3에서 도시된 구성은 본 실시형태의 영상 렌더링 처리가 디지털 신호 처리기(DSP; digital signal processor) 또는 그래픽 처리기(GP; graphic processor)와 같은 하드웨어에 의해 수행되는 한 예이다. 도 3에서 도시된각각의 구성 요소들은 그러한 DSP 또는 GP의 각각의 내부 처리 유닛들에 대응한다.

도 3에서 도시된 것처럼, 메모리(51)는 다각형들과 같은 그래픽 정보(정점들에 대한 좌표값들, RGB 정점 색 값들, 맵(map) 좌표값들 및 벡터 값들과 같은 정점 정보 또는 정점연결 정보)를 저장한다. 여기서, 그래픽 정보는 CD-ROM, DVD-ROM 또는 반도체 메모리와 같은 다양한 기록 매체들로부터 판독출력되는 것에 의해, 또는 유선 또는 무선 통신에 근거한 통신 또는 전송 매체들을 통하여 다운로드되는 것에 의해 사전에 취득된다.

CPU(58)는 제어 프로그램에 근거하여 각각의 유닛들의 작업들을 제어한다.

기하 계산 유닛(50)은 메모리(51)로부터 저장된 그래픽 정보를 판독출력하고, 그리고 그 다음에 판독된 그래픽 정보를 소위 어파인(affine) 변환, 스크린 좌표로의 투영 변환, 및 정점들에 대한 광원 처리되게 한다. 투영 변환 이후의 그래픽 정보(다각형 데이터)는 렌더링 유닛(52)으로 송신된다.

렌더링 유닛(52)은 스크린 상에 다각형들을 표시하는 계산을 초래하고, 그리고 기하 계산 유닛(50)으로부터 송신된 다각형 데이터를 픽셀들로 변환한다. 렌더링 유닛(52)은 대략 다각형 셋업/래스터라이징 유닛(이하, "PSR 유닛"라 한다; polygon setup/rasterizing unit; 61), 픽셀 파이프라인(pipeline) 유닛(63) 및 프레임 버퍼(64)를 포함할 수 있다.

렌더링 유닛(52)은 텍스쳐 버퍼(54) 및 Z 버퍼(55)가 제공된다. 텍스쳐 버퍼(54)는 다각형들에 대한 픽셀 색들을 정의하는 R, G, B 값들 및 α값들(A)인 텍스쳐들의 텍셀(texel) 색들을 저장한다. Z 버퍼(55)는 시점으로부터 영상의 깊이방향 거리를 표현하는 Z 값들을 저장한다. 여기에 텍스쳐 및 Z 값들은 CD-ROM, DVD-ROM 또는 반도체 메모리와 같은 다양한 기록 매체들로부터 판독출력되는 것에 의해, 또는 유선 또는 무선 통신에 근거한 통신 또는 전송 매체들을 통하여 다운로드되는 것에 의해 사전에 취득된다.

PSR 유닛(61)은 소위 DDA(Digital Differential Analyzer)로 공지된 기능하는 선형 삽입 계산에 대한 구성이 제공된다. PSR 유닛(61)은 기하 계산 유닛(50)으로부터 송신된 다각형 데이터를 검색하고 그리고 버퍼링하는 것, 래스터라이징을 통한 픽셀 생성, 및 텍셀 좌표값들의 계산을 초래한다. 픽셀 데이터 및 텍셀 좌표값들은 픽셀 파이프라인 유닛(62)으로 송신된다. PSR 유닛(61)은 하나의 픽셀 이내에 다각형에 의해 점유된 영역의 비율을 표현하는 픽셀 커버리지 값 Cov를 얻는 픽셀 커버리지 파라미터 생성 유닛(이하, "PCP 유닛"라 한다; pixel coverage parameter generation unit; 62)이 또한 제공된다.

