초록
최근 모바일 기기에 3차원 그래픽 디지털 콘텐츠들이 증가함에 따라 휴대용 기기에 적합한 3차원 그래픽 가속기의 연구와 설계는 점점 중요한 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 저전력 3차원 그래픽 파이프라인에 적합한 효율적인 클리핑 구조를 제안한다. 많은 연산 사이클과 연산기를 필요로 하는 클리핑 연산을 두 단계로 나누어서 기하변환 엔진에서는 컬링 정렬(cull and sort) 유닛으로 구현하고, 실질적인 클리핑은 스캔 변환(scan conversion)에서 구현한다. 즉, 스캔 변환 처리기를 구성하고 있는 변처리 (edge walk) 유닛에서 Y축 클리핑을 함께 수행하고 스팬처리 (span processing) 유닛에서 X축과 Z축 클리핑을 함께 수행한다. 제안하는 기하 변환 엔진의 컬링 정렬 유닛은 기존 클리핑 유닛에 비해 면적과 동작 사이클이 크게 줄었고 스캔 변환 처리기의 면적은 거의 증가하지 않아 전반적으로 동작 속도 및 동작 효율을 높였다. 제안하는 클리핑 구조를 적용한 3차원 그래픽 가속기는 Verilog-HDL을 이용하여 설계하고 FPGA를 이용하여 검증하였다.
Recently, portable devices which require small area and low power consumption employ applications using 3D graphics such as 3D games and 3D graphical user interfaces. We propose an efficient clipping engine algorithm which is suitable in 3D graphics pipeline. The clipping operation is divided into two steps: one is the selection process in the transformation engine and the other is the pixel clipping process in the scan conversion unit. The clipping operation is possible with addition of simple comparator. The clipping for the Y-axis is achieved in the edge walk stage and that for the X and Z-axis is performed in the span processing. The proposed clipping algorithm reduces the operation cycles and the area of of 3D graphics pipelines. We designed a 3D graphics pipeline with the proposed clipping algorithm using Verilog-HDL and verifies the operation using an FPGA.