DOI QR코드

DOI QR Code

Design of Scan Conversion Processor for 3-Dimensional Mobile Graphics Application

3차원 모바일 그래픽 응용을 위한 스캔 변환 프로세서의 설계

  • 최병윤 (동의대학교 컴퓨터공학과) ;
  • 하창수 (동의대학교 컴퓨터공학과) ;
  • Published : 2007.11.30

Abstract

In this paper, the scan conversion processor which converts the triangle represented by three vertices into pixel-level screen coordinates, depth coordinate, and color data is designed. The processor adopts scan-line algorithm which decomposes triangle into horizontal spans and then transforms the span into pixel data. By supporting top-left filling convention, it ensures that triangles that share an edge do not produce any dropouts or overlaps between adjacent polygons. It consists of about 21,400 gates and its maximum operating frequency is about 80 Mhz under 0.35um CMOS technology. Because its maximum pixel rate is about 80 Mpixels/sec, it can be applicable to mobile graphics application.

본 논문에서는 3개의 정점으로 표현된 삼각형을 화면 좌표, 깊이 좌표, 색 등의 픽셀 정보로 바꾸는 스캔 변환 프로세서를 설계하였다. 설계된 스캔 변환 회로는 삼각형 변을 따라 스팬 라인을 생성한 후, 스팬 라인을 픽셀로 변환하는 스캔 라인 방식을 사용하였다. 그리고 좌변-상변 픽셀 채움 규칙을 지원함에 의해서 인접한 삼각형의 공유 변에 대한 픽셀이 중복 처리와 미처리 되는 것을 방지한다. 스캔 변환 프로세서 는 약 21,400개의 게이트로 구성되며, $0.35{\mu}m$ CMOS 공정 조건에서 약 80 Mhz의 동작 주파수를 가진다. 스캔 변환 프로세서는 최대 80 Mpixels/sec의 픽셀 생성 율을 갖고 있어 3차원 모바일 그래픽 분야에 적용 가능하다.

Keywords

References

  1. Masatoshi Kameyama, Yoshiyuki Kato, and Hitoshi Fujimoto, '3D Graphics LSI Core for Mobile Phone 'Z3D' ,' Graphics Hardware 2003, pp.60-67, 2003
  2. J.D. Foley, A. V. Darn, S. K. Feiner and J. F. Hughes, Computer Graphics : Principles and Practice, 2nd edition, Addison_wesley, Chapter 18, 1997
  3. Anders Kugler, Pixel Shading Pipelines and Display Hardware, Tubingen University, Ph.D thesis, 1999
  4. H.-J Ackermann and C. Hornung, 'The Triangle Shading Engine', Advances in Computer Graphics Hardware V, Springer-Verlag, pp.3-14, 1992
  5. S.R. Evans, R.L. Grimsdale, P.F. Lister and A.D. Nimmo, 'The AIDA Display Processor System Architecture', Advances in Computer Graphics Hardware V, Springer-Verlag, pp.15-28, 1992
  6. Huang, Han-Uei, Design of a VLSI scan conversion processor for high performance 3-D graphics systems, Iowa State University, Ph.D thesis, 1988
  7. D. Fussel and B.D. Rathi, 'A VLSI-Oriented Architecture for Real-Time Raster Display for Shaded Polygons', Proceedings of Graphics Interface '82, pp.373-380, 1982
  8. Laszlo Szirmay-Katos and Gabor Marton, 'On the Hardware Implementation of Scan-Conversion Algorithms', 8th Symp. on Microcomputer Application, Budapest, pp.10-17, 1994 http://www.iit.bme.hu/~szirmay/puba.html
  9. 전원호, 파이프라인 수행을 위한 타일 트래버설 기반 스캔 컨버젼 유닛 설계, 연세대학교 컴퓨터과학.산업시스템공학과 석사 논문, 2001
  10. Juan Pineda, 'A Parallel Algorithm for Polygon Rasterization,' SIGGRAPH 88 Conference Proceeding, ACM Press, New York, pp. 17-20, 1988
  11. Marcus D. Waller, Jon P. Ewins, Martin White and Paul Lister, 'Efficient primitive traversal using adaptive linear edge function algorithms,' Computer and Graphics, vol. 23, pp.365-375, 1999 https://doi.org/10.1016/S0097-8493(99)00045-X
  12. Microsoft Inc., 'Rasterization Rule', http://msdn.microsoft.com/archive/en-us/directx9_c/directx/graphics/programmingguide/GettingStarted/3DCoordinateSystems/RasterizationRules.asp, 2007, 5
  13. Chris Hecker, 'Perspective Texture Mapping Part I : Foundations,' Game Developer, pp.16-25, April/May 1995
  14. Abdreas Kugler, 'The Setup for Triangle Rasterization,' Proceeding of 11th Eurographics Workshop on Graphics Hardware '96, pp.49-58, 1996