픽셀 파이프라인 유닛(63)은 텍스쳐 버퍼(54)로부터 얻어진 텍셀 색들을 참조하여 PSR 유닛(61)으로부터 공급된 텍셀 좌표값들에 근거하여 각각의 픽셀 색들을 판별하고, 그리고 그 다음에 Z 버퍼(55) 내에 저장된 Z 값들을 고려하여 텍스쳐 매핑을 실행한다.

픽셀 파이프라인 유닛(63)은 곱셈 유닛(71) 및 알파블렌딩 유닛(72)이 또한 제공된다. 곱셈 유닛(71)은 PCP 유닛(62)으로부터 얻어진 픽셀 커버리지 값 Cov에 텍스쳐 버퍼(54)로부터 얻어진 각각의 픽셀의 α값 α를 곱한다. 알파블렌딩 유닛(72)은 모든 픽셀에 대해 알파블렌딩을 수행한다.

도 1 및 2를 참조하여 이상에서 설명된 반투명한 다각형(PGb)의 안티알리아싱에서, 픽셀 파이프라인 유닛(63)은 수학식 5 및 6에 의해 표현된 계산들을 수행한다. 이 경우에, 곱셈 유닛(71)이 활성화되고, 그리고 반투명한 다각형(PGb)의 α값 αb는 픽셀 커버리지 값 Cov에 의해 곱해진다. 알파블렌딩 유닛(72)은 그 다음에 새로운 α값으로서 얻어진 곱해진 값을 사용하여 각각의 픽셀의 알파블렌딩을 수행한다.

다른 한편으로는, 불투명한 다각형들의 안티알리아싱에서, 픽셀 파이프라인 유닛(63)의 곱셈 유닛(71)은 활성화하지 않게 된다. 더욱 명확하게, 여기서 곱셈 유닛(71)은 곱셈을 수행하지 않는다. 이 때의 알파블렌딩 유닛(72)은 그러한 불투명한 다각형들에 대한 픽셀 커버리지에 대응하는 α값들을 설정하고, 그리고 설정된 α값들에 의존하여 알파블렌딩을 수행한다.

알리아싱이 다각형들 내에서 일어난다 해도, 그러한 다각형들이 덜 중요한 장면의 영상을 구성하는 것들이라면 그러한 알리아싱은 사용자에 대해 주목할 만 하지 못하다는 것이 주목된다. 그러므로, 덜 중요한 장면의 영상을 구성하는 다각형들에 대한 안티알리아싱을 활성화하지 않게 하는 것이 본 실시형태의 영상 렌더링 처리 장치 내에서 또한 허용될 수 있다.

중요한 장면의 영상을 구성하는 다각형들에 대해서도, 다각형들이 안티알리아싱되지 않을 때에도, 그러한 다각형들이 극도로 높은 투명도를 가진다면, 알리아싱은 항상 매우 독특하지 않을 것이다. 그러므로, 극도로 높은 투명도 덕분에 독특한 알리아싱을 도시하지 않는 반투명한 다각형들에 대해 픽셀 파이프라인 유닛(63)의 곱셈 유닛(71)을 활성화하지 않게 하는 것에 의해 곱셈 처리를 기능하지 않게 하고 안티알리아싱에 대해 단지 작은 필요성을 가지는 것이 본 실시형태의 영상 렌더링 처리 장치에서 또한 허용될 수 있다. 이 경우의 알파블렌딩 유닛(72)이 반투명한 다각형들로 미리 설정된 α값들에 의존하여 알파블렌딩을 수행한다.

본 실시형태의 영상 렌더링 처리 장치는 표현되는 영상의 세부 내용들에 의존하여 곱셈 유닛(71)에 의한 곱셈 처리의 활성화/비활성화을 또한 통제할 수 있다. 더욱 명확하게, 알리아싱이 덜 중요한 장면의 영상에서 일어나고 그리고 알리아싱이 상당히 일어난다 할 지라도 그러한 영상에 단지 제한된 정도의 시각적 영향을 미칠 때 렌더링 처리 장치는 곱셈 유닛(71)에 의해 곱셈 처리를 활성화하지 않게 할 것이다. 이 경우의 알파블렌딩 유닛(72)은 그러한 덜 중요한 장면의 영상에서 다각형들에 미리 설정된 α값들에 의존하여 알파블렌딩을 수행한다.

