스마트 폰, 개인용 기기 등을 비롯한 다양한 시스템들에서 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 개발하기 위한 OpenGL 계열 렌더링 표준에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한, 항공용, 군사용, 의료용, 차량용 분야의 수요를 중심으로 형성된 세이프티-크리티컬(safety-critical) 시장에서는 OpenGL의 세이프티 크리티컬 프로파일로 개발된 OpenGL SC 표준이 중요한 역할을 담당한다. 본 논문에서는 OpenGL SC 표준을 비용 대비 효과적으로 제공하기 위해서, 기존의 임베디드 시스템들에서 비교적 널리 사용되고 있는 OpenGL 1.x 파이프라인 상에서 OpenGL SC 에뮬레이션을 제공하는 방법을 제안한다. 우리가 제안하는 방법은 임베디드 시스템에서 낮은 개발비로 OpenGL SC 표준을 제공할 수 있으며, 임베디드 시스템용 PC 개발 환경에서의 에뮬레이션용을 위한 필수 요소이기도 하다. 최종 결과는 리눅스기반 시스템과 VxWORKS 기반 시스템에서 표준에 맞게 작동하고, 적합한 실행 속도를 보였다.
스마트 폰, 개인용 기기 등을 비롯한 다양한 시스템들에서 그래픽 기반의 사용자 인터페이스를 개발하기 위한 OpenGL 계열 렌더링 표준에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한, 항공용, 군사용, 의료용, 차량용 분야의 수요를 중심으로 형성된 세이프티-크리티컬(safety-critical) 시장에서는 OpenGL의 세이프티 크리티컬 프로파일로 개발된 OpenGL SC 표준이 중요한 역할을 담당한다. 본 논문에서는 OpenGL SC 표준을 비용 대비 효과적으로 제공하기 위해서, 기존의 임베디드 시스템들에서 비교적 널리 사용되고 있는 OpenGL 1.x 파이프라인 상에서 OpenGL SC 에뮬레이션을 제공하는 방법을 제안한다. 우리가 제안하는 방법은 임베디드 시스템에서 낮은 개발비로 OpenGL SC 표준을 제공할 수 있으며, 임베디드 시스템용 PC 개발 환경에서의 에뮬레이션용을 위한 필수 요소이기도 하다. 최종 결과는 리눅스기반 시스템과 VxWORKS 기반 시스템에서 표준에 맞게 작동하고, 적합한 실행 속도를 보였다.
The needs for the OpenGL-family of the rendering library standards are highly increasing, especially for the graphical human-machine Interface on the various systems including smart phones and personal information devices. Additionally, in the case of safety-critical market for avionics, military, m...
The needs for the OpenGL-family of the rendering library standards are highly increasing, especially for the graphical human-machine Interface on the various systems including smart phones and personal information devices. Additionally, in the case of safety-critical market for avionics, military, medical and automotive applications, OpenGL SC, the safety critical profile of the OpenGL library plays the major role for the graphical interfaces. In this paper, we represent our OpenGL SC emulation library on the OpenGL 1.x rendering pipeline which is widely available on the existing embedded systems, to provide the features of OpenGL SC standard cost-effectively. Our method can provide the OpenGL SC features at the low development cost on the embedded systems, and its implementation is also one of the fundamental elements for the emulation of embedded systems in the PC environment. Our final result now works on both of Linux-based and VxWORKS systems, showing correct execution results at the reasonable speed.
The needs for the OpenGL-family of the rendering library standards are highly increasing, especially for the graphical human-machine Interface on the various systems including smart phones and personal information devices. Additionally, in the case of safety-critical market for avionics, military, medical and automotive applications, OpenGL SC, the safety critical profile of the OpenGL library plays the major role for the graphical interfaces. In this paper, we represent our OpenGL SC emulation library on the OpenGL 1.x rendering pipeline which is widely available on the existing embedded systems, to provide the features of OpenGL SC standard cost-effectively. Our method can provide the OpenGL SC features at the low development cost on the embedded systems, and its implementation is also one of the fundamental elements for the emulation of embedded systems in the PC environment. Our final result now works on both of Linux-based and VxWORKS systems, showing correct execution results at the reasonable speed.
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문제 정의
반면에, 현재로서는널리 사용되는 OpenGL SC 구현 결과물을 찾기는어렵다. 본 논문에서는 임베디드 시스템을 대상으로하는 OpenGL SC의 비용 대비 효과적 구현을 목표로하였고, 이를 위해서 현용의 임베디드 시스템들에서폭넓게 사용 가능한 OpenGL 1.x 제품들에 주목하였다' 최종적으로 우리는 OpenGL Lx의 고정 렌더링파이프라인(fixed rendering pipeline) 위에서 OpenGL SC 에뮬레이션 라이브러리를 제공함으로써, O[»nGL SC 표준의 모든 기능을 저가격에 제공할 수 있음을보인다.
비용 대비 효과의 향상: OpenGL SC의 기능들을 완전히 새로 개발할 수도 있지만, 이미 시장에는 OpenGL 또는 OpenGL ES의 인증된 하드웨 어 와 디바이스 드라이버들이 충분히 합리적 인 가격에 제공되고 있다. 본 논문에서는 이러한 하드웨어들을 충분히 이용하여 상대적으로 낮은 가격에 OpenGL SC의기능을 제공할 수 있다는 것을 보이고자 한다
이들은 텍스처데이터로부터 별도의 색상표(color table)을 추출해서, 색상표를 변화시키거니-, 여러 개의 텍스처들이하나의 색상표를 공유(share)하는 등의 작업이 가능하게 한디U6]. 본 논문에서는 이들 모든 extension들을 지원하고자 한다.