물론, 불투명한 다각형이 안티알리아싱될 때, 또는 알리아싱에 의해 덜 영향을 받는 반투명한 다각형 또는 덜 중요한 장면의 다각형이 처리될 예정일 때에도 영상 렌더링 처리 장치는 곱셈 유닛(71)을 활성화하게 할 수 있다. 그러나, 영상 렌더링 처리 장치가 장치를 계산 로드(load)로부터 경감시키는 것에 의해 덜 중요한 장면에서 불투명한 다각형들, 알리아싱에 의해 덜 영향을 받는 반투명한 다각형들 또는 덜 중요한 장면의 다각형들에 대해 곱셈 유닛(71)을 활성화하지 않게 하는 것이 유리하다는 것이 주목된다.

이상에서 기술된 것처럼, 영상 렌더링 처리 장치는 표현되는 영상의 세부 내용들, 다각형의 투명도 등에 의존하여 안티알리아싱의 활성화 또는 비활성화을 자유로이 선택하도록 고안되고, 장치는 적합한 렌더링 처리를 필요한 대로 실행할 수 있다. 필요에 따라 다양한 렌더링 처리가 본 실시형태에서 실행될 수 있기 때문에, 영상 렌더링에 대한 응용 소프트웨어를 개발하는 것에 더 큰 정도의 자유가 확보될 것이고, 이것은 소프트웨어 공급자가 그의 또는 그녀의 요망된 소프트웨어를 자유로이 생성하는 것을 허용한다.

곱셈 유닛(71)의 활성화 또는 비활성화을 설정하는 설정된 값들은 레지스터(53)에 제공된다. 어느 설정된 값들이 레지스터(53)로부터 출력될 예정인 지가 제어 프로그램에 근거하여 예를 들어, CPU(58)에 의해 제어된다. 더욱 명확하게, 안티알리아싱이 반투명한 다각형에 대해 수행될 예정일 때, CPU(58)는 곱셈 유닛(71)을 활성화하게 하는 설정된 값을 출력하기 위해 레지스터(53)를 제어한다. 다른 한편으로는, 안티알리아싱이 불투명한 다각형에 대해 수행될 예정일 때, 또는 안티알리아싱이 덜 필요할 때, CPU(58)는 곱셈 유닛(71)의 기능을 활성화하지 않게 하는 설정된 값을 출력하기 위해 레지스터(53)를 제어한다. CPU(58)는 다각형의 소스 α값이 높은 투명도 또는 낮은 투명도를 표현하는 지 여부를 또한 판별할 수 있고, 그리고 그러한 판별에 근거하여 실시간 방법으로 곱셈 유닛(71)의 기능의 활성화/비활성화을 교환한다.

픽셀 파이프라인 유닛(63)으로부터 출력된 각각의 픽셀 데이터는 프레임 버퍼(64)로 송신된다. 프레임 버퍼(64)는 각각의 픽셀들의 색 값들이 기록될, 텔레비전 모니터와 같은 디스플레이(스크린)(57)에 대응하는 메모리 공간이 제공된다. 프레임들에 의한 스크린 데이터는 그러한 메모리 공간에서 그렇게 형성되고, 그리고디스플레이 제어기(56)에 의한 요구에 응하여 판독출력된다.

디스플레이 제어기(56)는 텔레비전 모니터 장치의 수평 동기 신호들 및 수직 동기 신호들을 생성하고, 그리고 모니터 상의 디스플레이 타이밍과 동시에 개행 방법으로 프레임 버퍼(64)로부터 픽셀 데이터를 또한 연속적으로 검색한다. 연속적으로 검색된, 개행된 색 값들은 텔레비전 모니터 장치의 디스플레이(57) 상에 표시될 2차원 영상을 구성한다.

본 실시형태의 영상 렌더링 처리는 도 3에서 도시된 그러한 하드웨어 구성을 통하여 성취할 수 있을 뿐만 아니라, 물론, 소프트웨어 기초(컴퓨터에 대한 응용 프로그램들) 상에 또한 이행될 수 있다.

도 4 및 5는 렌더링 처리가 이행되는 컴퓨터의 구성 및 작업을 도시한다. 도 4는 컴퓨터의 주요 부분의 예시적 구성을 도시한다. 도 5는 도 4에서 도시된 컴퓨터의 CPU(123)가 본 발명의 렌더링 처리 프로그램을 실행하는 처리 순서를 도시한다.

도 4에서, 기억 유닛(128)은 하드 디스크 및 그것에 대한 드라이브를 전형적으로 포함한다. 그러한 기억 유닛(128)은 오퍼레이팅 시스템(operating system) 프로그램, CD-ROM 또는 DVD-ROM과 같은 다양한 기록 매체들로부터 판독출력되거나 또는 통신 선을 통하여 다운로드된 본 실시형태의 영상 렌더링 처리 프로그램을 포함하는 컴퓨터 프로그램(129), 및 다각형 렌더링에 대한 그래픽 정보, 및 텍스쳐들에 대한 RGBA 값들 및 Z 값들과 같은 다양한 데이터(130)를 저장하였다.

통신 유닛(121)은 아날로그 공중 전화 선에 연결을 설립하는 모뎀, 케이블텔레비전 네트워크에 연결을 설립하는 케이블 모뎀, ISDN(integrated services digital network)에 연결을 설립하는 터미널 어댑터, 또는 ADSL(asymmetric digital subscriber line)에 연결을 설립하는 모뎀이 될 수 있는 외부 구성 요소들과 데이터 통신을 초래하는 통신 장치를 칭한다. 통신 인터페이스 유닛(122)은 통신 유닛(121) 및 내부 버스 사이에서 데이터의 송신/수신을 기능하게 하는 프로토콜 전송을 초래하는 인터페이스 장치를 칭한다.

입력 유닛(133)은 키보드, 마우스 또는 터치 패드와 같은 인터페이스 장치를 칭하고, 그리고 사용자 인터페이스 유닛(132)은 그러한 입력 유닛(133)으로부터 내부 구성요소들로 신호들을 공급하는 인터페이스 장치를 칭한다.

드라이브 유닛(135)은 CD-ROM, DVD-ROM 또는 플로피(상표) 디스크와 같은 디스크 매체(151), 또는 카드형태 또는 다른 형태의 반도체 메모리로부터 다양한 데이터 또는 프로그램들을 판독출력할 수 있는 드라이브 장치를 칭한다. 드라이브 인터페이스 유닛(134)은 신호들을 드라이브 유닛(135)으로부터 내부 구성요소들로 공급하는 인터페이스 장치를 칭한다.

디스플레이 유닛(137)은 음극선관(CRT; cathode ray tube) 또는 액정 디스플레이와 같은 디스플레이 장치를 칭하고, 그리고 디스플레이 드라이브 유닛(136)은 그러한 디스플레이 유닛(137)을 구동하는 장치이다.

CPU(123)는 기억 유닛(128)에 저장된 오퍼레이팅 시스템 프로그램 또는 본 실시형태의 컴퓨터 프로그램(129)에 근거하여 개인 컴퓨터의 전체 작업을 제어한다.

ROM(124)는 전형적으로 플래시 메모리와 같은 재기록할 수 있는 비휘발성 메모리를 포함하고, 그리고 개인 컴퓨터의 베이직 입력/출력 시스템(BIOS; basic input/output system) 및 다양한 디폴트(default) 값들을 저장한다. RAM(125)은 응용 프로그램들 및 기억 유닛(128)의 하드 디스크로부터 판독출력된 다양한 데이터를 로드할 것이고, 그리고 CPU(123)의 워크(work) RAM으로서 사용된다.