가설 설정
1 코어에 해당하는 함수들: 이들은모두 하드웨어로 구현되어 있고, 핵심적인 기능을 담당한다. 이들에 대해서는 하위의 OpenGL이 1.1 코어함수들을 제공한다고 가정하고, 하드웨어 구현을 되도록 많이 사용하도록 한다. 다만, 이들이 OpenGL SC와 OpenGL에서 같은 이름을 가지는 함수라고 해서, 기능까지 같은 것은 아니다.
제안 방법
3 코어에 속하는 함수들은모두 multi-texture에 관계된 함수들이고, 하드웨어에서 텍스처 유닛을 2개 이상 지원해야 동작한다. 우리의 구현에서는 OpenGL 1.3 코어를 사용하는 대신, OpenGL의 ARB_multitexture extension을 사용하도록 했다. 이렇게 하면, ARB_multitexture extension을 지원하되, OpenGL 1.
이들 extension들은 OpenGL SC에서는 이미 개발된 항공용 소프트웨어들과의 호환성 문제로 계속지원되어야 하지만, 일반적인 데스크탑 그래픽스 하드웨어들에서는 자연스럽게 도태된 기능들이다. 또한, 우리는 가능한 한 많은 그래픽스 카드에서의 구현을 목표로, OpenGL core 기능의 버 전을 낮추려 는입장이므로, 이 기능을 지원하는 하드웨어를 찾는 것보다는 이 기능 자체를 소프트웨어로 제공하는 방법을 택하였다.
개념 상으로는 텍스처를 필요로 할 때마다이런 복원 작업이 반복적으로 수행되어야 하지만, 우리는 처리 속도를 높이기 위해, 실제 필요로 하는 RGBA 형식의 텍스처를 복원한 후에는 별도의 메모리에 이를 저장해 두고 반복해서 사용하게 했다. 사용자가 텍스처 데이터를 새로 주거나, 색상표(color table) 정보를 새로 부여하는 경우에는 RGBA 형식의 텍스처에 변화가 있을 수 있으므로, 저장된 텍스처를 폐기하고, 복원 작업을 새로 수행하게 했다
개념 상으로는 텍스처를 필요로 할 때마다이런 복원 작업이 반복적으로 수행되어야 하지만, 우리는 처리 속도를 높이기 위해, 실제 필요로 하는 RGBA 형식의 텍스처를 복원한 후에는 별도의 메모리에 이를 저장해 두고 반복해서 사용하게 했다. 사용자가 텍스처 데이터를 새로 주거나, 색상표(color table) 정보를 새로 부여하는 경우에는 RGBA 형식의 텍스처에 변화가 있을 수 있으므로, 저장된 텍스처를 폐기하고, 복원 작업을 새로 수행하게 했다
이는 우리의 초기 설계와 구현 방식이 효과적이었음을 보이는 결과이다. 구현 결과는 OpenGL SC 의 공식 인증 테스트(conformance test) 를 비롯한 다양한 예제 프로그램들을 적합하게 수행하였다.
대상 데이터
우리는 ARB_multitexture extension이 장착된 OpenGL 1.1 코어 시스템을 대상으로, OpenGL SC의에뮬레이션을 제공한다. 전체적인 구현 전략은 아래와 같다.
다음 검증 단계에서는 비교적 저성능의 임베디드시스템을 대상으로, OpenGL 1.2 코어 API와 multie texture extension만 지 원되는 하드웨 어를 사용했다.
성능/효과
우리의 에뮬레이터 방식 구현은 2가지 면에서 의의를 가지는데, 우선, OpenGL 1.1 파이프라인과 ARB_ multitexutre extension을 지 원하는, 최소 사양의 임베디드 시스템들에서도 OpenGL SC를 최소 비용으로 에뮬레이션할 수 있음을 보였다. 또한, OpenGL SC를 위한 PC 기반의 개발 환경을 제공하기 위해서는 데스크 탑 OpenGL 위에서도 동작하는 에뮬레이터가 반드시 필요하디\
이 VxWORKS 기반의 시스템에서도 모든 OpenGL SC 프로그램들이 잘 작동함을 확인하였다.
본 논문에서는 OpenGL SC의 코어 기능들은 물론이고, 모든 extension들이 multi-texture extension 이 지원되는 OpenGL 1.1 하드웨어 상에서 에뮬레이터 형태로 구현될 수 있음을 보였다. 구현 결과에서는 이런 방식의 구현이 하드웨어에서 지원되지 않는 paletted texture 기능들을 완전히 소프트웨어로 구현하였음에도 2% 미만의 속도 저하만을 가져왔음을보여준다.
1 하드웨어 상에서 에뮬레이터 형태로 구현될 수 있음을 보였다. 구현 결과에서는 이런 방식의 구현이 하드웨어에서 지원되지 않는 paletted texture 기능들을 완전히 소프트웨어로 구현하였음에도 2% 미만의 속도 저하만을 가져왔음을보여준다. 이는 우리의 초기 설계와 구현 방식이 효과적이었음을 보이는 결과이다.
참고문헌 (18)
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