도 4에 도시된 구성에서, CPU(123)는 기억 유닛(128)으로부터 판독출력되고 그리고 RAM(125)로 로드된 응용 프로그램들 중 하나인, 실시형태의 영상 렌더링 처리 프로그램을 실행하는 것에 의해 이상의 실시형태에서 기술된 영상 렌더링 처리를 성취할 수 있다.

다음으로, 도 4에서 도시된 컴퓨터의 CPU(123)가 본 실시형태의 영상 렌더링 처리 프로그램에 근거하여 작동할 때 일어나는 처리 순서가 도 5를 참조하여 설명되어질 것이다.

도 5에 도시된 단계 S1에서, CPU(123)는 기억 유닛(128)으로부터 다각형 렌더링에 대한 그래픽 정보, 및 데이터(130)로서 저장된 텍스쳐들에 대한 RGBA 값들 및 Z 값들을 검색하고, 그리고 RAM(125)이 그것들을 보유하는 것을 허용한다.

CPU(123)는 그 다음에 단계 S2에서, RAM(125)에서 보유된 그래픽 정보를 판독출력하고, 그리고 그래픽 정보가 어파인 변환, 스크린 좌표 상으로의 투영 변환, 및 정점들에 대한 광원 처리와 같은 기하 계산 및 투시 변환 처리되게 한다.

단계 S3에서, CPU(123)는 기하 계산에 의해 얻어진 다각형 데이터를 사용하여 래스터라이징을 수행하고, 그리고 그 다음에, 단계 S4에서 안티알리아싱이 필요한 지 여부를 판별한다. CPU(123)가 안티알리아싱이 필요하다는 것을 판별한다면, CPU(123)의 처리는 단계 S5로 진행하고, 그리고 그것이 안티알리아싱이 필요하지 않다는 것을 판별한다면, 처리는 단계 S8로 진행한다.

단계 S5에서, CPU(123)가 픽셀 커버리지 값을 생성한다. 다음에, 단계 S6에서, CPU(123)가 다각형이 반투명하거나 또는 불투명한 지 여부를 판별한다. 다각형이 단계 S6에서 반투명한 것으로 발견된다면, 픽셀 커버리지 값은 단계 S7에서 α값이 곱해진다. CPU(123)는 그 다음에, 단계 S8에서, 새로운 α값으로서 그러한 곱셈 값을 사용하여 알파블렌딩을 수행한다. 이것은 알리아싱이 잘 보이는 경향이 있는 반투명한 다각형에 대해 안티알리아싱을 성공적으로 종료한다.

다른 한편으로는, 다각형이 단계 S6에서 불투명하게 발견되었다면, CPU(123)는 α값으로서 단계 S5에서 얻어진 픽셀 커버리지 값을 사용하여 단계 S8에서 알파블렌딩을 수행하고, 그것에 의해 그러한 불투명한 다각형을 안티알리아싱되게 한다.

단계 S4에서 안티알리아싱을 필요로 하지 않는 것으로 이미 판별된 반투명한 다각형 또는 덜 중요한 장면의 다각형은 단계 S8에서 그러한 다각형들에 미리 설정된 α값들을 사용하여 알파블렌딩되게 한다.

CPU(123)는 그 다음에, 단계 S9에서, 픽셀 데이터로부터 스크린 영상을 생성하고, 그리고 그러한 스크린 영상에 대한 정보를 단계 S10의 디스플레이 드라이브(136)로 송신한다. 영상은 그렇게 디스플레이 유닛(137) 상에 나타날 것이다.

이상에서 기술된 것처럼, 본 실시형태의 영상 렌더링 처리 장치는 그러한 반투명한 다각형의 소스 α값에 픽셀 커버리지를 곱하는 것에 의해, 그리고 그 다음에 새로운 α값으로서 곱해진 값을 사용하여 알파블렌딩을 수행하는 것에 의해 그러한 안티알리아싱을 필요로 하는 반투명한 다각형에 대한 안티알리아싱을 이행한다.

게다가, 본 실시형태의 영상 렌더링 처리 장치는 일반적인 픽셀 커버리지 값을 α값으로서 사용하는 것에 의해 불투명한 다각형에 대해 또한 알파블렌딩을 수행한다. 영상 렌더링 처리 장치는 알리아싱이 잘 보이지 않는 반투명한 다각형들에 대해 효과적인 안티알리아싱 없이 단지 일반적인 알파블렌딩을 수행하기 위해 또한 처리를 제어할 수 있고, 이것은 처리 로드들의 증가를 성공적으로 억제한다.

본 실시형태의 렌더링 처리는 표현되는 영상의 세부 내용들 또는 다각형의 투명도에 의존하여 안티알리아싱의 활성화/비활성화을 선택할 수 있고, 장치는 적합한 렌더링 처리를 필요한 대로 실행할 수 있다. 본 실시형태의 렌더링 처리의 또 다른 장점은 더 큰 정도의 자유가 응용 소프트웨어 개발에서 확보될 것이라는 것이다.

여기서 기술된 실시형태의 기술은 본 발명의 한 예라는 것을 주목하고, 그리고 본 발명은 그것에 제한되지 않고 그리고 많은 변형들이 실례가 되는 실시형태들에 행해질 수 있고 그리고 다른 설비들이 첨부된 청구항들에 의해 정의된 것처럼 본 발명의 사상 및 범위로부터 분리되지 않고 고안될 수 있다는 것이 이해된다. 예를 들어, 본 실시형태의 영상 렌더링 처리는 전용 비디오 게임 기계 또는 개인 컴퓨터뿐만 아니라, 휴대용 단말들을 포함하는 다양한 정보 처리 장치들에 의해 또한 실현될 수 있다. 색 영상들이 본 실시형태에 의해 예시된 반면에, 본 발명은 흑백 영상들에 또한 적용될 수 있다.

본 발명은, 비디오 게임 기계 또는 개인 컴퓨터에서 3차원 영상으로부터 텔레비전 모니터 장치와 같은 2차원 스크린 상에 표현되는 2차원 영상 데이터를 생성하는 영상 렌더링 처리에 적용될 수 있다.

Claims (13)

1. 영상 렌더링 처리 방법에 관한 것이며, 상기 방법은:

   다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대해, 상기 픽셀 이내에 상기 다각형에 의해 점유된 영역의 비율을 찾는 단계;

   상기 픽셀들을 표현하는 데 사용된 투명도의 비율을 표현하는 미리 설정된 값을 취득하는 단계;

   상기 각각의 픽셀들에 대해, 상기 영역 비율을 표현하는 값에 상기 투명도 비율을 표현하는 미리 설정된 값을 곱하는 단계; 및

   상기 각각의 픽셀들에 대해 얻어진 곱해진 값에 따라, 상기 다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대해 미리 설정된 색과 상기 다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대한 2차원 좌표와 실질적으로 같은 상기 2차원 좌표 상에 표현된 다른 픽셀들의 색들을 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 영상 렌더링 처리 방법은:

   상기 곱셈이 상기 다각형의 종류들, 미리 설정된 투명도 비율 및 표현되는 영상의 세부 내용 중 적어도 어느 하나에 의존하여 실행될 지 여부를 판별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 곱셈이 실행될 지 여부를 판별하는 단계는:

   상기 곱셈의 필요성을 판별하는 값을 저장하는 단계; 및

   상기 곱셈이 실행될 지 여부를 제어하기 위해 상기 저장된 값을 판독출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 영상 렌더링 처리 방법은:

   상기 각각의 픽셀들에 대해 얻어진 곱셈 값을 상기 각각의 픽셀들에 대한 새로운 투명도 비율로서 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 방법.
5. 영상 렌더링 처리 장치로서, 상기 장치는:

   다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대해, 상기 픽셀 이내에 상기 다각형에 의해 점유된 영역의 비율을 찾는 점유율 계산 유닛;

   상기 픽셀들을 표현하는 데 사용된 투명도의 비율을 표현하는 미리 설정된 값을 취득하는 투명도 비율 취득 유닛;

   상기 각각의 픽셀들에 대해, 상기 영역 비율을 표현하는 값에 상기 투명도 비율을 표현하는 미리 설정된 값을 곱하는 곱셈 유닛; 및

   상기 각각의 픽셀들에 대해 얻어진 곱해진 값에 따라, 상기 다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대해 미리 설정된 색과 상기 다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대한 2차원 좌표와 실질적으로 같은 상기 2차원 좌표 상에 표현된 다른 픽셀들의 색들을 혼합하는 혼합 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 장치는:

   상기 곱셈이 다각형의 종류들, 미리 설정된 투명도 비율 및 표현되는 영상의 세부 내용 중 적어도 어느 하나에 의존하여 실행될 지 여부를 판별하는 실행 판별 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 실행 판별 유닛은 상기 곱셈의 필요성을 판별하는 값을 저장하고, 그리고 그 다음에 상기 곱셈이 실행될 지 여부를 제어하기 위해 상기 저장된 값을 판독출력하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 장치.
8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는:

   상기 각각의 픽셀들에 대해 얻어진 곱셈 값을 상기 각각의 픽셀들에 대한 새로운 투명도 비율로서 재설정하는 재설정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 장치.
9. 컴퓨터에 의해 실행되는 영상 렌더링 처리 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서, 상기 프로그램은:

   다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대해, 상기 픽셀 이내에 상기 다각형에의해 점유된 영역의 비율을 찾는 단계;

   상기 픽셀들을 표현하는 데 사용된 투명도의 비율을 표현하는 미리 설정된 값을 취득하는 단계;

   상기 각각의 픽셀들에 대해, 상기 영역 비율을 표현하는 값에 상기 투명도 비율을 표현하는 미리 설정된 값을 곱하는 단계; 및

   상기 각각의 픽셀들에 대해 얻어진 곱해진 값에 따라, 상기 다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대해 미리 설정된 색을 상기 다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대한 2차원 좌표와 실질적으로 같은 상기 2차원 좌표 상에 표현된 다른 픽셀들의 색들과 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 프로그램은:

    상기 곱셈이 상기 다각형의 종류들, 미리 설정된 투명도 비율 및 표현되는 영상의 세부 내용 중 적어도 어느 하나에 의존하여 실행될 지 여부를 판별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 곱셈이 실행될 지 여부를 판별하는 단계는 상기 곱셈의 필요성을 판별하는 값을 저장하는 단계, 및 상기 곱셈이 실행될 지 여부를 제어하기 위해 상기 저장된 값을 판독출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로그램은:

    상기 각각의 픽셀들에 대해 얻어진 곱셈 값을 상기 각각의 픽셀들에 대한 새로운 투명도 비율로서 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
13. 컴퓨터에 의해 실행되는 영상 렌더링 처리 프로그램으로서, 상기 프로그램은:

    다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대해, 상기 픽셀 이내에 상기 다각형에 의해 점유된 영역의 비율을 찾는 단계;

    상기 픽셀들을 표현하는 데 사용된 투명도의 비율을 표현하는 미리 설정된 값을 취득하는 단계;

    상기 각각의 픽셀들에 대해, 상기 영역 비율을 표현하는 값에 상기 투명도 비율을 표현하는 미리 설정된 값을 곱하는 단계; 및

    상기 각각의 픽셀들에 대해 얻어진 곱해진 값에 따라, 상기 다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대해 미리 설정된 색과 상기 다각형을 구성하는 각각의 픽셀들에 대한 2차원 좌표와 실질적으로 같은 상기 2차원 좌표 상에 표현된 다른 픽셀들의 색들을 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 렌더링 처리 프로그램.